Thiết kế nhà máy sản xuất rượu shochu trắng năng suất 3 triệu lít/năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí – Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế nhà máy sản xuất rượu shochu trắng năng suắt 3 triệu lít/năm

Sinh viên thực hiện

: Trương Văn Thanh Sang

Lớp

: Công nghệ thực phẩm 45

Thời gian thực hiện

: Từ 9/2015-3/2016

Giáo viên hướng dẫn

: Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh

Bộ môn

: Công nghệ thực phẩm

NĂM 2016


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này tôi đã nhận được sự quan
tâm giúp đỡ nhiệt tình của các cá nhân, tổ chức.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo trong Khoa Cơ Khí – Công
Nghệ đã tận tâm truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quãng thời gian

được học tập tại trường.
Tôi đặc biệt biết ơn sâu sắc đến cô Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh đã nhiệt
tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành khóa luận
tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, công nhân viên của Công Ty
TNHH 1TV Thực Phẩm Huế đã tạo rất nhiều điều kiện cũng như giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình thực tập tại nhà máy.
Do bản thân còn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế nên bài khóa luận
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chính vì vậy, tôi rất mong nhận
được sự thông cảm và ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để khóa
luận được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Huế, ngày….tháng 3 năm 2016
Sinh viên

Trương Văn Thanh Sang


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Trương Văn Thanh Sang
Lớp: Công nghệ thực phẩm 45
Khóa: 2011-2016
Khoa: Cơ khí - công nghệ
I. Đề tài thiết kế:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT RƯỢU SHOCHU TRẮNG
NĂNG SUẤT 3 TRIỆU LÍT/NĂM
Các số liệu ban đầu:
II. Năng suất: 3 triệu lít/năm.
III. Nội dung phần thuyết minh tính toán

Phần 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật
Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
Phần 3: Quy trình và thuyết minh quy trình công nghệ
Phần 4: Tính cân bằng vật liệu
Phần 5: Tính toán và chọn thiết bị
Phần 6: Tính tổ chức và xây dựng
Phần 7: Tính điện, hơi, nước
Phần 8: Hệ thống quản lý chất lượng sản phẩm
Phần 9: An toàn lao động, phòng cháy chữa cháy và vệ sinh nhà máy
− Kết luận
− Tài liệu tham khảo
IV. Các bản vẽ

1) Bản vẽ dây chuyền công nghệ
(A0)
2) Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)
3) Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính
(A0)
4) Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy
(A0)
5) Bản vẽ sơ đồ hơi nước
(A0)
V. Giáo viên hướng dẫn
Họ và tên: Th.S Trần Thanh Quỳnh Anh
VI. Ngày giao đề tài: ……/.…../…....

VII. Ngày hoàn thành: ….../….../.......
Giáo viên hướng dẫn
ThS. Trần Thanh Quỳnh Anh


PHẦN 1
LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
Ở nước ta, người dân từ lâu đã quen với các loại rượu cao
độ từ gạo, nếp (rượu đế) nhưng với mức sống ngày càng cao thì
nhu cầu thưởng thức rượu cũng tăng cao.
Theo kết quả nghiên cứu mới đây của Viện Chiến Lược và
Chính sách Y tế cho thấy:

− Nhu cầu tiêu thu rượu của nước ta ngày càng tăng cao. Hiện

nay mức tiêu thụ rượu bình quân của nước ta là 3,9
lít/người/năm, có nghĩa là nước ta tiêu thụ gần 320 triệu lít
rượu/năm. Trong những năm qua, bình quân GNP/người/năm
thường tăng từ 5 ÷ 6% song mức tiêu thụ rượu lại tăng 8 ÷
10%.
− Ngành công nghiệp rượu phát triển khá mạnh. Tổng sản lượng
rượu đạt 150 triệu lít/năm. Ngoài ra, rượu nấu thủ công trong
cộng đồng ước khoảng 200 triệu lít/năm cùng hàng triệu lít rượu
ngoại nhập khẩu chính thức và nhập lậu. Vậy lượng rượu nội địa
chỉ vừa đáp ứng đủ nhu cầu của trong nước, trong khi đó phải

nhập thêm rượu ngoại. Và theo đà tăng mức tiêu thụ rượu 8 ÷
10% năm thì việc xây dựng nhà máy sản xuất rượu Shochu
trắng để vừa đáp ứng nhu cầu xuất khẩu vừa giải quyết vấn đề
cho người dân.
− Các chỉ tiêu sản lượng rượu được xác định trong quy hoạch rượu
bia, nước giải khát vẫn không ngừng gia tăng, dự báo đến năm
2018 sản lượng rượu đạt 300 triệu lít.
Do đời sống ngày càng được nâng cao nên sự đòi hỏi của
con người về rượu có chất lượng cao ngày càng tăng lên nên
việc sử dụng các loại rượu ngoại ngày càng tăng. Loại rượu gạo
được sử dụng nhiều hơn do đó việc sản xuất rượu Sochu là điều
cần làm.

