LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình công nghệ sản xuất Bia, Rượu đã được tập hợp từ nhiều nguồn tài
liệu khác nhau để phục vụ chính cho đối tượng sinh viên, học sinh ngành Công nghệ
chế biến thực phẩm, công nghệ sinh học và có thể là tài liệu cho các ngành học khác
tham khảo.
Giáo trình gồm có hai phần:
Phần I: Công nghệ sản xuất rượu.
Phần II: Công nghệ sản xuất bia
Trong mỗi phần giới thiệu nguyên liệu, qui trình sản xuất, điều kiện công nghệ
và thiết bị cho mỗi công đoạn.
Mặc dù nhóm tác giả có nhiều cố gắng hoàn chỉnh giáo trình, tuy nhiên trong
quá trình biên soạn chắc không thể tránh khỏi sai sót, chúng tôi rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp để giáo trình được hoàn thiện hơn. Chân thành cám ơn.
Đà Nẵng tháng 12 năm 2010
Nhóm tác giả

8


PHẦN I . CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
Chương 1. KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU
1. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP RƯỢU

Rượu là tên gọi chung để chỉ những hợp chất hữu cơ có nhóm định chức
hydroxyl (OH) đính trực tiếp vào gốc alkyl (R). Rượu dùng để uống là ethanol (rượu
etylic), công thức phân tử C2H6O, công thức cấu tạo: CH3-CH2-OH. Thuật ngữ cồn
dùng để chỉ dung dịch ethanol có nồng độ từ khoảng 50% V trở lên. Cồn dùng để pha
chế đồ uống, dùng trong công nghiệp hóa chất, nhiên liệu thay thế xăng,…
Loài người đã biết sản xuất ra nước uống chứa ethanol bằng phương pháp lên
men các nguồn nguyên liệu chứa glucid từ rất sớm. Đến thế kỷ 12, ethanol đã được thu
nhận từ sự chưng cất sản phẩm lên men quả cây. Thế kỷ 13, ethanol trở thành hàng

hóa và được ứng dụng trong công nghiệp dược. Nhà máy rượu đầu tiên trên thế giới
được xây dựng ở Hà Lan vào năm 1800.
Ở Việt Nam, nghề nấu rượu cổ truyền đã có từ rất lâu. Ở đồng bằng, nhân dân
biết nuôi cấy và phát triển nấm mốc, nấm men tự nhiên trên môi trường thích hợp (bột
gạo và một số vị thuốc bắc) để lên men rượu từ các nguyên liệu chứa tinh bột đã được
nấu chín. Ở miền núi, đồng bào dân tộc sản xuất rượu cần bằng cách dùng men tự
nhiên có trong lá cây để lên men các loại nguyên liệu như ngô, khoai lang, sắn đã nấu
chín. Sản xuất rượu theo phương pháp công nghiệp bắt đầu vào khoảng cuối thế kỷ
XIX, do người Pháp nghiên cứu công nghệ và xây dựng nhà máy. Vào năm 1895, các
nhà sinh học Pháp như Rouxii, Calmette, Boidin đã phân lập được một loài nấm mốc
trong bánh men thuốc bắc và đặt tên là Mucor Rouxii. Phương pháp sản xuất rượu sử
dụng loại nấm mốc đó gọi là phương pháp Amylomyces Rouxii, gọi tắt là phương
pháp Amylo. Người Pháp đã xây dựng các nhà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu giàu
tinh bột, chủ yếu là gạo theo phương pháp đó vào năm 1898 ở Hà Nội, Sài Gòn. Sau
này chúng ta đã nghiên cứu và thay thế phương pháp Amylo bằng phương pháp
Mycomalt và hiện nay phổ biến dùng các chế phẩm enzyme thương phẩm trong công
đoạn đường hóa.
Trữ lượng các nguồn nhiên liệu hóa thạch cạn đi nhanh chóng đã làm chuyển
hướng ngành công nghiệp cồn sang sản xuất cồn nhiên liệu thay vì chủ yếu phục vụ
công nghiệp đồ uống trước đây. Công nghiệp cồn nhiên liệu của Brazin, Hoa kỳ,
Trung Quốc, Thái lan,…hiện nay đã đạt được nhiều tiến bộ. Brazin hiện có khoảng
500 nhà máy cồn, năng suất khoảng 16 tỷ lit/năm, không chỉ nhằm phục vụ trong
nước mà còn xuất khẩu, chiếm 40% thị phần cồn thương mại toàn cầu. Số lượng nhà
máy cồn ở Hoa kỳ, Trung Quốc tăng nhanh. Không chỉ giới hạn ở nước mía, rỉ đường,
nguyên liệu giàu bột, một số nước như Nhật Bản, Hoa kỳ,… đã khởi động các chương
trình sản xuất cồn từ sinh khối thực vật (biomass).
2. ỨNG DỤNG CỦA RƯỢU ETYLIC
Rượu etylic có vai trò quan trọng đối với các ngành công nghiệp, nó là nguyên
liệu để sản xuất hơn 150 loại sản phẩm khác nhau. Rượu etylic được ứng dụng trong
các lĩnh vực:

- Công nghiệp thực phẩm.
- Nhiên liệu thay chế xăng (biofuel).
- Công nghiệp Dược và Y tế.
- Công nghiệp sản xuất hóa chất cơ bản.
9


- Công nghiệp hóa mỹ phẩm.
3. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA RƯỢU ETYLIC
3.1. Tính chất vật lý
- Tồn tại ở thể lỏng, không màu.
- Nhẹ hơn nước và hòa tan vô hạn trong nước. Khi tan trong nước kèm theo
hiện tượng co thể tích và tỏa nhiệt.
- Dễ bay hơi.
- Phân tử lượng: M = 46,03 đvc.
- Nhiệt độ sôi: 78,32 0C ở áp suất 760 mmHg.
- Nhiệt độ bắt lửa: 120C, nhiệt độ đóng băng: -117 0C .
- Khi chưng cất ta chỉ thu được sản phẩm rượu có nồng độ là 95,57 % về khối
lượng, vì tại đó hỗn hợp rượu - nước ở điểm đẳng phí; thành phần các cấu tử trong pha
hơi tương tự như của pha lỏng và với phương pháp chưng cất thông thường ta không
thể thu được rượu có nồng độ cao hơn 95,57 % .
3.2. Tính chất hóa học
3.2.1. Tác dụng với ôxy
Tùy theo cường độ ôxy tác dụng với rượu mà tạo ra những sản phẩm khác nhau:
→ 2 CH3CHO + 2 H2O
2 C2H5OH + O2 (nhẹ)
+ O2 (đầy đủ) → CH3COOH +
H2 O
C2H5OH
+ 3O2 (mãnh liệt) → 2 CO2

+ 3 H2 O
C2H5OH
3.2.2. Tác dụng với kim loại kiềm, kiềm thổ
Trong các phản ứng này ethanol được coi như là một acid yếu và tác dụng với
kim loại kiềm, kiềm thổ tạo thành các muối alcolate.
Ví dụ:
2C2H5OH
+ 2Na
→
2C2H5ONa + H2
2C2H5OH
+ Ca
→
(C2H5O)2Ca + H2
3.2.3. Tác dụng với acid hữu cơ
Sản phẩm của phản ứng này là ester thơm. Ví dụ:
CH3COOH
C2H5OCOCH3
C2H5OH +

+ H2 O

3.2.4. Tác dụng với oxyt sắt
CH3CH2OH + 2 FeO + O2 → CH3CHO + Fe2O3 + H2O
→
CH3CHO + FeO + H2O
CH3CH2OH + Fe2O3
Do phản ứng này mà chất lượng rượu bị giảm nếu như các thiết bị chưng cất,
lên men hoặc bảo quản làm bằng sắt.
3.3. Tính chất sinh lý

Rượu etylic có tính sát trùng mạnh vì có khả năng hút nước sinh lý của tế bào,
làm khô albumin. Cường độ sát trùng tỷ lệ với nồng độ rượu, nhưng tác dụng sát trùng
mạnh nhất khi nồng độ dung dịch là 70%.
Vì ở nồng độ này, rượu dễ “thấm” qua màng tế bào hơn rượu cao độ. Đối với
nhiều loại nấm men, nấm mốc, thì nồng độ rượu 5 – 10% đã có tác dụng ức chế sự
phát triển và làm yếu sự hoạt động của nấm men, nấm mốc.
10


Rượu etylic nguyên chất có tác dụng kích thích đối với tế bào da, nhất là đối với
bộ phận niêm mạc, có tác dụng rõ rệt đến sự hô hấp và tuần hoàn, hệ thần kinh. Sự
kích thích này gây hưng phấn thì gọi là say rượu. Ngược lại có thể dùng rượu để kích
thích hồi tỉnh khi người bị ngất hay bị yếu đột ngột.
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
4.1. Phương pháp lên men bằng vi sinh vật
Đây là phương pháp có từ lâu đời và phổ biến nhất hiện nay. Nguyên liệu dùng
để sản xuất rượu theo phương pháp này phải chứa nhiều glucid. Các công đoạn chính
để sản xuất rượu etylic từ phương pháp này là:
- Chế biến, xử lý nguyên liệu thành dịch đường để lên men.
- Lên men dịch đường nhằm biến đổi đường thành rượu nhờ nấm men. Sản
phẩm thu được gọi là dấm chín.
- Chưng cất, tinh chế nhằm tách rượu ra khỏi dấm chín và nâng cao nồng độ
rượu để nhận được cồn tinh khiết.
Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp khác nhau để chuyển hóa glucid
thành đường lên men, còn giai đoạn lên men, chưng cất tinh chế thì hầu như chưa có
thay đổi cơ bản về nguyên lý. Do đó tên gọi của phương pháp sản xuất rượu dựa theo
tên gọi của phương pháp chuẩn bị dịch lên men.
4.1.1. Phương pháp maltase
Malt là hạt hòa thảo nẩy mầm. Người ta dùng amylase có trong malt để thủy
phân tinh bột thành đường để lên men.

