TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN VÀ CÁC DÒNG THẢI CHÍNH

Trường Đại học bách khoa Hà Nội
Viện KH & CN Môi trường
***&***
Bài tiểu luận môn quá trình sản xuất cơ bản
Đề tài

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN VÀ
CÁC DÒNG THẢI CHÍNH
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Huyền
Sẻng Kẹo Vàng
Phạm Văn Đồng
Hoàng Văn Tiệp
Nguyễn Mạnh Cường
Giảng viên hướng dẫn:
Thầy Đinh Bách Khoa
Lớp kĩ thuật môi trường K54
Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2014
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời gian học môn các quá trình sản xuất cơ bản,chúng em
đã được học và tìm hiểu những qui trình sản xuất và dòng thải chính
của một số ngành, một số vấn đề.Nhận thấy qui trình sản xuất cồn với
dòng thải của chúng là một đề tài hay cùng sự hướng dẫn của thầy
Khoa nên chúng em đã chọn đề tài này làm đề tài tiểu luận. Qua đó
giúp chúng em có cái nhìn tổng quan hơn về vấn đề này. Đó là cơ hội
để chúng em nắm được những qui trình công nghệ cũng như thấy được
nguyên nhân phát sinh dòng thải. Sau đây là báo cáo về những nội dung
chúng em đã đạt được:
Nội dung cơ bản gồm 3 phần:
- Phần 1: Tổng quan: Do Sẻng Kẹo Vàng, Nguyễn Thị Huyền và

Nguyễn Mạnh Cường viết
- Phần 2: Qui trình sản xuất: Do Phạm Văn Đồng, Nguyễn Thị Huyền
và Hoàng Văn Tiệp viết
- Phần 3: Vấn đề môi trường: Do Sẻng Kẹo Vàng viết
Sự tìm hiểu của chúng em mới chỉ là khái quát vấn đề,chưa đi sâu
chi tiết vào công nghệ, nên chắc chắn còn nhiều sai sót. Rất mong được
sự góp ý của thầy và các bạn để nội dung được hoàn chỉnh hơn.
Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2010
Nhóm trưởng nhóm 5
Nguyễn Thị Huyền
2
MỤC LỤC trang
Phần 1: Công nghệ sản xuất 4
Chương 1 Tổng quan 4
1. Giới thiệu 4
2. Cồn và ứng dụng của cồn
3. Tình hình sản xuất cồn ở nước ta hiện nay 5
4. Tình hình sản xuất cồn trên thế giới 7
5. Sơ đồ công nghệ và các dòng thải kem theo 7
Chương2: Qui trình công nghệ 9
1. Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn 9
2. Nguyên liệu sản xuất cồn 10
3. Nghiền nguyên liệu 14
4. Nấu nguyên liệu 15
5. Đường hóa dịch cháo 18
6. Lên men dịch đường 22
7. Chưng cất và tinh chế cồn 24
8. Đặc điểm sử dụng điện nước 26
Phần 2: Các vấn đề về môi trường 27
Kết luận 30

Phụ lục và tài liệu tham khảo 31
3
Phần một: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Chương 1: TỔNG QUAN
1. Giới thiệu
Êtanol đã được con người sử dụng từ thời tiền sử như là một thành phần gây cảm
giác say trong đồ uống chứa cồn. Các cặn bã khô trong các bình gốm 9000 năm
tuổi tìm thấy ở miền bắc Trung Quốc đã gián tiếp cho thấy việc sử dụng các đồ
uống chứa cồn trong số những người sống ở thời kỳ đồ đá mới. Việc chiết nó ra
dưới dạng tương đối nguyên chất đã được thực hiện lần đầu tiên bởi các nhà giả
kim thuật hồi giáo và họ là những người đã phát triển ra nghệ thuật chưng cất rượu
trong thời kỳ của chế độ khakip (vua chúa Hồi giáo) thời kỳ Abbasid. Các ghi
chép của Jabir Ibn Yayan (Geber) (721-815) đã đề cập tới hơi dễ cháy của rượu
được đun sôi. Al Kindi (801-873) cũng đã miêu tả rõ ràng quá trình chưng cất
rượu. Việc chưng cất êtanol ra khỏi nước có thể tạo ra các sản phẩm chứa tới 96%
êtanol. Êtanol nguyên chất lần đầu tiên đã thu được vào năm 1796 bởi Johan
T.Lowit, bằng cách lọc êtanol chưng cất qua than củi.
Antoiner Loisiner đã mô tả êtanol như là một hợp chất của cacbon, hiđrô và ôxy,
và năm 1808, Nicolas T. de Saussure đã xác định được công thức hóa học của nó.
Năm 1858, Archiband S.Coupper đã công bố công thức cấu trúc của êtanol: điều
này làm cho êtanol trở thành một trong các hợp chất hóa học đầu tiên có sự xác
định cấu trúc hóa học.
Êtanol lần đầu tiên được tổng hợp nhân tạo vào năm 1826, thông qua các cố gắng
độc lập của Henry Hennel ở Anh và S.G. Sérullas ở Pháp. Micheal Faraday đã
điều chế êtanol bằng phản ứng hyđrat hóa etylen với xúc tác axít năm 1828, theo
một công nghệ tương tự như công nghệ tổng hợp êtanol công nghiệp ngày nay.
4
2. Cồn và ứng dụng của cồn
a) Đặc điểm lí hóa của cồn
1

