công nghệ sản xuất cồn etylic

Bài báo cáo môn:
CÔNG NGH LÊN MENỆ
Đề tài:
Công nghệ sản xuất cồn Etylic


Nhóm 1:

Nguyễn Trung Khánh Hòa

Nguyễn Thị Thúy Liễu

Nguyễn Thị Bích Liên

Vương Thị Kim Yến

Nguyễn Minh Vũ

Trần Vũ Lâm

Hồ Ngọc Đồng

Nguyễn Văn Biết


M đ u:ở ầ

Cồn, rượu được con người xem là sản phẩm thực
phẩm nhưng cũng lại là sản phẩm có nguy cơ độc
hại cao đối với cơ thể con người. Tuy nhiên, sản

lượng cồn rượu mà thế giới ra hàng càng ngày
càng tăng thêm. Hầu hết các nước trên thế giới đều
dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khác
nhau như: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các
ngành công nghiệp khác.


N i dung:ộ

Phân biệt Rượu và Cồn

Hệ Sinh Vật trong lên men cồn
-
Chủng, giống
-
Môi trường dinh dưỡng
-
Yếu tố tăng trưởng
-
Điều kiện nuôi cấy

Cơ sở hóa sinh lên men rượu

Quá trình sản xuất thực tế


Phân bi t c n và r uệ ồ ượ

Cồn là gì?
Hay còn gọi ethanol, ethyl alcohol; ancol etylic

- Công thức hóa học C
2
H
5
OH
-Chất lỏng không màu, mùi đặc trưng, vị cay
- t
s
= 78,3
o
C
- Khối lượng riêng ở 15
o
C: 0,79356 g/m
3
- Hoá rắn ở -114,15
o
C
- Cháy với ngọn lửa không sáng lắm và toả nhiệt:
1 g E cho 7 cal.
- Tan trong nước với bất kì tỉ lệ nào.


Phân bi t c n và r uệ ồ ượ

Rượu: (hay còn gọi là alcohol, cồn)
Những hợp chất hữu cơ trong phân tử có một hay
nhiều nhóm OH nối với nguyên tử cacbon no (nếu hợp
chất có nhóm OH ở nguyên tử cacbon không no của
dãy mạch không vòng thì được xếp vào loại enol; hợp

chất có nhóm OH ở cacbon của vòng thơm, được xếp
vào loại phenol).
Tuỳ theo số lượng nhóm OH có trong phân tử mà
phân biệt monol, điol, triol và poliol


Phân bi t c n và r uệ ồ ượ

Thuật ngữ Alcohol còn được dùng để chỉ ancol etylic
90
0
trở lên (tên thông dụng là cồn 90).

Thường các loại đồ uống có chứa cồn được chia
theo nồng độ cồn có bên trong:
- Kefia (kefir): sữa lên men, có nồng độ nhiều
nhất là 3%
- Bia: 1 – 12%, thường ở vào khoảng 5%
- Rượu vang: 7 – 14% thường vào khoảng 12%
- Rượu mùi: khoảng 15 – 75%, thông thường
dưới 30%
- Rượu mạnh: thường vào khoảng 30 – 55%


H Vi Sinh V t trong lên men c nệ ậ ồ
Trong sản xuất cồn thực phẩm nói riêng và sản xuất
lên men nói chung, ngoài nguyên liệu ban đầu, hệ vi
sinh vật cũng là một yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng
trực tiếp đến màu sắc, mùi vị, hương vị của sản phẩm.
Trong sản xuất cồn có thể kể đến một số VSV như:

-
Nấm men
-
Nấm mốc


H Vi Sinh V t trong lên men c nệ ậ ồ

Nấm men: đây là vi sinh vật quan trọng nhất trong
sản xuất rượu. Có thể kể đến một số chủng như:
Saccharomyces cerevisiae, Sac.uvarum,
Schizosaccharomyces pombe, và Kluverromyces
sp.

Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay
dùng chủng Saccharomyces và chia thành:
- Nấm men nổi
- Nấm men chìm


H Vi Sinh V t trong lên men c nệ ậ ồ

Đa số nấm men bia, rượu vang đều thuộc nấm men
chìm.

Do tính chất đa dạng cũng như truyền thống sản
xuất nên trong mỗi nước, mỗi địa phương thường
dùng một số chủng mang ký hiệu khác nhau nhưng
cũng có những tính chất cơ bản giống nhau, thỏa
mãn nhu cầu sản xuất.

Môi tr ng dinh d ngườ ưỡ

Tùy thuộc vào chủng, giống, trạng thái sinh lý cũng
như điều kiện nuôi cấy mà tỉ lệ thành phần môi
trường có thể thay đổi. Tuy nhiên, thành phần các
chất dinh dưỡng có thể kể đến như: glucide, protide,
chất khoáng, các nguyên tố vi lượng, vitamin,…


Y u t tăng tr ngế ố ưở

Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Mỗi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho phát triển
của chúng. Đối với nấm men saccharomyces, nhiệt độ
tối ưu nằm trong giớ hạn 28 – 32
0
C.

Ảnh hưởng của pH:
Nồng độ ion H
+
trong canh trường có ảnh hưởng
lớn đến hoạt động của nấm men.
Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo cồn
etylic là 4,5-5,0. Khi men giống trong điều kiện sản
xuất, người ta điều chỉnh pH tới 3,8-4,0 để hạn chế
phát triển của vi khuẩn lactic và vi khuẩn hoang dại.

Y u t tăng tr ngế ố ưở

Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men:
Bình thường người ta khống chế nồng độ chất khô
trong dịch đường từ 16% - 18%

Ảnh hưởng của một số hóa chất và chất sát
trùng:
Tùy theo tính chất và mức độ phân ly mà tác hại
của chúng lên nấm men sẽ khác nhau. Do đó cũng
cần tùy theo loại và chất lượng mà dùng nhiều hay ít,
đảm bảo hạn chế được sự phát triên của tạp khuẩn
mà không ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men.