Dựa vào tiềm năng này, ngày 6/3/2002 Thủ tướng chính phủ
đã phê duyệt quy hoạch tổng thể ngành Rượu – Bia – Nước giải
khát Việt Nam đến năm 2018. Vì vậy, việc sản xuất rượu Sochu
có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển. Vì thế việc xây dựng
các nhà máy sản xuất rượu đáp ứng được các yêu cầu cấp thiết
4


sau:
− Đem lại khoản thuế nộp cho chính phủ như doanh thu, thuế thu
nhập…
− Tạo công ăn việc làm cho cán bộ, nhân dân trong vùng góp

phần tăng thu nhập, cải thiện đời sống nhân dân.
− Thúc đẩy ngành trồng gạo, nấu rượu, kinh tế đất nước phát
triển.
1.1. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy [1]

Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy
hoạch chung và đảm bảo sự phát triển về kinh tế của địa
phương, phải đảm bảo các điều kiện thuận lợi như gần nguồn
nguyên liệu để giảm giá thành vận chuyển, giảm hao hụt
nguyên liệu, điều kiện tự nhiên, xã hội, ít cạnh tranh, thị trường
tiêu thụ lớn.
Theo khảo sát cho thấy hiện nay tại khu công nghiệp Hòa

Khánh thuộc thành phố Đà Nẵng chưa có nhiều nhà máy sản
xuất rượu cũng như là rượu Shochu trắng.

Hình 1.1. Khu công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng

Qua quá trình nghiên cứu nguồn cung cấp nguyên liệu, khí
hậu, đất đai, phương tiện giao thông, điều kiện điện nước, thị
trường tiêu thụ và nhân công của thành phố Đà Nẵng, chúng
tôi quyết định xây dựng nhà máy sản xuất rượu Shochu trắng
5

tại khu công nghiệp Hòa Khánh thuộc thành phố Đà Nẵng,
nhằm góp phần thúc đẩy nền kinh tế Đà Nẵng, cũng như nền
kinh tế cả nước phát triển.
Nhà máy xây dựng cần đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế
như sau:
−
−
−
−
−
−
−

Giá thành công xưởng thấp nhất.
Lợi nhuận nhiều nhất.
Năng suất nhà máy cao nhất.
Chi phí vận tải ít nhất.
Dự trữ nguyên liệu và lưu kho sản phẩm hợp lý nhất.
Tiêu hao năng lượng ít nhất.
Nhà máy hoạt động ổn định nhất.
Khu công nghiệp Hòa Khánh được thành lập theo Quyết định số
3698/QĐ-UB ngày 12/12/1996 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh
Quảng Nam, Đà Nẵng (cũ), thuộc phường Hòa Khánh, quận Liên
Chiểu.

+ Tổng diện tích ban đầu là 423,5ha.
+ Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10km.
+ Cảng biển Tiên Sa 20km, cảng Sông Hàn 13km, cảng biển Liên Chiểu
5km.
− Địa điểm nhà máy chúng tôi chọn nằm trên khu đất bằng phẳng

rộng trên 395,72 ha cách thành phố Đà Nẵng, sân bay quốc tế,
ga Đà Nẵng khoảng 10 km. Độ dốc của đất là 1%, mực nước
ngầm thấp, cường độ chịu lực của đất 1÷ 2 kg/cm 3thuận lợi cho
việc xây dựng nhà máy công nghiệp.
1.2. Đặc điểm tự nhiên [1]

Thành phố Đà Nẵng trải dài từ 15°55' đến 16°14' vĩ độ Bắc
và từ 107°18' đến 108°20' kinh độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh
Thừa Thiên - Huế, phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía
Đông giáp biển Đông.
Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu
miền Bắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển
hình ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt.
+ Mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12.
6

+ Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7.
− Nhiệt độ trung bình năm từ 28ºC - 29ºC, bão thường đổ bộ trực
−
−

−

−

tiếp vào thành phố các tháng 9, 10 hàng năm.
Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%.
Lượng mưa trung bình hàng năm là 2.504,57mm, lượng mưa

cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình 550 - 1000
mm/tháng, thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3, 4, trung bình 23 –
40 mm/tháng.
Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ, nhiều nhất là
vào tháng 5, 6, trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng, ít nhất là
vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 đến 165 giờ/tháng.
Việc xác định hướng gió có ý nghĩa quan trọng trong việc bố trí
xây dựng và bố trí các hạng mục của nhà máy.

+ Hướng gió chủ yếu mùa khô: Đông - Nam.
+ Hướng gió chủ yếu mùa mưa: Đông - Bắc.

Hình 1.2. Biểu đồ hướng gió thành phố Đà Nẵng
1.3. Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nhà máy chủ yếu hoạt động dựa vào nguồn nước ngầm của
địa phương.
Do nước ta là nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới, do đó
việc nhà máy chủ yếu sử dụng gạo trong nước là chính.
Gạo: Thành phần hóa học của gạo có đầy đủ các đại dưỡng
chất sinh năng lượng là protein, gluxit, lipid với các acid amin
cần thiết và acid béo chưa no cần thiết cao hơn so với loại thức
ăn khác, mà nó còn có nhiều vitamin (B1, B2, B5, B6, B12, tiền
vitamin A, C, E, K...), các chất khoáng (K, Na, Ca, P, Mg, Zn...),