Cồn là chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng, dễ hút ẩm, tạo hỗn hợp đẳng
phí với nước, nồng độ cồn ở điểm đẳng phí là 89%, cồn trộn với nước có
nhiệt độ sôi là 78,150C. Cồn etylic là chất phân cực mạnh. Cồn có thể trộn
lẫn với ete và nhiều dung môi khác. Cồn có thể hoà tan nhiều hợp chất hữu
cơ và vô cơ. Cồn dễ cháy và tạo hỗn hợp nổ với không khí.
b) Ứng dụng của cồn
• Cồn được dùng nhiều trong đời sống: Cồn pha với nước thành rượu để uống, chế
biến thức ăn, chế biến các loại hương hoa quả
• Trong y tế cồn được dùng để sát trùng, sản xuất dược phẩm, để chữa
bệnh,
• Cồn còn là một sản phẩm hoá học: vì cồn có thể sử dụng trực tiếp hoặc là
nguyên liệu trung gian để sản xuất axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat và
các hoá chất khác, có thể tạo ra hoá chất dầu mỏ.
• Ngoài ra cồn còn được dùng trong công nghiệp để làm chất đốt, làm dung
môi hoà tan các hợp chất vô cơ cũng như hữu cơ.
• Cồn còn được dùng trong cao su tổng hợp,…
• Ngày nay, người ta còn dùng cồn tuyệt đối (trên 99,5%V) để thay thế một
phần nhiên liệu cho động cơ ô tô. Cồn có thể thay thế 20% - 22% trong tổng
1
PGS. TS Nguyễn Đình Thưởng, TS Nguyễn Thanh Hằng, Công nghệ sản
xuất và kiểm tracồn etylic, NXB KHKT 2007
5
lượng xăng thành "gasohol" để sử dụng trong ôtô và các phương tiện khác
dùng động cơ xăng. Đây là một hướng phát triển mới và đầy triển vọng của
ngành công nghiệp vì việc sử dụng cồn thay thế một phần cho xăng sẽ làm
giảm bớt sự ô nhiễm môi trường, để tiết kiệm năng lượng của các loại động
cơ. Nó làm tăng chỉ số octan của xăng, ngăn cản sự cháy kích nổ và dẫn đến
có thể thay thế tetra etyl chì là một chất độc.
3. Tình hình sản xuất cồn ở nước ta hiện nay( viết lại)
- Một loạt các nhà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột được thành lập như ở

Hà Nội, Nam Định, Hải Dương, Sau này có xây dựng thêm một số nhà máy sản
xuất cồn rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ của các nhà máy đường.
- Tuy vậy cồn của các nhà máy của ta làm ra nói chung chưa đạt TCVN-71, nhưng
TCVN-71 về cồn rượu của ta cũng thuộc loại thấp so với các nước tiên tiến trên
thế giới. Hiện tại trên lãnh thổ Việt Nam chỉ có 3 cơ sở làm ra được cồn loại I thoả
mãn TCVN-71. Đó là Công ty rượu bia Đồng Xuân Phú Thọ,Công ty rượu Hà Nội
và Bình Tây. Tỷ lệ đạt loại I cũng còn chưa nhiều. Muốn có cồn tinh khiết, chất
lượng cao cần phải có hệ thống chưng luyện tốt và biết cách sử dụng nó.
- Trong hội thảo "Dự án chiến lược phát triển khoa học công nghệ ngành rượu bia
nước giải khát ",theo đề nghị của các chuyên gia đến năm 2005 nước ta nên có
khoảng 180 đến 200 triệu lít rượu các loại, tương đương khoảng 50 triệu lít cồn
tinh khiết. Trong đó cồn từ nguyên liệu tinh bột chiếm 30-40 %, số còn lại là cồn
từ rỉ đường. Cồn tinh bột trước mắt do nhà máy rượu Bình Tây, Hà Nội và Thanh
Ba đảm nhiệm nhưng cần hoàn chỉnh công nghệ và thiết bị để có thể sử dụng hết
năng suất thiết kế. Đồng thời xây dựng thêm một số nhà máy rượu rỉ đường ở
những nơi có mật rỉ.
6
- Chúng em xin khái quát qua về TCVN-71
2
về phân loại cồn. Tuỳ theo nồng độ
rượu và mức độ làm sạch tạp chất mà người ta chia cồn thành 2 loại với các chỉ
tiêu chất lượng như sau:
Chỉ tiêu chất lượng_________________Cồn loại I_________ Cồn loại II Nồng độ
rượu Etylic, %V _____________ >=96_____________ 95
Hàm lượng aldehyt tính theo_____________8________________20
aldehytaxetic, mg/l
Hàm lượng este tính theo______________<=30______________50 axetat etyl,
mg/l
Hàm lượng dầu fusel tính theo____________30______________60 alcol
izoamylic và izobutylic, hỗn hợp 3:1, mg/l

