TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRỊNH THANH TRUNG

NGHIÊN CỨU
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS
TẠI CÔNG TY BIA NƯỚC GIẢI KHÁT CẦN THƠ

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08

Người hướng dẫn

Ts. LÝ NGUYỄN BÌNH

Cần Thơ, 2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS
TẠI CÔNG TY BIA NƯỚC GIẢI KHÁT CẦN THƠ

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Lý Nguyễn Bình

Sinh viên thực hiện:
Trịnh Thanh Trung
MSSV: 2071850
Lớp: CNTP K33

Cần Thơ, 2011


Luận văn tốt nghiệp đại học

Trường Đại học Cần Thơ

i

Đề tài “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NGK CÓ GAS TẠI CTY BIA
NGK CẦN THƠ ” do Trịnh Thanh Trung thực hiện. Luận văn đã báo cáo trước Hội
đồng chấm luận văn tốt nghiệp Đại học và được Hội Đồng thông qua.

Giáo viên hướng dẫn

Cần Thơ, ngày tháng 05 năm 2011
Chủ tịch hội đồng

Ts. Lý Nguyễn Bình

Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

Trường Đại học Cần Thơ

ii

CẢM TẠ
Sau gần 4 tháng thực tập tại Công ty (03/01-28/04/2011), tôi đã được tham quan, tìm
hiểu và trực tiếp làm việc với anh chị em công nhân của Công ty trong dây chuyền sản xuất
nước giải khát có gas. Từ đó, tôi đã rút ra được rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm thực tế
sản xuất mà trong thời gian học lý thuyết tại trường tôi không thể nào có được. Đây là khoảng
thời gian quý giá đối với bản thân tôi để tích lũy kinh nghiệm cho công việc sau này. Và sau
khi ra trường, tôi sẽ ít bỡ ngỡ khi tham gia vào thực tế sản xuất.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại
học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi đến thực tập tại Công ty Cổ phần Bia
Nước giải khát Cần Thơ, đặc biệt tôi xin cảm ơn Thầy Lý Nguyễn Bình dù công việc rất
nhiều nhưng Thầy luôn hỏi tham, tận tình chỉ dạy và trả lời cho tôi những câu hỏi xung quanh
bài luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn công ty đã tạo mọi điều kiên thuận lợi,
đặc biệt là Cô Trần Thị Lan Chi đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cho tôi trong suốt thời gian
thực tập tại công ty.
Do kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn bài báo cáo không tránh khỏi những thiếu
sót. Kính mong sự góp ý của quý thầy cô và quý công ty.

Cần Thơ, ngày tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Trịnh Thanh Trung

Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

iii

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, ngành
Công nghệ Thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân, đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới có ưu điểm là thị trường giải khát
lớn. Uống là một trong những nhu cầu cơ bản của con người. Mặt khác, với sức nóng
của những ngày hè oi bức như hiện nay thì nhu cầu giải khát là một vấn đề vô cùng
thiết yếu trong cuộc sống. Vì thế, nhu cầu giải khát cũng là một trong những mục tiêu
cần phải đặt trên hàng đầu.
Nước giải khát có gas (CO2) không chỉ giải khát triệt để cơn khát mà nó còn có
nhiều tác dụng khác mà khiến người ta phải chọn nó. Đơn giản là vì CO2 khi hòa tan
trong nước sẽ tạo ra một lượng nhỏ acid, tạo nên vị chua cho dung dịch kết hợp với vị
chua của acid cùng hương liệu tạo nên vị chua đặc trưng cho sản phẩm. Ngoài ra,
còn bọt khí CO2 tự do cũng kích thích vòm miệng, giúp cho sự tiêu hóa tốt hơn. Không
những thế nó có tác dụng như một chất bảo quản, góp phần trong việc bảo quản sản
phẩm tránh bị hư hỏng.
Sau đây tôi xin giới thiệu nội dung bải báo cáo gồm:
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY THỰC TẬP
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

iv

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
TÓM LƯỢC............................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG ..............................................................................................................vii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY THỰC TẬP ...............................................................1
1.1. Giới thiệu về nhà máy.....................................................................................................1
1.2. Sơ đồ bố trí mặt bằng của nhà máy.................................................................................3
1.3. Sơ đồ tổ chức nhà máy....................................................................................................4
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU....................................................................................5
2.1. Carbon dioxide................................................................................................................5
2.1.1. Giới thiệu chung.......................................................................................................5
2.1.2. Khả năng ức chế vi sinh vật .....................................................................................7
2.1.3. Quá trình bão hòa CO2 .............................................................................................8
2.2. Chất ức chế vi sinh vật..................................................................................................10
2.3. Nước và các phương pháp xử lý nước ..........................................................................13
2.3.1. Chỉ tiêu cảm quan ..................................................................................................14
2.3.2. Chỉ tiêu hóa lý........................................................................................................15
2.3.3. Chỉ tiêu vi sinh .......................................................................................................19
2.3.4. Phương pháp nhiệt .................................................................................................20
2.3.5 Phương pháp bài khí ...............................................................................................21