Ưu điểm: Thời gian đường hóa ngắn, chất lượng rượu tốt, thường có hương vị
đặc trưng, dễ chịu, ít bị nhiễm khuẩn.
Nhược điểm: Nhược điểm lớn nhất là hiệu suất đường hóa không cao vì phức
hệ amylase không hoàn chỉnh, giá malt cao, tỷ lệ malt sử dụng so với nguyên liệu
tương đối cao, từ 8 ÷ 20 %.
Hiện nay, phương pháp này không được sử dụng.
4.1.2. Phương pháp acid
Sử dụng các acid như HCl, H2SO4 để làm xúc tác thủy phân tinh bột. Đặc điểm
của phương pháp này là: giai đoạn hồ hóa và đường hóa tinh bột trong nguyên liệu
được tiến hành đồng thời.
Ưu điểm: Không những chuyển hóa triệt để tinh bột mà còn chuyển hóa một
phần cellulose và hemicellulose thành đường.
Nhược điểm:
- Ngoài sản phẩm chính là đường lên men được còn tạo ra nhiều đường không
lên men khác. Khi đường hóa bằng acid, một số acid amin có trong nguyên liệu bị phá
hủy. Sau khi đường hóa phải trung hòa acid bằng NaOH, Ca(OH)2, CaCO3,... Các sản
phẩm của sự trung hòa sẽ gây trở ngại cho giai đoạn lên men và ảnh hưởng đến chất
lượng rượu sau này.
- Phải sử dụng thiết bị chịu acid đắt tiền.
- Hiệu suất thu hồi thấp hơn so với của các phương pháp khác.
- Bã rượu sản xuất theo phương pháp acid dùng chăn nuôi cũng không tốt.
Ngày nay hầu như không sử dụng phương pháp pháp acid trong sản xuất rượu
11


đối với nguyên liệu giàu chất bột.
4.1.3. Phương pháp men thuốc bắc (MTB)
Viên men thuốc bắc (MTB) gồm tinh bột sống có thêm những vị thuốc bắc có
nấm mốc và nấm men được nuôi cấy và phát triển. Theo phương pháp MTB thì
nguyên liệu chứa tinh bột (gạo) không cần phải nghiền mịn và nấu thành dạng cháo mà

chỉ cần nấu chín như nấu cơm (cũng chính điều này làm hạn chế tác dụng của enzyme
lên tinh bột nên hiệu suất đường hóa thấp). Gạo sau khi nấu chín được trải ra trên các
nong sạch để làm nguội rồi trộn với MTB đã nghiền thành bột, tỷ lệ MTB dùng so với
gạo là 1,5 – 2,5%. Sau đó, cho vào các thúng và phủ vải phía trên để ủ.
Quá trình đường hóa và rượu hóa xảy ra đồng thời. Tuy nhiên trong 2 – 3 ngày
đầu thì quá trình đường hóa chiếm ưu thế. Quá trình rượu hóa xảy ra mạnh hơn khi
cho cơm đã ủ vào các chum, vại rồi thêm nước sạch vào ngập khối nguyên liệu (thông
thường 2 – 3 lít nước sạch /1kg gạo), ủ tiếp từ 2 – 3 ngày. Trong sản xuất lớn người ta
bổ sung thêm những nấm men đã được nuôi cấy thuần khiết. Sau khi ủ xong thì đem
hỗn hợp đi cất rượu.
Nhược điểm: Độ acid trong dịch lên men cao, dễ nhiễm tạp khuẩn, khó cơ giới
hóa, hiệu suất thu hồi rượu thấp (60 – 70%).
4.1.4. Phương pháp Amylomyces – Rouxii (Mucor Rouxii)
Đặc điểm phương pháp này là sử dụng nấm mốc và nấm men nuôi cấy thuần
khiết và riêng biệt. Sau đó cho phát triển tiếp tục trên môi trường cần lên men giàu
chất dinh dưỡng (thường là gạo) trong điều kiện vô trùng tuyệt đối, có sục khí ở những
giai đoạn cần thiết để thực hiện quá trình đường hóa. Một chu kỳ sản xuất gồm các
giai đoạn sau đây diễn ra tuần tự: Chuẩn bị thiết bị → Nấu chín khối nguyên liệu →
Làm nguội khối nấu đạt nhiệt độ 38 – 39 0C→ Phát triển nấm mốc và thực hiện đường
hóa → Thực hiện rượu hóa cho đến khi kết thúc. Tất cả các giai đoạn đó diễn ra trên
cùng một thiết bị kín, vô trùng tuyệt đối.
Ưu điểm: Hiệu suất thu hồi cao, dễ cơ giới hóa, tự động hóa, ít lao động thủ
công.
Nhược điểm: Chu kỳ sản xuất dài (8 - 10 ngày), khó bảo đảm vô trùng, đòi hỏi
nguyên liệu phải giàu dinh dưỡng, khi thay đổi nguyên liệu phải thay đổi chủng nấm
men, nấm mốc.
4.1.5. Phương pháp Mycomalt
Mycomalt là chế phẩm thô của nấm mốc, được nuôi cấy trên bề mặt của môi
trường đặc gồm cám hoặc bột ngô và trấu. Lượng chế phẩm thô dùng để đường hóa
khá lớn, 10 - 12% so với khối lượng nguyên liệu. Lượng canh trường men sử dụng

trong giai đoạn rượu hóa khoảng 10% thể tích dịch lên men dấn đến quá trình lên men
diễn ra nhanh chóng.
Ưu điểm (So với phương pháp amylo): Ít bị chua nhiễm, không đòi hỏi chế độ
vô trùng nghiêm ngặt. Rút ngắn được chu kỳ sản xuất. Không kén chọn nguyên liệu.
Thích hợp qui mô sản xuất công nghiệp vừa và nhỏ.
Nhược điểm: Cần nhiều bột ngô, trấu để chế tạo mycomalt. Cần nhiều diện tích
để nuôi cấy mốc. Thao tác vất vả, nuôi cấy giống phức tạp. Cần nhiều thiết bị đường
hóa, lên men. Cần có máy lạnh để làm nguội nhanh dịch đường từ 600C xuống 300C.
4.2. Phương pháp tổng hợp hóa học
12


Nguyên liệu chính để tổng hợp rượu etylic là etylen. Hai phương pháp trong
công nghiệp tổng hợp rượu etylic từ etylen là:
- Thủy phân etylen bằng acid sunfuric, phương pháp này trải qua hai giai đoạn,
giai đoạn đầu sunfat hóa etylen thành mono và dietylsunfat. Tiếp sau đó thủy phân
chúng để nhận được rượu etylic và acid sunfuric.
- Phương pháp thủy phân trực tiếp etylen, phương pháp này thực hiện bằng
cách đính trực tiếp phân tử nước vào phân tử etylen trên bề mặt chất xúc tác.
Câu hỏi ôn tập chương 1
Câu 1: So sánh tính chất bay hơi, nhiệt độ sôi của rượu etylic và nước tại cùng áp suất
bề mặt?
Câu 2: Trong quá trình chưng cất rượu ta sẽ thu được sản phẩm rượu có nồng độ bao
nhiêu? Vì sao?
Câu 3: Phương pháp sản xuất rượu etylic bằng lên men vi sinh vật có các công đoạn
cơ bản nào?
Câu 4: Chất xúc tác trong phương pháp maltase và phương pháp acid khi chuyển
nguyên liệu thành dịch đường là gì? Có nhận xét gì về 2 loại chất xúc tác này?

13



Chương 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu cung cấp cơ chất cho quá trình lên men: Bất kỳ loại thực vật nào
có chứa glucid với hàm lượng khá lớn đều có thể dùng để cung cấp đường để lên men
rượu etylic. Tuy nhiên, khi chọn một loại nào đó cần xem xét đến các yêu cầu sau:
- Chứa nhiều glucid.
- Trữ lượng lớn và tập trung, giá rẻ.
- Bảo quản và sử dụng không quá phức tạp.
- Trang thiết bị để sản xuất không quá phức tạp, chất lượng rượu sản xuất ra bảo
đảm tiêu chuẩn qui định.
Bên cạnh nguồn nguyên liệu cung cấp cơ chất lên men, nước là nguyên liệu
được sử dụng với lượng lớn và không thể thiếu trong sản xuất rượu.
2. NGUYÊN LIỆU CHỨA NHIỀU TINH BỘT
Nguyên liệu chủ yếu mà các nhà máy rượu nước ta thường dùng là sắn, sau đó
là ngô và một phần gạo hoặc tấm.
Củ sắn có 3 phần chính: vỏ, thịt củ và lõi; ngoài ra còn có cuống và rễ củ.
Trong đó, thịt củ chiếm tỷ lệ 90 - 95% so với khối lượng củ và là phần có giá trị nhất.
Thịt củ chứa nhiều tinh bột, ít protein và lipid. Thịt củ chứa ít độc tố và polyphenol
hơn so với vỏ củ và lõi.
Thành phần của củ sắn tươi dao động trong giới hạn khá lớn: tinh bột 20 30%, protein 0,8 – 1,2%, chất béo 0,3 – 0,4%, cellulose 1 – 3,1%, chất tro 0,54%,
polyphenol 0,1 - 0,3% và nước 60 – 74,2%.
Ngoài các chất kể trên, trong sắn còn có một lượng vitamin và độc tố. Vitamin
trong sắn thuộc nhóm B, trong đó B1 và B2 mỗi loại chiếm 0,03 mg%, còn B6 0,06mg
%. Các vitamin này sẽ bị mất một phần khi chế biến.
Độc tố trong củ sắn có tên chung là phaseolunatine, gồm 2 glucoside là
linamarin và lotaustralin. Hàm lượng độc tố trong củ sắn phụ thuộc vào giống, đất đai.
Bản thân phaseolunatine không độc, chỉ khi nó bị thủy phân sẽ tạo ra chất HCN mới
gây ngộ độc cho người.Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô.

