Công nghệ sản xuất rượu etylic truyền thống

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC Giới thiệu chung Tính chất vật lý và hóa học Rượu etylic còn được biết đến với tên gọi etanol, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn. Là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của ancol metylic, dễ cháy, không màu. Là một ancol mạch thẳng, công thức phân tử là C2H6O hay C2H5OH. Là một chất lỏng không màu, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng là 0,7936 g/ml ở 15ºC), dễ bay hơi (sôi ở 78,39ºC), hóa rắn ở -114,15ºC, tan vô hạn trong nước; tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời. Sở dĩ rượu etylic tan vô hạn trong nước và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với este hay andehit có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự tạo thành liên kết hidro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước. Ngoài những tính chất vật lý nêu trên, etanol còn mang đủ các tính chất hóa học của một ancol đơn chức: Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ: 2C2H5OH + 2Na à 2C2H5ONa + H2 Phản ứng este hóa- phản ứng giữa rượu và axit với môi trường H2SO4 đặc nóng tạo ra este: C2H5OH + CH3COOH à CH3COOC2H5 + H2O Phản ứng loại nước tạo olefin trong môi trường H2SO4 đặc ở 180ºC: C2H5OH à C2H4 + H2O Phản ứng tách nước giữa hai phân tử ancol tạo ra ete: C2H5OH + C2H5OH à C2H5OC2H5 + H2O Phản ứng oxi hóa: C2H5OH + CuO à CH3CHO + Cu + H2O C2H5OH + O2 à CH3COOH + H2O C2H5OH + O2 à CO2 + H2O Phản ứng riêng: Phản ứng tạo butadiene-1,3: Cho hơi rượu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ Al2O3 + Cu ở 380-400ºC, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước: 2 C2H5OH à CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 Phản ứng lên men giấm: Oxi hóa rượu 10º bằng oxi không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 25ºC: C2H5OH + O2 à CH3COOH + H2O Lĩnh vực sử dụng rượu etylic Thực phẩm: đồ uống, rượu mùi, pha chế cồn thực phẩm, làm giấm. Công nghệ khai thác: Tổng hợp hóa học, thuốc Năng lượng: Khí đốt, chất đốt. Etanol được sản xuất bằng cả công nghiệp hóa dầu, thông qua công nghệ hydrat hóa anken, bằng cách lên men đường hay ngũ cốc với men rượu. Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu quy trình sản xuất bằng phương pháp lên men. 2. Nguyên liệu - Nhóm nguyên liệu gluxit thực phẩm: Tinh bột hoặc đường. Đối với rượu truyền thống thì chỉ là gạo, nếp. - Men sản xuất rượu: Có 4 loại men (men thuốc Bắc, men thuốc Nam, men thuốc Tây, men bánh lá dân tộc) - Nguyên liệu phụ Nấm mốc: Sử dụng nấm mốc Rhizoppus hoặc Mucor, các loại nấm mốc này thủy phân tinh bột thành đường. Nấm men: Sử dụng loại giống Saccharomyces Cereviciae, là loại men sinh sản theo lối nảy chồi, có khả năng hình thành bào tử, sống kị khí không bắt buộc, có khả năng lên men các loại đường khác nhau. Nhóm chất điều chỉnh pH: HCl, H2SO4 Nhóm chất sát trùng: formol, Na2SiF6, NaF. Nhóm chất dinh dưỡng cung cấp cho quá trình lên men gồm: (NH4)2SO4, (NH4)3PO4… Nguyên lý sản xuất etanol Khi một số loài men rượu nhất định (quan trọng nhất là Saccharomyces cerevisiae) chuyển hóa đường trong điều kiện không có oxi ( gọi là yếm khí ), chúng sản xuất ra etanol và cacbon điôxít CO2. Phản ứng hóa học tổng quát có thể viết như sau: C6H12O6 à 2 CH3CH2OH + 2CO2 Sơ đồ quy trình sản xuất Nguyên liệu (gạo, nếp) Xử lý nguyên liệu Nấu chín Làm nguội Bánh men Trộn men Lên men hở Lên men kín Chưng cất Rượu cao độ Xử lý nguyên liệu: Ngâm gạo trước khi nấu khoảng 30 -40 phút cho gạo trương nở, tránh tình trạng vón cục xảy ra khi tiến hành nấu. Nấu chín: Nấu cơm rượu nên nấu như cơm ăn bình thường, không được nấu sống. Nếu cơm hơi ướt cũng được dung trực tiếp cho quá trình vào men sau này. Làm nguội trước khi phối trộn men đến 30-32ºC Trộn men: Thông thường người ta trộn 25-28 g men/ 1 kg gạo. Lên men hở: Sau khi trộn men cho vào thiết bị lên men giữ nhiệt độ dưới 36ºC trong khoảng 2-3 ngày. Lên men kín: Sau thời gian lên men hở xong , cơm rượu được cho thêm nước, vào khoảng 2-3 lit nước / 1 kg gạo đem nấu, thời gian lên men lỏng này khoảng 3-4 ngày. Sau thời gian lên men thu được dịch rượu. Chưng cất: Chưng cất dịch rượu thu được từ quá trình lên men. Trong khi chưng cất rượu người ta chia làm 3 đợt: Đợt đầu thu được rượu gốc, nồng độ cồn từ 55-65º, rượu này có hàm lượng andehit cao, khi sử dụng loại rượu này có thể người dung sẽ bị ngộ độc. Đợt sau thu được rượu 35-45º, gọi là rượu giữa. Người nấu rượu thường lấy rượu này làm sản phẩm cung ứng cho người tiêu dùng. Phần rượu chưng cất còn lại gọi là rượu ngọn, rượu này có vị chua, mùi không còn thơm nữa. Tùy theo yêu cầu mà người sản xuất lấy nhiều hay ít lượng rượu này pha chung với rượu gốc để chưng cất lại một lần nữa lấy được rượu thành phẩm bán cho người tiêu dùng. Vấn đề liên quan đến môi trường Etanol và hỗn hợp của nó với nước chứa trên 50% etanol là các chất dễ cháy và dễ dàng bắt lửa nên trong sử dụng cần cảnh giác cao. 6. Tài liệu tham khảo [1] Trần Thị Ngọc Bích – Bài giảng hóa kỹ thuật – khoa Hóa trường Đại học sư phạm Đà Nẵng [2] Bài viết “Kỹ thuật sản xuất rượu truyền thống” đăng lúc 10:11 sáng ngày Thứ Ba, 03 Tháng Sáu 2008 trong mục Giải pháp công nghệ - Sản xuất rượu bia.