2.3.6. Quá trình sử lý nước bằng phương pháp trao đổi ion ............................................23
2.4. Chất tạo vị chua ............................................................................................................24
2.5. Chất màu .......................................................................................................................26
2.5.1. Caramel (E150)......................................................................................................27
2.5.2. Sunset yellow FCF (E110):....................................................................................28
2.5.3. Ponceau 4R (E124): ...............................................................................................29
2.5.4. Tartrazine (E102):..................................................................................................29
2.5.5. Carmin (E120): ......................................................................................................30
2.5.6. Brilliant black BN (E151)......................................................................................30
2.6. Chất tạo hương..............................................................................................................30
2.6.1. Gới thiệu chung......................................................................................................30
2.6.2. Chế phẩm hương ....................................................................................................32
2.7. Cở sở lý thuyết quá trình chuẩn bị Sirô ........................................................................32
2.8. Chất tạo vị ngọt.............................................................................................................34
2.8.1. Saccharose..............................................................................................................35
2.8.2. Glucose ..................................................................................................................35
2.8.3. Aspartame ..............................................................................................................36
CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS...............................37
3.1. Công đoạn xử lý nước...................................................................................................37
3.1.1. Sơ đồ xử lý nước tại Công ty Cổ phần Bia Nước giải khát Cần Thơ ....................38
3.1.2. Thuyết minh quy trình xử lý nước .........................................................................39
3.2. Chuẩn bị sirô .................................................................................................................40
3.2.1. Quy trình nấu đường tại Công ty Cổ phần Bia Nước giải khát Cần Thơ ..............40
3.2.2. Thuyết minh quy trình ...........................................................................................41
3.3. Pha chế sirô thành phẩm ...............................................................................................41
3.4. Chiết rót, đóng nắp và hoàn thiện sản phẩm .................................................................42
3.5. Chất lượng sản phẩm ....................................................................................................43
Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

v

Trường Đại học Cần Thơ

3.6. Nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm và cách xử lý......................................................44
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................45
4.1 Kết luận..........................................................................................................................45
4.2 Kiến nghị........................................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................46

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

vi

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Sơ đồ bố trí mặt bằng của nhà máy...............................................................................3
Hình 2. Sơ đồ tổ chức của Công ty ............................................................................................4
Hình 3. Cấu tạo acid benzoic ...................................................................................................11
Hình 4. Cấu tạo sodium benzoate ............................................................................................11
Hình 5. Cấu tạo phân tử acid citric ..........................................................................................25
Hình 6. Công thức cấu tạo phân tử methyl-4-imidazol...........................................................28
Hình 7. Công thức cấu tạo phân tử sunset yellow FCF ..........................................................28
Hình 8. Công thức cấu tạo phân tử Ponceau 4R .....................................................................29

Hình 9. Công thức cấu tạo phân tử Tartrazine........................................................................29
Hình 10. Công thức cấu tạo phân tử Brilliant black BN.........................................................30
Hình 11. Công thức cấu tạo phân tử aspartame .......................................................................36
Hình 12. Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát có gas ........................................................37
Hình 13. Sơ đồ xử lý nước.......................................................................................................38
Hình 14. Quy trình nấu đường .................................................................................................40

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

vii

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1. Nồng độ tối thiểu của acid benzoic có khả năng ức chế một số loài vi sinh vật
(Branen, 1989) .....................................................................................................................12
Bảng 2. Giới thiệu quy định các chỉ tiêu cảm quan của nước uống ở châu Âu (quy định số
80/778/EC, ban hành ngày 15.7.1980).................................................................................15
Bảng 3. Phân loại nước theo độ cứng (theo Kalunhans và cộng sự, 1992) .........................16
Bảng 4. Mối tương quan giữa độ dẫn điện và mức độ nhiễm khoáng trong nước (theo
Vierling, 1999).....................................................................................................................18
Bảng 5. Chỉ tiêu hoá lý của nước uống (tiêu chuẩn nước uống TCVN 6096-2004) ...........18
Bảng 6. Chỉ tiêu vi sinh của nước uống (quy định số 80/778/EEC)....................................20
Bảng 7. Các phương pháp xử lý nước .................................................................................22
Bảng 8. Chỉ tiêu của acid citric dùng trong thực phẩm .......................................................26
Bảng 9. Các chất màu phổ biến trong công nghiệp thực phẩm ...........................................26


Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

1

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NHÀ MÁY THỰC TẬP
1.1. Giới thiệu về nhà máy
Tên đơn vị: CÔNG TY CỔ PHẦN BIA – NƯỚC GIẢI KHÁT CẦN THƠ
Là một doanh nghiệp hoạt động dưới hình thức Công ty cổ phần, trực thuộc Sở
Công Thương thành phố Cần Thơ.
Địa chỉ: 152, Đường 30/4, phường Hưng Lợi, quận Ninh Kiều, thành phố Cần
Thơ
Diện tích: 12.146m2
Đây là nơi giao dịch chính của Công ty, đồng thời là nơi sản xuất Bia và nước
giải khát các loại.
Điện thoại: (0710) 3838477 – (0710) 3838180
Fax: (0710) 3838225
Tổng số cán bộ công nhân viên chức: 145 (97 nam, 45 nữ)
Lịch sử hình thành
Công ty cổ phần Bia – Nước giải khát Cần Thơ, tiền thân là Xưởng chế
biến bánh kẹo, mỳ Thế Giới, được thành lập trước giải phóng với vốn của tư nhân
tổ chức dưới dạng cổ đông được chia thành 3 chi nhánh hoạt động: Sài Gòn, Đà
Nẵng và Cần Thơ.
Tại Cần Thơ xưởng bánh kẹo này chi phối toàn bộ khu vực miền Tây
Nam Bộ đến năm 1975 xưởng này được nhà nước tiếp quản.

