Bài giảng này trang bị cho người học những hiểu biết về công nghệ sản xuất cồn Etylic. Thông qua bài giảng người học có thể biết được những nguyên liệu cần thiết cho sản xuất cồn Etylic, biết được quy trình xử lý nguyên liệu sản xuất cồn Etylic,... Mời các bạn cùng tham khảo để tìm hiểu thêm các nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sản xuất cồn Etylic
- COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT
COÀN ETYLIC
1
NGUYEÂN LIEÄU
Nguyeân taéc: nguyeân lieäu chöùa polysaccharide ñeàu coù
theå söû duïng trong coâng ngheä saûn xuaát coàn.
Yeâu caàu:
Ñaûm baûo ñuû löôïng döôõng chaát phuïc vuï cho söï phaùt trieån cuûa
vi sinh vaät.
Haøm löôïng ñöôøng hoaëc tinh boät cao, coù khaû naêng ñem laïi
hieäu quaû kinh teá.
Saün coù, giaù thaønh thaáp.
Vuøng nguyeân lieäu taäp trung vaø ñuû cho nhu caàu saûn xuaát.
2 loaïi nguyeân lieäu phoå bieán:
- Tinh boät - Ræ ñöôøng
2
1
- RÆ ÑÖÔØNG (MAÄT RÆ)
Pheá lieäu trong coâng nghieäp ñöôøng mía hoaëc ñöôøng cuû caûi.
Laø loaïi ñöôøng khoâng keát tinh ñöôïc. Thöôøng chieám khoaûng 3 –
5% löôïng mía.
3
Thaønh phaàn:
Nöôùc chieám 15 – 20%
Haøm löôïng chaát khoâ chieám 80 – 85 %. Trong ñoù:
– 60% laø ñöôøng leân men ñöôïc vôùi:
– 35 – 40% saccharoza
– 20 – 25% ñöôøng khöû
– 40% chaát phi ñöôøng, vôùi
– 20 – 32 % chaát höõu cô
– 8 – 10 % chaát voâ cô
Maät ræ coù ñoä pH töø 6,8 – 7,2.
4
2
- Ưu điểm của việc sử dụng rỉ đường
• Giá rẻ
• Khối lượng lớn, dồi dào
• Sử dụng tiện lợi
• Nguồn cung cấp khá phổ biến
6
NGUYÊN LIỆU CHỨA TINH BỘT
Saén, ngoâ, khoai vaø moät phaàn gaïo hoaëc taám.
Saén :
Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro
Sắn tươi 70,25 1,102 0,41 26,58 1,11 0,54
Sắn khô 13,12 0,205 0,41 74,74 1,11 1,69
7
3
- Khoai
Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro
Khoai tây tươi 74,9 1,99 0,15 20,8 0,98 1,09
Khoai lang tươi 68,1 1,6 0,5 27,9 0,9 1,00
Khoai lang khô 12,9 6,1 0,5 76,7 1,4 2,4
8
Các loại hạt khác
- Để sản xuất các loại rượu đặc biệt.
- Các loại hạt này có hàm lượng tinh bột cao, sản xuất
rượu tốt
Loại Nước Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro
Gạo giã 12,6 9 0,5 77 0,4 0,5
Gạo xay 11,6 9,1 2,45 74,79 0,65 1,4
Tấm 11,8 8,9 1 77,38 0,6 0,7
Cám 12,5 13,17 10,12 72 14,05 11,14
Mì đen 14 11 1,7 69,6 1,9 1,8
10
4
- Tinh boät thöôøng ñöôïc thuûy phaân:
Thuûy phaân tinh boät baèng acid vaø nhieät ñoä: thu ñöôïc glucoza→
hieäu xuaát khoâng cao vaø gaây oâ nhieãm moâi tröôøng.
Duøng amylaza cuûa maàm ñaïi maïch ta seõ thu ñöôïc 70 – 80% laø
maltoza vaø 30 – 20% laø dextran.
