CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU ETHYLIC Giới thiệu: Nội dung chƣơng 1 nhằm giới thiệu đến sinh viên công nghệ sản xuất rƣợu vang quả và công nghệ sản xuất rƣợu chƣng cất có nguồn gốc t các nguồn nguyên liệu khác nhau Mục tiêu: + Biết đƣợc các nguyên liệu chính dùng trong sản xuất rƣợu ethylic. + Hiểu đƣợc quy trình sản xuất rƣợu ethylic. + Hiểu đƣợc quy trình sản xuất rƣợu vang quả. + Nhận biết đƣợc một số rƣợu vang.
+ Nghiêm túc trong học tập, tuân thủ đúng nội quy phòng học.1 Nguyên liệu dùng trong sản xuất rượu ethylic Nước dùng trong sản uất rượu Nƣớc chiếm hơn 90% khối lƣợng rƣợu thành phẩm, là môi trƣờng xảy ra các phản ứng hóa sinh trong quá trình nấu, các phản ứng sinh học trong quá trình lên men và cả các quá trình trao đổi nhiệt trong sản xuất. Tiêu chuẩn của nƣớc sẽ khác nhau với mỗi nhiệm vụ của nƣớc trong quy trình sản xuất. Tuy nhiên, một yêu cầu bắt buộc là nƣớc cấp cho sản xuất rượu phải đạt tiêu chuẩn về nƣớc ăn uống. Nƣớc có thể đƣợc khai thác t nhiều nguồn khác nhau nhƣ: nƣớc mặt (nƣớc sông, hồ), nƣớc ngầm hay nƣớc đƣợc xử lý và cung cấp bởi một công ty khác (nƣớc thành phố, khu công nghiệp…).
Trong nhà máy bia, nƣớc đƣợc chia thành các loại sau: Nước trực tiếp sản uất: nƣớc nấu dịch nha, nƣớc pha bia. Nước dịch vụ: là nƣớc không trực tiếp đi vào sản phẩm nhƣng có khả năng ảnh hƣởng đến chất lƣợng nhƣ nƣớc dùng để vệ sinh công nghiệp, nƣớc máy rửa chai, tráng lon, nƣớc rửa cồn của hệ thống xử lý CO2… Nước phi sản uất: nƣớc của tháp giải nhiệt, nƣớc cấp lò hơi, nƣớc vệ sinh nhà xƣởng và nƣớc sinh hoạt của nhà văn phòng. Nƣớc cung cấp cho các thiết bị khác nhau sẽ có tiêu chuẩn khác nhau. Ví dụ: nƣớc của tháp giải nhiệt sẽ đƣợc bổ sung thêm dung dịch chống rong rêu, cáu cặn, còn nƣớc cấp cho lò hơi phải là nƣớc làm mềm, có hàm lƣợng khí hòa tan thấp… để đảm bảo an toàn vận hành lò.
Nguyên liệu chứa tinh bột và đường Khoảng 90% lƣợng bia sản xuất trên thế giới đƣợc làm t malt và nguyên liệu tinh bột. Ngƣời ta sử dụng nguyên liệu tinh bột với nhiều mục đích: Để hạ giá thành bia. Tăng cƣờng độ bền keo, những chất chứa nito và polyphenol trng phần lớn nguyên liệu chứa tinh bột thƣờng không nhiều nhƣng làm tăng tính bền keo. 2 Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt.1 Các nguyên liệu thay thế Dạng rắn Dạng lỏng Ngô Nƣớc xiro tinh bột, đƣờng ngô, ngũ cốc, củ cải Gạo Đƣờng lỏng của củ cải, mía, tinh bột Lúa miến Nƣớc xiro malt (nƣớc chiết malt) Lúa mì Nƣớc xiro đại mạch và của các loại ngũ cốc khác Đại mạch Xiro caramen Tiểu mạch Chất màu của malt Lúa mạch đen Yến mạch Kê Khoai tây Sắn hoặc các loại củ khác Đƣờng (củ cải, mía, bột tinh bột) Tinh bột các ngũ cốc kể trên Tỷ lệ nguyên liệu thay thế cho vào phụ thuộc vào phƣơng thức sử dụng nguyên liệu có sẵn của mỗi nƣớc, tính kinh tế, yêu cầu về chất lƣợng của bia thành phẩm.
lƣợng nguyên liệu thay thế thay đổi t 20 – 30% ở Châu Âu và lên tới 50 – 70% hoặc hơn nữa ở một số nƣớc Châu Phi, Châu Mỹ và Châu Á. - Ngô Ngô dùng trong sản xuất bia dƣới dạng hạt lứt, hạt dẹt hoặc tinh bột…tỷ lệ sử dụng khoảng t 10 – 30%. Hạt lứt là hạt ngô mảnh sau khi trải qua 1 quá trình xử lí (100kg ngô cho ra 55kg hạt lứt), có hàm lƣợng chất béo <1% (cần bảo quản <200C để tránh sự oxy hóa chất béo). Hạt lứt của ngô ngâm trong nồi ngâm, bổ sung malt hoặc dùng enzyme α-amylase trong quá trình xử lí.
