Bài báo cáo môn:

CÔNG NGHỆ LÊN MEN

Đề tài:

Công nghệ sản xuất cồn Etylic

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

Mở đầu:

Cồn, rượu được con người xem là sản phẩm thực phẩm nhưng cũng lại là sản phẩm có nguy cơ độc hại cao đối với cơ thể con người. Tuy nhiên, sản lượng cồn rượu mà thế giới ra hàng càng ngày càng tăng thêm. Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khác nhau như: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác.

Nội dung:

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

Phân biệt cồn và rượu

Cồn là gì? Hay còn gọi ethanol, ethyl alcohol; ancol etylic

- Công thức hóa học C2H5OH- Chất lỏng không màu, mùi đặc trưng, vị cay

- ts = 78,3oC- Khối lượng riêng ở 15oC: 0,79356 g/m3

- Hoá rắn ở -114,15oC- Cháy với ngọn lửa không sáng lắm và toả nhiệt: 1 g E cho 7 cal. - Tan trong nước với bất kì tỉ lệ nào.

Phân biệt cồn và rượu

Rượu: (hay còn gọi là alcohol, cồn)Những hợp chất hữu cơ trong phân tử có

một hay nhiều nhóm OH nối với nguyên tử cacbon no (nếu hợp chất có nhóm OH ở nguyên tử cacbon không no của dãy mạch không vòng thì được xếp vào loại enol; hợp chất có nhóm OH ở cacbon của vòng thơm, được xếp vào loại phenol).

Tuỳ theo số lượng nhóm OH có trong phân tử mà phân biệt monol, điol, triol và poliol

Phân biệt cồn và rượu

Thuật ngữ Alcohol còn được dùng để chỉ ancol etylic 900 trở lên (tên thông dụng là cồn 90). Thường các loại đồ uống có chứa cồn được chia theo nồng độ cồn có bên trong:

- Kefia (kefir): sữa lên men, có nồng độ nhiều nhất là 3%

- Bia: 1 – 12%, thường ở vào khoảng 5% - Rượu vang: 7 – 14% thường vào khoảng 12% - Rượu mùi: khoảng 15 – 75%, thông thường

dưới 30% - Rượu mạnh: thường vào khoảng 30 – 55%

Hệ Vi Sinh Vật trong lên men cồn

Trong sản xuất cồn thực phẩm nói riêng và sản xuất lên men nói chung, ngoài nguyên liệu ban đầu, hệ vi sinh vật cũng là một yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc, mùi vị, hương vị của sản phẩm.

Trong sản xuất cồn có thể kể đến một số VSV như:

-Nấm men-Nấm mốc

Hệ Vi Sinh Vật trong lên men cồn Nấm men: đây là vi sinh vật quan trọng nhất

trong sản xuất rượu. Có thể kể đến một số chủng như: Saccharomyces cerevisiae, Sac.uvarum, Schizosaccharomyces pombe, và Kluverromyces sp.

Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay dùng chủng Saccharomyces và chia thành:

- Nấm men nổi- Nấm men chìm

Hệ Vi Sinh Vật trong lên men cồn Đa số nấm men bia, rượu vang đều thuộc

nấm men chìm. Do tính chất đa dạng cũng như truyền thống

sản xuất nên trong mỗi nước, mỗi địa phương thường dùng một số chủng mang ký hiệu khác nhau nhưng cũng có những tính chất cơ bản giống nhau, thỏa mãn nhu cầu sản xuất.

Môi trường dinh dưỡng

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

Yếu tố tăng trưởng

Ảnh hưởng của nhiệt độ:Mỗi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho phát triển

của chúng. Đối với nấm men saccharomyces, nhiệt độ tối ưu nằm trong giớ hạn 28 – 320C.

Ảnh hưởng của pH:Nồng độ ion H+ trong canh trường có ảnh hưởng

lớn đến hoạt động của nấm men.Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo cồn

etylic là 4,5-5,0. Khi men giống trong điều kiện sản xuất, người ta điều chỉnh pH tới 3,8-4,0 để hạn chế phát triển của vi khuẩn lactic và vi khuẩn hoang dại.

Yếu tố tăng trưởng

Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men:

Bình thường người ta khống chế nồng độ chất khô trong dịch đường từ 16% - 18%

Ảnh hưởng của một số hóa chất và chất sát trùng:

Tùy theo tính chất và mức độ phân ly mà tác hại của chúng lên nấm men sẽ khác nhau. Do đó cũng cần tùy theo loại và chất lượng mà dùng nhiều hay ít, đảm bảo hạn chế được sự phát triên của tạp khuẩn mà không ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men.

Yếu tố tăng trưởng

Ảnh hưởng của sục khí

Sục khí để hòa tan oxy vào dịch đường sẽ giúp cho nấm men phát triển nhanh hơn. Tuy nhiên, sục khí sẽ làm lượng rượu bay hơi nhiều hơn. Mặt khác, nếu dư sẽ làm giảm hiệu suất lên men.

Ảnh hưởng của nguồn nito bổ sung

Việc bổ sung nito cho phép rút ngắn thời gian lên men, đồng thời lên men cũng tốt và đạt hiệu quả cao hơn. Trong đó nguồn nito từ ure là tốt nhất.