Duøng amylaza cuûa naám moác ta seõ thu ñöôïc 80 – 90% laø
glucoza.
Celluloza döôùi taùc duïng cuûa acid voâ cô loaõng, nhieät ñoä cao vaø
aùp suaát cao seõ bò phaân huûy thaønh glucoza.
Hemicelluloza (baùn xô): deã bò thuûy phaân hôn celluloza ñeå taïo
thaønh glucoza
11
NƯỚC
Trong công nghiệp sản xuất rượu, 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,…
13
5
- Sơ đồ tổng quát công nghệ sản xuất cồn Etylic
NGUYÊN LIỆU
Xử lý – Nấu Pha loãng – Xử lý
PP Mycomalt Chỉnh pH
PP Amylo
Đường hóa Chuẩn bị dịch lên men Dinh dưỡng
Chất khô
Men O2 Men
Lên men Lên men
giống giống
Chưng cất Chưng cất
Tinh chế Tinh chế
CỒN TINH LUYỆN
15
XÖÛ LYÙ NGUYEÂN LIEÄU TINH BOÄT
NGUYÊN LIỆU
NGHIỀN
HỒ HÓA
DỊCH HÓA
ĐƯỜNG HÓA 23
6
- XÖÛ LYÙ NGUYEÂN LIEÄU TINH BOÄT
1. NGHIEÀN NGUYEÂN LIEÄU
Mục đích:
• Phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải
phóng hạt tinh bột khỏi các mô.
• Khi nấu ở nhiệt độ và áp suất phù hợp, tinh bột chuyển
thành dạng hòa tan.
-Thiết bị nghiền: Thiết bị nghiền búa, thiết bị nghiền trục.
24
Thiết bị nghiền búa
Tuøy theo cheá ñoä naáu maø raây coù kích thöôùc khaùc nhau.
Naêng suaát cuûa maùy phuï thuoäc vaøo möùc ñoä nghieàn vaø kích thöôùc
raây.
25
7
- 2. HỒ HÓA TINH BỘT
Muïc ñích:
Phaù vôõ maøng teá baøo cuûa caùc haït tinh boät, giuùp cho amylaza
tieáp xuùc ñöôïc vôùi tinh boät.
Taïo ñieàu kieän đưa tinh boät veà traïng thaùi hoøa tan trong dung
dòch.
27
3. DỊCH HÓA
Mục đích:
• Thủy phân tinh bột thành dextrin + maltoza + 1 ít
glucoza→ độ nhớt của dịch cháo giảm nhanh.
30
8
- CHỨC NĂNG CỦA ENZYM TRONG QUÁ TRÌNH DỊCH HÓA
α - amylaza: (enzym dịch hóa)
- Tác dụng lên liên kết α – 1,4 glucozit ở vị trí bất kì, nhưng
tập trung vào giữa mạch amyloza và amylopectin.
Nhieät ñoä hoaït ñoäng cuûa enzym:
- α – amylaza cuûa vi khuaån hoaït ñoäng toát ôû t0 toái öu = 95–
1000C
- α –amylaza cuûa maàm thoùc hoaït ñoäng toát ôû: t0 toái öu = 73– 760C
- α –amylaza cuûa Asp.ozyzae hoaït ñoäng toát ôû: t0 toái öu = 50–550C
pH cuûa moâi tröôøng vaø t0 toái öu cuõng phuï thuoäc vaøo nhau: t0 taêng
31
→ pH taêng
4. ÑÖÔØNG HOÙA DÒCH CHAÙO
Mục đích: laø quaù trình duøng enzym amylase ñeå chuyeån
hoùa tinh boät thaønh ñöôøng deã leân men.
• Quaù trình naøy quyeát ñònh phaàn lôùn hieäu suaát thu hoài
röôïu.
Coù 2 loaïi amylase: töø maàm ñaïi maïch vaø töø vi sinh vaät.