Phức chất nito của hạt ngô lứt không bị chuyển vào bia hoặc chuyển rất ít. Các chất béo của ngô xay nghiền không làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia. Tinh bột ngô hồ hóa ở nhiệt độ thấp hơn so với gạo và ngô đem lại hƣơng vị, màu êm dịu hơn gạo. - Gạo 3 Gạo lứt là sản phẩm phụ (phần gạo tấm) khi xay (khoảng 30% hạt bị vỡ trong giai đoạn này).
Việc lựa chọn qui trình sản xuất cho nồi ngâm rất quan trọng vì nhiệt độ hồ hóa gạo có thể thay đổi theo giống và nơi canh tác vì có những loại gạo chỉ hồ hóa đƣợc trong thùng ngâm dƣới áp suất cao. Gạo làm bia nhẹ và trung tính. - Lúa mì Bột mì không chứa gluten dành cho sản xuất bia là sản phẩm thu đƣợc khi xay bằng các kỹ thuật tiên tiến. Hàm lƣợng protid trong bột phải thấp nếu không sẽ xuất hiện các vấn đề về làm trong và tính ổn định của bia.
Tinh bột lúa mì có thể gây ra các khó khăn về tạo bọt khi xử lí trong thùng ngâm. Lúa mì cải thiện tính bền của bọt bia…Ở Bỉ, lúa mì loại Lambic hay Trắng thƣờng dùng để làm bia. - Đại mạch Đầu những năm 1970, ngƣời ta cho rằng sản xuất bia mà có thể bỏ qua giai đoạn sản xuất malt, sử dụng đại mạch với enzyme. Hạt đại mạch chín cần có hàm lƣợng glucan, protein thấp và 18 – 20 % ẩm.
Đại mạch có thể đƣợc xử lí trong thùng ngâm với glucanase và α-amylase giúp cho quá trình hồ hóa và lọc dịch trở nên dễ dàng hơn. Cho 10% đại mạch có thể tác động đến sản xuất và chất lƣợng bia. - Tiểu mạch Tiểu mạch ít đƣợc dùng trong sản xuất bia. Hàm lƣợng protein cao và chất chiết thấp khiến cho loại ngũ cốc này không đƣợc ƣa chuộng do không đem lại hiệu quả kinh tế.
- Lúa mạch đen Lúa mạch đen là nguyên liệu ít đƣợc biết đến và sử dụng vì những lí do kinh tế. Làm bia t lúa mạch đen với tỉ lệ 40% làm chậm quá trình lọc và xuất hiện các khó khăn khi làm trong bia và thành phẩm có mùi vị kém. - Yến mạch Ít đƣợc dùng nhƣng hạt yến mạch chín đƣợc dùng làm các loại bia đặc biệt, loại bia Trắng vùng Louvnin (5 – 10%). Các bia này sang trong, tƣơi và nhiều bọt.
- Kê Đƣợc dùng nhiều nhất ở các nƣớc Châu Phi, quan trọng là phải chọn giống có hàm lƣợng chất béo thấp. - Khoai tây Ít đƣợc dùng vì giá cao.1 Trong sản xuất rượu etylic Để sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa đƣờng hoặc polysaccharide nhƣng sau thủy phân sẽ biến thành đƣờng lên men đƣợc. Do đó, chúng ta có thể dùng cả nguyên liệu giàu cellulose để thủy phân thành đƣờng. 4 Tuy nhiên, dùng nguyên liệu này kém hiệu quả kinh tế.
Yêu cầu đối với nguyên liệu phải thỏa mãn: - Hàm lƣợng đƣờng hoặc tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao. - Vùng nguyên liệu phải tập trung và đủ cho nhu cầu sản xuất. Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy rƣợu thƣờng dùng là sắn, sau đó là ngô và một phần gạo hoặc tấm. Sắn Thành phần của củ sắn tƣơi dao động trong giới hạn khá lớn: tinh bột 20 – 30%, protein 0,8 – 1,2%, chất béo 0,3 – 0,4%, cellulose 1 – 3%, chất tro 0,54%, polyphenol 0,1 – 0,3% và nƣớc 60 – 74,2%.