Ngày 3/7/1975 Ủy ban quân quản giao Xưởng bánh kẹo và mỳ Thế Giới
cho Sở Công Thương khu vực Tây Nam Bộ quản lý.
Tháng 11/1975 Xưởng bánh kẹo chính thức hoạt động trở lại, đến năm
1976 đổi tên thành Xí nghiệp bánh kẹo, mỳ công quản Thế Giới trực thuộc công
Ty Công nghiệp Hậu Giang.
Năm 1980 Xí nghiệp đổi tên thành Xí nghiệp bánh kẹo Cần Thơ do
Phòng Công nghiệp quản lý.
Ngày 23/5/1989 UBND tỉnh Hậu Giang ra quyết định sáp nhập Xí
nghiệp Đường Cần Thơ và Xí nghiệp bánh kẹo thành Xí nghiệp Chế biến Thực
phẩm Cần Thơ do UBND TP. Cần Thơ quản lý.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

2

Trường Đại học Cần Thơ

Ngày 23/1/1991 UBND Tỉnh ra quyết định giao đơn vị cho Sở Công
nghiệp Hậu Giang chủ quản. Đến 4/1992 chia tỉnh Hậu Giang ra thành 2 tỉnh mới
Cần Thơ và Sóc Trăng đơn vị thuộc Sở Công nghiệp Cần Thơ.
Chấp hành nghị định 388/HĐBT ban hành quy chế về việc thành lập và
giải thể doanh nghiệp nhà nước, Xí nghiệp được Bộ Công nghiệp nhẹ, UBND
Tỉnh Cần Thơ, Trọng tài kinh tế Cần Thơ ra quyết định thành lập doanh nghiệp
mới theo giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số1005052 ngày 6/12/1992.
Ngày 6/1/1995 UBND Tỉnh Cần Thơ ra quyết định số 28/UBT.95 về
việc đổi tên Xí nghiệp Chế biến Thực phẩm Cần Thơ thành Công ty Bia – Nước
giải khát Cần Thơ.

Đến 2006 công ty chuyển sang hoạt động dưới hình thức Công ty cổ
phần và đổi tên thành Công ty cổ phần Bia – Nước giải khát Cần Thơ, tên viết tắt
là: CABECO, tiếp tục hoạt động sản xuất kinh doanh cho đến ngày nay.
Hiện nay nhà máy sản xuất các mặt hàng như các loại sữa như sữa tiệt
trùng, sữa đậu nành, sữa đậu xanh.
- Bia như: bia hơi, bia Cabeco, Resta beer, Kanga beer…
- Các loại nước nước giải khát như: mãng cầu, chanh muối, xá sị, tăng lực
dâu, cam, vải và trà xanh.
- Nước tinh khiết.
Vị trí kinh tế
Nhà máy nằm sát lộ lớn của thành phố nên thuận lợi cho việc vận
chuyển, tiêu thụ sản phẩm và thu mua nguyên liệu.
Năng suất
Sản phẩm sản xuất không ổn định tùy theo mùa và tình hình tiêu thụ của
thị trường. Tất cả các dạng sản phẩm của công ty điều được công nhận theo tiêu
chuẩn Việt Nam và được bình chọn là hàng Việt Nam chất lượng cao nhiều năm
liền.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

Trường Đại học Cần Thơ

3

1.2. Sơ đồ bố trí mặt bằng của nhà máy
Nhà điều hành
xử lý nước thải


Xưởng cơ khí

Khu vực xử ly
nước thải
500m3/ngày đêm

Kho chứa
nguyên vật liệu

Kho nguyên
vật liệu

Khu vực nấu
xiro

Kho vỏ
chai bia

Khu vực lò hơi
Phòng xay
malt, gạo
Khu vực
nấu sữa

Khu vực nấu
bia

Khu vực lên
men bia


Dây chuyền sản
xuất
bia + sữa

Phòng pha chế

Hai dây chuyền
sản xuất nước
giải khát chai
thủy tinh và một
dây chuyền sản
xuất chai PET