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của một số nguyên liệu
Thành phần
Nước
Glucid
Protein
Chất tro
Chất béo
Cellulose

Sắn khô (%)
14
67,6
1,75
1,79
0,87
3,38

Gạo tẻ (%)
11
69,2
7,3
0,9
1,2
0,5

Tấm (%)
11,5
41,0
5,3
17,7

2,0
22,5

Ngô vàng (%) Ngô đá(%)
12,5
13,0
68,4
72,6
8,3
7,2
1,6
1,1
5,1
4,1
4,1
2,0

Sắn có hàm lượng tinh bột cao, lipid thấp và đặc biệt là phân tử lượng của
amylopectin không lớn nên là nguyên liệu rất tốt để sản xuất rượu. Tuy nhiên, sắn có ít
chất dinh dưỡng cần thiết cho nấm men nên cần phải bổ sung các chất chứa nitơ, muối
khoáng trong quá trình nuôi cấy nấm men.
14


3. RỈ ĐƯỜNG
3.1. Thành phần hóa học
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. Tỷ lệ này phụ thuộc vào chất lượng mía
và công nghệ sản xuất.
Thành phần rỉ đường gồm: Đường lên men được, các hợp chất hữu cơ, các chất

vô cơ. Thành phần của rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, đất đai, điều kiện trồng trọt,
phương pháp sản xuất, điều kiện bảo quản, công nghệ sản xuất, v.v...Thông thường rỉ
đường có 15 ÷ 20% nước và 80 ÷ 85% chất khô. Trong các chất khô thì đường chiếm
tới trên 55%, bao gồm saccharose 30 ÷ 35%, đường glucose và fructose khoảng 20 ÷
25%, còn lại dưới 45% bao gồm chất vô cơ chiếm khoảng 15 ÷ 20%, chất hữu cơ
khoảng 25 – 30%. Chất hữu cơ trong rỉ đường bao gồm chất hữu cơ có chứa N và chất
hữu cơ không chứa N.
Chất hữu cơ không chứa N bao gồm: Pectin và các sản phẩm phân hủy của
pectin chiếm khoảng 3%, các sản phẩm phân hủy của đường như caramel, melanoidin
chiếm khoảng 1,7%, các acid hữu cơ như acid formic, acid oxalic, acid lactic chiếm
khoảng 2,5% so với rỉ đường. Acid aconitic chiếm phần lớn chất không đường hữu cơ,
vào khoảng 5% so với lượng chất không đường hữu cơ.
Chất hữu cơ có chứa N bao gồm: Các acid amin và một số protein. Tổng lượng
chất hữu cơ chứa N có trong rỉ đường vào khoảng 1,68 ÷ 3,33% so với rỉ đường.
Vitamin gồm nhiều loại: Thiamin, Riboflavin, acid nicotinic, acid pantothenic,
acid folic, pyridoxin, biotin.
Trong rỉ đường còn chứa một lượng vi sinh vật có hại, trong đó nguy hiểm nhất
là vi khuẩn lactic và acetic. Mức độ nhiễm khuẩn được xác định bằng sự tăng độ chua
khi mật rỉ “tự lên men”. Sự nhiễm vi sinh vật ảnh hưởng tới chất lượng rỉ đường, làm
giảm hiệu suất tổng thu hồi.
pH và độ đệm của mật rỉ: pH của rỉ đường phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất
và phương pháp sản xuất. Với rỉ đường sản xuất bằng phương pháp sunfit hóa thì pH =
5,5 – 6,2. Độ đệm được biểu thị bằng thể tích dung dịch H2SO4 1N cần thiết để điều
chỉnh dung dịch gồm 100 gam mật rỉ và 100 gam nước đến pH = 4,5. Độ đệm dao
động từ 15 – 45.
3.2. Bảo quản rỉ đường
Rỉ đường được bảo quản trong các bồn chứa hình trụ bằng thép hoặc bằng
bêtông cốt thép, thể tích bình chứa được tính toán sao cho đủ sản xuất ít nhất được 3
tháng. Thông thường bồn chứa có thể tích khoảng 600 ÷ 5000 m3 .
Bồn chứa rỉ đường phải đủ các thiết bị như: thiết bị báo mức rỉ đường cho bồn,

thiết bị đo nhiệt độ, hệ thống ống dẫn hơi nước để gia nhiệt, ống dẫn rỉ đường giúp cho
rỉ đường dể di chuyển trong trường hợp rỉ đường bị sánh lại khi trời lạnh. Ngoài ra
cũng nên có hệ thống bơm đảo trộn rỉ đường trong bồn chứa để cho rỉ đường đồng
nhất, bảo đảm chất lượng rỉ đường đồng đều trước khi đưa vào sản xuất.
Trong quá trình bảo quản thì khối lượng rỉ đường giảm xuống, trong đó chủ
yếu là sự bay hơi nước. Bình quân giảm 0,2 %/tháng.
Khi hàm lượng chất khô trong rỉ đường đạt > 75% thì lượng nấm men dại, vi
khuẩn tạo thành acid rất ít, chất lượng rỉ đường giảm không đáng kể trong suốt thời
gian bảo quản. Nếu hàm lượng chất khô trong rỉ đường < 70% thì sự tổn thất đường
15


lên tới 1,3% khối lượng rỉ đường. Tổn thất rỉ đường tăng mạnh khi nồng độ < 40%.
Ngoài ra trong quá trình bảo quản cũng xảy ra phản ứng giữa acid amin và
đường khử tạo thành melanoidin, phản ứng này xảy ra vừa làm mất đường vừa làm
hao hụt acid amin, ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển của nấm men sau này.
Để tránh hiện tượng vi sinh vật phát triển, trong quá trình bảo quản cần giữ cho
rỉ đường không bị pha loãng. Muốn vậy, bồn chứa rỉ đường phải đậy kín không để
nước mưa bên ngoài xâm nhập và hạn chế dùng nước rửa. Đồng thời dùng các chất sát
trùng như formol, Na2SiF6 với tỷ lệ 0,015 ÷ 0,02 % so với khối lượng rỉ đường.
4. NƯỚC
Trong công nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác
nhau. Nước được dùng để xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, pha loãng môi trường,
làm nguội, vệ sinh thiết bị và nhà xưởng, dùng cho sinh hoạt, cung cấp cho lò hơi ...
Thành phần, tính chất hóa lý và chất lượng nước có ảnh hưởng trực tiếp tới kỹ
thuật sản xuất và chất lượng sản phẩm.
4.1. Các thông số đánh giá chất lượng nước
4.1.1. Độ màu
Độ màu do các humid, các hợp chất keo của sắt, vi sinh vật, thực vật (rong, tảo)
gây nên. Nước càng trong (độ màu thấp) chất lượng càng cao.

4.1.2. Mùi và vị
Mùi và vị của nước phụ thuộc vào thành phần các chất có trong nước và chủ
yếu là các hợp chất hòa tan nhất định. Vị của nước có thể là mặn, chua, hơi ngọt hoặc
cay nhẹ. Mùi của nước có thể là mùi tự nhiên tạo nên (như mùi bùn, đất, vi sinh vật,
phù du, cỏ dại hay xác vi sinh vật…) hoặc các mùi nhân tạo khác như mùi chlor,
phenol… khi khai thác, xử lý nước gây nên.
4.1.3 Nồng độ sắt và các thành phần khác
Sắt trong nước thường tồn tại dưới dạng Fe2+ hay Fe3+. Nước ngầm thường có
ở dạng Fe2+ hòa tan, nước bề mặt thường ở dạng keo hay các hợp chất hoặc có thể ở
dạng oxid-humid sắt. Hàm lượng sắt trong nước càng ít càng tốt, vì sắt là nguyên nhân
chính gây nên các ảnh hưởng xấu như tạo màu, tạo mùi tanh khó chịu, đục cho nước.
Các hợp chất chứa N như: HNO3, HNO2, NH3, … Sự có mặt các hợp chất này
chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và cũng có thể do các hợp chất vô cơ gây ra.
Chỉ số sinh học: Đặc trưng cho sự xâm nhập và phát triển của các loại vi sinh
vật, thực vật (rong, tảo,…) có trong nước. Chỉ số sinh học bằng số lượng vi sinh
vật/1ml nước. Cần chú ý chỉ số E.coli, tổng số vi sinh vật hiếu khí.
4.2. Yêu cầu chất lượng nước
Trong công nghệ sản xuất rượu, yêu cầu chất lượng nước giống như nước sinh
hoạt, phải trong suốt, không màu, không mùi. Hàm lượng muối không vượt quá yêu
cầu sau (mg/l): Cl-: 0,5; SO4-2: 80; As: 0,05; Pb: 0,1; F: 3; Zn: 5; Cu: 3; Fe: 0,3; NO3- :
40. Không cho phép có NH3 và muối của acid nitric (HNO3).
Không có hoặc chỉ có vết của các muối kim loại nặng như Hg, Ba ,… Khả năng
ôxy hóa 1 lít nước không quá 2ml dung dịch KMnO4 0,01N. Chất cặn không vượt quá
1000mg/l.
Khi nấu nguyên liệu, độ pH của nước có ảnh hưởng đến quá trình phá vỡ tế bào
tinh bột. Nước kiềm tính nấu nguyên liệu không tốt và vi sinh vật có hại dễ phát triển,
16


quá trình lên men, nếu pH > 7 sẽ thúc đẩy quá trình tạo thành glycerin.

Trong thực tế, nếu nước dùng để nấu nguyên liệu có độ cứng cao quá, thường
phải dùng acid sunfuric để trung hòa. Nước dùng để chế biến dịch có độ cứng cao quá
8mg/l cũng cần acid hóa đến pH 4,5 – 5,0 là pH thích hợp cho amylase hoạt động.
4.3. Xử lý nước
4.3.1. Nguyên tắc chung
Xử lý nước gồm ba nội dung chính:
- Làm trong,
- Khử chất hoà tan,
- Khử vi sinh vật.
Một qui trình xử lý nước thường là sự phối hợp của các quá trình sau:
* Bão hoà không khí : Tạo điều kiện để ôxy xâm nhập vào nước, ôxy hóa các
chất gây mùi, màu, một số chất vô cơ và tạo điều kiện để các chất gây mùi thoát khỏi
nước; thường thực hiện bằng cách phun nước qua các “giàn mưa”.
* Lắng trong: Quá trình được thực hiện tại các bể nhân tạo hoặc tự nhiên,
được tăng cường bằng cách bổ sung chất trợ đông kết, như vôi, phèn (muối nhôm
sulphate, sắt sulphate). Các hạt huyền phù dần dần lắng xuống và tách ra khỏi nước.
Lắng chỉ tách được khoảng 60 – 70% chất lơ lửng trong nước.
* Lọc: Đây là phương pháp chủ yếu để loại bỏ chất lơ lửng trong nước. Vật liệu
lọc thường dùng là cát hoặc bột diatomite. Các hạt huyền phù được giữ lại ở bên trên,
còn nước sạch chảy qua lỗ.
* Chlorine hóa: đưa vào nước các chất có thể giải phóng Cl nguyên tử nhằm
ôxy hóa các vật chất hữu cơ và khử trùng nước.
* Xử lý than hoạt tính: Cho nước đi qua tháp chứa than hoạt tính để hấp phụ
các chất mùi, khí, chất hữu cơ, chất màu.
* Ozone hóa: ôxy hóa chất hữu cơ, vi sinh vật bằng hỗn hợp khí giàu ozone.
* Khử khoáng: Thực hiện với các mức độ khác nhau bằng các phương pháp
hóa học; khi cần khử khoáng triệt để có thể dùng phương pháp trao đổi ion hoặc thẩm
thấu ngược.
4.3.2. Một số công đoạn cơ bản
* Khử sắt, mangan