các chất xơ tan và không tan có lợi cho tiêu hóa.
7


Gạo là nguyên liệu chính được dùng trong sản xuất rượu
Shochu. Ở đây người ta dùng gạo làm môi trường dinh dưỡng
để nuôi cấy nấm mốc. Loại gạo gạo mà nhà máy sử dụng trong
sản xuất là gạo tẻ, gạo 64 hạt dài tỷ lệ tấm <5%, độ ẩm gạo là
12-14%, hàm lượng tinh bột từ 60-72%. Gạo thường được nhà
máy nhập về từ Long An, Đồng Tháp... Đối với làm Shochu thì
gạo sẽ được để nguyên hạt.
Tại nhà máy, gạo được bảo quản trong kho, kho phải thoáng

mát, sạch sẽ. Gạo được đặt thành từng khối trên các palet bằng
gỗ cách nền 12 cm, cách tường 30 – 40 cm. Hàng tháng sẽ diệt
chuột, mối định kỳ.
1.4. Hợp tác hóa [1]

Để nhà máy thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng
như tiêu thụ sản phẩm và phế phẩm, cần phải hợp tác hóa với
các nhà máy lân cận trong và ngoài thành phố để sử dụng
chung những công trình điện, nước, giao thông, thu mua
nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm. Nhằm giảm bớt vốn đầu tư
xây dựng, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng thời tạo nên hệ
thống sử dụng tuần hoàn chất thải chống ô nhiễm môi trường.

Mặt khác, nhà máy đặt tại khu công nghiệp Hòa Khánh có cơ sở
hạ tầng đảm bảo là điều kiện thuận lợi để nhà máy phát triển.
1.5. Nguồn cung cấp điện

Nguồn điện nhà máy lấy từ mạng lưới điện quốc gia, nhờ có
trạm biến áp 110 kV có dòng điện tiêu thụ với điện áp
220/380V. Để đề phòng mất điện, nhà máy cần có máy phát
điện dự phòng.
1.6. Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nguyên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi riêng
của nhà máy, dầu bôi trơn, sử dụng nước để làm lạnh và làm

nguội sản phẩm khi cần…. Nhập từ các nơi vào để đảm bảo cho
nhà máy hoạt động. Riêng việc làm lạnh và làm nóng nước ta có
thể sử dụng máy gia nhiệt.
1.7. Giao thông[1]

Nhà máy rượu sochu cần có một lượng vận chuyển lớn để
8


vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm. Việc nhà máy xây dựng
ở một thành phố lớn như Đà Nẵng có hệ thống giao thông phát
triển cộng với việc nhà máy nằm trong khu công nghiệp ở gần

quốc lộ, đường sắt và cảng biển nên rất thuận tiện cho việc tập
trung nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm.
1.8. Nguồn nước

Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nước sử dụng do
công ty cấp nước Đà Nẵng cung cấp. Ngoài ra cần đào thêm
giếng để ổn định nguồn nước và qua xử lý trước khi đưa vào sử
dụng. Lượng nước nhà máy dùng trong sản xuất và sinh hoạt rất
lớn, tùy theo công đoạn sản xuất mà sử dụng lượng nước và
chất lượng nước khác nhau cần đảm bảo được các chỉ tiêu nhất
định như chỉ tiêu hóa học, hóa lý và tiêu chuẩn vi sinh vật.
1.9. Hệ thống thoát nước

Nước thải ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài và bên trong
nhà máy. Vì vậy, nhà máy đã đầu tư công nghệ xử lý nước bằng
phương pháp sinh học để có thể tái sử dụng nước. Từ đó giảm
được chi phí trong việc sử dụng nước cho nhà máy, từ đó giảm
được hao tổn tiền bạc.

9


1.10. Nguồn nhân lực [1]

Đà Nẵng là một trong những thành phố lớn cho nên nguồn
nhân lực rất dồi dào, có nhiều nhân tài được đào tạo nhiều nơi
trên đất nước, bên cạnh đó nhà máy còn cộng tác với cán bộ
khoa học kỹ thuật của trường Đại Học bách khoa Đà Nẵng và
các trường khác trong khu vực để có thể giải quyết được các
vấn đề xảy ra khi nhà máy hoạt động.
1.11. Thị trường tiêu thụ

Cung cấp cho người dân Đà Nẵng và các vùng lân cận. Sau
đó hướng đến thị trường miền Bắc, Tây Nguyên và khu vực miền
Nam. Ngoài ra còn có xuất khẩu sang Hàn Quốc, Nhật Bản…
1.12. Ưu đãi

Ưu đãi về đầu tư: nhà đầu tư trong và ngoài nước đầu tư
vào Khu công nghiệp Hòa Khánh thành phố Đà Nẵng được
hưởng các ưu đãi về đầu tư theo quy định của Chính phủ về
thuế Thu nhập doanh nghiệp, thuế xuất nhập khẩu, tiền thuê
đất và các ưu đãi khác tùy theo loại hình doanh nghiệp đăng ký
đầu tư, quy mô vốn đầu tư, tỷ lệ xuất nhập khẩu sản phẩm…
 Tóm lại:thiết kế nhà máy sản xuất rượu Shochu trắng năng suất

3 triệu lít/năm tai địa bàn công nghiệp Hòa Khánh là hoàn toàn
hợp lý và khả thi, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng và
xuất khẩu. Qua đó, giải quyết một phần vấn đề lao động dư

thừa, nâng cao đời sống nhân dân, trình độ văn hóa kỹ thuật
cho nhiều người.