Hàm lượng alcol metylic, %V___________0, 006_____________0,1
Hàm lượng axit tính theo axit axetic,
mg/l_______________________9_______________18
Hàm lượng furfurol_______________không được có_____không được có
Thời gian oxy hoá, phút________________25______________20
Màu sắc__________________________Trong suốt và không màu.
4. Tình hình sản xuất cồn trên thế giới
3
Đầu tư sản xuất và sử dụng ethanol còn xa lạ với Việt Nam nhưng với trên thế
giới, ngành công nghiệp này đã có bề dày trên 30 năm. Đến năm 2007, lượng
2
/>3
/>7
ethanol nhiên liệu sản xuất đã tăng lên 56 tỉ lít, trong đó tỷ lệ sử dụng làm nhiên
liệu tăng lên 75%. Dự báo thời gian tới lượng ethanol nhiên liệu thế giới sẽ tăng
lên 79,3 tỉ lít và tỷ lệ sử dụng làm nhiên liệu tăng lên tới 85%.
Trên thế giới, Brazil, Mỹ và Trung Quốc là 3 quốc gia đứng đầu về sản xuất và sử
dụng ethanol nhiên liệu. Trong khu vực Đông Nam Á, năm 2004, Thái Lan đã sản
xuất trên 280.000 m3 cồn, đầu tư thêm 20 nhà máy để năm 2015 có trên 2,5 tỉ lít
cồn dùng làm nhiên liệu.

Việc sử dụng ethanol cũng đã trở nên quen thuộc ở nhiều nước. Brazil hiện đang là
nước đứng đầu trong sản xuất và xuất khẩu ethanol từ mía đường. Tỷ lệ pha trộn
cồn vào xăng ở Brazil thông dụng ở khoảng 25% đến 30%. Xăng pha ethanol khan
ở tỷ lệ 5 - 10% được dùng bình thường trên mọi động cơ xăng dùng bugi đánh lửa.
Hiện nay ở châu Âu, tỷ lệ ethanol trong xăng là 5,75%, ở Mỹ thông dụng là 10%,
ở các nước khác cũng nằm trong khoảng từ 5 - 10%.
5.Sơ đồ công nghệ và các dòng thải kèm theo:
a) Sơ đồ tổng quát :
8

Hình 1: Sơ đồ tổng quát công nghệ sản xuất cồn etylic
*Đặc điểm của phương pháp Amylo
• Đường hóa khá triệt để nên hiệu suất rượu so với nguyên liệu cao.
• Chu kỳ 1 mẻ rượu kéo dài nên năng suất của nhà máy bị hạn chế .
• Kén chọn nguyên liệu: chỉ thích hợp với gạo, bắp (không thích hợp với
khoai và sắn).
• Chế độ vô trùng phải chặt chẽ (do đường hóa và lên men trong cùng một
thùng ủ)
*Đặc điểm của phương pháp Mycomalt
• Ưu điểm:
- Ít bị nhiễm chua, không đòi hỏi chế độ vô trùng nghiêm ngặt.
- Rút ngắn được chu kỳ sản xuất, dễ tăng năng suất.
- Không kén chọn nguyên liệu.
- Thích hợp cho quy mô sản xuất công nghiệp vừa và nhỏ.
9
• Nhược điểm:
- Tốn nhiều diện tích để nuôi cấy nấm mốc.
- Tốn nhiều bột ngô, trấu, cám để nuôi cấy nấm mốc.
- Thao tác nuôi cấy nấm mốc vất vả hơn, gây men giống phức tạp hơn.
- Tốn nhiều thiết bị đường hóa, lên men.
- Cần có máy lạnh để làm nguội nhanh dịch đường hóa từ 60
o
C xuống
30
o
C.
CHƯƠNG 2. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn.
10
Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn.

