Báo cáo đồ án công nghệ chế biến công nghệ sản xuất rượu cồn năng suất 25000 litngày

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

------------

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

ĐỀ TÀI

SẢN XUẤT CỒN ETYLIC 960 NĂNG SUẤT
25000 LÍT/NGÀY

TPHCM THÁNG 9 NĂM 2018
MỤC LỤC


LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................................... 1
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN......................................................................................................................3
1.1.

Tổng quan về nguyên liệu:...................................................................................................... 3

1.1.1.

Giới thiệu về sắn............................................................................................................3

1.1.2.

Đặc điểm sinh học:........................................................................................................4

1.1.3.

Thành phần hoá học của củ sắn:.............................................................................6

1.2.

Nước:.................................................................................................................................................. 6

1.3.

Nấm men:......................................................................................................................................... 8

1.3.1.

Đặc tính chung của nấm men....................................................................................8

1.3.2.

Khi chọn chủng nấm men...........................................................................................8

1.3.3.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men chủng XII.............9

1.3.4.

Môi trường nuôi cấy nấm men..............................................................................10

1.4.

Chất hỗ trợ kĩ thuật................................................................................................................. 11

1.4.1.

Các hóa chất...................................................................................................................11

1.4.2.

Chế phẩm enzym.........................................................................................................11

CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH................................................................13
2.1.

Sơ đồ quy trình công nghệ:...................................................................................................13

2.2.

Thuyết minh quy trình............................................................................................................. 14

2.2.1.

Làm sạch[5]......................................................................................................................14

2.2.2.

Nghiền nguyên liệu[5].................................................................................................15

2.2.3.

Hòa bột[5]..........................................................................................................................16

2.2.4.

Công đoạn nấu[5]..........................................................................................................16

2.2.5.

Làm nguội[5]:...................................................................................................................21

2.2.6.

Công đoạn đường hóa[5]............................................................................................21

2.2.7.

Công đoạn lên men[5]..................................................................................................25

2.2.8.

Công đoạn chưng luyện và tinh chế[5].................................................................29

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG.................................33


3.1.

Tính hiệu suất lý thuyết.........................................................................................................33

3.2.

Tính hiệu suất thực tế............................................................................................................ 33

3.3.

Tính cân bằng cho nguyên liệu............................................................................................34

3.4.

Tính cân bằng sản phẩm cho công đoạn nấu và công đoạn đ ường hóa. .........35

3.4.1.

Tính lượng dịch cháo sau khi nấu.........................................................................35

3.4.2.

Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khô hòa tan).................................36

3.4.3.

Tính lượng chế phẩm................................................................................................37

3.5.

Tính cân bằng cho công đoạn lên men.............................................................................38

3.5.1.

Lượng cồn khan thu được sau khi lên men.......................................................38

3.5.2.

Tính độ cồn trong giấm chín sau lên men.tổn thất.......................................39

3.5.3.

Tính lượng urê cần bổ sung....................................................................................39

3.6.

Tính cân bằng cho công đoạn chưng cất........................................................................39

3.7.

Tính cân bằng cho hệ thống chưng luyện.....................................................................40

3.7.1.

Tính cân bằng cho tháp thô.....................................................................................41

3.7.2.

Tính cân bằng cho tháp aldehyt.............................................................................43

3.7.3.

Cân bằng cho tháp tinh..............................................................................................45

CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG.......................................................................................49

4.1.

Tính hơi:......................................................................................................................................... 49

4.2.

Tính nước:..................................................................................................................................... 51

CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ..........................................................................................55
5.1.

Chọn thiết bị cho khâu chuẩn bị nguyên liệu...............................................................55

5.1.1.

Cân...................................................................................................................................... 55

5.1.2.

Máy nghiền và thùng chứa bột nghiền...............................................................56

5.1.3.

Vít tải và gầu tải...........................................................................................................57

5.2.

Chọn và tính toán cho nồi nấu (hòa bột trong nồi nấu).........................................57

5.2.1.

Thời gian tiến hành một nồi nấu..........................................................................57

5.2.2.

Tính toán kích thước nồi...........................................................................................58

5.3.

Chọn và tính toán cho thiết bị khâu đường hóa. .........................................................59


5.3.1.

Tính chu kỳ làm việc của nồi đường hóa...........................................................59

5.3.2.

Tính kích thước cho nồi đường hóa.....................................................................60

5.3.3.

Tính toán cho hệ thống làm lạnh..........................................................................60

5.4.

Tính toán cho thùng lên men................................................................................................. 63

5.4.1.

Tính chu kỳ làm việc của thùng lên men............................................................63

5.4.2.

Tính toán thùng lên men...........................................................................................63

5.4.3.

Tính toán cho hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống.....................................64

5.5.

Tính và chọn thiết bị hoạt hóa men giống.....................................................................66

5.6.

Tính và chọn bơm...................................................................................................................... 68

5.7.

Tính và chọn cho thiết bị chưng cất.................................................................................69

5.7.1.

Tính cho tháp thô.........................................................................................................69

5.7.2.

Tính cho tháp ahdehyt...............................................................................................70

5.7.3.

Tính cho tháp tinh........................................................................................................70

5.7.4.