Sắt, mangan làm đóng cặn trong các đường ống dẫn và làm giảm chất lượng
bia. Để tách Fe, Mn, nước được phun qua giàn mưa để bão hoà ôxy nhằm ôxy hóa các
muối của chúng thành thành dạng khó tan, từ đó loại bỏ bằng cách lắng và lọc trong.
* Khử ôxy
Ôxy làm giảm chất lượng dịch đường hóa, ăn mòn lò hơi và các đường ống dẫn
hơi nước. Loại bỏ ôxy trong nước có thể bằng các phương pháp vật lý (nhiệt, chân
không, rửa CO2) hoặc hóa học (khử bằng hydrogen, khử bằng sulphite).
- Phương pháp nhiệt: Đun nước lên ít nhất 850C, bơm qua giàn phun và hút
chân không để tách khí; nhược điểm là chi phí cao.
- Phương pháp khử bằng hydrogen: Sục khí hydro vào dòng nước chảy qua bột
paladium xúc tác, ôxy sẽ phản ứng với hydro tạo ra nước; hiệu quả kinh tế cao.
* Khử trùng

17


- Khử trùng bằng Chlorine: Chlorine tác dụng với nước tạo ra acid
hipochlorous (HOCl) không bền, sẽ phân hủy để tạo ra ôxy nguyên tử. Ôxy nguyên tử
làm biến đổi chức năng màng tế bào do đó tiêu diệt vi sinh vật.
= HOCl + HCl
Cl2 + H2O
Ưu điểm: thiết bị, hóa chất rẻ.
Nhược điểm: nếu nước có chứa phenol và các chất hữu cơ thì sẽ tạo ra các hợp
chất chlor-hữu cơ, chlor-phenol, … độc hại; chlorine dư sẽ gây mùi cho nước.
- Khử trùng bằng tia cực tím: Tia cực tím là sóng điện từ cao năng có tác dụng
làm biến đổi tính chất sinh học của các tổ chức sống. Khử trùng bằng cách cho dòng
nước chảy dưới bức xạ cực tím là phương pháp sạch, tuy vậy hiệu quả tiêu diệt vi sinh
vật giảm nhanh khi tăng độ dày lớp nước xử lý hoặc khi nước đục.
- Khử trùng bằng ozone (03): Ozone được tạo ra từ ôxy trong quá trình phóng
tia lửa điện. Ozone không bền, sẽ phân hủy giải phóng ôxy nguyên tử và diệt khuẩn

theo cơ chế gần với của chlorine . Khử trùng bằng ozone là phương pháp sạch và có độ
tin cậy cao, tuy nhiên thiết bị có chi phí đầu tư và vận hành cao.
- Lọc khử trùng: Nguyên tắc là dùng vật liệu lọc có mao quản lọc đủ nhỏ để giữ
lại tất cả vi sinh vật. Đây cũng là phương pháp sạch nhưng chi phí hoạt động cao.
* Giảm độ kiềm
Nguyên tắc là khử độ cứng carbonate; tăng độ cứng phi carbonate; hoặc đồng
thời cả 2 quá trình trên.
+ Phương pháp gia vôi: khử hàm lượng CO32- tan nhờ tạo kết tủa muối
carbonate calcium. Ưu điểm là đơn giản, chi phí hóa chất thấp, có thể tách loại được cả
sắt, mangan và một phần kim loại nặng. Tuy vậy, phải có công đoạn loại bỏ kết tủa và
yêu cầu định lượng chính xác lượng vôi sử dụng. Phương pháp được sử dụng rộng rãi
trong công nghiệp.
+ Acid hóa: Dùng acid để phá hủy ion carbonate. Hiện nay, việc dùng các chế
phẩm chứa acid lactic để khử độ cứng đang là xu hướng tiên bộ của các nhà máy sử
dụng công nghệ sạch.
* Khử khoáng chất
Khi cần làm giảm hoặc triệt tiêu các ion tan trong nước có thể sử dụng phương
pháp trao đổi ion hoặc thẩm thấu ngược.
-Trao đổi ion
Để loại các cation, ví dụ khử Ca2+ và Mg2+ để làm mềm nước, ta dùng nhựa trao
đổi ion dương, gọi là cationit.
2 R-H
+ Ca2+ = R2Ca + 2 H+
2 R-H
+ Mg2+ = R2Mg + 2 H+
Nếu sau khi cho nước đi qua cột chứa cationit lại cho đi qua tiếp cột chứa nhựa
anionit thì sẽ tiếp tục khử được các anion, ví dụ khử ion Cl-:
R-OH + Cl- = R-Cl + OHNhư vậy bằng việc sử dụng nhựa trao đổi ion có thể thu được nước sạch khoáng
chất tương đương nước cất, đủ tiêu chuẩn cấp cho lò hơi.
-Thẩm thấu ngược

Về bản chất, là một quá trình lọc màng. Sử dụng màng lọc thích hợp có thể giữ
lại được tất cả các pha phân tán, chất hòa tan và chỉ cho nước đi qua. Phương pháp này
18


giúp loại bỏ được tất cả chất hòa tan hoặc loại bỏ có chọn lọc thông qua việc chọn vật
liệu làm màng thẩm thấu.
Câu hỏi ôn tập chương 2
Câu 1: Các yêu cầu căn bản để chọn nguyên liệu sản xuất rượu etylic là gì? Trong
thực tế vì sao ta thường chọn nguyên liệu sắn để sản xuất rượu etylic?
Câu 2: Cơ sở nào để ta chọn rỉ đường làm nguyên liệu sản xuất rượu etylic? Vì sao nói
rỉ đường khi bị nhiễm khuẩn sẽ làm giảm hiệu suất tổng thu hồi?
Câu 3: Trong quá trình bảo quản, có sự thay đổi đáng kể nào trong rỉ đường? Sự thay
đổi này ảnh hưởng đến chất lượng của rỉ đường ra sao?
Câu 4: Sự tồn tại các ion Fe2+, Fe3+ trong nước có ảnh hưởng gì đến chất lượng nước?
pH của nước bao nhiêu là thích hợp? Nếu pH cao sẽ ảnh hưởng như thế nào đến quá
trình sản xuất?
Câu 5: Trình bày nguyên tắc chung và các giai đoạn trong xử lý nước?

19


Chương 3. CHUẨN BỊ DỊCH LÊN MEN
1. CHUẨN BỊ DỊCH LÊN MEN TỪ NGUYÊN LIỆU CHỨA NHIỀU TINH BỘT
1.1. Nghiền nguyên liệu
Nghiền nguyên liệu nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo
điều kiện giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô. Trước đây nguyên liệu đưa vào nấu
rượu thường để nguyên dạng hạt hoặc lát to, ngày nay nguyên liệu được nghiền nhỏ
với mức độ khác nhau rồi đưa vào nấu ở áp suất cao và nhiệt độ phù hợp nhằm biến
tinh bột thành dạng hòa tan.

Hiện nay nguyên liệu được nghiền trên nhiều kiểu máy khác nhau. Ở nước ta
thường dùng máy nghiền búa. Muốn nghiền nhỏ ta dùng búa mỏng có chiều dày 2 đến
3 mm, khi nghiền thô dùng búa có chiều dày 6 đến 10 mm. Tốc độ quay của búa 75 –
80 m/s (tương đương 2750 vòng/phút). Khi nghiền, các phần nhỏ lọt qua rây được quạt
hút và đẩy ra ngoài, phần lớn chưa lọt qua rây được tiếp tục nghiền nhỏ. Năng suất của
máy còn phụ thuộc vào mức độ nghiền và kích thước rây. Lỗ rây bé thì năng suất
giảm, mặt rây nhanh bị hỏng. Tùy theo chế độ nấu mà thay kích thước lỗ mặt rây. Với
sắn khô khi nấu ở áp suất thường có dùng α-amylaza chịu nhiệt, nghiền càng mịn càng
tốt.
1.2. Nấu nguyên liệu
1.2.1. Mục đích
Trong các nguyên liệu như gạo, ngô, khoai, sắn v.v..., hạt tinh bột luôn nằm
trong màng tế bào. Khi nghiền chỉ một phần các màng đó bị phá vỡ, phần lớn màng tế
bào còn lại sẽ ngăn cản sự tiếp xúc của amylase với tinh bột. Mặt khác, hạt tinh bột ở
trạng thái không hòa tan thì amylase tác dụng lên tinh bột rất chậm và kém hiệu quả.
Vì vậy, mục đích của nấu nguyên liệu giàu tinh bột là nhằm phá vỡ màng tế bào của
tinh bột và biến đổi tinh bột sang trạng thái hòa tan trong nước.
Trong quá trình nấu, phần lớn màng tế bào của nguyên liệu chưa nghiền vẫn giữ
nguyên cấu trúc của chúng. Cấu trúc của tế bào chỉ bị phá vỡ khi khuấy trộn hoặc khi
phóng khối nguyên liệu đã nấu (còn gọi là khối cháo) ra khỏi nồi nấu qua van hẹp. Do
áp suất bên ngoài tế bào giảm, làm cho nước trong tế bào tự bốc hơi mạnh, thể tích tế
bào tăng lên đồng thời do va chạm giữa tế bào và van chắn nhờ đó màng tế bào bị xé
nát và tinh bột được giải phóng.
Trước đây, người ta nấu nguyên liệu tinh bột ở chế độ “mềm” là 135 – 1380C
hoặc chế độ “cứng” là 145 – 1550C. Hiện nay, nhiều nhà máy đã áp dụng công nghệ
nấu mới có sự hổ trợ của chế phẩm enzyme nên nhiệt độ khối nấu cao nhất cũng chỉ
nhỉnh hơn 1000C một ít.
1.2.2. Những biến đổi cơ, lý hóa của nguyên liệu trong quá trình nấu nguyên liệu
* Sự phá vỡ các cấu trúc tế bào thực vật
Độ bền của màng tế bào không giống nhau đối với các nguyên liệu và ngay

cùng một nguyên liệu, độ bền ở các phần cũng khác nhau. Nếu chỉ dùng lực cơ học để
phá hủy tế bào thì tốn nhiều năng lượng. Nếu đun nguyên liệu với nước sẽ xảy ra hiện
tượng trương nở, hòa tan các chất kết dính giữa tế bào, sẽ làm giảm độ bền cơ học của
nguyên liệu.
Vì vậy, muốn phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu để tinh bột thoát ra ngoài
màng tế bào một cách dễ dàng và tiết kiệm năng lượng, cần kết hợp nghiền và xử lý
20


nhiệt ẩm đối với nguyên liệu.
* Sự trương nở và hòa tan tinh bột
Trương nở là tính chất của những chất rắn cao phân tử có khả năng hút dung
môi để tăng thể tích. Khi cho nguyên liệu tinh bột tiếp xúc với nước, các phân tử nước
có kích thước phân tử nhỏ nên chúng xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột. Các
phân tử nước sẽ tương tác với các nhóm hoạt động của tinh bột làm yếu một số liên kết
trong phân tử tinh bột, phân tử tinh bột bị “rão” ra và bị trương lên. Khi nhiệt độ tăng
lên, các liên kết trong phân tử tinh bột bị đứt càng nhiều sẽ dẫn đến quá trình trương
nở không hạn chế, nghĩa là tinh bột bị hòa tan, chuyển thành dạng dung dịch. Quá
trình trương nở luôn xảy ra trước quá trình hòa tan.
Ở nhiệt độ bình thường, tinh bột hấp thụ 25-50% nước mà hạt chưa trương. Khi
nhiệt độ tăng, liên kết hydro giữa phân tử của tinh bột bị phá vỡ. Ví dụ ở 600C tinh bột
ngô hấp thụ 300% nước so với khối lượng ban đầu, khi ở 700C thì hấp thụ 1000%
nước và khi trương cực đại tinh bột có thể hấp thụ đến 2500% nước. Nhiệt độ để phá
vỡ lực liên kết giữa các nhóm phân tử trong tinh bột, làm cho cấu trúc hạt tinh bột bị
phá vỡ chuyển thành trạng thái dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa.
Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Kích thước hạt tinh bột, loại nguyên liệu.
- Sự hiện diện của các chất điện giải trong dung dịch. Các muối kiềm và muối
trung tính làm giảm nhiệt độ hồ hóa; các chất đường thì ngược lại.
- Nồng độ tinh bột và tốc độ tăng nhiệt.