Phòng KCS

Phòng lọc tinh
bia

Kho thành phẩm
bia + sữa

Kho thành phẩm

Nhà để xe cán
bộ
CNV
Văn phòng công ty
Cổng công
ty

Hình 1. Sơ đồ bố trí mặt bằng của nhà máy

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

P.Bảo
vệ


Ngành: Công nghệ Thực phẩm

Hình 2. Sơ đồ tổ chức của Công ty

TỔ GN - BX

TỔ QL KHO

P.KẾ HOẠCH

P.MARKETING

P. GIÁM ĐỐC

TỔ BẢO VỆ

P.TỔ CHỨC HC

TỔ LÁI XE

T.SẢN XUẤT


T.NẤU ĐƯỜNG

P.NGK

XLNT

LH

XLN

T.CƠ ĐIỆN

T.CÔNG NGHỆ

P.KỸ THUẬT

P. GIÁM ĐỐC

4

T.THÀNH PHẨM

T.LÊN MEN

T.NẤU BIA

PX. BIA

P.KẾ TOÁN TV


GIÁM ĐỐC

SƠ ĐỒ TỔ CHỨC CÔNG TY CỔ PHẦN BIA - NƯỚC GIẢI KHÁT CẦN THƠ

Luận văn tốt nghiệp đại học
Trường Đại học Cần Thơ

1.3. Sơ đồ tổ chức nhà máy


Luận văn tốt nghiệp đại học

5

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Carbon dioxide
2.1.1. Giới thiệu chung
Carbon dioxide (các tên gọi khác thán khí, anhydride carbonic, khí
carbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển
trái đất, bao gồm một nguyên tử carbon và hai nguyên tử oxy. Trong dạng rắn, nó
được gọi là băng khô.
Carbon dioxide thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát
ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy từ các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của
các sịnh vật sống hiếu khí. Nó cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên
men và hô hấp của tế bào. Các loại thực vật hấp thụ carbon dioxide trong quá
trình quang hợp, và sử dụng cả carbon và oxy để tạo ra các carbonhydrate. Ngoài
ra, thực vật cũng giải phóng oxy trở lại khí quyển, oxy này sẽ được các sinh vật
dị dưỡng sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình. Nó có mặt

trong khí quyển trái đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng
nhà kính. Nó là thành phần chính trong chu trình carbon.
CO2 là một khí nặng, không màu và gần như không mùi, không cháy,
không gây ăn mòn kim loại. Khi tan trong nước, CO2 tạo ra một dung dịch acid
nhẹ (acid carbonic) có độ pH từ 3,2 đến 3,7 và không gây nguy hiểm cho vật liệu
thông thường. Trong môi trường nhiều khí CO2, nó có thể gây ngạt thở vì nó cắt
nguồn cung cấp oxy. Vì vậy, CO2 được dùng làm chất chữa cháy. tạo ra vị chua
trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng. Các hiệu ứng này là do khí hòa
tan trong màng nhầy và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu của carbonic.
Tỷ trọng riêng của nó ở 250C là 1,98 kg m-3, khoảng 1,53 lần nặng hơn
không khí. Phân tử dioxide carbon (O=C=O) chứa hai liên kết đôi và hình dạng
tuyến tính. Nó không có lưỡng cục điện.
Ở nhiệt độ dưới -780C, carbon dioxide ngưng tụ lại thành các tinh thể màu
trắng gọi là băng khô. Carbon dioxide lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suất trên 5,1
bar, ở điều kiện áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha rắn sang khí
hay ngược lại theo một quá trình gọi là thăng hoa.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

6

Trường Đại học Cần Thơ

Nước sẽ hấp thụ một lượng nhất định carbon dioxide, và nhiều hơn lượng
này khi khí bị nén. Khoảng 1% khí carbon dioxide hòa tan chuyển hóa thành acid
carbonic. Acid carbonic phân ly một phần thành các ion bicarbonate (HCO3-2).
Carbon dioxide dễ tan trong nước. Đây là đặc tính quan trọng góp phần

tạo nên hương vị đặc trưng cho các loại thức uống có gas.
Trong nước giải khát có gas, CO2 là yếu tố tạo nên sự đặc trưng của sản
phẩm, không chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan mà còn góp phần làm tăng độ
bền sinh học của chúng.
Như chúng ta đều biết, trong thiên nhiên CO2 được tạo ra từ sự hô hấp của
động, thực vật cũng như của con người. CO2 cũng được tạo thành từ phản ứng
cháy, nung vôi sống, phản ứng lên men, hoặc từ các giếng có chứa khí CO2.
Thế nhưng, trong các nhà máy sản xuất nước giải khát thì CO2 thường
được dùng từ hai nguồn:
• CO2 từ các phản ứng lên men của các nhà máy sản xuất cồn, bia.
• CO2 được sản xuất do đốt cháy dầu DO với chất trung gian là (MEA)
monoethanol amine.
Thu nhận CO2 từ qúa trình lên men bia và rượu
Các nhà máy sản xuất bia và rượu thường có phân xưởng sản xuất CO2.
Trong công nghiệp bia và rượu, CO2 là một phụ phẩm của quá trình lên men
ethanol từ đường.
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q
Trong quá trình lên men, một phần đường sẽ được chuyển hóa thành sinh
khối nấm men và các sản phụ khác như rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester, ….
Ngoài ra, một phần khí CO2 được sinh ra có thể bị thất thoát trong quá trình thu
hồi. Vì thế, trong thực tế người ta chỉ thu hồi được trung bình 70% lượng khí CO2
được sinh ra từ phương trình lên men nói trên.
Khí CO2 được thu nhận từ quá trình lên men bia rượu sẽ bị lẫn các tạp chất dễ
bay hơi như aldehyt, rượu… Vì thế, ta cần phải xử lý tinh sạch CO2.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học