10


PHẦN 2
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
2.1.

Giới thiệu về Shochu

Shochu là một thức uống có cồn, có màu trong và có nồng
độ cồn từ khoảng 20-45%, loại nồng độ cồn 20% là phổ biến
nhất. Nguyên liệu để làm rượu Shochu là gạo, nước, men...cách
làm cũng tương tự như cách làm của người Việt Nam. Việc lựa
chọn loại gạo, men, nguồn nước, cách lên men...là các yếu tố
quyết định đối với chất lượng của rượu Shochu, và mỗi nơi có
một bí quyết tạo cho rượu Shochu có hương vị đặc trưng.
Người ta có thể uống Shochu ấm, uống nóng hay uống lạnh
tùy theo khẩu vị hay thời tiết, uống riêng hay thậm chí pha với
nhiều loại thức uống khác như rượu gin, bia, nước ép hoa quả...
•
+

+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

+
+
+
+

Các loại rượu Shochu mà hiện tại nhà máy đang sản xuất là:
Shochu gạo (nguyên liệu chính là gạo)
Shochu lúa mạch
Soba
Kome no Hajime
Imo no Hajime
Imo no Hajime Kuro 4L

Mugi Hajime
Kome Hajime
Imo Hajime
ONI
OHKA
Hoàng Thành
Đế Vương Gold
Đế Vương Silver 750ml
Nước Mắt Quê Hương 750ml
Yume Genmai
Oni Special

11


2.2.

Giới thiệu về nguyên liệu

2.2.1. Gạo [13]
2.2.1.1. Cấu tạo của hạt gạo

Hình 2.2. Cấu tạo của hạt gạo
1) Cám: bao bọc nội nhủ và phôi. Lớp cám chứa nhiều protid, tinh

bột, cellulose, lipit, vitamin và khoáng chất.
2) Nội nhủ: là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt. Do đó, hạt có
phần nội nhủ càng lớn thì càng có giá trị cao.
Thành phần hóa học của nội nhủ: tinh bột và protid, ngoài
ra còn chứa một lượng nhỏ lipid, muối khoáng.
3) Phôi: là phần mọc ra rễ và mầm hạt khi hạt nảy mầm. trong
phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng ở dạng phân tử thấp, đặc
biệt nhiều chất béo. Thành phần hóa học của phôi gồm có
protid, glucid hòa tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose và
vitamin. Các chất dinh dưỡng trong phôi rất dễ bị biến đổi.

12

2.2.1.2.

Thành phần hóa học của hạt gạo
Bảng 2.1.Thành phần hóa học của gạo
stt
Thành phần
Hàm lượng
1
Glucid (g)
73 – 75

2
Protid (g)
7.5 – 10
3
Cellulose (g)
0.9
4
Vitamin B1(g)
0.33
5
Phospho (mg)
285

6
Kali (mg)
340
7
Canxi (mg)
68
8
Magie (mg)
90
9
Sắt (mg)
1.2

10
Đồng (mg)
0.3
11
Kẽm (mg)
2.2
Thành phần hóa học của gạo có đầy đủ các đại dưỡng chất
sinh năng lượng là protein, gluxit, lipid với các acid amin cần
thiết và acid béo chưa no cần thiết cao hơn so với loại thức ăn
khác, mà nó còn có nhiều vitamin (B1, B2, B5, B6, B12, tiền
vitamin A, C, E, K...), các chất khoáng (K, Na, Ca, P, Mg, Zn...),
các chất xơ tan và không tan có lợi cho tiêu hóa.

Gạo là nguyên liệu chính được dùng trong sản xuất rượu
Shochu. Ở đây người ta dùng gạo làm môi trường dinh dưỡng
để nuôi cấy nấm mốc. Loại gạo gạo mà nhà máy sử dụng trong
sản xuất là gạo tẻ, gạo 64 hạt dài tỷ lệ tấm <5%, độ ẩm gạo là
12-14%, hàm lượng tinh bột từ 60-72%. Gạo thường được nhà
máy nhập về từ Long An, Đồng Tháp. Đối với làm Shochu thì
gạo sẽ được để nguyên hạt.
Bên trong hạt gạo có chứa chất tinh bột dưới dạng hình thức
carbohydrate (carb) và trong con người dưới dạng glucogen,
gồm loại carb đơn giản như đường glucose, fructose, lactose và
loại carb hỗn tạp là một chuỗi phân tử glucose nối kết nhau
chứa nhiều chất sợi. Tinh bột cung cấp phần lớn năng lượng cho

con người. Gạo trắng chứa carb rất cao, độ 82 gram trong mỗi
100 gram. Do đó, 90% năng lượng gạo cung cấp do carb
Tại nhà máy, gạo được bảo quản trong kho, kho phải thoáng
mát, sạch sẽ. Gạo được đặt thành từng khối trên các palet bằng
13


gỗ cách nền 12 cm, cách tường 30-40 cm. Hàng tháng sẽ diệt
chuột, mối định kỳ.
2.2.2. Nước