32
9
- Enzym ñöôøng hoùa
β - amylase
Coù taùc duïng leân noái α - 1,4 – glucozit, baét ñaàu töø voøng khoâng
coù nhoùm khöû vaø caét theo 2 goác glucoza moät trong phaân töû cuûa
amyloza vaø amylopectin.
Döôùi taùc duïng cuûa α vaø β - amylaza ta thu ñöôïc dòch chöùa 78 –
80% maltoza vaø glucoza, 22 – 20% dextrin
Glucose amylase : chuyển tinh bột thành đường glucose
33
Có thể tiến hành đường hóa theo 2 phương pháp: gián đoạn
hoặc liên tục. Nhưng luôn bao gồm:
_ Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa
_ Cho chế phẩm amylase vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ thích
hợp trong thời gian xác định để amylase chuyển hóa tinh bột
thành đường.
_ Làm lạnh dịch đường hóa tới nhiệt độ lên men
Sơ đồ chung
34
10
- VÒ TRÍ TAÙC ÑOÄNG CUÛA AMYLASE
LEÂN MAÏCH TINH BOÄT
35
Một phöông phaùp öùng duïng taïi Vieät Nam
Taïi thuøng naáu nguyeân lieäu:
Nguyeân lieäu ñöôïc nghieàn mòn tôùi kích thöôùc laø 1mm,
hoøa vôùi nöôùc ôû 30 – 400C theo tyû leä nöôùc : boät laø 4 : 1.
Khuaáy ñeàu, cho 20-30% löôïng α - amylaza chòu nhieät
(thöôøng söû duïng Termamyl 120L cuûa haõng Novo – Ñan
maïch vôùi tyû leä 0,02 – 0,03% so vôùi khoái löôïng tinh boät)
Ñun trong 40 – 50 phuùt, ñaït tôùi 85 – 870C. Giöõ ôû nhieät
ñoä naøy 15 – 20 phuùt.
Ñun soâi trong voøng 50 – 60 phuùt nhaèm hoøa tan caùc haït
tinh boät coù kích thöôùc lôùn chöa kòp hoà hoùa heát.
Chuyeån sang thuøng ñöôøng hoùa.
49
11
- Taïi thuøng ñöôøng hoùa:
Dòch boät ñöôïc laøm nguoäi ñeán 90 – 930C roài cho heát 70-
80% löôïng enzym coøn laïi vaøo.
Laøm nguoäi ñeán 55 – 560C, ñeå trong 30 phuùt.
Làm nguội dịch cháo về 28 – 30oC
50
XÖÛ LYÙ NGUYEÂN LIEÄU MAÄT RÆ
Pha loaõng vaø xöû lyù dòch maät ræ
Pha loaõng dòch maät ræ 50% (mật rỉ : nước =1 : 1)
H2SO4 cho vaøo theo tæ leä 0,4 – 0,6% (tuøy theo ñoä chua cuûa
ræ ñöôøng)
Cho chaát saùt truøng vaøo: fluosilicat natri (2%o trong toång
soá).
Nguoàn nitô theo tyû leä 1g (NH4)2SO4 hoaëc 0,4 – 0,5g ure
trong 1 lít dòch leân men
Sau ñoù khuaáy troän ñeàu, ñeå yeân 1 – 4h.
Bôm dòch trong leân thuøng chöùa roài loïc loaïi taïp chaát (chuû
yeáu laø CaSO4, caùc keát tuûa keo).