Bảng 3.1. Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột
Loại tinh bột
Ngô
Ngô nếp
Gạo
Lúa mì
Sắn
Khoai tây

Nhiệt độ ban đầu
(0C)
62
63
68
59,5
52
58

Nhiệt độ trung bình
(0C)
66
68
74,5
62,5
59
62

Nhiệt độ cuối
(0C)
70

72
78
64
64
66

Quá trình hồ hóa các tinh bột giống nhau, ban đầu độ nhớt của tinh bột tăng lên,
sau đó đạt cực đại rồi lại giảm xuống khi nhiệt độ tiếp tục tăng.
Khi làm nguội dung dịch hồ tinh bột đến 550C thì xảy ra hiện tượng thoái hóa
tinh bột làm cho amylase không tác dụng được. Vì vậy trong quá trình nấu nguyên liệu
cần tránh hiện tượng này.
* Biến đổi của hemicellulose, cellulose và pectin
Trong quá trình nấu với môi trường acid yếu, cellulose không bị thủy phân.
Hemicellulose cấu tạo chủ yếu từ pentosan có bị thủy phân một phần. Sự thủy phân
này bắt đầu từ khi chuẩn bị dịch bột do tác dụng của cytase chứa trong nguyên liệu và
được tiếp tục trong quá trình nấu do tác dụng của ion H+ và nhiệt độ cao. Kết quả là
tạo ra một lượng nhỏ dextrin và các hợp chất có phân tử thấp, kể cả đường 5 carbon
như arabinose và cylose.
Bị thủy phân nhiều hơn cả là các chất pectin (là ester của acid polygalacturonic
và methanol).
* Các biến đổi hóa học của tinh bột và đường
21


- Sự biến đổi tinh bột
Một lượng nhỏ tinh bột biến thành đường và dextrin do tác dụng của amylase
chứa trong nguyên liệu. Theo Askinydi, khi nâng nhiệt độ lên đến 600C ở trong
khoảng 15 phút, trong khối nấu của hạt kê đã có gần 8% chất khử. Sự tạo đường trong
khối nấu nguyên liệu là không mong muốn. Đường sẽ bị chuyển hóa khi khối nấu
được tiếp tục nấu ở nhiệt độ cao, tạo ra caramel, furfurol, oxymethyl furfurol và

melanoidin.
Để giảm tổn thất này, trong quá trình nấu, hạn chế tối thiểu thời gian dừng ở
vùng nhiệt độ 50 – 600C.
Sự thủy phân tinh bột xảy ra dưới sự xúc tác của ion H+ có diễn ra nhưng ở mức
độ không lớn. Theo V.A.Sminov, nấu bột khoai tây ở pH 6,5 ở các chế độ nấu khác
nhau, hàm lượng đường glucose tăng chưa đến 0,5%.
- Sự biến đổi các chất đường
Trong nguyên liệu chứa sẵn một lượng đường nhất định, bao gồm các loại:
glucose, fructose, saccharose, maltose.
Trong quá trình nấu, các loại đường có trong khối nấu bị phân hủy do các phản
ứng caramel, melanoidin, tạo thành oxymethylfurfurol. Một phần oxymethylfurfurol
ngưng kết tạo ra chất màu vàng.
1.2.3. Phương pháp nấu
Nấu nguyên liệu có thể thực hiện theo một trong ba cách: gián đoạn, bán liên
tục hoặc liên tục. Tuỳ theo điều kiện trang thiết bị, mỗi nước, mỗi cơ sở sản xuất có
thể chọn cho mình phương pháp này hay phương pháp khác phù hợp, nhằm đạt hiệu
quả cao nhất trong hoàn cảnh cho phép.
a. Phương pháp nấu gián đoạn
* Nấu gián đoạn trong nồi kiểu nằm ngang

1. Phễu ngâm nguyên liệu
2. Cửa nạp nguyên liệu vào nồi nấu
3. Nồi nấu
4. Hệ thống truyền động
5. Van an toàn
6. Bình dầu chống tắt ống dẫn ra áp kế
7. Áp kế
8. Ống xả hơi thừa
9. Ống hơi chính
10. Ống hơi phụ vào

11. Ống lấy mẫu
12. Ống dẫn khối nấu sang thùng hầm nhừ.
13. Bình chứa acid
14. Ống nước.

Hình 3.1. Sơ đồ nồi nấu ngang

22


Cho nước vào nồi nấu với tỷ lệ 3,5 – 4 lit/kg nguyên liệu, cho cánh khuấy làm
việc rồi từ từ đổ bột nguyên liệu vào. Bột nguyên liệu có thể là bột ngô, bột khoai, bột
sắn, bột mì,... Tất cả được cho vào phểu (1). Acid H2SO4 hoặc HCl đã pha loãng có
nồng độ 30 Be ở bình chứa bằng nhựa hoặc thép không rỉ (13) cho xuống phễu theo tỷ
lệ qui định. Hỗn hợp nguyên liệu được trộn đều ở phễu, ở đây có thể gia nhiệt hỗn hợp
đến nhiệt độ 40 – 450C bằng hơi nước. Thời gian hỗn hợp lưu lại ở phễu phụ thuộc vào
thời gian nấu của nguyên liệu đó, khoảng 50 – 90 phút.
Trước khi tháo hỗn hợp xuống nồi nấu (3) qua cửa nạp nguyên liệu (2), người ta
phải mở vào nồi một ít hơi để tránh khối nấu làm tắt ống hơi (10). Thời gian tháo xong
hổn hợp 3 – 5 phút. Cho hỗn hợp vào nồi xong đóng chặt nắp (2). Tiếp tục mở hơi từ
từ sao cho đồng hồ áp kế chỉ vạch qui định khoảng 20 – 30 phút. Nếu mở hơi nhanh
quá hỗn hợp dễ bị vón cục, có thể xảy ra hiện tượng “thủy kích” gây ra tiếng động lớn
và rung động thiết bị. Thời gian nâng áp lực càng lâu càng tốt nhưng có nhược điểm là
kéo dài thời gian nấu và làm loãng khối nấu.
Khi trong nồi đạt áp lực qui định, đóng bớt hơi và giữ cho áp lực trong nồi
không dao động quá lớn. Suốt thời gian này, van hơi thừa (8) phải mở để đẩy hết khí
không ngưng và các chất khí khác sinh ra trong quá trình nấu. Nếu van (8) không mở
thì nấu lâu chín, nếu mở lớn quá thì tổn thất hơi sẽ nhiều và khối nấu có thể bị kéo
theo ra ngoài. Thời gian nấu nguyên liệu dài hay ngắn phụ thuộc vào từng loại nguyên
liệu. Ví dụ ngô thời gian nấu 80 – 90 phút, áp lực 4 – 4,2 kG/cm2; với khoai, sắn lát

khô thời gian nấu 40 - 50 phút, áp lực 3,5 – 3,8 kG/cm2 .
Trước khi phóng khối nấu sang thùng hầm nhừ hoặc thùng đường hóa, phải lấy
mẫu kiểm tra chất lượng ở van (11). Khi lấy mẫu thường lấy sớm trước thời gian qui
định 3 - 5 phút để quyết định thời gian phóng khối nấu đi. Thời gian phóng khối nấu
càng nhanh càng tốt, tế bào tinh bột bị phá vở nhanh hơn, thực tế thời gian phóng khối
nấu từ 15 - 20 phút. Khi áp kế chuyển về “zero” tức là khối nấu chuyển đi hết, người ta
dẫn thêm một ít hơi để làm sạch ống dẫn.
Toàn bộ thời gian từ khi cho hỗn hợp khối nấu xuống nồi đến khi khối nấu
chuyển hết sang nồi hầm nhừ hay đường hóa gọi là chu kỳ nấu. Chu kỳ nấu gồm 4 giai
đoạn :
- Xuống nguyên liệu;
- Nâng áp lực;
- Nấu chín (om);
- Phóng khối nấu.
Để rút ngắn chu kỳ nấu, chỉ có thể rút ngắn giai đoạn thứ 1 và giai đoạn thứ 4.
Ưu, nhược điểm của thiết bị nấu gián đoạn, kiểu thiết bị nằm ngang:
Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo. Thao tác công nghệ không phức tạp,
nếu một thiết bị gặp sự cố thì các thiết bị khác và dây chuyền vẫn hoạt động bình
thường. Có thể nấu được bất cứ loại nguyên liệu nào.
Nhược điểm:
Năng suất thấp, chất lượng khối nấu không đồng đều. Tiêu tốn năng lượng
nhiều vì phải cho khối nấu hoạt động liên tục và không tận dụng được hơi thứ. Công
nhân thao tác nặng nhọc. Chiếm nhiều diện tích lắp đặt thiết bị. Thiết bị dễ bị hư hỏng
do nhiệt độ cao và môi trường có acid.

23


* Nấu gián đoạn trong nồi kiểu đứng


14
1

1.Nồi nấu sơ bộ
2. Động cơ giảm tốc cánh khuấy
3. Van tháo hỗn hợp
4. Nồi nấu chín
5. Ống thoát hơi thừa
6. Van an toàn
7. Đồng hồ áp lực
8. Ống dẫn hơi vào nồi nấu
9. Ống lấy mẫu kiểm tra
10. Cửa thông tắt van
11. Van tháo khối nấu
12. Ống nước nóng
13. Lớp kim loại bảo vệ phần đáy nồi
14. Nhiệt kế.