Các thiết bị phụ.............................................................................................................71

CHƯƠNG 6: SỰ CỐ KHI......................................................................................................................85
Tài liệu tham khảo................................................................................................................................. 87


MỤC LỤC HÌNH
Hình 1: Cây khoai mì..........................................................................................................4
Hình 2: Cấu tạo củ khoai mì...............................................................................................5
Hình 3: Saccharomyces cerevisiae......................................................................................8
Hình 4: Thiết bị sàng phẳng..............................................................................................15
Hình 5: Thiết bị nghiền búa..............................................................................................16
Hình 6: Thiết bị nấu cơm..................................................................................................21
Hình 7: Thiết bị làm nguội kiểu ống lồng ống..................................................................21
Hình 8: Thiết bị đường hóa...............................................................................................25
Hình 9: Thiết bị lên men...................................................................................................29
Hình 10: Thiết bị chưng luyện..........................................................................................32
Hình 11: Lò hơi công ty Khang Duy.................................................................................50
Hình 12: Cân điện tử.........................................................................................................55
Hình 13: Nghiền búa sắn (khô và tươi).............................................................................56
Hình 14: Thùng chứa nguyên liệu CG-4000.....................................................................57
Hình 15: Nồi nấu có cánh khuấy.......................................................................................59
Hình 16: Thiết bị lên men.................................................................................................64
Hình 17: Thiết bị ống lồng ống.........................................................................................66

Hình 18: Thiết bị hoạt hóa men giống...............................................................................67
Hình 19: Bơm ly tâm trục ngang IR80-160E....................................................................68
Hình 20: Hệ thống chưng luyện........................................................................................71


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1: Thông số cần đảm bảo ở các tháp........................................................................32
Bảng 2: Tổn thất trong quá trình sản xuất.........................................................................34
Bảng 3: Tổng hợp cân bằng sản phẩm..............................................................................47
Bảng 4: Thống kê các thiết bị sản xuất của nhà máy.........................................................83


TS. Trần Văn Hùng
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập, tìm hiểu và được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các
thầy cô và sự trao đổi cùng các bạn, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề
tài “Sản xuất rượu cồn năng suất 25000 lít/ngày”.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa công nghệ thực
phẩm, trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm HCM. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn
tới giảng viên , thầy đã hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình em thực hiện bản đồ án
này
Bản đồ án là kết quả của sự nỗ lực học hỏi và tìm hiểu của em nhưng cũng không
thể tránh khỏi có những sai sót xảy ra. Do vậy, em rất mong các thầy, các cô đóng góp ý
kiến để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn và giúp em có thêm những kinh nghiệm
thực tế hơn!
Em xin chân thành cảm ơn!
Hồ Chí Minh, ngày

, tháng

Sinh viên thực hiện

Đồ án công nghệ chế biến

7

, năm 2018


TS. Trần Văn Hùng
LỜI MỞ ĐẦU
Từ trước đến nay, ngành công nghệ lên men nói chung và công nghệ sản xuất rượu
etylic nói riêng đã phát triển và ngày càng lớn mạnh hơn. Với việc ứng dụng những
thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất để cho ra những sản phẩm rượu etylic có
chất lượng tốt nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của con người.
Rượu là đồ uống có mặt khắp mọi nơi trên thế giới, từ những loại rất thượng hạng
và đắt đỏ cho đến những loại rượu bình dân, luôn có mặt trong mọi cuộc vui đến bữa
ăn hằng ngày. Ở Việt Nam nghề nấu rượu cũng có từ lâu đời đối với người dân, việc
tạo ra các sản phẩm truyền thống được nấu từ những nguyên liệu quen thuộc với
người Việt như gạo, nếp, khoai mì,...lên men được làm một cách thủ công trong dân
gian để cho các sản phẩm có tên gọi quen thuộc như: rượu Kim Sơn, rượu làng Vân,
rượu Kim Long, rượu Bầu Đá, rượu Mẫu Sơn, rượu Xuân Thạnh, rượu Phú Lộc, đế
Gò Đen,... Để có các sản phẩm rượu pha chế ngon cần phải có cồn chất lượng tốt.
Ngoài mục đích sử dụng làm đồ uống, rượu etylic còn được sử dụng trong nhiều
lĩnh vực khác như: trong công nghệ hoá chất, làm dung môi cho các phản ứng hoá
học, nguyên liệu. Đối với quốc phòng cồn etylic được dùng làm thuốc súng không
khói, nhiên liệu hoả tiễn. Trong y tế, cồn etylic là chất sát trùng hoặc pha thuốc. Trong
nông nghiệp, cồn còn dùng sản xuất thuốc trừ sâu. Đối với ngành dệt, cồn còn dùng
làm thuốc nhuộm, tơ nhân tạo, dùng làm sơn vecni trong chế biến gỗ. Trong tương lai
cồn etylic được sử dụng làm nhiên liệu sinh học vì sản phẩm cháy không gây ô nhiễm

môi trường. Chính sự cần thiết đó nên ngành công nghệ sản xuất cồn etylic đã đem lại
thu nhập đáng kể, đóng góp to lớn trong nền kinh tế nước ta. Có nhiều nguồn nguyên
liệu để sản xuất cồn etylic, với nền tảng của một quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp
đã tạo nên sự đa dạng trong nguồn nguyên liệu chứa tinh bột cung cấp cho sản xuất
cồn, đặc biệt là sắn lát.
Trên cơ sở đó, với việc thực hiện đồ án học phần công nghệ chế biến “Sản xuất
rượu cồn từ tinh bột (từ khoai mì) năng suất 25.000 lít cồn /ngày”, em muốn tìm hiểu
kỹ hơn về ngành công nghiệp lên men này.
Đồ án công nghệ chế biến