Trong quá trình sản xuất rượu nước được sử dụng để rửa

gạo, nấu cơm, làm nguội ở các công đoạn lên men, Shubo,
Ekika, vệ sinh thiết bị, máy móc…
Nước phải được lọc sạch tạp chất, vi sinh vật nhằm đảm bảo
yêu cầu về chất lượng nước và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Để đảm bảo nước cung cấp cho nhà máy luôn đảm bảo
được các tiêu chí về chất lượng nước thì nhà máy đã xây dựng
một nhà máy xử lý nước bằng công nghệ cao. Từ đó giải quyết
được vấn đề về chất lượng nước từ đó cho ra sản phẩm có chất
lượng tốt nhất.
2.2.3. Nấm men [12]

Hình 2.3.

men

Nấm

saccharomyces cerevisiae
Để sản xuất rượu Shochu , ta cần sử dụng chủng nấm men
saccharomyces cerevisiae thường có dạng hình cầu hay hình
trứng. Chúng phát triển tốt ở nhiệt độ 28 ÷ 30 0C và pH tối ưu
của môi trường là 4,5 ÷ 5,5.
Nấm men saccharomyces cerevisiae sử dụng trong sản xuất
rượu Shochu phải đảm bảo yêu cầu:
- Phát triển nhanh trên môi trường sản xuất.

14


Khỏe mạnh, chịu được tác động từ các yếu tố bất lợi của môi
trường.
- Lên men được với nhiều loại đường như: Glucose, Fructose,
Saccharose...
- Có đặc tính sinh lý, sinh hóa ổn định trong thời gian dài.
- Chúng có thể sử dụng axit amin và muối amoni như nguồn nitơ.
-

PHẦN 3

QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1.

Quy trình công nghệ

Nguyên liệu
Rửa, ngâm
Hấp

Shubo

Koji

Gạo tẻ

Lên men

EKIKA

Chưng cất

Lọc, bảo quản

Điều hợp

Lọc
Đóng chai
15

Thành phẩm, bảo quản


16


3.2.

Thuyết minh quy trình công nghệ

3.2.1. Nguyên liệu
+ Nguyên liệu sử dụng để sản xuất rượu shochu là gạo hạt dài, có

độ ẩm 12 – 14%.
+ Gạo gồm 3 thành phần chính là nội nhũ, mầm, lớp vỏ cám.
Trong đó, nội nhũ có tỉ lệ lớn nhất chiếm 93% trọng lượng hạt.
Hàm lượng các hợp chất hóa học trong các thành phần của gạo
được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 3.1. Các thành phần của hạt gạo
Các hợp

Tinh
Chất
Chất
Khoán
Các chất
Protein
chất
bột
béo
xơ
g
khác

Nội nhũ
90,2
7,8
0,5
0,4
0,6
0,4
Mầm
2,4
20,2
21,6
3,5

7,9
44,4
Lớp
vỏ
16,0
15,2
20,1
10,7
9,6
28,4
cám
+ Tinh bột là thành phần quan trọng nhất trong gạo để sản xuất

rượu. Hàm lượng tinh bột trong gạo càng cao thì hiệu suất thu
hồi sản phẩm càng cao. Tinh bột gạo gồm có amylose (15-35%)
và amylopeptin (65-85%). Hạt gạo có cấu trúc rất chặt chẽ. Đây
là lý do khiến cho nhiệt độ hồ hóa tinh bột của gạo (61-78 oC)
cao hơn so với các loại tinh bột khác.
3.2.2. Rửa, ngâm
3.2.2.1. Rửa sơ bộ [7]
a. Mục đích: Loại bỏ các tạp chất có trong gạo như: cát sạn, rơm…
b. Yêu cầu: Gạo sau khi được rửa thì tạp chất phải giảm và gạo

được sạch sẽ hơn khi chưa rửa.

c. Cách tiến hành: Sau khi đã lấy đủ lượng gạo để sản xuất ta vận
chuyển gạo tới nơi để thiết bị rửa sau đó ta cho lượng gạo vào
trong máy rửa. Máy rửa có 3 bộ phận khác nhau: phểu chứa,
cánh khuấy, bơm ly tâm. Gạo được phểu chứa cho xuống
khoang máy sau đó ta cung cấp nước vào để hòa trộn với gạo
nhờ tác dụng của cánh khuấy làm cho gạo được làm sạch hơn
lúc ban đầu. Gạo sau khi được rửa xong sẽ nhờ bơm ly tâm để
đẩy qua nồi hấp tự động. Việc sư dụng bơm ly tâm ngoài mục
đích để rửa mà còn dùng để đẩy hạt gạo đi mà không làm gãy
hạt gạo.
17

Hình 3.1. Thiết bị rửa gạo
3.2.2.2. Rửa gạo (vo gạo):
a. Mục đích: để loại bỏ tiếp các loại tạp chất bám trên bề mặt hạt

gạo mà quá trình rửa sơ bộ không thể làm sạch hết.
b. Yêu cầu: Nước sau khi vo gạo phải trong sạch không có màu
xám tùy vào kinh nghiệm của người vận hành nồi hấp tự động.
c. Cách tiến hành: Ta phải xoay sao cho hướng cửa chính của máy
phải trên tầm quan sát của người vận hành nồi hấp. Sau đó
lượng gạo sau khi được rửa sơ bộ sẽ nhờ bơm ly tâm bơm qua
nồi hấp tự động. Khi đã đủ lượng gạo ta tiến hành đóng tất cả

các cửa chính của nồi hấp lại. Cho nồi hấp quay, trong quá trình
quay ta vừa quay vừa cung cấp nước để rửa gạo. Tùy theo loại
gạo mà số lần vo là khác nhau (quay thuận 5 lần, quay ngược 5
lần, lắc 3 lần). Sau mỗi lần vô ta xã nước rồi lại cấp lại nước vào