Y u t tăng tr ngế ố ưở

Ảnh hưởng của sục khí
Sục khí để hòa tan oxy vào dịch đường sẽ giúp cho
nấm men phát triển nhanh hơn. Tuy nhiên, sục khí sẽ
làm lượng rượu bay hơi nhiều hơn. Mặt khác, nếu dư
sẽ làm giảm hiệu suất lên men.

Ảnh hưởng của nguồn nito bổ sung
Việc bổ sung nito cho phép rút ngắn thời gian lên
men, đồng thời lên men cũng tốt và đạt hiệu quả cao
hơn. Trong đó nguồn nito từ ure là tốt nhất.

Đi u ki n nuôi c yề ệ ấ

Nuôi cấy trong PTN:môi trường nuôi cấy phải chứa
đầy đủ chất dinh dưỡng và được tiệt trùng. Trong
điều kiện hiện nay, môi trường có thể chỉ dùng malt
đại mạch.

Nuôi cấy trong sản xuất: Môi trường dùng để gây
men trong sản xuất không có gì đặc biệt, thường lấy
trực tiếp ở thùng đường hóa, nhưng cần đường hóa
thêm để đảm bảo hàm lượng đường 60g/l trở lên.
Nhân giống có thể tiến hành gián đoạn, bán liên tục
hoặc liên tục.


C s hóa sinh lên men c nơ ở ồ

Về lý thuyết, lên men có phương trình tổng quát
như sau:zymaza
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q
zymaza


C s hóa sinh lên men c nơ ở ồ

Theo lý thuyết hiện đại, sự tạo thành rượu từ
glucoza được trải qua các giai đoạn sau:
1. Do xúc tác của glucokinaza
C
6

H
12
O
6
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
4
CHO+ADP
2. Dưới tác dụng của enzyme đồng phân gluco
phosphate – izomeraza:
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
4
CHO 
CH
2
O(H
2
PO
3

)(CHOH)3COCH
2
OH


C s hóa sinh c a lên men c nơ ở ủ ồ
3. Dưới tác dụng của phosphofructokinaza:
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
OH+ATP
CH
2
O(H
2
PO
3
)CO(CHOH)
3
CH
2
OH(H
3

PO
4
) + ADP
4. Được xúc tác bởi aldolaza.
CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2OH(H3PO4) 
CH2O(H2PO3)COCH2OH +
H2O(H2PO3)CHOHCHO


C s hóa sinh c a lên men c nơ ở ủ ồ
5. Dưới tác dụng của enzyme triphosphate –
izomeraza:
CH2O(H
2
PO
3
)COCH
2
OH  CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO
6. Nhờ xúc tác của enzyme triphosphatedehydronaza
– coenzyme của nó là NAD
2CH
2
O(H

2
PO
3
)CHOHCHO + 2H
3
PO
4
+ 2NAD 
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOO~H
3
PO
3
+ 2NAD.H
2


C s hóa sinh c a lên men c nơ ở ủ ồ
7. Với sự tham gia của phosphoglyceratkinaza
2CH
2
O(H
2
PO
3

)CHOHCOO~H
3
PO
3
+ 2ADP 
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOOH + 2ATP
8. Dưới tác dụng của enzyme acide 2-
phosphoglyceromutaza
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOOH 
2CH
2
OHCHO(H
2
PO
3
)COOH
9. Dưới tác dụng của enolaza
2CH

2
OHCHO(H
2
PO
3
)COOH 
2CH
2
CO(H
2
PO
3
)COOH + 2H
2
O


10. Do enzyme pyrovatkinaza
2CH
2
=CO~(H
2
PO
3
)COOH + 2ADP 
2CH
3
CO-COOH + 2ATP
11. Tới đây, acide pyrovic bị decarrboxyl để tạo thành
aldehyt acetic

2CH
3
CO-COOH  2CO
2
+ 2CH
3
CHO
12. Giai đoạn cuối cùng của lên men rượu là aldehyt
acetic bị khử bởi NAD.H2
2CH
3
CHO + 2NAD.H
2
 2CH
3
CH
2
OH + 2NAD


Quá trình s n xu t th c tả ấ ự ế

Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể
dùng bất kỳ nguyên liệu nào có chứa đường hoặc
polysaccharit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành
đường lên men được. Do đó chúng ta có thể sử dụng
cả nguyên liệu giàu celluloza để thủy phân thành
đường. tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, để đảm
bảo lợi nhuận cũng như thời gian thu hồi sản phẩm,
người ta thường chọn nguyên liệu đáp ứng những nhu

cầu sau:
- Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng
đem lại hiệu quả kinh tế
- Vùng nguyên liệu phải tập trung và đủ thỏa mãn
nhu cầu sản xuất


Quá trình s n xu t th c tả ấ ự ế
Hai nguyên liệu thường được sử dụng nhất ở nước ta
là tinh bột (sắn) và từ mật rỉ


Quá trình s n xu t t tinh b tả ấ ừ ộ
Nấm mốc
Nghiền nguyên liệu
Nấu nguyên liệu
Đường hóa dịch cháo
Lên men dịch đường
Chưng cất và
tinh chế cồn etylic
Enzyme amylaza
Gây men giống


Quá trình s n xu t t m t rả ấ ừ ậ ỉ
Bổ sung nguồn dinh dưỡng
Tách cặn
Pha loãng
Lên men
dịch đường

Chưng cất và
tinh chế cồn etylic
Gây men
giống
Xử lý mật rỉ
Pha loãng sơ bộ