2. Nguyên liệu sản xuất cồn
Nguyên liệu chứa polysaccarit đều có thể sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn.
Nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất cồn có hai nhóm chính là nguyên liệu chứa
tinh bột và nguyên liệu chứa đường- rỉ đường.
Ở nước ta cồn được sản xuất từ hai loại nguyên liệu là nguyên liệu chứa tinh bột
và nguyên liệu chứa gỉ đường ( gỉ đường mía). Do dùng nguyên liệu gỉ đường mía,
giá đắt, cồn nghệ sản xuất lạc hậu, tốn nhiều chi phí nên sản phẩm không có sức
cạnh tranh cao. Muốn sản xuất được 1 lít cồn cần 4 kg rỉ đường mía với 6400
đồng
4
phí nguyên liệu. Nếu khi dùng nguyên liệu chứa tinh bột là sắn thì chỉ cần
2,5 kg sắn với chi phí 1200 đồng là có thế sản xuất được một lít cồn. Ngoài ra
cũng có thể sản xuất bằng bã sắn, với 1 lít cồn cần 15 kg bã sắn. Khi dùng sắn và
bã sắn để làm nguyên liệu sản xuất cồn có thể làm giảm ô nhiễm môi trường.
4
/>Nguyên liệu Nghiền nguyên liệu
Nấu nguyên liệu
Đường hóa dịch cháo
Lên men dịch đường
Chưng cất
Tinh chế
Cồn
11
Ngoài ra,khi sản xuất cồn từ sắn ta có thể thu thêm nhiều sản phẩm có giá trị kinh
tế cao như CO
2
lỏng, phân vi sinh và than bùn.
a) Nguyên liệu chứa tinh bột
Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy sản xuất rượu cồn ở nước ta thường dùng là
sắn, ngô, khoai và một phần gạo hoặc tấm.

• Sắn
5

Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro
Sắn tươi
Sắn khô
70,25
13,12
1,102
0,205
0,41
0,41
26,58
74,74
1,11
1,11
0,54
1,69
Bảng 1.Thành phần các chất dinh dưỡng có trong sắn.
6
Phazeolunatin không độc nhưng khi bị thủy phân thì các glucozit này sẽ giải
phóng HCN, là một chất gây độc cho cơ thể. Tuy nhiên dễ bay hơi và dễ hòa tan
trong nước lạnh hay nên dễ loại bỏ.
Độc tố trong sắn có tên chung là phazeolunatin chứa nhiều trong sắn đắng, chủ
yếu ở vỏ và cùi, hàm lượng của phazeolunatin vào khoảng 0,001- 0,04%
Sắn thái lát hoặc phơi khô sẽ làm giảm đáng kể lượng HCN có trong sắn.

*Các loại hạt khác
7

Để sản xuất các loại rượu đặc biệt hoặc tận dụng các lô hàng hỏng.
Các loại hạt này có hàm lượng tinh bột cao, sản xuất rượu tốt.
Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro
5
/>6
/>7
/>12
Gạo giã
Gạo xay
Tấm
Cám
Mì đen
12,6
11,6
11,8
12,5
14
9
9,1
8,9
13,17
11
0,5
2,45
1
10,12
1,7
77
74,79
77,38

72
69,6
0,4
0,65
0,6
14,05
1,9
0,5
1,4
0,7
11,14
1,8
Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của một số loại hạt.
8
Đối với sản xuất cồn thì thành phần quan trọng nhất là gluxit lên men được, gồm
có tinh bột và một số đường.Trên đây,những loại hạt đều chứa hàm lượng tinh bột
khá cao, giá hợp lí, nên có thể dùng làm nguyên liệu.
b) Nguyên liệu chứa rỉ đường
Phế liệu trong công nghiệp đường mía hoặc đường củ cải hoặc loại đường không
kết tinh được chính là nguyên liệu.Chúng chiếm khoảng 3- 5 % lượng mía.
Thành phần rỉ đường phụ thuộc vào giống mía hoặc củ cải, nhưng có một số giá trị
9
xấp xỉ như sau:
 Nước chiếm từ 15- 20%
 Hàm lượng chất khô chiếm 80- 85%. Trong đó:
 60% là đường lên men với:
+ 35- 40% saccaroza
+ 20- 25% đường khử
 40% chất phi đường
+ 20- 32% chất hữu cơ