8


TS. Trần Văn Hùng
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu:
1.1.1. Giới thiệu về sắn
Sắn có tên khoa học: Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, có nguồn gốc từ
lưu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỉ XVI được trồng ở châu Á và châu Phi.
Ở nước ta, sắn được trồng ở khắp nơi từ Nam tới Bắc nhưng do quá trình sinh
trưởng và phát triển của sắn kéo dài, cây sắn trồng có nhiều giống tùy theo vùng đất.
Được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của 8 vùng sinh thái. Diện tích sắn trồng nhiều
nhất ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Trung Bộ.Việt Nam đứng thứ mười về sản lượng
sắn (7,71 triệu tấn) trên thế giới (FAO-2008).
Các giống khoai mì ngọt thích nghi vùng đất thấp có năng suất thấp được trồng
nhiều ở vùng đất phèn thuộc ĐBSCL như Long An (Bến lức, Thủ Thừa, Thạnh Hóa, Tân
Thạnh), Tiền Giang (Tân Phước, Cai Lậy), An Giang (khu Tứ Giác Long Xuyên), vùng
này cây khoai mì chủ yếu để nấu ăn.
Các giống khoai mì đắng thích nghi vùng đất cao, có năng suất cao, được trồng
nhiều ở Miền Đông Nam Bộ, Tây nguyên và Trung Bộ, chủ yếu dùng để chế biến tinh bột

dùng trong công nghiệp và xuất khẩu.
Người dân ta thường căn cứ vào kích thước, màu sắc củ, thân, gân lá mà phân loại:
- Sắn dù: Cây thấp (không quá 1,2m), đốt ngắn, thân cây khi non màu xanh nhạt,
cuống và gân lá màu hơi trắng, lá xòe như cái ô. Vỏ gỗ nâu sẫm, vỏ cùi và thịt sắn đều
trắng. Hàm lượng axit xyanuahydric cao ăn bị ngộ độc, hàm lượng bột cao.

Hình 1: Cây khoai mì
Đồ án công nghệ chế biến

9


TS. Trần Văn Hùng
- Sắn vàng: Khi còn non thân cây màu xanh sẫm, cuống lá màu đỏ, có sọc nhạt. Củ
sắn dài, to, vỏ gỗ màu vàng nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt sắn màu vàng nhạt, khi luộc màu
vàng rõ rệt hơn, mềm, ít xơ, ít nhựa, ăn dẻo thơm, không gây ngộ độc.
- Sắn đỏ: Thân cây cao (3m), khi non màu xanh thẫm, đốt dài, cuống và gân lá màu
đỏ thẫm. Củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày màu hơi đỏ, thịt trắng.
- Sắn trắng: Thân cây cao, khi non màu xanh nhạt, cuống và gân lá đỏ. Củ ngắn, mập,
vỏ gỗ màu xám nhạt, thịt trắng. Khi luộc bở, thơm, ít nhựa.
Trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại là sắn đắng và sắn
ngọt. Sắn đắng có hàm lượng axit xyanuahydric cao, ăn bị ngộ độc, hàm lượng tinh bột
cũng cao, không dùng để ăn tươi mà chỉ để sản xuất bột và sắn lát. Sắn ngọt có hàm lượng
axit xyanuahydric thấp, hàm lượng bột cũng thấp hơn, dễ chế biến và sử dụng.
1.1.2. Đặc điểm sinh học:
 Thân
Thân có chiều cao trung bình 1,5 m; có khi cao 2÷3 m. Đường kính ở gốc thân biến
động từ 2÷6cm. Thân có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh tuỳ vào giống.
Các giống sắn khác nhau thì thân sắn có màu sắc khác nhau. Thông thường thân non có
màu xanh hoặc có màu đỏ tía, thân càng già màu sắc thân cũng biến đổi thành màu vàng

tro hay xám lục.
Trên thân sắn có nhiều mắt xếp xen kẽ nhau, đó là dấu vết của lá rụng để lại. Chiều dài
lóng được tính từ mắt lá này đến mắt lá khác thẳng hàng trên thân.
Cấu tạo của thân gồm các phần chính:
- Tầng biểu bì (lớp bần): mỏng, có màu sắc đặc trưng của thân cây sắn, có nhiệm vụ
bảo vệ các phần trong thân.
- Tầng nhu mô vỏ: tế bào khá lớn, bao gồm các mô mềm của vỏ.
- Tầng tế bào hóa gỗ (còn gọi là tầng ligin): cứng, ở giữa có lõi thẳng giúp cây sắn
cứng và đứng thẳng được.
- Lõi (ruột rỗng): là một khối hình trụ màu trắng, xốp, kéo dọc suốt giữa thân, chứa
nhiều khí và nước.
Đồ án công nghệ chế biến

10


TS. Trần Văn Hùng
 Lá:
- Có gân lá nổi rõ ở mặt sau. Lá mọc so le, xếp trên thân theo đường xoắn ốc.
- Lá non ở ngọn sắn có màu xanh hay tím. Lá già màu xanh, chiều dài từ 8÷20 cm,
chiều rộng 1÷6 cm. Mặt trên lá có màu xanh thẫm, mặt dưới có màu xanh nhạt.
- Cuống lá dài khoảng 9÷20 cm có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím tùy giống.
 Rễ
Mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống đất. Theo
thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ.
 Củ
Củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25÷200 cm, trung bình khoảng
40÷50 cm. Đuờng kính củ thay đổi từ 2÷25 cm, trung bình 5÷7 cm. Nhìn chung, kích
thước và trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ màu của đất.