4

11

Hình 3.2. Sơ đồ nồi nấu kiểu đứng
Nguyên liệu gồm bột, nước, acid cho vào nồi nấu sơ bộ. Nhiệt độ nồi nấu sơ bộ
tùy thuộc loại nguyên liệu: ngô 70 - 750C, sắn 60 - 650C, bột mì 60 – 650C. Hơi cung
cấp cho nồi nấu sơ bộ được lấy từ hơi thứ bốc ra ở nồi nấu chín, có khi sử dụng thêm
hơi nước từ nguồn chính của nồi hơi. Ở nồi nấu sơ bộ phải chú ý tránh hiện tượng vốn
cục hoặc để nhiệt độ lên cao quá làm đóng bánh hoặc độ nhớt tăng cao, khó tháo
xuống nồi nấu chín. Thời gian lưu hỗn hợp ở nồi nấu sơ bộ phụ thuộc vào thời gian nồi
nấu chín, thường 50 - 70 phút. Hỗn hợp nguyên liệu tháo xuống nồi nấu chín (4) nhờ

van (3). Trước khi tháo hỗn hợp nguyên liệu xuống nồi nấu chín phải mở hơi vào các
ống hơi (8) để tránh nguyên liệu lọt vào làm tắt ống hơi. Không nên mở hơi quá nhiều
làm tăng áp lực trong nồi sẽ làm cho hỗn hợp từ nồi nấu sơ bộ có thể không xuống
được. Do đó cần mở hơi chậm khi cho hỗn hợp xuống.
Ở nồi nấu chín (4) không có hệ thống cánh khuấy, nên cứ 5 - 10 phút ta mở
thật mạnh van xả khí không ngưng để làm giảm áp lực trong nồi đột ngột từ 4 – 4,5
kG/ cm2 xuống 3,5 – 4 kG/cm2 gây chênh lệch áp suất làm cho khối nấu bị đảo trộn
mạnh, sau đó lại nâng áp lực đúng qui định. Trong một chu kỳ nấu, ta tăng giảm áp lực
3 - 4 lần để thay hệ thống khuấy trộn.
Lấy mẫu kiểm tra chất lượng nhờ van (9). Tháo khối nấu ra khỏi nồi nhờ van
(11). Van (11) có cấu tạo đặc biệt gồm các thanh sắt hoặc lưới sắt có khe hở 1 - 1,5 cm
làm tăng sự va chạm của hạt tinh bột với van trước khi ra ngoài. Mặt khác các thanh
sắt này còn giữ lại các vật rắn, xơ, rác có lẫn trong nguyên liệu. Cứ 2 - 3 chu kỳ nấu
người ta mở cửa (10) để lấy các vật rắn trên các thanh hoặc lưới sắt. Trong trường hợp
đang phóng khối nấu, nhưng bị tắc thì đóng chặt van tháo (11), mở từ từ cửa (10) để
thông tắc.
Ưu điểm: Tiết kiệm được 5 - 10% hơi nhiệt vì tận dụng được hơi thứ để gia
nhiệt hỗn hợp ở nồi nấu sơ bộ, chu kỳ nấu ngắn nhờ nguyên liệu đã được gia nhiệt ở
nồi nấu sơ bộ, chất lượng khối nấu tốt hơn, diện tích lắp đặt thiết bị chiếm ít. Do cấu
24


tạo van tháo đặc biệt nên xử lý sự cố khi tắc dễ dàng. Ở phần đáy nồi có lớp kim loại
ghép bên trong (13) để chống bào mòn thiết bị nên ít ảnh hưởng đến tính bền cơ học.
Nhược điểm: Chỉ nấu nguyên liệu ở dạng bột, thao tác của công nhân phức tạp,
công trình xây dựng phải cao hơn, nấu lâu nên tổn thất đường nhiều và không sử dụng
được hơi thứ.
* Tính toán số lượng thiết bị nấu theo phương pháp gián đoạn
Số lượng thiết bị nấu nhiều hay ít phụ thuộc vào năng suất nhà máy, loại
nguyên liệu nấu, thể tích thiết bị. Ngoài ra còn có thiết bị dự phòng.

Số lượng thiết bị nấu cần dùng được tính theo công thức:
N = (G x T) / (24 x V ) + 1
Trong đó:
G: Khối lượng nguyên liệu cần dùng trong một ngày đêm, (tấn/ngày đêm).
V: Khối lượng nguyên liệu trong một nồi nấu, (tấn/nồi).
T: Thời gian của một chu kỳ nấu, (h)
24: Thời gian 1 ngày đêm, (h).
1: Số nồi dự phòng.
b. Phương pháp nấu bán liên tục
Đặc điểm của phương pháp nấu bán liên tục là dùng hệ thống ba nồi nấu : nồi
nấu sơ bộ, nồi nấu chín và nồi nấu chín thêm.
Nồi nấu sơ bộ: nhiệt độ nấu 80 - 850C, được đốt nóng nhờ hơi thứ bốc ra ở nồi
nấu chín thêm, thời gian nguyên liệu ở nồi này khoảng 30 phút.
Nồi nấu chín: nhiệt độ nấu 145 - 1550C, dùng hơi nước bão hòa áp suất 4 - 4,2
kG/cm2 hoặc nấu ở chế độ “mềm” hơn là nhiệt độ 135 – 1380C, áp suất 3-3,5 kG/cm2.
Thời gian nấu chín 60 – 90 phút.
Nồi nấu chín thêm: (hầm nhừ). Nhiệt độ trong nồi nấu 105 - 1070C, áp suất hơi
0,45 - 0,5 kG/cm2, thời gian nấu 45-50 phút.
Nguyên liệu sau khi cân, được cho vào nồi nấu sơ bộ (2) đã chứa nước nóng 40
0
– 50 C từ thùng chứa (1) cung cấp. Tỷ lệ nước/ bột: 3,5/1 – 4,0/1 (theo khối lượng).
Cho cánh khuấy hoạt động và mở hơi thứ từ nồi nấu chín thêm (4) dẫn qua để đun lên
đến 80 - 850C và giữ trong khoảng 30 phút. Sau khi nấu xong ở nồi nấu sơ bộ, nguyên
liệu được tháo xuống nồi nấu chín (3). Nguyên liệu trong nồi nấu chín chỉ được chiếm
khoảng 76 - 78% dung tích nồi. Ở đây nguyên liệu được nấu chín bằng hơi nước bão
hòa áp suất 4 - 4,2 kG/cm2, nhiệt độ 145 - 1550C hoặc có thể nấu ở áp suất 3,5 - 3,8
kG/cm2, nhiệt độ 135 – 1380C, trong thời gian 60 - 90 phút. Trong quá trình nấu chín,
người ta mở van hơi trên nồi nấu chín để áp suất giảm xuống đến 0,5 - 0,6 kG/cm2, khi
áp suất phía trên khối nấu giảm, khối nấu sẽ được đảo trộn từ dưới lên.
Sau khi kiểm tra thấy khối nấu đã chín, khối nấu được phóng sang nồi nấu chín

thêm (4). Áp suất ở nồi nấu chín thêm 0,45 – 0,5 kG/cm 2, nhiệt độ 105 - 1070C. Ở đây
thực hiện quá trình tự bốc hơi. Hơi thứ bốc ra ở nồi nấu (4) đưa về nồi nấu sơ bộ (1).
Thời gian khối nấu ở nồi (4) khoảng 45 - 50 phút. Dung tích nồi nấu chín thêm lớn gấp
3 lần của nồi nấu chín.

25


Hình 3.3. Sơ đồ thiết bị nấu bán liên tục

1. Thùng nước nóng
2. Nồi nấu sơ bộ
3. Nồi nấu chín

4. Nồi nấu chín thêm
5. Thùng đường hóa.

Ưu điểm: Giảm thời gian nấu nguyên liệu ở nhiệt độ cao, giảm tổn thất đường.
Tiết kiệm hơi đốt. Năng suất sử dụng thiết bị tăng.
Nhược điểm: Nồi nấu chín thêm phải lớn để thực hiện quá trình tự bốc hơi.
1.3. Đường hóa tinh bột
Quá trình thủy phân tinh bột trong khối cháo nhờ xúc tác của amylase biến
thành đường được gọi là đường hóa, sản phẩm gọi là dịch đường hóa.
Trước đây, hầu hết các nhà máy rượu ở nước ta đều dùng amylase thu được từ
nuôi cấy nấm mốc. Hiện nay, nhiều nhà máy đã dùng chế phẩm amylase của các hãng
sản xuất enzyme như Novo, Genecor, v.v… để dịch hóa, đường hóa.
Đường hóa khối nấu bao gồm các giai đoạn làm nguội khối nấu từ 105 – 1100C
xuống đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình đường hóa (58 – 620C) và giai đoạn làm
nguội dịch đường hóa đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men (33 – 360C).
1.3.1. Sự biến đổi của khối nấu

Quan sát hiện tượng xảy ra trong đường hóa tinh bột bằng amylase, ta thấy: Độ
nhớt của dung dịch giảm dần. Tính khử tăng lên. Phản ứng định tính với dung dịch
thuốc thử I2 đổi từ xanh, tím xanh đến không màu.
Phân biệt dạng dextrin qua phản ứng màu với I2:
+ Amylodextrin tác dụng với I2 cho màu xanh tím.
+ Erythrodextrin tác dụng với I2 cho màu đỏ nâu.
+ Acrodextrin không có màu với I2.
+ Maltodextrin không có màu với I2.
26


Dựa vào các tính chất đó biết được các giai đoạn, các sản phẩm tạo ra trong quá
trình đường hóa. Trong sản xuất rượu, đường hóa được xem là đạt yêu cầu khi hàm
lượng đường tính theo glucose đạt trên 30 gam/lít dịch thủy phân. Ở giai đoạn này nếu
thử với dung dịch iodine thì vẫn còn màu xanh.
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ tối thích của enzyme phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme. Trong cùng
một nguồn, nhiệt độ tối thích của α-amylase cao hơn β-amylase. Ví dụ α-amylase của
vi khuẩn chịu nhiệt có nhiệt độ tối thích là 90 – 950C, có loại lên đến 100 – 1050C
nhưng α-amylase của thóc mầm có nhiệt độ tối thích là 73 – 750C. Nhiệt độ tối thích
của β-amylase các loại nấm mốc là 55 – 600C.
Nhiệt độ tối thích của enzyme còn phụ thuộc vào nồng độ cơ chất và của các
sản phẩm thủy phân khối nấu. Trong dung dịch tinh bột 1%, nhiệt độ tối thích của β –
amylase từ A. awamori là 550C, trong dung dịch tinh bột 10% là 600C.
Thời gian tác dụng nhiệt lâu sẽ làm giảm khả năng chịu nhiệt của enzyme. Vì
vậy cần tìm biện pháp tăng tốc độ phản ứng để rút ngắn thời gian phản ứng.
b. pH khối nấu
pH tối thích của α-amylase của chế phẩm nấm mốc là 4,5 – 5,0, của
glucoamylase là 4,5 – 4,6. Hãng enzyme Novo có chế phẩm α – amylase với pH tối

thích trong khoảng 5,5 – 5,7; glucoamylase là 4,0 – 4,5.
Do đó, khi pH của khối nấu cao hơn pH tối thích thì cần điều chỉnh pH khối nấu
bằng acid (H2SO4 hoặc H3PO4) cho phù hợp với hoạt động của enzyme.
c. Nồng độ enzyme
Ở nước ta, nếu sử dụng chế phẩm nấm mốc nuôi cấy thì lượng chế phẩm dùng
để đường hóa tinh bột trong khối nấu là M, có thể tính theo công thức:
M = 0,15.G.

