CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC

Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa đường hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Do đó ta có thể dùng nguyên liệu giầu xenluloza để thủy phân thành đường. Tuy nhiên dung nguyên liệu này kém hiệu quả kinh tế. Trong phạm vi công nghiệp người ta thường đề cập đến nguyên liệu chưa đường và chưa tinh bột. Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thỏa mãn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC II.1. Sơ đồ sản xuất rượu etylic: Nguyên liệu Nấu nguyên liệu Đường hóa dịch cháo Lên men dịch đường Chưng cất và tinh chế công etylic Thành phẩm II.2. Nguyên liệu: Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa đường hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Do đó ta có thể dùng nguyên liệu giầu xenluloza để thủy phân thành đường. Tuy nhiên dung nguyên liệu này kém hiệu quả kinh tế. Trong phạm vi công nghiệp người ta thường đề cập đến nguyên liệu chưa đường và chưa tinh bột. Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thỏa mãn: - Hàm lượng đường hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao. - Vùn nguyên liệu phải tập trung và đủ thỏa man nhu caauf sản xuất. II.2.1. Nguyên liệu chứa tinh bột: Tinh bột là gluxit dưj trữ phổ biến nhất trong thực vật. Hạt tinh bột có hình dáng rất khác nhau với kích thước từ 2 đến 15 µm. Tinh bột là chất keo, rất háo nước, cấu tạo từ amyloza và amylopectin. Tỷ số giữa amylo và amylopectin là 1:4, cả hai đều được cấu tạo từ α-d-glucoza. Amylo co cấu tạo mạch thẳng, chúg được liên kết bởi nối α 1,4 glucozit. Còn amylopectin nối với nhau bởi các nối α- 1,4 và α-1,6 glucozit. Tinh bột không hòa tan trong nước lạnh, rượu. Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước trương nở và tạo dạng gel. Mức độ trương nở phụ thuộc vào nhiệt độ, khi tăng dần nhiệt độ, dịch tinh bột sẽ biến thành dạng keo và gọi là hồ tinh bột. Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ nhơt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa. Đối với sản xuất rượu thì thành phần quan trong nhất là gluxit lên men được, gồm tinh bột và một số đường. Nhưng để đảm bảo tính kinh tế trong các nhà máy sản xuất rượu ở nước ta thường sử dụng là sắn, sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm. Gluxit trong tự nhiên chia làm ba nhóm chính là mono, oligo và polysccarit. * Monosaccarit là những gluxit đơn giản không thủy phân được và chúng có những tính chất chung sau đây: - Có tính chất hoạt động quang học, làm quay mặt phẳng phân cực. Tính chất này được áp dụng để xác định hàm lượngcủa chúng trong dung dịch. - Dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và làm tăng màu của dung dịch. - Có khả năng trùng hợp thành những gluxit có phân tử lớn hơn. - Có khả năng phản ứng với axit amin để tạo ra melanoid * Oligosaccarit: Ta hay gặp nhất là maltoza và saccaroza. - Maltoza: Thường cứa nhiều trong dịch thủy phân tinh bột bằng amylaza. Cấu tạo gồm hai gốc glucoza nối với nhau bằng liên kết α -1,4 glucozit. Có tính khử nhưng kém hơn glucoza hai lần. Ngoài ra còn có izomaltoza, cũng gồm hai gốc glucoza nhưng liên kết với nhau bởi nối α -1,6 gluczit bền hơn và chỉ bị phân cắt bởi axit hoặc enzym izomaltaza. - Saccaroza: Được cấu tạo bởi glucoza và fructoza, nối với nhau bởi 1- α.d glucozit và β.d- fructopỉanoza. Disaccarit này không có tính khử Hình minh họa: Cả hai oligosaccarit kể trên đều có khả năng chuyển hóa thành rượu và CO2 nhờ tác dụng của hệ zymaza trong nấm men. Ngoài hai loại oligosaccarit kể trên có thể còn gặp rafinoza – là một trisaccarit cấu tạo từ ba đường khác nhau: d-galactoza, d-glucoza, d-fructoza. Hình vẽ minh họa cấu tạo: Rafinoza có nhóm aldehyt hoặc xeton tự do nên không có tính khử. Dưới tác dụng của axit, rafinoza bị thủy phân thành ba đường đơn giản và đều có thể lên men được. Nhưng dưới tác dụng của nấm men thì chỉ fructoza được giải phóng còn lactoza không thủy phân được. Vì trong hệ zymaza của đa số nấm men không có enzym α-galactozidaza. Trên cơ sở đó người ta nói rafinoza chỉ thủy phân được 1/3, đường này có trong mật rỉ. • Polysaccarit: Là những gluxit có phân tử lớn, cấu tạo từ nhiều gốc monosaccarit để tạo thành mạnh thẳng hoặc mạch nhánh. Khối lượng phân tử có thể từ hàng vạn đến hàng triệu đơn vị. II.2.2. Nguyên liệu chứa đường – Mật rỉ: Mật rỉ hay rỉ đường là thứ phẩm của công nghệ sản xuất đường, thường chiếm từ 3-5% so với lượng mía đưa vào sản xuất. Thành phần rỉ đường phụ thuộc vào giống mia, đất đai trồng trột và điều kiện canh tác cũng như công nghệ sản xuất đường. Bình thường lượng chất khô trong rỉ đường chiếm 80-85%. Trong số chất khô thì chiếm tới 60%, gồm 35-40% là saccaroza và 20-25% là đường khử. Số chất khô còn lại gọi chung là chất phi đường và gồm 30-32% là hợp chất hữu cơ và 8-10% là chất vô cơ. Hàm lượng trung bình của các chất vô cơ trong chất khô vào khoảng: Chất vô cơ Tỷ lệ (%) K2O 76,4 Na2O 11,1 Ca2O 3,5 MgO 0,4 SO3 2,8 - Cl 5,0 Các oxyt khác 0,8 Hợp chất hữu cơ gồm các chất chưa nitơ, cacbon, oxy, và hydro. Chất hữu cơ không chứa nitơ gồm có pectin, chất nhầy fufurol, axit…Ngoài ra con chứa các chất khử nhưng không lên men được như caramen, chất màu… Hợp chất chưa nitơ phần lớn ở dạng amin như glutamic, lơxin, alanin…Lượng nito trong rỉ đường chiếm khoảng0,5-0,1%. Do chứa ít như vậy cho nên trog quá tinh lên men người ta thường bổ sung nitơ từ ure hoặc amoni sunfat. Ngoài việc bổ sung nitơ, chúng ta cần thêm nguồn photpho để giúp cho sự phát triển bình thường của nấm men. Theo số liệu của Marinchenco, hàm lượng axit photphoric chiếm 6% chất khoáng, tương đương với 0,6% khối lượng rỉ đường sẽ không đủ cho nấm men. Trong sản xuất rượu từ rỉ đường người ta thường bổ sung thêm photpho ở dang supephotphat. Trong mật rỉ đường mía chứa nhiều vitamin với hàm lượng khác nhau vào khoảng sau: Vitamin Rỉ đường Gốc vitamin B1 0,2 Tiamin B2 0,04 Riboflavin B3 0,13 Axit pantotenovic B6 0,54 Pirigokxin PP 0,1 Axit nicotinovic *pH và độ đệm của rỉ đường: Bình thường pH của rỉ đường từ 6,8 – 7,2. Rỉ đường mới sản xuất ra có thể có pH = 7,2 – 8,9. Hiện nay hầu hết các nhà máy đường đều sử lý bằng lưu huỳnh nên pH của rỉ đường thường t ...