+8- 10% chất vô cơ
Mật rỉ có độ pH từ 6,8- 7,2
c) Nước
10
Trong công nghiệp sản xuất cồn, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác
nhau:
• Xử lý nguyên liệu
• Nấu nguyên liệu
• Pha loãng dung dịch
• Vệ sinh thiết bị…
8
/>9
/>10
/>13
 Yêu cầu chất lượng nước trong sản xuất rượu
• Trong suốt, không màu, không mùi
• Độ cứng không quá 7 mg-E/l
• Độ oxy hóa ≤ 2 ml KmnO
4
/l
• Chất cặn ≤ 1 mg/l
• Không có kim lọai nặng
• Hàm lượng các muối phải thỏa mãn yêu cầu sau:
 Hàm lượng Clo ≤ 0,5 mg-E/l
 H
2
SO
4
≤ 80 mg-E/l
 Hàm lượng Asen ≤ 0,05 mg-E/l

 Hàm lượng Pb ≤ 0,1 mg-E/l
 Hàm lượng F ≤ 3 mg-E/l
 Hàm lượng Zn ≤ 5 mg-E/l
 Hàm lượng Cu ≤ 3 mg-E/l
 NH
3
và các muối NO
2
-
, NO
3
-
không có.
3.Nghiền nguyên liệu
Mục đích:Phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng hạt tinh
bột khỏi các mô, để khi đưa vào nấu ở nhiệt độ và áp suất phù hợp sẽ biến tinh bột
thành dạng hòa tan.
Nguyên liệu dạng hạt hoặc lát được đưa vào máy nghiền búa ( tại Việt Nam) rồi
tiến hành.Nghiền thô: búa có chiều dày 6- 10 mm. Nghiền nhỏ: búa có chiều dày
2- 3 mm. Tốc độ quay của máy nghiền:2750 vòng/phút. Năng suất của các xưởng
cơ khí nước ta chỉ từ 200 tới 500 kg/h. Còn những máy nghiền có công suất lớn
có năng suất từ 1000, 2000 tới 3000 kg/h
11
.
11
PGS. TS Nguyễn Đình Thưởng, TS Nguyễn Thanh Hằng, Công nghệ sản
xuất và kiểm tracồn etylic, NXB KHKT 2007
14
Hình 3. Máy nghiền búa
Trong quá trình nghiền, các phần nhỏ lọt qua rây được quạt hút và đẩy ra ngoài,

phần chưa lọt qua rây tiếp tục được nghiền nhỏ. Tùy theo chế độ nấu mà rây có
kích thức khác nhau. Năng suất của máy phụ thuộc vào mức độ nghiền và kích
thước rây.
4. Nấu nguyên liệu
Mục đích của quá trình nhằm phá vỡ màng tế bào của các hạt tinh bột, giúp cho
amylaza tiếp xúc được với tinh bột, tạo điều kiện đưa tinh bột về trạng thái hòa tan
trong dung dịch.
Nấu nguyên liệu có thể tiến hành theo một trong ba phương pháp sau: phương
pháp gián đoạn, phương pháp bán liên tục và phương pháp liên tục.
15
Phương pháp được ứng dụng chủ yếu tại Việt Nam
12

- Tại thùng nấu nguyên liệu:
Nguyên liệu được nghiền mịn tới kích thước là 1 mm, hòa với nước ở 30- 40
0
C
theo tỉ lệ nước: bột là 4:1. Khuấy đều, cho 80% lượng α-amylaza chịu nhiệt
( thường sử dụng Termamyl 120L của hãng Novo- Đan Mạch) vào với tỷ lệ 0,02-
0,03% so với khối lượng tinh bột. Đun nóng trong vòng 40 tới 50 phút để đạt tới
85- 87
0
C. Giữ ở nhiệt độ này từ 15 tới 20 phút. Sau đó đung sôi trong vòng 50 tới
60 phút nhằm hòa tan cá hạt tinh bột có kích thước lớn chưa kịp hồ hóa hết. Rồi
chuyển sang thùng đường hóa.
- Tại thùng đường hóa:
Dịch bột được làm nguội đến 90-93
0
C rồi cho hết 20% lượng enzym còn lại vào.
Cuối cùng làm nguội đến 55- 56