Trường Đại học Cần Thơ

7

Thu nhận CO2 từ phản ứng đốt cháy nhiên liệu
Người ta thường dùng dầu DO làm nguyên liệu sản xuất CO2 theo phản ứng
đốt cháy.
Dầu DO và không khí được đưa vào buồng đốt. Các nhà sản xuất thường
dùng bugi phát ra tia lửa điện để phản ứng xảy ra. Đây là phản ứng tỏa nhiệt. Sản
phẩm chính sẽ là: CO2 và nước. Tuy nhiên, hỗn hợp sau phản ứng đôt cháy, ngoài
CO2 và hơi nước, còn lẫn rất nhiều tạp chất khác nhau.
Hỗn hợp khí từ buồng đốt sẽ được đưa qua tháp. Khi đó, một số tạp chất hòa
tan được trong nước sẽ được tách bỏ, đồng thời hỗn hợp khí sẽ được làm mát.
Tiếp theo, hỗn hợp sẽ được đưa vào tháp kế tiếp có chứa monoethanol amine
(MEA). Tại đây, CO2 sẽ được hấp thụ bởi MEA, còn các khí tạp sẽ được thoát ra
ngoài. Hỗn hợp MEA và CO2 sẽ được đưa tiếp vào tháp giải nhiệt rồi đi vào tháp
hấp để thu hồi MEA. Riêng khí CO2 sẽ đi vào tháp làm mát để giảm nhiệt độ và
đi tiếp vào tháp để tiếp tục tinh sạch. Trong tháp khí CO2 được xử lí bằng
KMnO4 nhằm tách bỏ các tạp chất khử. Rời tháp, khí CO2 sẽ được đưa đi vào
tháp có chứa Na2CO3: các hợp chất acid sẽ được loại bỏ. Sau đó, khí CO2 sẽ được
đưa vào tháp để tách nước và đi vào thiết bị nén 3 cấp để tinh sạch CO2 để đưa
vào sử dụng.
2.1.2. Khả năng ức chế vi sinh vật
CO2 có khả năng ức chế vi sinh vật theo nhiều cơ chế khác nhau:
• CO2 làm thay đổi chức năng màng tế bào chất của vi sinh vật, do đó sẽ
ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài
vào trong tế bào, cũng như thải bỏ một số sản phẩm từ quá trình trao đổi chất từ
bên trong tế bào ra môi trường bên ngoài.
• CO2 cũng có thể ức chế hoạt tính một số enzyme của tế bào vi sinh vật
làm rối loại quá trình trao đổi chất của tế bào.

• CO2 khi được hấp thụ vào bên trong tế bào sẽ làm thay đổi giá trị pH của
tế bào chất:
CO2 + H2O

HCO3 + H

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

CO32- + 2H+


Luận văn tốt nghiệp đại học

8

Trường Đại học Cần Thơ

• CO2 làm biến đổi một số tính chất hóa lý của protein trong tế bào vi sinh
vật và gây rối loạn quá trình trao đổi chất ở tế bào.
(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2009)

Như vậy, khí CO2 cũng là một tác nhân ức chế vi sinh vật, góp phần kéo
dài thời gian bảo quản các loại nước giải khát được bão hòa CO2.
2.1.3. Quá trình bão hòa CO2
Định nghĩa:
Trong ngành công nghiệp nước uống, thuật ngữ “bão hòa CO2” (CO2
saturation) là quá trình nạp CO2 vào trong nước giải khát đến một giá trị nồng độ
nhất định tùy theo yêu cầu công nghệ. Khí CO2 trong các sản phẩm nước giải
khát không chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan mà còn góp phần làm tăng độ bền
sinh học của sản phẩm. Thông thường nước giải khát có gas có hàm lượng CO2

trong khoảng 0,4 – 0,5% khối lượng.
Sự hòa tan của CO2 trong nước hoặc trong sirô thành phẩm có bản chất là
một quá trình hấp thụ (absorption), trong đó CO2 là chất được hấp thụ và nước
hay syrup là chất hấp thụ. Quá trình này phụ thuộc vào khả năng tương tác của
CO2 và chất hấp thụ. Các dạng liên kết của CO2 trong chất lỏng là liên kết hấp
thụ tự do; liên kết hấp thụ bởi các chất hoạt động bề mặt và mang điện tích
dương; liên kết hóa học với các chất khoáng và chất hữu cơ.
(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)

Theo lý thuyết về màng thì tại bề mặt hai pha lỏng – khí tồn tại hai lớp
màng kế sát nhau: lớp màng của chất khí và lớp màng của chất lỏng. Hai lớp này
sẽ tạo nên một trở lực nhất định và ảnh hưởng đến khả năng dịch chuyển của các
phân tử pha khí vào pha lỏng và ngược lại, sự dịch chuyển này tuân thủ nguyên
tác khuếch tán. Tuy nhiên, trong quá trình bão hòa C02, cần lưu ý là một phần khí
C02 sẽ tương tác hóa học với nước tạo acid carbonic, đây là một acid yếu dễ bị
phân li tạo ra các ion như carbonate và bicarbonate:
H2O + CO2

H2CO3

H+ + HCO3-

2H+ + CO32-

Cân bằng của hệ sẽ dịch chuyển qua phía bên trái do acid carbonic có độ
bề yếu.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

9

Trường Đại học Cần Thơ

Các yếu tố ảnh hưởng
Độ hoà tan của một khí bất kỳ trong một chất lỏng sẽ phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như bản chất hóa học của chất khí và chất lỏng, áp suất riêng phần của
chất khí trên chất lỏng, nhiệt độ của hệ, áp suất….Trong đó, yếu tố quan trọng
nhất là áp suất và nhiệt độ. Trong công nghệ sản xuất nước giải khát có gas,
người ta sẽ điều khiển hai yếu tố trên trong quá trình bão hòa CO2.
Áp suất
Theo định luật Henry, nồng độ khí hòa tan trong một dung dịch sẽ tỉ lệ
thuận với áp suất riêng phần của khí trên dung dịch.
C = K.p
Trong đó: C- nồng độ của khí trong dung dịch
K- hằng số cân bằng pha
p- áp suất riêng phần của khí trên dung dịch.
Như vậy, khi tăng áp suất thì độ hòa tan của CO2 trong nước sẽ tăng theo.
Theo định luật Dalton, khi ta cho một hỗn hợp bao gồm nhiều loại khí khác
nhau vào trong một chất lỏng thì nồng độ của mỗi loại khí trong dung dịch sẽ phụ
thuộc vào áp suất riêng phần và độ hòa tan của chúng. Như vậy sự có mặt của
không khí trong nước hoặc trong khí CO2 nguyên liệu không những giảm độ hòa
tan của CO2 trong nước mà còn giảm độ bền của liên kết hấp thụ của CO2 và
nước. Trong thực tiễn sản xuất người ta còn phải bài khí cho nước trước khi tiến
hành bão hòa CO2. Ngoài ra, cần phải sử dụng khí CO2 sạch, không bị lẫn các khí
tạp khác.
Nhiệt độ
Độ hòa tan của khí trong chất lỏng sẽ tỉ lệ nghịch với giá trị nhiệt độ.