Điều kiện nuôi cấy Nuôi cấy trong PTN:môi trường nuôi cấy phải

chứa đầy đủ chất dinh dưỡng và được tiệt trùng. Trong điều kiện hiện nay, môi trường có thể chỉ dùng malt đại mạch.

Nuôi cấy trong sản xuất: Môi trường dùng để gây men trong sản xuất không có gì đặc biệt, thường lấy trực tiếp ở thùng đường hóa, nhưng cần đường hóa thêm để đảm bảo hàm lượng đường 60g/l trở lên. Nhân giống có thể tiến hành gián đoạn, bán liên tục hoặc liên tục.

Cơ sở hóa sinh lên men cồn

Về lý thuyết, lên men có phương trình tổng quát như sau:zymaza

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Qzymaza

Cơ sở hóa sinh lên men cồn

Theo lý thuyết hiện đại, sự tạo thành rượu từ glucoza được trải qua các giai đoạn sau:

1. Do xúc tác của glucokinaza

C6H12O6 CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO+ADP

2. Dưới tác dụng của enzyme đồng phân gluco phosphate – izomeraza:

CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO

CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH

Cơ sở hóa sinh của lên men cồn3. Dưới tác dụng của phosphofructokinaza:

CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH+ATP

CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2OH(H3PO4) + ADP

4. Được xúc tác bởi aldolaza.

CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2OH(H3PO4) CH2O(H2PO3)COCH2OH +

H2O(H2PO3)CHOHCHO

Cơ sở hóa sinh của lên men cồn5. Dưới tác dụng của enzyme triphosphate –

izomeraza:

CH2O(H2PO3)COCH2OH CH2O(H2PO3)CHOHCHO

6. Nhờ xúc tác của enzyme triphosphatedehydronaza – coenzyme của nó là NAD

2CH2O(H2PO3)CHOHCHO + 2H3PO4 + 2NAD

2CH2O(H2PO3)CHOHCOO~H3PO3 + 2NAD.H2

Cơ sở hóa sinh của lên men cồn7. Với sự tham gia của phosphoglyceratkinaza

2CH2O(H2PO3)CHOHCOO~H3PO3 + 2ADP 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH + 2ATP

8. Dưới tác dụng của enzyme acide 2-phosphoglyceromutaza

2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH

2CH2OHCHO(H2PO3)COOH9. Dưới tác dụng của enolaza

2CH2OHCHO(H2PO3)COOH

2CH2CO(H2PO3)COOH + 2H2O

10. Do enzyme pyrovatkinaza

2CH2=CO~(H2PO3)COOH + 2ADP 2CH3CO-COOH + 2ATP

11. Tới đây, acide pyrovic bị decarrboxyl để tạo thành aldehyt acetic

2CH3CO-COOH 2CO2 + 2CH3CHO12. Giai đoạn cuối cùng của lên men rượu là

aldehyt acetic bị khử bởi NAD.H2

2CH3CHO + 2NAD.H2 2CH3CH2OH + 2NAD

Quá trình sản xuất thực tếĐể sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể

dùng bất kỳ nguyên liệu nào có chứa đường hoặc polysaccharit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Do đó chúng ta có thể sử dụng cả nguyên liệu giàu celluloza để thủy phân thành đường. tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, để đảm bảo lợi nhuận cũng như thời gian thu hồi sản phẩm, người ta thường chọn nguyên liệu đáp ứng những nhu cầu sau:

- Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế

- Vùng nguyên liệu phải tập trung và đủ thỏa mãn nhu cầu sản xuất

Quá trình sản xuất thực tế

Hai nguyên liệu thường được sử dụng nhất ở nước ta là tinh bột (sắn) và từ mật rỉ

Quá trình sản xuất từ tinh bột

Nấm mốc

Nghiền nguyên liệu

Nấu nguyên liệu

Đường hóa dịch cháo

Lên men dịch đường

Chưng cất vàtinh chế cồn etylic

Enzyme amylaza

Gây men giống

Quá trình sản xuất từ mật rỉ

Bổ sung nguồn dinh dưỡng

Tách cặn

Pha loãng

Lên mendịch đường

Chưng cất vàtinh chế cồn etylic

Gây men giống

Xử lý mật rỉ

Pha loãng sơ bộ

Một số dây chuyền được áp dụng trong thực tiễn:

Công ty cổ phần bia, rượu Sài Gòn – Đồng Xuân:

Một số dây chuyền được áp dụng trong thực tiễn:

Công ty cổ phần bia Việt Hoa

Một số máy móc thường sử dụng trong sản xuất cồn

Máy nghiền búa Nồi nấu Thiết bị bốc hơi, thiết bị đường hóa, thiết bị ngưng tụ Thùng gây men Thiết bị pha loãng (mật rỉ) Bình ngưng tụ hồi lưu (xử lý dịch chiết) Hệ thống điều khiển tự động quá trình sản xuất rượu Dây Chuyền Rửa, Chiết Đóng Nắp Chai Máy lọc rượu

Máy lọc rượu Dây chuyền rửa, chiết đóng nắp chai

Hệ thống điều khiển tự động

Máy nghiền búa

The end!!!