0
C, để trong 30 phút. Lúc này pH của dịch cháo sẽ
là: 5,2- 5,4.
Ưu điểm của phương pháp này là hiệu suất tăng đạt khoảng 93% so với lý thuyết,
tiết kiệm được enzym trong quá trình đường hóa, giảm được lượng hơi sử dụng do
không cần đưa nhiệt đô lên quá cao, giảm được lượng bột chưa hòa tan xuống còn
khaongr 0,2- 0,25 g/100ml.
5. Đường hóa dịch cháo
Khái niệm: là quá trình dùng enzym amylase để chuyển hóa tinh bột thành đường
dễ lên men. Quá trình này quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu.
Có 2 loại amylaza: từ mầm đại mạch và từ vi sinh vật. Hầu hết các nhà máy ở
nước ta đều dùng amylaza thu được từ nuôi cấy nấm mốc hoặc sử dụng chế phẩm
12
PGS. TS Nguyễn Đình Thưởng, TS Nguyễn Thanh Hằng, Công nghệ sản
xuất và kiểm tracồn etylic, NXB KHKT 2007
16
amylaza nhập từ nước ngoài ( hãng Novo), đã có nhà máy tự sản xuất amylaza thô,
tuy nhiên chất lượng chưa cao.
Chức năng của enzyme trong quá trình thủy phân tinh bột:
Sự biến đổi của một số chất khác trong quá trình đường hóa:
Quá trình đường hóa có thể tiến hành theo hai phương pháp: gián đoạn hoặc liên
tục. Nhưng luôn bao gồm: Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa. Sau đó cho
chế phẩm amylaza vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ thích hợp trong thời gian xác
định để amylaza chuyển hóa tinh bột thành đường. Tiếp đó, làm lạnh dịch đường
hóa tới nhiệt độ lên men.
Các phản ứng chính khi đường hóa:
(C
6
H
10

O
5
)
n
+ nH
2
O  nC
12
H
22
O
11
C
12
H
22
O
11
 2C
6
H
12
O
6
Sơ đồ chung:
Phương pháp thường được áp dụng tại Việt Nam: Cho toàn bộ dịch cháo vào, bật
cánh khuấy, mở nước làm lạnh đến 70
0
C, cho fluosilicat natri 2% vào để sát trùng,
cho 5-10% amylaza vào để dịch hóa, rồi làm lạnh đến 60

0
C. Tiếp đó, cho nốt 90-
95% amylaza còn lại vào, thời gian đường hóa là 1 giờ. Sau đó làm lạnh tới nhiệt
độ lên men. Ưu điểm của phương pháp này là hoạt động của enzym giảm không
đáng kể. Nhược điểm là tinh bột bị lão hóa nhiều, dịch đặc, độ nhớt cao, làm ảnh
hưởng đến tốc độ của cánh khuấy và một phần hoạt tính của amylaza vẫn bị giảm.
17
Đường hóa liên tục:
Đường hóa liên tục 2 lần cần chú ý tới phương pháp làm lạnh bằng chân không và
dịch cháo được nấu trong môi trường áp suất thấp (0,2 kg/cm
2
) nên nhiệt độ nấu
chỉ còn là 58-59
0
C. Ưu điểm của phương pháp này là dịch cháo được dịch hóa và
làm nguội nhanh nên hạn chế được sự lão hóa tinh bột. Áp suất chân không nên
hơi nước sẽ kéo theo: metanol, furfurol và các mùi lạ, do đó nâng được chất lượng
nguyên liệu. Thời gian đường hóa ngắn (10-15 phút) nên giảm diện tích cho thiết
bị, hạn chế được sự mất hoạt tính của amylaza. Tăng năng suất lao động và hiệu
suất rượu, ngoài ra còn tiết kiệm điện.
Hình4: Sơ đồ đường hóa liên tục hai lần
Phương pháp bán liên tục
18
Hình 5: Sơ đồ nuôi cây men giống bán liên tục
Dịch đường hóa được cho vào thùng đường hóa thêm, duy trì đường hóa tiếp
khoảng 1,5- 2 giờ. Dùng H
2
SO
4
điều chỉnh pH đến 4,0-3,8; thanh trùng trong 1 giờ

ở nhiệt độ 85-86
0
C bằng hơi nước. Làm lạnh dịch xuống 30
0
C rồi đưa xuống hai
thùng nhân giống nấm men. Nấm men từ thùng men giống được tháo xuống hai
thùng này. Dịch đường và nấm men chiếm khoảng 40-50% thể tích mỗi thùng. Tại
đây nấm sẽ phát triển gián đoạn trong 15-18 giờ. Trong quá trình phát triển, nhiệt
độ được điều chỉnh bằng cách dội nước lạnh ở bên ngoài thùng. Song song với
việc nấm men phát triển trong thùng nhân giống, tại thùng đường hóa tiếp tục cho
thêm dịch đường hóa vào và xử lí như bước đầu. Sau 15-18 giờ, cho dịch đường ở
thùng đường hóa thêm xuống thùng nhân giống nấm men, rồi trộn đều. Để nấm
men phát triển thêm trong vòng 5-8 giờ, tháo 50% lượng men ở hai thùng nhân
giống nấm men vào thùng lên men.
6. Qui trình lên men
13
13
/>%C3%AAn+men+c%E1%BB%93n&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=&fp=aca3e24ee110c0a7
19
Phương trình chính lên men rượu:
C
6
H
12
O
6
 2C
2
H
5