Trong đó :

18
Liner

M – lượng chế phẩm nấm mốc cần dùng, kg
G - lượng tinh bột chứa trong khối nấu, kg
Liner - hệ số đường hóa của chế phẩm.
Nếu nuôi cấy chế phẩm nấm mốc trong điều kiện tối ưu, lượng chế phẩm thô
thu được từ A. awamori-22 có hệ số Liner bằng 30 và lượng chế phẩm dùng để đường
hóa tính theo hệ số Liner là 14 – 15 đv/gam tinh bột. Đối với chế phẩm San Super của
hãng Novo là 13 – 16 đv/gam.
1.3.3. Các phương pháp đường hóa
a. Phương pháp làm nguội và đường hóa gián đoạn
Gồm 4 giai đoạn:
- Làm nguội khối nấu xuống đến nhiệt độ thích hợp để dịch hóa. Nếu sử dụng
chế phẩm Termamyl hoặc Novo - I của hãng Novo thì chỉ cần hạ nhiệt độ đến 85 –
900C, nếu dùng chế phẩm nấm mốc nuôi cấy thì nhiệt độ dịch hóa là 700C.
- Hạ nhiệt độ khối cháo đến nhiệt độ đường hóa 55 - 600C.
- Tiến hành đường hóa ở 55 - 600C trong thời gian nhất định.
- Làm nguội dịch đường hóa đến nhiệt độ 30 – 320C rồi bơm đi lên men.
Các giai đoạn trên được thực hiện trong cùng một thiết bị đường hóa. Khối nấu

27


từ nồi nấu chín được chuyển vào thùng đường hóa qua ống (4), phía dưới (4) có lắp
nón (11) có tác dụng phân tán đều khối nấu, đồng thời có tác dụng tiếp tục phá vở các
tế bào tinh bột chưa phá vỡ. Để làm tốt quá trình làm nguội có thể lắp thêm ống dẫn
khí nén lạnh, thổi vào trong nón.

17

1. Thân thùng
2. Ống ruột gà làm nguội
3.Ống thoát hơi
4. Ống nộp khối nấu vào thùng
5. Ống dẫn dịch nấm mốc
6. Thùng chứa dịch nấm mốc
7. Ống dẫn nước làm nguội vào
8. Ống dẫn nước làm nguội ra
9. Hộp giảm tốc
10. Động cơ điện
11. Nón phân tán khối nấu
12. Cánh khuấy turbin
13. Ống tháo dịch đường hóa
14. Ống tháo nước vệ sinh
15. Chân thùng
16. Ống cắm nhiệt kế
17. Ống khuếch tán

6


3

5

9

4

10

7

8
Nước

Nước
16

2

11

1
15
12
14

13

Hình 3.4. Nồi đường hóa gián đoạn

Hơi thoát ra ngoài theo ống (3), trên gần đỉnh ống thoát có lắp một ống khuếch
tán hơi kiểu vòi phun, hướng theo chiều thoát của hơi trong thùng. Ống này làm tăng
tốc độ bốc hơi, rút ngắn thời gian làm nguội khối nấu. Khi khối nấu đạt 1/3 dung tích
thùng, bắt đầu mở nước làm nguội và giữ lưu lượng nước vào, ra sao cho khi nạp khối
nấu đầy thùng thì nhiệt độ khối nấu đạt 700C (dùng chế phẩm nấm mốc) và cho chất
sát trùng fluorsilicate natri với tỷ lệ 0,02% so với thể tích khối cháo. (Nếu dùng chế
phẩm Termamyl 120L thì nhiệt độ là 85 – 900C). Thời gian dịch hóa khoảng 20 - 30
phút. Sau khi dịch hóa thì làm nguội khối dịch xuống 55 - 600C rồi cho chế phẩm
enzyme hoặc dịch nấm mốc vào để đường hóa. Nếu dùng chất sát trùng thì cho vào
khối dịch trước khi cho nấm mốc vào. Thời gian đường hóa khoảng 30 phút. Tỉ lệ nấm
mốc khoảng 10 – 15% so với khối bột đem nấu.
Sau đó, làm nguội khối nấu đến nhiệt độ 30 – 330C. Yêu cầu giai đoạn làm
nguội này càng nhanh càng tốt vì dịch đường hóa lúc này có nhiều đường khử, đạm
hòa tan là môi trường rất thích hợp cho các vi sinh vật khác phát triển. Tiếp theo mở
hơi nước sát trùng đường ống dẫn, chuyển dịch đường hóa xuống thùng lên men theo
ống (13). Sau khi chuyển hết dịch đường phải rửa sạch thùng đường hóa rồi xả nước
thải ra ngoài theo đường ống 14 và dùng hơi nước sát trùng trong thời gian 45 - 60
phút. Xả nước ngưng ra ngoài theo ống (14).
b. Phương pháp làm nguội và đường hóa bán liên tục
Khối nấu thùng hầm nhừ, có nhiệt độ 105 - 1100C, nhờ bơm (2) đưa qua hệ
thống làm nguội (4) để hạ nhiệt độ khối nấu xuống đến nhiệt độ dịch hóa (700C hoặc
28


850C tùy thuộc vào chế phẩm enzyme) rồi chuyển vào thùng đường hóa (5) đến mức
qui định, sau thời gian dịch hóa 20 - 30 phút cho nước làm nguội vào ống xoắn ruột gà
(6) để đạt nhiệt độ đường hóa (55 - 580C). Thùng đường hóa (5) gồm một hệ thống 4
thùng có chung ống dẫn khối nấu vào.
Khi khối nấu đầy thùng thứ 1 trong số 4 thùng có chung ống dẫn khối nấu vào
thì tiến hành đường hóa. Khối nấu lại chuyển vào thùng đường hóa thứ 2 cho đến đầy

rồi đường hóa,… Cứ như thế cho tới thùng thứ 4.
Nấm mốc được nghiền nhỏ (1 - 2 ÷ 2 - 4 mm) cho trực tiếp vào thùng đường
hóa, tỷ lệ sử dụng 15 ÷ 20% so với khối bột. Nhiệt độ đường hóa 55 ÷ 580C. Hiện nay,
các nhà máy rượu của ta sử dụng chế phẩm amylaza của hãng Novo thì tỷ lệ dùng rất ít
1 ÷ 2%, thời gian đường hóa 30 phút.
Sau khi đường hóa xong, ta dùng bơm (7) chuyển dịch đường sang bộ phận làm
nguội (8) để hạ nhiệt độ dịch đường đến nhiệt độ lên men (30 ÷ 330C) rồi từ đây được
chuyển một phần khoảng (10 ÷ 15%) vào các thiết bị phát triển nấm men, phần còn lại
chuyển vào các thùng lên men.
Sau một chu kỳ đường hóa, phải dùng nước sạch để làm vệ sinh thùng. Sau 2
ngày (mùa hè), 3 ÷ 4 ngày (mùa đông), ngoài việc vệ sinh thùng, phải sát trùng bằng
hơi nhiệt (105 ÷ 1100C, thời gian 1 ÷ 1,5 h). Hệ thống làm nguội lần 2 (30 ÷ 330C).
Nếu phát hiện có nhiễm khuẩn thì kết hợp dùng formol với xông hơi nóng.

Hình 3.5. Sơ đồ thiết bị công nghệ làm nguội và đường hóa bán liên tục.
5. Thùng đườg hóa 40 m3- 60 m3
6. Hệ thống ruột gà làm nguội
7. Bơm dịch đường hóa kiểu piston
8. Hệ thống làm nguội đợt II kiểu ống lồng
ống

1. Thùng hầm nhừ (120 m3)
2. Bơm dịch nấu kiểu piston
3. Nhiệt kế
4. Hệ thống làm nguội đợt I kiểu ống lồng ống

c. Phương pháp làm nguội đường hóa liên tục bằng chân không
Khối nấu từ thùng tách hơi được đưa vào bộ phận tách hơi. Tại đây có độ chân
không khoảng 600 ÷ 620 mmHg, độ chân không này tương đương với nhiệt độ bốc hơi
của khối nấu là 62 ÷ 630C. Trong ống dẫn, độ chân không tương đương với độ chân

không trong bộ phận bốc hơi. Trong ống tạo ra một hỗn hợp nhũ tương và khối nấu.
Thể tích hơi trong hỗn hợp khoảng 95 %. Tốc độ dung dịch nhũ tương chuyển động
trong ống đạt 30 ÷ 40 m/s. Trong bộ phận bốc hơi, xảy ra sự phân tách hơi, khối nấu
đạt nhiệt độ 62 ÷ 630C và được chuyển xuống thùng đường hóa. Thời gian đường hóa
29


chỉ tiến hành trong 5 phút. Để đảo trộn đều dịch đường hóa, có lắp thêm bộ phận
khuấy kiểu turbine. Hơi cùng với một số khí không ngưng đến thiết bị ngưng tụ, hơi
được ngưng tụ bằng nước, khí không ngưng được bơm chân không hút ra ngoài.
Dịch nấm mốc hoặc sữa malt đã được chuẩn bị sẵn trong thùng chứa, qua van
hoặc bơm định lượng trước khi chảy xuống thùng đường hóa. Khi cho nấm mốc hoặc
sữa malt vào, nhiệt độ khối nấu giảm xuống đến 57 ÷ 580C. Mức hỗn hợp trong thùng
đường hóa được điều chỉnh bằng phao tự động. Dịch đường hóa được đẩy qua bộ phận
làm nguội đợt II (kiểu ống lồng ống) để hạ nhiệt độ dịch đường hóa xuống đến nhiệt
độ lên men 30 ÷ 330C và chuyển đến phân xưởng lên men. Có trường hợp, người ta
cho 10 ÷ 15% dịch đường hóa hòa với khối nấu trước khi vào bình bốc hơi để làm
giảm độ nhớt khối nấu. Toàn bộ quá trình được tự động hóa.
Ưu điểm: Rút ngắn thời gian làm nguội khối nấu. Tránh được sự thoái hóa
tinh bột. Giảm 16% lượng nấm mốc hoặc malt để đường hóa. Giảm tiêu hao điện năng
và nước làm nguội 30 ÷ 35%.
d. Nấu- Đường hóa sử dụng chế phẩm enzyme tinh
Dưới đây là một qui trình điển hình, sử dụng các chế phẩm enzyme tinh, hoạt
lực cao của Novo (Đan mạch).
Nước nóng có nhiệt độ 30 – 400C hòa với bột nguyên liệu (thường dùng là bột
sắn) trong nồi nấu theo tỷ lệ nước/ bột là 4/1 ÷ 5/1 rồi cho cánh khuấy hoạt động. Cho
khoảng 80% lượng chế phẩm enzyme cần dùng vào khối nấu (Chế phẩm Termamyl
120L của hãng Novo sử dụng với lượng khoảng 0,02 – 0,03% so với khối lượng bột).
Điều chỉnh pH của dịch bột đến 5,2 – 5,4. Dùng hơi nước đun trực tiếp sao cho sau
40 – 50 phút thì đạt đến 85 – 900C, giữ tại nhiệt độ này trong khoảng 30 phút. Sau thời