Cho vaøo thuøng chöùa giöõ ôû nhieät ñoä 85 – 900C trong 1giôø,
vôùi muïc ñích CaSO4 keát tuûa nhieàu hôn, giuùp cho hieäu suaát
leân men taêng khoaûng 1%
pH = 4,5 – 5 töông ñöông ñoä chua: 1 – 1,5 g H2SO4/ lít
54
12
- Pha loaõng tôùi noàng ñoä gaây men:
1. Leân men theo sô ñoà moät noàng ñoä:
Noàng ñoä chaát khoâ 20 – 22%, töông ñöông 15 – 16%
ñöôøng.
pH dòch ñöôøng 4,5 – 5,0, töông ñöông ñoä chua 1 – 1,5g
H2SO4/lit
Ure caàn boå sung laø 0,5 g/l
Noàng ñoä fluosilicat natri: 2‰
2. Leân men theo sô ñoà hai noàng ñoä:
Noàng ñoä chaát khoâ: 12 – 14%
pH: 4,5 – 5,0
Ure caàn boå sung laø 0,5 g/l
Noàng ñoä fluosilicat natri: 2‰
Dòch leân men cuõng coù caùc chæ tieâu töông töï chæ khaùc laø
noàng ñoä chaát khoâ töø 30 ñeán 32%. 55
LEÂN MEN DÒCH ÑÖÔØNG
Caùc giai ñoaïn caàn thöïc hieän:
Chuaån bò moâi tröôøng dinh döôõng
Nhaân gioáng trong phoøng thí nghieäm
Nhaân gioáng trong saûn xuaát
Leân men
57
13
- Yêu cầu của nấm men dùng trong
sản xuất cồn Etylic
• Năng lực lên men mạnh: biến đường
thành rượu nhanh và hoàn toàn, tạo ít các
sản phẩm trung gian và phụ
• Ổn định và chịu được những biến đổi của
canh trường
58
Malt đại mạch
CHUẨN BỊ nghiền nhỏ
MÔI TRƯỜNG
DINH DƯỠNG Phối trộn H2O
(5:1)
-To= 48 -53oC, t=20-30
o o
Nấu-Đường hóa -T = 60 - 62 C, t=30’
-To= 70 - 72oC, t=20’
Lọc
Điều chỉnh pH pH = 4.5 – 5.0
Phân phối vào
Tiệt trùng dụng cụ 59
14
- Nhaân gioáng trong phoøng thí nghieäm
Löôïng dòch trong bình Noàng pH Nhieät Thôøi
ñoä, ñoä, oC gian,
% giôø
Trong oáng nghieäm 10 ml 13 ÷14 4,5 ÷ 5,0 30 ± 1 24
90 ml trong bình 250 ml 13 ÷ 14 4,5 ÷ 5,0 30 ± 1 18 ÷24
900 ml trong bình 2 lit 13 ÷ 14 4,5 ÷ 5,0 30 ± 1 18 ÷24
9 lit trong bình 15 lit 15 ÷ 18 4,8 ÷ 5,2 30 - 32 15 ÷18
60
Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên
men
• Nhiệt độ
• pH
• Hàm lượng đường
• O2
• Nitơ
• Chất sát trùng 77
15
- Các sự cố xảy ra trong quá trình
lên men
• Lên men chậm: nhiệt độ, dưỡng chất, men
giống
• Độ acid tăng nhanh: vi khuẩn sinh acid
• Sinh màng: vi khuẩn sinh màng
• Lên men quá nhanh: nhiệt độ, vi khuẩn
78
XÖÛ LYÙ DÒCH LEÂN MEN
Hoãn hôïp thu ñöôïc sau leân men goïi laø giaám chín. Trong
giaám chín coù raát nhieàu thaønh phaàn: chuû yeáu laø coàn etylic.
Ngoaøi ra coøn coù este, aldehyd, moät soá alcol cao phaân töû
(daàu fusel), tinh boät, dextrin, acid höõu cô, khoaùng.
LỌC: thu lấy dịch.
CHÖNG CAÁT THÔ: thu ñöôïc coàn thoâ, coàn saûn phaåm vaø
daàu fusel
TINH LUYỆN: Loại các taïp chaát khaùc nhau coù nhieät ñoä
bay hôi cao hay thaáp hôn coàn.
79
16
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