Hình 2: Cấu tạo củ khoai mì
Cấu tạo của củ sắn bao gồm:
Vỏ gồm vỏ gỗ và vỏ cùi:
+ Vỏ gỗ: Bao bọc ngoài cùng củ sắn. Màu sắc từ trắng xám tới vàng, vàng sẫm hay
nâu tùy thuộc loại giống. Thành phần cấu tạo chủ yếu là xenlulloza và hemixenlulloza,
hầu như không có tinh bột vì vậy nó rất bền, giữ vai trò bảo vệ cho củ ít bị tác động từ
bên ngoài. Vỏ gỗ rất mỏng, chiếm khoảng 0,5÷3% khối lượng toàn củ.
+ Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 8÷20% khối lượng toàn củ. Vỏ cùi
mềm, ngoài xenlulloza còn có khá nhiều tinh bột (5÷8%), vì vậy để tận dụng lượng bột
Đồ án công nghệ chế biến

11


TS. Trần Văn Hùng
này khi chế biến không tách vỏ cùi ra. Mủ sắn cũng tập trung chủ yếu trong vỏ cùi. Trong
mủ chứa nhiều tanin, enzyme, sắc tố, độc tố,…
+ Lõi sắn: Lõi sắn nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài của củ. Thành phần chủ yếu
là xenluloza. Lõi sắn có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ, đồng
thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô.
+ Thịt củ: Thịt củ sắn chứa nhiều tinh bột, protein và các chất khác. Đây là phần dự trữ
chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Các chất polyphenol, độc tố và enzyme chứa ở thịt
củ tuy không nhiều chỉ 10÷15% so với thành phần của chúng có trong củ nhưng vẫn gây
trở ngại khi chế biến như làm biến màu.
1.1.3. Thành phần hoá học của củ sắn:
- Thành phần hóa học của sắn tươi: tinh bột 20÷34%; protein 0,8÷1,2%; chất béo
0,3÷0,4%; xenlulose 1÷3,1%; chất tro 0,54%; polyphenol 0,1÷0,3% và nước 60÷74,2%.
- Sắn khô: nước 13,12%; protit 0,205%; gluxit 74,74%; chất béo 0,41%; xenlulose
1,11%; tro 1,69%.
- Ngoài ra các chất kể trên trong sắn còn chứa một số vitamin và độc tố.

- Trong các vitamin thì vitamin B1 và B2 mỗi loại chiếm 0,03 mg%, còn B6 chiếm 0,06
mg%. Các vitamin này sẽ mất một phần khi chế biến nhất là khi nấu.
- Chất độc có trong sắn ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ đó
chính là HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai glucozit linamarin (C10H17O6N) và
lotaustralin (C11H19O6N). Bình thường phazeolunatin không độc nhưng khi thủy phân dưới
tác dụng của enzyme hay axit thì các glucozit này sẽ giải phóng axit HCN gây độc. Thông
thường thì các độc tố tập trung ở cùi vỏ và ở vỏ củ.
C10H17O6N

+

H2 O →

C6H12O6

+

C3H6O

+

HCN

1.2. Nước:
Trong công nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng rất rộng rãi, với nhiều mục
đích khác nhau. Trong quá trình công nghệ, nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu nguyên
liệu làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ sinh thiết bị, cấp nước cho lò
hơi....Ngoài ra, nước còn dùng cho sinh hoạt, chữa cháy trong khu vực sản xuất.
Đồ án công nghệ chế biến

12


TS. Trần Văn Hùng
Nguồn nước cung cấp cho nhà sản xuất rượu là nước sông và nước giếng. Trong công
nghệ yêu cầu chất lượng nước giống như nước sinh hoạt, độ cứng không quá 7 mg/lít,
phải trong suốt, không màu, không mùi. Hàm lượng các kim loại không vượt quá yêu cầu
sau:
Thành phần
Hàm lượng
Fe
≤ 0,3 mg/l
F
≤ 3 mg/l
Zn
≤5
Mn
≤ 0,05 mg/l
Cl
≤ 0,5 mg/l
SO4260-80 mg/l
Mg
≤ 125 mg/l
As
≤ 0,05 mg/l
Cu
≤ 3 mg/l
Pb
≤ 0,1 mg/l
NO3

≤ 35 mg/l
Không cho phép có NH3 và muối của axit nitric.
Không có các kim loại nặng như Hg, Ba, Cr...
Không có amoniac (NH3), sunfuahydro (H2S), chất cặn không vượt quá: 1mg/lít.
Nước mặt (sông) chứa lượng muối khoáng thấp: 40-500 mg/lít, tạp chất hữa cơ khoảng:
2-100 mg/lít. Nước ngầm hàm lượng muối khoáng nhiều hơn: 500-3000 mg/lít, hàm
lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4 mg/lít và vi sinh vật hầu như không có. Trong
công nghiệp sản xuất rượu, độ cứng trong nước quá lớn ảnh hưởng đến quá trình nấu
nguyên liệu, đường hoá và lên men.

Đồ án công nghệ chế biến

13


TS. Trần Văn Hùng
1.3. Nấm men:
1.3.1. Đặc tính chung của nấm men

Hình 3: Saccharomyces cerevisiae.
Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm thường cấu tạo đơn bào, sinh sôi nảy nở bằng
cách nảy chồi. Nấm men sống đơn độc hay từng đám không di động, phân bố rộng rãi
trong tự nhiên.
Trong thực tế sản xuất có thể nhận biết được tế bào nấm men trẻ, trưởng thành, già và
chết bằng hình thái vật lý qua kính hiển vi kết hợp với nhuộm màu. Nấm men sử dụng
trong thùng lên men lúc tế bào đang thời kì trưởng thành. Trong một môi trường thường
gồm tất cả các loại tế bào, nên phương pháp nhanh và tương đối chính xác là nhuộm màu
bằng phương pháp xanh metylen. Tế bào trẻ không bắt màu trong sáng, tế bào già màu
xanh nhạt đều từ nguyên sinh chất đến màng tế bào, tế bào chết bắt màu xanh đậm và
màng tế bào rõ nét hơn.