Ngoài các chất kể trên trong sắn còn chứa một lƣợng vitamin (nhóm B) và độc tố (HCN: không gây độc <50mg/kg, gây ngộ độc 50 – 100mg/kg và gây tử vong > 100mg/kg). Sắn tƣơi đã thái lát và phơi khô sẽ giảm đáng kể hàm lƣợng glucoside gây độc kể trên. Trong sản xuất rƣợu, khi nấu lâu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nƣớc nên hàm lƣợng ít chƣa ảnh hƣởng đến nấm men. Hơn nữa, các muối cyanat khi chƣng cất không bay hơi nên bị loại cũng bã rƣợu.
Sắn dùng trong sản xuất rƣợu chủ yếu là sắn lát khô hoặc sắn dui. Ngoài sắn khô chúng ta còn dùng gạo tấm và ngô để sản xuất ra cồn có chất lƣợng cảm quan cao, dùng pha chế các loại rƣợu cao cấp và xuất khẩu. Ngô Hạt ngô chứa nhiều tinh bột, một ít đƣờng, dùng để sản xuất rƣợu etylic rất tốt. Cấu tạo của hạt ngô gồm có phôi (15% trọng lƣợng hạt) và nội nhũ (85% trọng lƣợng hạt).
tinh bột ngô chủ yếu nằm trong nội nhũ (15% amylose và 85% amylopectin). Hàm lƣợng chất béo ở ngô nhiều hơn các hạt ngũ cốc khác và tập trung chủ yếu ở phôi (chiếm 30 – 40% trọng lƣợng phôi), chủ yếu là acid béo chƣa no (chiếm 72% tổng lƣợng chất béo). Ngƣời ta thƣờng tách phôi ra để ép lấy dầu làm bơ nhân tạo hay dầu ăn, ngô đã tách phôi dùng để nấu rƣợu. Khoai Loại khoai thƣờng dùng phổ biến nhất là khoai lang, thỉnh thoảng cũng có dùng khoai tây.
Trong tinh bột khoai lang chứa 13 – 25% là amylose và 77 – 87% là amylosepectin. Khoai lang tƣơi rất khó bảo quản, thƣờng cắt lát phơi khô hoặc sấy. Khoai cũng rất thích hợp làm nguyên liệu sản xuất rƣợu do hàm lƣợng glucid tƣơng đối cao khoảng 20 – 30%, protein khoảng 1,5 – 6% tùy loại khoai. Tuy nhiên khi sử dụng nguyên liệu cần chú ý đến độ nhớt của khoai cỏ thể ảnh hƣởng đến khả năng thủy phân bởi enzyme trong quá trình đƣờng hóa và thủy phân protein.
Mật rỉ đường Là phụ phẩm chứa nhiều đƣờng không kết tinh trong công nghệ sản xuất mía đƣờng. Thông thƣờng tỉ lệ đƣờng trong sản xuất mía đƣờng khoảng 3 – 3,5% trọng lƣợng mía. 5 Tùy thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt, công nghệ sản xuất, thành phần rỉ đƣờng dao động nhƣ sau: nƣớc 15 – 20%, chất khô 80 – 85%. Trong đó 60% là đƣờng (40% sacharose, 20% fructose và glucose).
Trong rỉ đƣờng thƣờng gặp các vi sinh vật gây màng gây chua, làm giảm chất lƣợng của rỉ đƣờng. Vì vậy, trong sản xuất hay thƣờng dùng flosillicate 2% so với trọng lƣợng rỉ đƣờng để bảo quản. Ƣu điểm của việc sử dụng rỉ đƣờng để sản xuất cồn etylic so với những nguyên liệu khác là: - Giá rẻ. - Khối lƣợng lớn, dồi dào.
Cơ sở quá trình sản xuất rƣợu vang.- Nguồn cung cấp khá phổ biến. - Không phạm đến chính sách lƣơng thực.2 C s quá tr nh sản uất rượu vang Rƣợu vang bắt nguồn t miền Nam nƣớc Pháp t thế kỷ thứ VI trƣớc công nguyên. Loại rƣợu này vốn bắt nguồn t việc lên men nho nên nó còn đƣợc gọi là vin hay wine. Ngày nay, ý nghĩa của rƣợu vang đƣợc mở rộng thêm đến các loại quả khác nho.
Rƣợu vang đƣợc xem là loại thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe, vì thực chất chỉ là nƣớc trái cây lên men.