18


để tiến hành vo tiếp tục đến khi nào ta cảm thấy nước vo trong
là đã đạt yêu cầu.
3.2.2.3. Ngâm:
a. Mục đích: Để cho nước có thể thấm sâu vào bên trong hạt gạo

b.
+
+
+
+

giúp quá trình thủy phân, hồ hóa tinh bột, làm chín cơm nhanh
hơn và đều hơn.
Cách tiến hành:
Nước ngâm ngập bề mặt gạo từ 30-40 cm, thời gian ngâm
khoảng 20h.

Sau 20h ngâm gạo ta tiến hành xả nước bằng cách cho máy
quay mặt lưới xuống để nước ngâm chảy ra từ từ cho đến hết.
Sau đó, cho máy quay cùng với cấp nước để xả lại một lần nữa
cho đến khi nước xả trong thì ngừng cấp nước.
Cho máy quay và mở van cấp gió để làm ráo gạo, quay khoảng 5 –
6 vòng rồi đóng van cấp gió cho mặt lưới xuống dưới để 20 – 30
phút để gạo ráo hẳn.

3.2.3. Hấp cơm
a. Mục đích: Là quá trình hồ hóa tinh bột hay là làm chín hạt gạo,

b.

c.

•
+
+

làm cho hạt gạo mềm đi để thuận lợi cho quá trình rải mốc sau
này, để nấm mốc có thể phát triển tốt nhất. Cơm phải rời từng
hạt và hạt gạo mềm chứ không được bị nhão và không bị dính
chặc nhau.
Yêu cầu: hạt gạo sau khi hấp phải có độ chín thích hợp theo yêu

cầu của người vận hành. Hạt gạo không được chín quá cũng
không được cứng quá nếu chín quá gây ra hiện tượng nhão của
khối gạo mà cứng quá thì nấm mốc không thể ăn được.
Cách tiến hành: Trong quá trình này thì ta bao gồm nhiều giai
đoạn khác nhau như: Hấp lần 1, hấp lần 2, tạo mốc, ủ cơm.
Sau khi gạo đã ráo hoàn toàn, ta tiến hành mở van cấp hơi
vào máy hấp từ từ cho đến khi áp suất ổn định đạt 0,13 Mpa.
Hấp lần 1:
Mở van cấp hơi cho vào từ từ. Nâng áp lực hơi lên từ 1,2 ÷ 1,4
kg.
Từ khi hơi vào lò hấp cứ 5 phút cho quay 1 vòng. Sau 1 vòng
phải cho mặt lưới hướng xuống dưới.

19


+ Sau khoảng 40 ÷ 60 phút kể từ khi hơi vào, kiểm tra nhiệt độ

+

•
+
+
+

•
+
+

•
+
+

cơm 1 và nhiệt độ cơm 2. Nếu thấy nhiệt độ của 2 cơm này xấp
xỉ bằng nhau ( 90 ÷ 95oC) và kiểm tra tiếp từ chân lưới sẽ có hơi
ra thẳng khoảng từ 7 ÷ 8 cm thì ta bắt đầu tính thời gian hấp
cơm chính thức là 1h. Cứ 15 phút thì ta cho máy quay 1 vòng.

Sau khi đã hấp xong lần 1 ta tắt hơi, mở quạt gió phòng, quạt
gió nồi hấp, quạt phun sương để hạ nhiệt độ của cơm xuống
600C cho máy quay. Sau đó kiểm tra tùy theo cơm để biết cấp
them bao nhiêu nước, quay them bao nhiêu vòng để hấp lần 2.
Hấp lần 2:
Tiến hành các bước như hấp lần 1.
Thời gian hấp tùy thuộc vào độ chin của cơm sau khi hấp lần 1
để quyết định thời gian hấp lần 2.
Sau khi hấp xong ta phải đóng van hơi và tiến hành mở van xả
hơi.
Tạo mốc:
Cho máy quay và mở quạt gió để nhiệt độ của cơm hạ xuống 37

÷ 380C.
Chia thời gian rắc mốc làm 3 lần. Mỗi lần rắc đều men lên bề
mặt cơm, lên thành nồi, đóng cửa nồi. Rồi cho máy quay 1 ÷ 2
vòng để men được đều.
Ủ cơm:
Sau khi rắc mốc, quay máy cho mặt lưới hướng lên trên khoảng
600.
Tùy theo nhiệt độ ngoài trời mà ta cài đặt nhiệt độ thích hợp cho
phòng thao tác.