1.3.2. Khi chọn chủng nấm men
chọn một chủng nấm men đưa vào sản xuất phải có những tính chất cơ bản sau:
- Tốc độ phát triển nhanh.
- Lên men được nhiều loại đường khác nhau và đạt được tốc độ lên men nhanh.
- Chịu được nồng độ lên men cao, đồng thời ít bị ức chế bởi những sản phẩm của sự
lên men.
- Thích nghi với những điều kiện không thuận lợi của môi trường. Đăc biệt là đối với
chất sát trùng. Riêng đối với nước ta, đòi hỏi lên men được ở nhiệt độ tương đối cao
(350C).
Đồ án công nghệ chế biến

14


TS. Trần Văn Hùng
Để có được một chủng nấm men thỏa mãn yêu cầu trên, thường trải qua thời gian
tuyển chọn, thuần hóa, đột biến, lai ghép…lâu dài, phức tạp. Đến nay, trong sản xuất rượu
lên men từ dịch đường hóa tinh bột, thường sử dụng một trong các chủng sau:
- Nấm men chủng II (Saccharomyces cerevisiae Rase II): Sinh bọt nhiều và thích nghi
ở độ axit thấp, sức kháng cồn cao, không lên men được đường lactoza. Kích thước tế bào
5,6-7µm
- Nấm men chủng XII (Saccharomyces cerevisiae Rase XII): Phân lập ở Đức năm
1902, tốc độ phát triển nhanh và ít sinh bọt, sau 24h một tế bào có thể phát triển thêm 56
tế bào mới. Lên men ở nhiệt độ cao và lên men được nhiều loại đường, có thể lên men đạt
13% rượu trong môi trường. Nấm men Rasse XII thuộc loại lên men nổi, được phân bố
rất đều trong toàn bộ dịch lên men, không tạo thành đám trắng. Kích thước tế bào 5-8µm.
- Nấm men MTB Việt Nam (men thuốc bắc): Được phân lập tại nhà máy rượu Hà Nội
từ men thuốc bắc. Lên men được nhiều loại đường ở nhiệt độ cao (39-40 0C), chịu độ axit
tương đối cao (1-1,50), nồng độ rượu có thể đạt được 1-14%. Đặc biệt, qua nhiều năm
thuần hóa, nấm men này đã phát triển và lên men tốt ở môi trường có 0,02-0,025% chất

sát trùng Na2SiF6.
Chọn nấm men chủng XII để lên men dịch đường hóa từ tinh bột.
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men chủng XII.
- Nhiệt độ: Nấm men chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30-33 0C. Nhiệt độ tối đa
380C, tối thiểu 50C.
- pH: Nấm men có thể phát triển trong môi trương có pH = 2 - 8, nhưng thích hợp
nhất là 4,5 – 5. Vi khuẩn bắt đầu phát triên ở pH = 4,2 và cao hơn, khi pH < 4,2 chỉ có
nấm men phát triển. Vì vậy trong lên men rượu để ngăn ngừa hiện tượng nhiễm khuẩn,
người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4. Tuy nhiên các loài vi khuẩn cũng quen dần
với pH thấp, nên còn kết hợp các chất sát trùng.
- Nồng độ rượu: Thường trong dịch nấm men có chừng 4-6% rượu. Nồng độ rượu
sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng độ rượu ảnh
hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế
bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy.
Đồ án công nghệ chế biến

15


TS. Trần Văn Hùng
- Sự thông khí và đảo trộn: Thông không khí tức là cung cấp oxy cho quá trình hô hấp
của nấm men. Việc thông khí và đảo trộn có tác dụng làm cho môi trường luôn ở trạng
thái động, tăng cường sự tiếp xúc giữa các tế bào nấm men với môi trường dinh dưỡng,
do đó rút ngắn được thời gian nuôi cấy. Thiếu không khí tức là điều kiện yếm khí, làm
cho nấm men thực hiện quá trình lên men, nồng độ rượu trong môi trường tăng lên nhanh
chóng, có tác dụng kìm hãm sự phát triển của nấm men.
- Ngoài các yếu tố trên các chất sát trùng, các muối kim loại, tia cực tím đều ảnh
hưởng đến hoạt động sống của nấm men.
1.3.4. Môi trường nuôi cấy nấm men
+ Giai đoạn phòng thí nghiệm:

Môi trường nuôi cấy ở giai đoạn 10 ml, 100 ml thường dùng là nước đường hóa của
malt. Nước malt chuẩn bị như sau: Gạo tẻ đem nấu cháo đặc, rồi làm nguội xuống 55580C. Sau đó cho đường hóa bằng malt đã nghiền nhỏ với tỉ lệ 15-20% so với gạo. Giữ
nhiệt độ đường hóa 550C trong 4-6 giờ, thử khả năng thủy phân. Nâng nhiệt độ 95-100 0C,
sát trùng và lọc nhanh. Dịch đường được phân phối vào ống nghiệm 10 ml, bình tam giác
250 ml, bình cầu 900 ml. Nút bông bình và đem tiệt trùng ở áp suất 1 kg/cm 2, trong thời
gian 30 phút.
Môi trường 10 lít, có thể lấy dịch trực tiếp ở thùng đường hóa trong sản xuất và bổ
sung thêm nấm mốc (5-7%) để đảm bảo nồng độ cho nấm men phát triển, sau đó đem lọc,
tiệt trùng, làm nguội về nhiệt độ 35-360C và tiếp men giống từ thùng 100 lít.
Khi chuyển giống từ bình nọ sang bình kia cần tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện vệ
sinh.
+ Nhân giống trong sản xuất:
Nhân giống đến đủ số lượng 10% dịch đường lên men. Môi trường nhân giống
thường được lấy trực tiếp từ thùng đường hóa nhưng cần đường hóa thêm để đảm bảo
hàm lượng đường cho nấm men phát triển.