Khi nhiệt độ càng thấp độ hòa tan của chất lỏng càng cao.
Trong công nghệ sản xuất nước giải khát có gas, quá trình bão hào CO2
cho sản phẩm thường được làm ở 1-30C.
Thành phần hóa học của chất hấp thụ
Khi chất lỏng có chứa một số hợp chất hòa tan thì dộ hòa tan của khí CO2
trong chất lỏng sẽ giảm đi. Như vậy, trong quá trình bão hòa CO2 cho nước sẽ

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

10

Trường Đại học Cần Thơ

thực hiện dễ dàng hơn cho sirô thành phấm, do trong sirô thành phẩm có chứa
nhiều chất hòa tan khác nhau như acid, chất màu…
Các yếu tố khác
Hàm lượng CO2 (G) được hấp thụ bởi nước trong quá trình bão hòa CO2
được tính theo công thức:
G = k *.F. p.t
Trong đó: k* -hệ số hấp thụ (m3/ m3 )
F – diện tích tiếp xúc bề mặt giữa hai pha khí và pha lỏng (m2)
.

p – chênh lệch áp suất riêng phần của CO2 trong pha khí và lỏng

(Pa)
t- thời gian thực hiện quá trình (s).

như vậy, để tăng cường hàm lượng CO2 trong nước, người ta có thể tăng diện tích
tiếp xúc giữa CO2 và nước, đồng thời kéo dài thời gian thực hiện quá trình.
2.2. Chất ức chế vi sinh vật
Chất ức chế vi sinh vật được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp thực
phẩm nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quan sản phẩm. Trong công nghệ sản
xuất thức uống, các chất ức chế vi sinh vi sinh vật thông dụng bao gồm:
• Nhóm chất hữu cơ: acid sorbic và muối sorbate, acid benzeoic và muối
benzoate, paraben, các acid hữu cơ như acid citic, tartaric, malic...
• Nhóm chất vô cơ: sulfite và khí carbon dioxide.
Tại Công ty Cổ Phần Bia Nước Giải khát Cần Thơ sử dụng acid benzoic
và sodium benzoate là chất ức chế vi sinh vật.
Giới thiệu chung
Acid benzoic (E210) có công thức phân tử C6H5-COOH, phân tử lượng là
122đvC, là một chất rắn tinh thể không màu và là dạng acid thơm đơn giản nhất,
acid benzoic có thể tìm thấy với cấp độ thấp trong cây nam việt quất, mận, mận
lục, quế, đinh hương chín, táo và các quả mọng. Sản phẩm thương mại acid
bezoic rất ít tan trong nước, độ hòa tan trong nước ở 180C chỉ đạt 0,27%.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

11

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 3. Cấu tạo acid benzoic

Các muối benzoate như sodium benzoate (E211), potassium benzoate

(E212) hoặc calcium benzoate (E213) có độ hòa tan trong nước cao hơn acid
benzoic nên được sử dụng rộng hơn. Phổ biến nhất hiện nay là muối sodium
benzoate hay (natri benzoat) là một chất bảo quản thực phẩm. Nó là chất kìm
hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm trong môi trường acid.
Sodium benzoate được sản xuất bằng phản ứng trung hoà giữa acid
benzoic với natri hydroxide. Dù acid benzoic có tác dụng bảo quản tốt hơn, natri
benzoat vẫn được dùng phổ biến như là chất phụ gia thực phẩm vì acid benzoic
không tan nhiều trong nước.
Natri benzoat ở dạng tinh thể màu trắng, không mùi, trong 100ml nước ở
200C có thể hòa tan được 66g muối.

Hình 4. Cấu tạo sodium benzoate

Khả năng ức chế sinh vật
Theo Raln và cộng sự (1944), chỉ khi acid benzoic tồn tại ở dạng không
phân ly thì mới có khả năng ức chế vi sinh vật. Ban đầu, người ta sử dụng acid

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

Trường Đại học Cần Thơ

12

benzoic như là một chất ức chế nấm mốc. Sau đó, người ta thấy rằng acid benzoic
cũng có thể ức chế nấm men và vi khuẩn. Đối với nhóm vi khuẩn gây ngộ độc
thực phẩm, nồng độ acid benzoic ở dạng không phân ly từ 0,01÷0,02% đã có thể
ức chế được chúng. Còn để ức chế nhóm vi khuẩn hoại sinh gây hư hỏng thực

phẩm, nồng độ acid benzoic cần phải cao hơn. Bảng 1 giới thiệu nồng độ tối thiểu
của acid benzoic có khả năng ức chế một số loài vi sinh vật.
Bảng 1. Nồng độ tối thiểu của acid benzoic có khả năng ức chế một số loài vi sinh
vật (Branen, 1989)