3.2.4. Koji
Koji là quá trình đường hóa hạt cơm ở dạng khô bằng nấm

mốc để chuyển hóa tinh bột thành đường và acid.
(C6H10O5)n

C6H12O6

a. Mục đích: Cung cấp thức ăn để cho men sinh trưởng và tham gia

vào quá trình làm Shubo. Cũng như tham gia vào quá trình tạo
hương và vị cho sản phẩm.
b. Yêu cầu: Hạt cơm sau thời gian giữ trong phòng koji khi mang ra
ngoài phải được ăn trắng hoàn toàn. Koji phải mềm và không bị
đứt gãy. Hạt cơm phải xốp và trắng đều cả hạt cơm.

20


c. Cách tiến hành: Sau khi ủ cơm xong ta tiến hành cho cơm vào

bồn ủ koji để đưa vào trong phòng koji. Điều chỉnh nhiệt độ
thích hợp cho nấm mốc phát triển. Ta tiến hành đắp núi và đậy
chăn koji trong bồn koji. Quá trình này gồm có 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Lúc này cơm sau khi được rắc men và ủ trong mấy
hấp tự động thì ta tiến hành chuyển cơm qua bồn koji để đưa
vào phòng koji. Ta tiến hành đắp núi và đậy chăn koji và điiều

chỉnh nhiệt độ koji luôn duy trì ở 30 ÷ 32oC. Thời gian ủ trong
gian đoạn này kéo dài từ 18 ÷ 20h, thời gian kéo dài vì nấm
mốc mới thay đổi môi trường nên chúng cần thời gian thích.
Trong quá trình này thì nấm mốc sẽ phát triển mà quá trình
phát triển sẽ sản sinh nhiệt. Nếu nhiệt độ của khối koji mà tăng
lên quá nhiệt độ mà ta cài đặt 39 ÷ 40oC thì ta tiến hành nới
rộng khối koji ra thành nhiều phần khác nhau và đem đi ủ trong
phòng koji 2.
+ Giai đoạn 2:Nấm mốc trong bồn koji ở phòng koji 1 sau khi đã
sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ thì ta tiến hành quá trình
phân chia ra để tăng diện tích cũng như là không gian, không
khí để nó có thể phát triển thêm. Một phần koji của bồn koji ở

phòng 1 sẽ được chuyển qua phồng koji 2. Sau đó koji sẽ được
cho qua thiết bị đánh tơi để tách koji ra không cho có hiện
tượng vốn cục sau đó rải đều trên các bồn koji trong phòng 2.
Quá trình này cũng nhằm mục đích là để tạo điều kiện cho nấm
mốc phát triển thêm bằng cách tăng thêm diện tích và tạo độ
thoáng không khí. Khi chuyển qua giai đoạn này thì nhiệt độ của
koji sẽ giảm xuống từ 30 ÷ 32 oC. Sau đó ta tiến hành rãi đều ra
và đập chăn, cài cảm biến nhiệt, luôn duy trì nhiệt độ của koji là
ở khoảng 39 ÷ 40oC trong khoảng thời gian 3 ÷ 4h. Nếu nhiệt
độ vượt quá thì máy tự động sẽ chạy quạt làm mát koji vì ta đã
cài chế độ tự động điều chỉnh nhiệt độ cho phòng koji.
+ Giai đoạn 3: Ta cũng tiếp tục nới rộng diện tích của koji để nấm

mốc phát triển và tất cả công đoạn đều như 2 giai đoạn trên.
Thời gian của giai đoạn này 18h và luôn duy trì nhiệt độ 30 ÷
32oC vì ở nhiệt độ này koji sẽ sản sinh được nhiều axit hơn. Còn
nếu cần đường thì duy trì nhiệt độ 39 ÷ 40 oC. Sau khi đã thấy
koji phát triển và ăn sâu vào bên trong hạt cơm ta tiến hành cho

21


koji vào phòng lạnh ở nhiệt độ từ 8 ÷ 100C để kìm hãm quá trình
phát triển của nấm mốc.

]
Hình 3.2. Bồn Koji
3.2.5. Shubo (chuẩn bị men cái)
22


a.

b.
+
+
+

c.

Shubo là quá trình nhân giống men cái lên nhiều lần để cho
vào bồn lên men đẩy nhanh quá trình sinh trưởng và phát triển
của men cái trong môi trường dinh dưỡng cung cấp.
Mục đích: Là quá trình hồ hóa tinh bột và đường hóa tạo điều
kiện thuận lợi cho nấm men phát triển, tăng sinh khối, ổn định
hoạt tính của nấm men sau quá trình bảo quản để chuẩn bị cho
quá trình lên men.
Yêu cầu:
Lượng koji: 1560 kg
+ t 0koji = 270C