Đồ án công nghệ chế biến

16


TS. Trần Văn Hùng
1.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật
1.4.1. Các hóa chất
- Acid sunfuric: có tác dụng điều chỉnh pH môi trường, tiêu diệt vi sinh vật lạ trong
quá trình đường hóa
- Ure: cung cấp để đảm bảo lượng đạm cho nấm men sinh trưởng, phát triển tạo ra
nhiều rượu
- Nhóm các hóa chất xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa,…
- Hóa chất sát trùng: Na2SiF6 bổ sung trong quá trình đường hóa để hạn chế và ngăn

chặn sự nhiễm khuẩn trong quá trình đường hóa.
1.4.2. Chế phẩm enzym
Trong công nghệ sản xuất ancol, emzym xúc tác cho quá trình th ủy phân tinh b ột
thành đường lên men là khá quan trọng. Các emzym này thuộc loại amylaza.
Chế phẩm enzym Novo amylaza được được sản xuất từ vi sinh vật không gây b ệnh
trong điều kiện vệ sinh cao, sự lựa chọn, sàng l ọc gắt gao. Các enzyme này th ường
được tinh chế, cô đặc và tiêu chuẩn hóa ở dạng lỏng đ ể có hoạt động cao. Các
enzyme này có thể lưu trữ 6 tháng mà không có những bi ến đổi nào về đặt tính
trong điều kiện bảo quản không lớn hơn 250C.
Termamyl 60L: là một emzym  - amylaza cô đặc ở dạng lỏng hoạt động ổn định
nhiệt độ cao. Hoạt động của nó là thủy phân tinh bột thành dextrin gi ống nh ư  amylaza của malt. Termamyl 60L có thể hoạt động tốt trong th ủy phân ở pH = 5,0.
Nhiệt độ thích hợp 900C và không yêu cầu sự có mặt của muối canxi cho sự ổn định
của nó.
Fungamyl 800L: là  -amylaza cô dặc ở dạng lỏng. Nhiệt độ tối thích là 60-65 oC,
Fungamyl 800L hoạt động thủy phân tinh bột thành dextrin gi ống nh ư các 
-amylaza khác, tuy nhiên có một lượng lớn mantoza được tạo thành. Fungamyl 800L
có thể hoạt động thủy phân tinh bột ở pH = 4,5 và không đòi hỏi đi ều kiện có mu ối
canxi cho sự ổn định của nó.

Đồ án công nghệ chế biến

17


TS. Trần Văn Hùng
Spiritamylaza Novo 150L: là một glucoamylaza lỏng cô đặc, được thủy phân tinh b ột
trong công nghệ lên men rượu. Emzym này thủy phân tinh bột hoàn toàn thành các
đương lên men glucoza không có các dextrin trong các sản phẩm th ủy phân.
Spiritamylaza Novo 150L giữ được hoạt tính và ổn định bền vững ở pH th ấp nh ư là
pH = 3 tại 600C. Tính ổn định của spiritamylaza không phụ thuộc vào sự có mặt của

ion Caxi (Ca2+). Nhà máy dùng chế phẩm Novo amylaza của Đan Mạch. Trong sản
xuất cồn, enzym này được sử dụng tăng hiệu suất đường hóa.

Đồ án công nghệ chế biến

18


TS. Trần Văn Hùng
CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ:
Sắn khô

Làm sạch

Bã

Nghiền

Nước

Termamyl

Hòa bột

T0=400C

Nấu sơ bộ

80-850C

Nấu chín

95-1000C

Làm nguội
Chất sát trùng,
Sansuper

550C, 15-20
phút

Đường hóa

Men

Ure
Bã

Đồ án công nghệ chế biến

Lên men

Chưng cất, tinh
chế

19

30-320C
Cồn thực phẩm

TS. Trần Văn Hùng
2.2. Thuyết minh quy trình
2.2.1. Làm sạch[5]
 Mục đích
Quá trình làm sạch để tách các tạp chất đất, đá có kích thước lớn và kim loại có
trong nguyên liệu. Quá trình này đảm bảo nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất, thuận lợi
cho quá trình nghiền, tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
 Các biến đổi nguyên liệu
Quá trình này không gây ra những biến đổi hóa học trong hạt nguyên liệu chỉ có loại tạp
chất.
 Tiến hành làm sạch
Nguyên liệu sắn lát sau khi được định lượng được đưa qua sàng rung làm sạch để
loại bỏ bụi bẩn, tạp chất, những lát bị hỏng chất lượng kém.
Nguyên liệu được đưa vào phễu nạp liệu, khi nguyên liệu chịu lực tác dụng của sàn rung
thì các tạp chất bé được lọt xuống lỗ của sàn rung và được đưa ra ngoài. Phần nguyên liệu
có kích thước lớn hơn so với kích thước của lỗ lưới nên được giữ lại trên sàng rung. Cuối
sàng rung đặt một nam châm điện để tách bỏ kim loại lẫn trong nguyên liệu.
Hình 3.1. Sàng rung