OH + 2CO
2
+ Q
a) Từ nguyên liệu tinh bột
Lên men gián đoạn: Quá trình lên men diễn ra trong một thùng. Qui trình lên
men: Vệ sinh thùng, ống, dẫn,van, thanh trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ 95-
100
0
C trong 50-60 phút. Sau đó làm lạnh đến 30
0
C. Lúc này men giống và dịch
đường được đổ song song vào. Thời gian cho vào khoảng 6-8 giờ thì đầy thùng.
Nhiệt độ lên men nhỏ hơn 33
0
C. Quá trình lên men về cuối có nhiệt độ phải là
28
0
C. Ưu điểm của phương pháp này là dễ xử lí khi bị nhiễm, tuy nhiên năng
suất thấp.
Lên men liên tục: Dịch đường và men giống được cho vào thùng đầu, gọi là
thùng lên men chính, luôn chứa một lượng lớn tế bào trong 1 ml dịch. Khi đầy
thùng đầu thì dịch lên men sẽ chảy tiếp sang các thùng bên cạnh và cuối cùng
là thùng chứa giấm chín.
Hình 6: Sơ đồ lên men liên tục
20
Lên men cấp 1 ( 2 thùng) tới lên men cấp 2 tiếp theo là lên men chính từ 8-10
thùng. Thùng lên men cấp 1 có dung tích bằng 25-30% so với thùng lên men cấp
2. Thùng lên men cấp 2 có dung tích bằng 30-60% so với thùng lên men chính.
Các thùng lên men cấp 1 được đặt phía trên thung lên men cấp 2 để tự chảy.
Thùng lên men cấp 2 được đặt cao hơn thùng lên men chính ( ít nhất là 1m ), do

quá trình lên men chính xảy ra mạnh, lượng bọt nhiều.
Lên men cải tiến- bán liên tục
Nhiệt độ môi trường: 35-37
0
C ( max=40
0
C). Thông thường chỉ tưới nước lạnh để
làm mát. Cải tiến đặt thêm thiết bị truyền nhiệt kiểu ống lồng ống, còn lại quá trình
lên men được tiến hành như lên men gián đoạn.
Hình 7: Sơ đồ thiết bị lên men cải tiến
Điểm khác biệt là khi giai đoạn lên men chính tỏa nhiều nhiệt, ta mở các van cho
dịch chảy qua thiết bị làm lạnh và cho chảy ngược vào thùng. Thao tác được kéo
dài cho đến khi chất lượng dịch đạt yêu cầu.
b) Từ mật rỉ đường
Lên men gián đoạn theo sơ đồ một nồng độ: Đầu tiên là vệ sinh, thanh trùng thùng
lên men, cho 10% men giống vào và cho từ từ dịch đường có nồng độ 20-22% với
21
tốc độ sao cho sau 5-6 giờ thì đầy. Lên men 40-48 giờ, nhiệt độ lên men 30-32
0
C.
Mỗi ca sản xuất cần kiểm tra nồng độ dịch đang lên men, độ chua và vi sinh vật.
Lên men gián đoạn theo sơ đồ hai nồng độ ( pha dần ): Cho 10% men giống vào
thùng. Cho từ từ mật, rỉ loãng 12-14% sao cho 3 giờ thì đầy tới 50% thùng lên
men. Cho từ từ rỉ đường đặc 30- 32% với tốc độ sao cho 3-4 giờ thì đầy thùng.
Théo dõi và kiểm tra nồng độ dịch đang lên men, độ chua và vi sinh vật. Lên men
theo sơ đồ hai nồng đọ luôn đạt hiệu quả cao hơn từ 0,5- 1% so với sơ đồ một
nồng độ. Sơ đồ một nồng độ đơn giản hơn và nấm men sau lên men có hoạt độ cao
hơn. Độ rượu trong giẩm chín từ rỉ đường có thể đạt tới 9-10% so với dịch đường
từ tinh bột.
7. Chưng cất và tinh chế cồn

a) Quá trình chưng cất
Chưng luyện gián đoạn: Chưng cất thì thời gian cất khoảng từ 6- 8 giờ, nhưng
năng suất thấp, tốn năng lượng và nồng độ không ổn định.
Hình 8: Chưng luyện gián đoạn
22
b)Tinh chế
Hình 9: Sơ đồ tinh chế gián đoạn
Giai đoạn 1: Xử lí bằng hóa chất
NaOH ( khử acid dùng để tạo muối không bay hơi)
RCOOC
2
H
5
+ NaOH → RCOONa + C
2
H
5
OH
R
1
COOH + NaOH → R
1
COONa + H
2
O
KMnO
4
và NaOH có tác dụng khử aldehyd
2KMnO
4