Lượng nước: 5460 L
+ t 0nước = 760C
Kiểm soát nhiệt độ, thời gian, enzyme cho vào sao cho men cái
phát triển tốt.
Cách tiến hành: Đầu tiên ta sẽ cho 2860L nước nóng vào trong
bồn và chuẩn bị 1560Kg koji được bảo quản trong phòng lạnh.
Khi đã cho đủ lượng nước vào trong bồn ta tiến hành cho koji
vào bên trong bồn. Ta tiến hành khuấy đều để lượng koji và
nước nóng có thể hòa tan vào nhau nhiệt độ của khối khoảng 55
÷ 60oC. Nếu nhiệt độ mà cao quá thì ta tiến hang chạy nước
lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ yêu cầu, còn thấp quá thì ta
chạy nước nóng và tăng nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu. Lượng

nước sử dụng ở đây được lấy từ 2600L nước còn lại. Sau khi
nhiệt độ đã đạt thì ta tiến hành cho 150g chất M vào chất này
bản thân nó là một enzyme α-amylase có tác dụng phân cắt
mạch tinh bột và phân giải đường có trong bản thân koji. Chất M
này chỉ thích hợp hoạt động trong khoảng nhiệt này nếu cao
quá thì nó mất hoạt tính mà thấp quá thì không thể đường hóa.
Quá trình đường hóa này yêu cầu độ đường (Bo) > 12, độ axit >
7,5. Thời gian cho quá trình này thường từ 6 ÷ 8h và có thể kéo
dài hơn tùy vào độ đường của dung dịch. Lượng nước còn lại ta
dùng để hạ nhiệt độ của dung dịch xuống từ 30 ÷ 32 oC để tiến
hành cấy men cái vào. Và để cho nó lên men trong thời gian
khoảng 38 ÷ 40h và luôn giữ nhiệt độ ở khoảng nhiệt 30 ÷

32oC. Quá trình lên men này thì sẽ sản sinh ra nhiệt độ do đó
nhiệt độ sẽ tăng lên khi đó ta phải tiến hành hạ nhiệt độ để duy
trì nhiệt độ yêu cầu.

23


Hình 3.3. Bồn làm Shubo
3.2.6. Ekika (dịch hóa)
Ekika là quá trình dịch hóa tinh bột, hồ hóa tinh bột và
chuyển hóa tinh bột thành đường cung cấp dinh dưỡng cho nấm
men phát triển lên men.

a. Mục đích: Cung cấp thức ăn cho nấm men sinh trưởng và phát

triển tốt nhất để cung cấp lượng ancol càng cao càng tốt.
b. Yêu cầu: Lượng gạo, lượng nước và nhiệt độ phải phù hợp với
từng giai đoạn khác nhau vì mỗi giai đoạn thì nấm men sẽ phát
24


triển với tốc độ là khác nhau nên yêu cầu về lượng thức ăn cũng
là khác nhau.
c. Cách tiến hành: Trong công đoạn này thì ta chia làm 3 giai đoạn
khác nhau.

+ Giai đoạn SOE ( giai đoạn đầu): ta chia làm 3 lần chạy dịch để
cung cấp thức ăn cho nấm men. Các lần này khác nhau về
lượng gạo và lượng nước. Tổng lượng nước và gạo sư dụng lần
lượt là 12320L nước và 6260Kg gạo. Nhiệt độ bồn khi cho SOE
vào là 20oC sau đó nâng lên từ 22 ÷ 23oC và duy trì ở nhiệt độ
này.
Đầu tiên ta sẽ cho nước vào trong bồn điều hợp đủ với mức
nước mà ta yêu cầu. Sau đó ta cho gạo tẻ vào trong phểu chứa
nhờ gầu tải để vận chuyển gạo tẻ vào trong bồn chứa gạo trên
cùng. Khi đã có đủ lượng nước trong bồn điều hợp ta tiến hành
cho gạo vào để thực hiện quá trình xay nhuyễn hỗn hợp. Khi đó
gạo sẽ được xay nhuyễn nhờ 2 bánh răng quay ngược chiều

nhau nằm trong bồn điều hợp. Dịch sau khi xay xong sẽ được
bơm tuần hoàn trong bồn điều hợp để quá trình xay được đều
hơn. Khi dịch đã được xay nhuyễn ta bơm từ bồn điều hợp qua
bồn chứa dịch nguyên. Sau khi dịch đã chuẩn bị xong ta cho
chạy dịch qua hệ thống nấu dạng ống lồng ống, nguyên liệu đi
bên trong hơi đi bên ngoài và chuyển động ngược chiều nhau.
Hệ thống này gồm có 3 phần: phần nấu, phần làm mát, phần
làm lạnh. Dịch sẽ được nấu ở nhiệt độ từ 95 ÷ 100oC trong
khoảng thời gian 15p. Rồi ta cho chạy qua phần làm mát để hạ
nhiệt độ từ từ của khối dịch xuống. Làm mát bằng nước lạnh
bình thường. Cuối cùng ta cho dịch chạy qua phần làm lạnh để
hạ nhiệt độ của dịch xuống từ 20 ÷ 22 oC. Không nên để nhiệt độ

của dịch quá cao vì sẽ làm chết nấm men. Nhiệt độ thấp là vì để
nấm men tiếp nhận thức ăn mới được cung cấp. Sau khi đã chạy
dịch xong lần 1 ta dùng bơm để bơm dịch lên bồn lên men để
cung cấp thức ăn cho nấm men.
Khi chạy xong SOE ta để một ngày để ổn định trong môi trường
mới và theo dõi độ đường(Bo) và độ axit. Khi thức ăn gần hết ta
mới cung cấp tiếp thức ăn bằng cách chạy NAKA.
+ Giai đoạn NAKA (giai đoạn trung gian): ta chia làm 5 lần chạy
dịch và quá trình chạy cũng tương tự như chạy SOE. Lượng gạo
25