Đồ án công nghệ chế biến

20


TS. Trần Văn Hùng

Hình 4: Thiết bị sàng phẳng
2.2.2. Nghiền nguyên liệu[5]

 Mục đích.
Nghiền làm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng các hạt
tinh bột khỏi các mô, làm tăng bề mặt tiếp xúc của tinh bột với nước, giúp cho quá trình
trương nở, hòa tan tốt hơn. Do đó sẽ rút ngắn thời gian nấu đường hóa, tiết kiệm hơi, nâng
cao hiệu suất thu hồi rượu.
 Các biến đổi nguyên liệu:
Biến đổi quan trọng trong quá trình nghiền nguyên liệu là sự giảm kích thước của
nguyên liệu, ngoài ra nhiệt độ của khối nguyên liệu sẽ tăng do xuất hiện sự ma sát.
 Các phương pháp nghiền.
Nguyên liệu có thể được nghiền với nhiều loại máy nghiền khác nhau máy nghiền
búa, máy nghiền trục, máy nghiền đĩa, máy nghiền siêu tốc…
Với nguyên liệu sản xuất là sắn khô thái lát lựa chọn loại máy nghiền búa.
 Yêu cầu bột sắn sau khi nghiền.
- Bột nghiền càng mịn càng tốt, kích thước bột đồng đều, tối thiểu phải có 60% bột
mịn lọt qua rây có đường kính 1mm và ≤ 10% nằm trên rây có đường kính 2mm.
- Hàm lượng tinh bột ≥ 73%
- Độ ẩm: ≤ 13%
- Đạt chỉ tiêu chất lượng cảm quan: Không có lẫn tạp chất, không mối mọt, bột màu
trắng, mịn, mùi thơm đặc trưng của sắn.
Đồ án công nghệ chế biến

21


TS. Trần Văn Hùng

Hình 5: Thiết bị nghiền búa
2.2.3. Hòa bột[5]
 Mục đích:
Hoà bột nhằm hoà tan bột trong nước giúp cho quá trình nấu được nhanh, không bị vón

cục, vón hòn. Chuyển dịch khi nấu xuống đường hoá không bị tắc vì các phế liệu được
lắng xuống đáy khi hoà bột như sạn, cặn bẩn.
 Các biến đổi nguyên liệu:
Trong công đoạn này các hạt tinh bột sẽ hút nước, thể tích hạt tăng, độ nhớt của hỗn hợp
cũng tăng lên.
 Tiến hành.
- Bơm đủ lượng nước ấm 400C vào thùng hòa bột với tỉ lệ nước: bột là 4:1.
- Bật cánh khuấy và tiến hành xả bột xuống thùng để tránh vón cục.
- Bơm thêm dịch giấm chín của mẻ trước để điều chỉnh pH = 5 ÷6.
- Thời gian mỗi mẻ hòa bột thường 15÷30 phút.
2.2.4. Công đoạn nấu[5].
 Mục đích.
Hạt tinh bột do có màng tế bào bảo vệ, khi nghiền chỉ phá vỡ được một phần các màng
đó, phần còn lại sẽ ngăn cản sự tiếp xúc giữa enzyme và tinh bột khi đường hóa. Hơn nữa,
ở trạng thái không hòa tan enzyme amylaza tác dụng lên tinh bột rất kém. Do vậy, để
đường hóa tinh bột dễ dàng cần tiến hành nấu nguyên liệu để chuyển tinh bột sang trạng
thái hòa tan.
Đồ án công nghệ chế biến

22


TS. Trần Văn Hùng
 Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý và hóa lý: Sau quá trình hồ hóa dịch bột chuyển sang quá trình dịch hóa cấu
trúc hạt tinh bột bị phá vỡ và giải phóng ra các sợi amylose và amylosepectin dạng tự do
và độ nhớt hỗn hợp sẽ giảm xuống.
 Các phương pháp nấu.
 Nấu gián đoạn.
 Đặc điểm

- Toàn bộ quá trình nấu thực hiện trong một nồi.
- Nấu được tiến hành trong áp suất và nhiệt độ cao trong thời gian dài.
 Ưu điểm
- Tốn ít vật liệu chế tạo thiết bị.
- Thao tác vận hành đơn giản.
- Dễ vệ sinh và sửa chữa (nếu cần).
 Nhược điểm
- Tốn hơi do không tận dụng được hơi thứ.
- Nấu ở nhiệt độ và áp suất cao gây tổn thất đường, tạo nhiều sản phẩm phụ (caramen,
melanoidin, furfurol…) không tốt cho hoạt động của amylaza và nấm men
- Khi dùng acid thêm vào nấu ở nhiệt độ cao thời gian dài sẽ làm chóng ăn mòn thiết
bị.
- Năng suất thiết bị thấp hơn các phương pháp nấu khác do làm việc gián đoạn (thời
gian giữa các mẻ).
 Nấu bán liên tục.
 Đặc điểm.
- Nấu được tiến hành trong 3 nồi nấu khác nhau: nấu sơ bộ, nấu chín (làm việc gián
đoạn) và nấu chín thêm (làm việc liên tục).
- Nấu sơ bộ và nấu chín là gián đoạn, còn nấu chín thêm là liên tục.
- Áp suất và thời gian ít hơn nấu gián đoạn.
 Ưu điểm
- Giảm được thời gian ở nhiệt độ và áp suất nấu cao do đó giảm tổn thất đường tăng
hiệu suất lên 7 lít cồn / tấn tinh bột.
- Dùng được hơi thứ nên giảm được 15÷30 % hơi dùng cho nấu.
- Năng suất thiết bị tăng so với nấu gián đoạn.
 Nhược điểm
- Tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết bị.
Đồ án công nghệ chế biến