Vi sinh vât

pH

Nồng độ tối thiểu có khả năng
ức chế vi sinh vật (ppm)

Vi khuẩn
Bacillus cereus

6,3

500

Escherichia coli

5,2÷5,6

50÷120

5,6

300

Debaryomyces hansenii


4,8

500

Saccharomyces bayanus

4,0

330

Zygosaccharomyces bailli

4,8

4500

Zygosaccharomyces rouxii

4,8

1000

Aspergillus parasiticus

5,5

>4000

Aspergillus niger


5,0

2000

Byssochlamys nivea

3,3

500

Cladosporium herbarum

5,1

100

Mucor racemosus

5,0

30÷120

Penicillium citrinum

5,0

2000

Penicillium glaucum


5,0

200÷500

Rhizopus nigriccans

5,0

30÷120

Listerria cytomonogenes
Nấm men

Nấm sợi

(Nguồn: Branen và cộng sự, 1989)

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

13

Trường Đại học Cần Thơ

Khả năng ức chế vi sinh vật của acid benzoic trong môi trường acid cao
gấp 100 lần do với trong môi trường trung tính. Do đó, hiện nay các nhà khoa học
khuyến cáo chỉ nên sử dụng acid benzoic để ức chế vi sinh vật cho những loại

thực phầm có giá trị pH không lớn hơn 4,0.
Acid benzoic ức chế sự hấp thụ acid amin ở tế bào vi khuẩn và nấm mốc,
do đó quá trình sinh trưởng của chúng bị ức chế. Ngoài ra, acid benzoic có thể ức
chế các enzyme trong tế bào như: α-ketoglutarate và succinate dehydrogenase và
làm rối loạn quá trình trao đổi chất của tế bào.
Trong công nghiệp sản xuất thức uống, acid benzoic được sử dụng nhằm
mục đích kéo dài thời gian bảo quản của sirô, nước ngọt có và không có gas.
2.3. Nước và các phương pháp xử lý nước
Nước được xem là nguyên liệu quang trọng trong công nghệ sản xuất nước
uống. Đó là do hàm lượng nước chiếm một tỷ lệ cao hơn rất nhiều so với các cấu
tử khác trong sản phẩm. Ngoài ra, thành phần hóa học của nước nguyên liệu sẽ
ảnh hưởng đến những tính chất cảm quan và độ bền lý hóa của các sản phẩm thức
uống.
Hiện nay chúng ta có ba nguồn nước đang được khai thác để sản xuất:
- Nguồn nước bề mặt: được lấy từ sông, suối, hồ… Tại nước ta và các
nước đang phát triển khác, nước bề mặt hiện nay bị ô nhiễm khá nặng, chủ yếu
do sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và các hoạt dộng sinh hoạt hằng ngày của
con người.
- Nguồn nước ngầm: do mưa thấm vào lòng đất tạo nên. Thông thường,
nước ngầm có chất lượng tốt và ổn định hơn nước bề mặt. Tuy nhiên, việc sử
dụng thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp đã và đang làm tăng mức độ ô
nhiễm của nguồn nước ngầm.
- Nguồn nước do thành phố cung cấp: ở nước ta chất lượng nước máy đạt
tiêu chuẩn dùng cho sinh hoạt hàng ngày. Hiện nay, tại một số thành phố thuộc
các nước công nghiệp phát triển, nước máy còn có chất lượng tốt và đạt tiêu
chuẩn nước uống. Do đó, người dân trong thành phố có thể sử dụng trực tiếp
nguồn nước này để uống mà không cần phải qua bất kỳ một công đoạn xử lý nào.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

14

Trường Đại học Cần Thơ

Trong công nghệ sản xuất nước giải khát thì chất lượng sản phẩm phụ
thuộc rất nhiều vào chất lượng nước, do đó cần thiết phải có nguồn nước ổn định
về chất lượng và số lượng. Hiện tại Công ty Cổ phần Bia – Nước giải khát Cần
Thơ đang sử dụng nguồn nước do thành phố Cần Thơ cung cấp làm nguyên liệu
để pha chế sản phẩm.
Nước tự nhiên được xem là một dung dịch có chứa các hợp chất hữu cơ và
vô cơ, các tế bào vi sinh vật và một lượng nhỏ khí hòa tan. Để đánh giá chất
lượng nước, người ta chủ yếu dựa vào ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi
sinh.
2.3.1. Chỉ tiêu cảm quan
Trong công nghiệp sản xuất nước uống, nước nguyên liệu phải đạt các tiêu
chuẩn sau: không màu, không mùi nà không vị.
- Độ đục của nước do các hợp chất lơ lửng bao gồm những loại hạt có kích
thước nhỏ như hạt keo, đến những hạt phân tán thô như các chất huyền phù, các
hạt cặn, đất cát,…hình thành nên. Độ đục của nước thường được xác định bằng
cách rót hai mẫu có cùng thể tích vào hai ống đông bằng thủy tinh trong suốt,
được đặt cạnh nhau và ở phía trước một nền trắng để quan sát. Một mẫu là mẫu
nước cần phân tích, mẫu còn lại là mẫu đối chứng sử dụng nước cất. Ngoài
phương pháp cảm quan bằng mắt thường, người ta có thể xác định độ đục của
nước bằng máy đo độ đục.
- Độ màu của nước do các hợp chất màu tan được trong nước tạo nên.
Cũng giống như đánh giá cảm quan độ đục, ngoài phương pháp cảm quan bằng
mắt thường, người ta có thể xác định độ màu của nước bằng máy so màu. Thang