+ 3CH
3
CHO + NaOH → 2CH
3
COOK + CH
3
COONa + 2MnO
2
+ H
2
O
Cần tính toán lượng hóa chất dựa vào vừa đủ không dư vì dư thì cồn cũng sẽ bị
oxy hóa theo, tạo thành acid và gây tổn thất. Pha loãng cồn thô tới nồng độ khoảng
50% thể tích. Dùng dung dịch NaOH 10% cho vào rồi khuấy đều, điều chỉnh tới
pH= 8,5- 9
Giai đoạn 2: Tinh chế: Dùng hơi trực tiếp và gián tiếp đun tới nhiệt độ =80-90
0
C
để phản ứng xảy ra 1- 2 giờ, đồng thời mở nhỏ nước đủ nhưng tụ phần hơi rượu
23
bay lên. Sau đó mở van hơi gián tiếp, đun sôi để hơi rượu bay lên đi tới bộ phận
ngưng tụ. Kết quả đạt khoảng như sau:
*3-5% cồn đầu: nhiều tạp chất
*6-12% tiếp theo: nhiều tạp chất đầu
*60-80% tiếp theo: sản phẩm chính
*6-12% tiếp theo: loại 2
*3-5% rượu fusel(103
0
C)
8)Đặc điểm sử dụng điện nước

14
Để cung cấp nhiệt cho nồi hơi có thể dùng than hoặc dầu thô, dầu diezen…Theo
công nghệ của công ty Cing- Đài Loan thì: Kích thước nhà xưởng cần thiết là dài
20m, rộng 10m, cao 5m. Lượng điện cung cấp cho 2 máy bơm chuyên dụng, 3
máy bơm chất lỏng chưng cất, 2 máy bơm đóng chai, 2 thiết bị lọc khí khử trùng
hơi và 1 hệ thống khí nén là 15kW/h. Lượng nước cung cấp cho 1 thùng ngâm, 1
nồi hơi là 1000/h. Lượng dầu cung cấp cho 1 nồi hơi là 120lít/h. Ngoài ra còn cần
điện chiếu sáng , quạt gió… và nước sinh hoạt.
Phần hai: VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG
*Các dòng thải kèm theo:
1. Các dòng thải chính:
Như hầu hết các công nghệ sản xuất thực phẩm khác, đặc biệt là công nghệ
sản xuất nước giải khát, vấn đề lớn nhất trong nhà máy rượu là lượng nước thải rất
lớn, chứa nhiều chất hữu cơ, hàm lượng cặn lơ lửng cao, PH cao, nhiệt độ cao.
Việc lưu giữ và thải bỏ lượng men thải lớn và bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men
14
Dựa theo số liệu của tiểu luận K51.
24
sau mỗi lần lọc làm tải lượng hữu cơ trong nước thải rất lớn. Nguồn nước thải
không được kiểm soát và không đước xử lý sẽ dẫn đến phân hủy các chất hữu cơ,
làm ôxy hòa tan DO (Dissolved Oxygen) trong nước cần thiết cho thủy sinh, tăng
hàm lượng ôxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand) và ôxy hóa học
COD (Chemical Oxygen Demand). Ngoài ra quá trình này còn gây ra mùi khó
chịu. Các thành phần khác có trong nước thải như nitrat, photphat gây ra hiện
tượng phì dưỡng cho các thực vật thủy sinh. Công nghệ sản xuất cồn phát thải ra
môi trường dưới cả ba dạng: rắn, lỏng và khí.
Hệ số ô nhiễm của công nghệ sản xuất rượu là 0,27
15
2. Các tác động:
a) Tác động đến môi trường sinh thải:

Các tác động này chủ yếu liên quan đến việc thải các chất ô nhiễm nước,
khí, các
chất thải rắn vượt quá mức cho phép vào môi trường tiếp nhận gây nên những biến
đổi cơ bản về hệ sinh thải. Tùy theo dạng chất thải và môi trường tiếp nhận mà các
hệ sinh thải có thể bị tác động:
• Hệ sinh thải dưới nước : các tác động đối với hệ sinh thải dưới nước bắt
nguồn từ ô nhiễm nguồn nước do các loại nước thải của nhà máy gây nên độ
đục của nước tăng ngăn cản độ xuyên của ánh sáng, độ PH trong thủy vực bị
thay đổi. Tùy theo đặc điểm hệ sinh thải của vùng dự án mà số các loài bị
tác động có thể nhiều hay ít.
15
/>25