23

TS. Trần Văn Hùng
- Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích.
- Nhiệt độ nấu chín vẫn cao gây tổn thất đường và tạo các sản phẩm không mong
muốn.
- Khó vệ sinh do nhiều thiết bị và thiết bị nấu chín thêm có cấu tạo phức tạp.
 Nấu liên tục
 Đặc điểm
- Quá trình nấu chia ra làm 3 giai đoạn: nấu sơ bộ nấu chín và nấu chín thêm và cuối
cùng là thiết bị tách hơ1.
- Thiết bị nấu chín là trao đổi nhiệt ngược chiều đi từ dưới lên, cháo nhiệt đi từ trên
xuống cho nên hiệu quả trao đổi nhiệt rất cao và thời gian dịch cháo ở nhiệt độ cao được
rút ngắn.
- Thời gian nấu được rút ngắn
 Ưu điểm
- Tận dụng được nhiều hơi thứ do đó giảm được chi phí hơi khi nấu.
- Thời gian nấu ở nhiệt độ cao được rút ngắn nên giảm tổn thất đường nâng cao năng
suất cồn lên 10÷12 lít cồn/ tấn tinh bột so với nấu gián đoạn.
- Năng suất riêng trên 1 m3 thiết bị tăng khoảng 7 lần.
- Tiêu hao kim loại để chế tạo thiết bị giảm khoảng 1/2 so với bán liên tục.
- Dễ cơ khí và tự động hóa.
- Năng suất cao cho chất lượng dịch cháo ổn định vì thế cho chất lượng cồn ổn định.
- Tốn ít nhân lực do tự động hóa cao.
 Nhược điểm
- Yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước bột nghiền: thường trên rây d = 3 mm không
quá 10 % và lọt rây d = 1 mm > 40 %.
- Yêu cầu vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao.
- Yêu cầu về điện nước đầy đủ và ổn định.
 Nấu có sử dụng enzyme

 Đặc điểm:
- Nấu ở áp suất thường nhiệt độ nấu không quá 1000C.
- Sử dụng enzyme -Amylase chịu nhiệt. Enzyme này thu nhận từ vi khuẩn
B.Licherifocmic có pH khoảng 5÷6 tùy loại cụ thể, nhiệt độ chịu được có thể 90÷93 0C.
- Tất cả quá trình nấu thực hiện trong 1 nồi nấu.
 Ưu điểm.
- Cấu tạo thiết bị đơn giản dễ chế tạo, không đòi hỏi thiết bị chịu áp lực cao.
- Dễ thao tác, vận hành, dễ vệ sinh, sửa chữa khi cần.
Đồ án công nghệ chế biến

24


TS. Trần Văn Hùng
- Nhiệt độ, áp suất, thời gian nấu giảm do đó rất ít tổn thất đường, tinh bột vì vậy nâng
cao năng suất cồn.
- Năng lượng giảm do quá trình nấu thực hiện ở áp suất và nhiệt độ thấp.
- Tránh được hiện tượng lão hóa tinh bột (do amyloza và amylopectin đã được thủy
phân thành các dextrim).
 Nhược điểm
- Kích thước bột nghiền phải nhỏ khoảng 1 mm.
- Không cơ khí và tự động hóa được.
 Chọn phương pháp nấu.
Dựa vào sự phân tích những ưu nhược điểm của các phương pháp nấu ở trên dễ
nhận thấy phương pháp nấu có sử dụng enzym có nhiều ưu điểm và có tính khả thi, hiện
nay đã được áp dụng ở hầu hết các cơ sở sản xuất nước ta.
 Cách tiến hành.
- Kiểm tra các đường ống dẫn hơi và hệ thống cung cấp hơi.
- Nồi cần được vệ sinh bằng cách xông hơi trực tiếp 95÷1000C trong 15÷20 phút.
- Chuẩn bị lượng enzyme Termamyl 120l, khoảng 0.02÷0.03% so với khối lượng tinh

bột.
- Bật cánh khuấy. Lượng Termamyl chia làm 4 phần, lần lượt cho vào nồi nấu như sau
+ Lần 1: Khi bơm dịch bột chạm đến ống dẫn hơi dưới đáy nồi để tránh tắc ống dẫn
hơi.
+ Lần 2: Khi bơm dịch bột đến 1/3.
+ Lần 3: Khi bơm dịch bột đến 2/3.
+ Lần 4: Khi bơm đầy nồi.
- Cấp hơi nâng nhiệt độ lên tới 1000C, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 60 phút.
- Thời gian từ lúc bơm bột đến xuống thùng đường hóa là khoảng 3h.
 Yêu cầu dịch cháo sau khi nấu.
Dịch cháo sau khi nấu phải chín đều, cháo có mùi thơm nhẹ, màu vàng rơm hoặc cánh
gián, không vón cục, không cháy khét, không đặc hoặc quá loãng.
 Các phương pháp đánh giá dịch cháo.
- Phương pháp cảm quan: Dựa vào kinh nghiệm của người công nhân để nhận biết
mùi thơm, màu sắc của dịch cháo sau khi nấu để biết được độ chín của dịch cháo.
Đồ án công nghệ chế biến

25