đo Pt-Co thường được áp dụng để lượng hóa độ màu trong nước.
Thang do Pt-Co là một quy mô màu sắc được giới thiệu năm 1892 bởi nhà
khoa học Hazen Allen (1869-1930). Lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu của quy mô
màu Pt-Co bao gồm các chất phụ gia, nước, nước thải và các dung môi như:
glycerol, methanol, dầu khoáng sản,…Quy mô màu Pt-Co cho dãy nhìn thấy
được là từ 380-780nm.

Ngành: Công nghệ Thực phẩm


Luận văn tốt nghiệp đại học

Trường Đại học Cần Thơ

15

- Mùi của nước là so các hợp chất dể bay hơi trong nước tạo nên. Nước ở
200C ít khi bị phát hiện mùi do khả năng bay hơi của các chất mùi ở nhiệt độ này
không cao. Thông thường, để xác định nước có mùi lạ hay không, người ta sẽ gia
nhiệt mẫu nước lên 50-600C
- Vị: nước tinh khiết được xem là không vị. Các hợp chất hóa học hòa tan
trong nước, đặc biệt là các muối, sẽ làm cho mẫu nước có những vị đặc trưng
riêng. Theo Rukhlideva và cộng sự (1977) thì khi hàm lượng muối ăn NaCl trong
nước từ 250mg/l đến 300mg/l sẽ làm cho mẫu nước có vị mặn. Tương tự, nếu
hàm lượng MgSO4 trong nước từ 500mg/l hoặc hàm lượng sắt từ 55mg/l trở lên
thì mẫu nước sẽ có vị đắng hoặc chát.
Bảng 2. Giới thiệu quy định các chỉ tiêu cảm quan của nước uống ở châu Âu (quy
định số 80/778/EC, ban hành ngày 15.7.1980)

Stt Chỉ tiêu


Đơn vị đo

Mức khuyến cáo

Mức cao nhất cho phép

1

Màu sắc

Mg/lít thang Pt-Co

1

20

2

Độ đục

mgSiO2/lít

1

10

3

Mùi


Độ pha loãng

0

2(ở 120C)
3(ở 250C)

4

Độ pha loãng

Vị

0

2(ở 120C)
3(ở 250C)

2.3.2. Chỉ tiêu hóa lý
Chỉ tiêu hóa lý của nước liên quan đến thành phần các hợp chất hóa học có
trong nước. Hàm lượng của chúng được xác định bằng những phương pháp phân
tích công cụ.
Độ cứng: độ cứng của nước do các muối calcium và magnesium hòa
tan trong nước tạo nên. Độ cứng được chia thành ba loại: tạm thời, vĩnh cửu và
toàn phần.
- Độ cứng tạm thời do Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 quy định. Khi đun nóng,
muối bicarbonate dạng hòa tan sẽ bị phân giải thành muối carbonate không tan,

Ngành: Công nghệ Thực phẩm



Luận văn tốt nghiệp đại học

16

Trường Đại học Cần Thơ

khí carbon dioxide và nước. Như vậy, độ cứng tạm thời của nước sẽ bị mất khi ta
đun nóng.
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O
Mg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O
- Độ cứng vĩnh cửu chủ yếu là do các muối sulphate, chloride và nitrate
hiện diện trong nước: CaSO4, CaCl2, Ca(NO3)2, MgCl2, Mg(NO3)2. Khi đun
nóng, các muối này không bị phân giải như muối bicarbonate nên độ cứng vĩnh
cửu của nước không bị mất đi khi đun nóng.
- Độ cứng toàn phần bao gồm cả hai loại độ cứng tạm thời và độ cứng
vĩnh cửu.
Có rất nhiều đơn vị khác nhau được sử dụng để đo độ cứng của nước. Tại
Việt Nam, chúng ta sử dụng đơn vị mg đương lượng calcium hoặc magnesium.
Độ cứng 1mg đương lượng tương đương với 20,04 mg Ca2+ hoặc 12,16mg Mg2+
có trong 1l nước.
Trong công nghệ sản xuất thức uống, người ta sử dụng nước có độ cứng từ
rất mềm đến mềm. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, một số công ty sản xuất
quy định độ cứng của nước nguyên liệu không được lớn hơn 1mg đương
lượng/lít.
Bảng 3. Phân loại nước theo độ cứng (theo Kalunhans và cộng sự, 1992)

Giá trị độ cứng (mg đương lượng/l)


Phân loại

0÷1,5

Rất mềm

1,5÷3,0

Mềm

3,0÷6,0

Hơi cứng

6,0÷9.0

Cứng

Lớn hơn 9,0

Rất cứng

(Nguồn: Kalunhans và công sự, 1992, được đề cập trong Lê Văn Việt Mẫn, 2009)
Độ kiềm: độ kiềm của nước chủ yếu là do các hydroxyde (NaOH,
KOH), các muối kiềm, kiềm thổ và một số anion có trong nước tạo nên. Độ kiềm
được xác định thông qua thể tích dung dịch HCl 0,1N cần thiết để chuẩn độ làm

Ngành: Công nghệ Thực phẩm