gian đó tiến hành đun sôi khối dịch và giữ sôi trong 30 phút. Tháo khối dịch xuống
thùng đường hóa và làm nguội đến 900C, bổ sung 20% lượng Termamyl còn lại và làm
nguội khối dịch xuống 55 – 570C. Khi đạt được nhiệt độ này thì cho chế phẩm San
Super 240L vào, duy trì ở nhiệt độ 55 – 570C để đường hóa. Lượng chế phẩm San
Super 240L cần dùng là 0.8 – 1% so với khối lượng tinh bột trong khối dịch. Thời gian
đường hóa khoảng 20 – 30 phút. Đường hóa xong, làm nguội dịch đường xuống nhiệt
độ lên men.
1.3.4. Chỉ tiêu chất lượng dịch đường hóa
Nồng độ chất hòa tan của dịch đường được biểu diễn theo phần trăm khối
lượng. Nồng độ dịch đường thường vào khoảng 16 – 18%, khoảng 8 – 9Be. Nồng độ
chất khử tính theo glucose chỉ cần lớn hơn 3% đủ bảo đảm cho phát triển ban đầu của
nấm men. Các dextrin và đường oligo sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành glucose trong
thời gian lên men.
Độ chua của dịch đường có thể biểu diễn theo lượng acid sulfuric chứa trong 1
lít dịch. Độ chua có thể biểu diễn theo độ (0). Đó là số ml NaOH nồng độ 1N cần để
trung hòa hết acid tự do chứa trong 20ml. Một độ chua tương đương với 2,45 gam
H2SO4 /lít. Độ chua dịch đường yêu cầu khoảng từ 0,8 – 1,2 gam/lít.pH dịch đường từ
tinh bột sắn yêu cầu khoảng 4,8 – 5,2.
Hàm lượng hợp chất chứa N trong dịch đường từ tinh bột sắn thường không
đủ cho nhu cầu của nấm men. Vì vậy cần bổ sung nguồn N từ muối vô cơ như urea với
lượng khoảng 0,5 gam/lít dịch đường hóa.

30


2. CHUẨN BỊ DỊCH LÊN MEN TỪ RỈ ĐƯỜNG
Việc chuẩn bị dịch lên men từ rỉ đường gồm các công đoạn: Pha loãng sơ bộ,
acid hóa, bổ sung chất dinh dưỡng, bổ sung chất sát trùng và pha loãng đến nồng độ
yêu cầu.
Trong rỉ đường, nồng độ chất khô và hàm lượng đường rất cao nên tạo ra áp

suất thẩm thấu lớn, nấm men không thể phát triển và lên men được. Trong rỉ đường
còn có nhiều tạp chất có hại cho nấm men như chất keo, chất màu lại nghèo chất dinh
dưỡng, đặc biệt là các chất chứa N, P nên không phải là điều kiện thuận lợi cho nấm
men phát triển. Rỉ đường có chứa nhiều loại vi sinh vật khác nhau, bị ức chế khi hàm
lượng chất khô cao nhưng khi pha loãng dung dịch đến nồng độ thấp nhất định thì
chúng sẽ phát triển.
Vì những lý do trên mà không thể tiến hành lên men rỉ đường nguyên được. Do
vậy cần phải pha loãng rỉ đường để giảm áp suất thẩm thấu cho nấm men phát triển, và
xử lý bằng các biện pháp như acid hóa, bổ sung chất dinh dưỡng, sát trùng để tạo điều
kiện thuận lợi cho nấm men rượu phát triển mạnh.
2.1. Các bước tiến hành xử lý, pha loãng rỉ đường để sản xuất rượu
Rỉ đường (80 ÷ 85 Bx) → Pha loãng sơ bộ (55 Bx) → Acid hóa (pH 4 ÷ 5) →
Bổ sung chất dinh dưỡng (N, P) → Sát trùng (Formol, fluorsilicat Natri) → Pha loãng
(Nồng độ tuỳ theo phương pháp lên men 1 nồng độ hay lên men nhiều nồng độ).
2.1.1. Pha loãng sơ bộ
Rỉ đường ban đầu có nồng độ 80 ÷ 85 Bx cần được pha loãng đến nồng độ 50 ÷
55 Bx ≈ 30 Be.
Chú ý: Nếu pha loãng quá thì tốn thiết bị và tốn nhiều hơi khi thanh trùng bằng
nhiệt nhưng có lợi là tạp chất lắng nhanh. Nếu pha đặc quá thì độ nhớt lớn, tạp chất
khó lắng, acid hóa sẽ không đều.
2.1.2. Acid hóa
Dịch rỉ dường sau khi pha loãng được acid hóa bằng cách dùng acid vô cơ như
HCl hoặc H3PO4 hoặc acid lactic cho vào trong rỉ đường để hạ pH của rỉ đường xuống
còn 4,5 ÷ 5,0. Các nhà máy thường dùng H2SO4 đậm đặc với tỷ lệ 0,6% so với khối
lượng rỉ đường đặc.
Có hai phương pháp acid hóa:
+ Acid hóa nguội: Cho acid với tỷ lệ nhất định vào rỉ đường đã pha loãng sơ
bộ, ở nhiệt độ môi trường (không gia nhiệt).
+ Acid hóa nóng: Nâng nhiệt độ của rỉ đường đã pha loãng sơ bộ đến 78 ÷
0

82 C rồi mới cho acid vào theo tỷ lệ qui định.
Acid hóa nóng có lợi là giảm độ nhớt của rỉ đường, giúp cho các chất kết tủa dễ
dàng, dễ lắng, dễ lọc... đồng thời acid hóa nóng thì đường saccharose bị chuyển hóa
tạo ra các đường dễ lên men : glucose, fructose,...
2.1.3. Sát trùng
Có thể sử dụng nhiều chất sát trùng như: formol hoặc fluorsilicat Natri... vào
trong rỉ đường nhằm ngăn ngừa hoặc tiêu diệt VSV xâm nhập, phát triển. Tính toán
lượng hóa chất sát trùng sao cho nồng độ 0,02% so với thể tích dịch lên men.
Chú ý : Cần pha loãng các chất sát trùng trước khi cho vào rỉ đường.
2.1.4. Bổ sung chất dinh dưỡng
31


Bổ sung chất dinh dưỡng để cho nấm men phát triển tốt, quan trọng nhất là các
muối chứa N và P.
Nguồn bổ sung N là các loại muối Sunfat Amon hoặc Urê . Tỷ lệ Sunfat Amon
là 0,6 ÷ 0,8% so với rỉ đường, urê là 0,3 ÷ 0,4% so với rỉ đường Bổ sung P bằng muối
Ca(H2PO4)2 với tỷ lệ 1%.
Ngoài ra có thể bổ sung MgSO4.7H2O với lượng khoảng 0,1% so với khối
lượng rỉ đường.
Sau khi rỉ đường đã được pha loãng sơ bộ, acid hóa, bổ sung các chất sát trùng
và các chất dinh dưỡng thì khuấy đều rồi để yên trong khoảng 2 - 4 giờ để cho các tạp
chất lắng xuống.
Nếu rỉ đường bị nhiễm khuẩn nặng phải kết hợp dùng hơi nhiệt để nâng nhiệt
độ lên 90 - 1000C.
Việc nâng nhiệt độ rỉ đường sẽ nâng cao hiệu quả xử lý rỉ đường vì ngoài tác
dụng sát trùng còn có tác dụng làm cho các chất kết tủa lắng nhanh, làm chuyển hóa
một lượng đáng kể đường saccharose.
2.1.5. Pha loãng đến nồng độ yêu cầu
Tùy theo phương pháp lên men một nồng độ hay nhiều nồng độ mà chúng ta

pha loãng rỉ đường thành dịch rỉ đường có nồng độ khác nhau.
Lên men 1 nồng độ: dịch rỉ đường để nhân men và để lên men có cùng nồng độ
10 ÷ 12 Bx hoặc 12 ÷ 14 Bx.
Lên men nhiều nồng độ: Pha loãng dịch rỉ đường đến 12 ÷ 14 Bx để nuôi cấy
nấm men và nồng độ cao hơn để lên men: 16 ÷ 18 Bx, 20 ÷ 22 Bx, 30 ÷ 35 Bx.
2.2. Tính toán pha loãng rỉ đường
2.2.1. Phương pháp đại số
Nếu gọi P là khối lượng rỉ đường ban đầu, kg.
N1: Nồng độ của rỉ đường ban đầu, Bx.
N2: Nồng độ yêu cầu cần pha loãng, Bx.
W: Lượng nước cần thêm vào để tạo hạ N1 đến N2, kg.
Khi đó, do khối lượng chất khô trong rỉ đường trước khi pha nước vào và sau
khi pha nước là không đổi, nên
P . N1 = ( P + W ) . N2
(1), hay

(2)
Áp dụng: Tính lượng nước cần cho vào 600 kg rỉ đường, nồng độ 80 Bx để
được dịch rỉ đường có nồng độ 50 Bx .
Giải: W = 600 . ( 80 - 50 )/50 = 360 kg = 360 lít.
* Các công thức thường gặp trong tính toán pha loãng rỉ đường
Nếu ta gọi: V: Thể tích của rỉ đường đã pha loãng, lít.
d: Khối lượng riêng rỉ đường đã pha loãng (kg/l)
Vậy khối lượng của rỉ đường đã pha loãng sẽ là: M = V . d
Ta sẽ có:
P+W=V.d
(3)
Thay (3) vào (1) ta có: P . N1 = V .d . N2.

32


(4)