Công nghệ sản xuất rượu Vodka

Giới thiệu chung  Vodka là danh từ chung chưa có quốc gia nào sở hữu  Vodka là loại rượu chưng cất, thường không có màu, có độ cồn tương đối cao từ 35 -50%  Nguyên liệu sản xuất vodka thường là khoai tây, sắn, và một số loại ngũ cốc trắng như gạo lên men. Sơ đồ khối quy trình sản xuất Vodka Nguyênliệu Nghiền nguyênliệu Nấu nguyên liệu Đường hóa dịch cháo Lên men dịch đường Chưng cất và tinh chế Phối trộn Lọc Xử lý bằng than hoạt tính Lọc Hiệu chỉnh độ cồn Rót sản phẩm, đóng nắp và hoàn thiện Vodka Nước Nguyên liệu phụ Cặn Cặn than Nước hoặc cồn tinh luyện Các yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất rượu Vodka 1. Cồn tinh luyện  Để sản xuất Vodka người ta sử dụng cồn tinh luyện từ nguyên liệu có chứa tinh bột ( khoai tây, các loại ngũ cốc) hoặc từ nguyên liệu có chứa đường (mật rĩ, củ cải đường).  Yêu cầu chung là cồn phải có độ tinh sạch rất cao.  Tại các nhà máy sản xuất cồn nguyên liệu được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong những thiết bị hình trụ đứng và làm bằng thép không rỉ.  Các thiết bị được đặt ở những nơi thoáng mát. Các yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất rượu Vodka 2. Nước  Độ cồn của Vodka thường từ 35 – 50% nên nước là thành phần chiếm hàm lượng cao nhất trong sản phẩm.  Trong sản xuất Vodka, người ta chỉ sử dụng nước mềm với độ cứng không quá 7mg đương lương/l  Nước phải trong suốt, không màu, không mùi, không vị.  Độ oxy hóa:  2ml KMnO4/l  Không có kim loại nặng Các yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất rượu Vodka 3. Các nguyên liệu khác  Đường được sử dụng để hiệu chỉnh cho một số loại vodka. Các nhà sản xuất thường dùng syrup đường nghịch đảo để phối chế sản phẩm.  Acid citric: sử dụng để điều chỉnh vị cho sản phẩm  KMnO4: là chất có khả năng tham gia phản ứng oxy hóa khử với một số tạp chất có trong rượu như nhóm andehyde và làm giảm lượng của chúng  NaHCO3: hiệu chỉnh độ kiềm và vị của sản phẩm Quy trình sản xuất 1. Nghiền nguyên liệu  Phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng hạt tinh bột khỏi các mô, để khi đưa vào nấu ở áp suất và nhiệt độ phù hợp biến tinh bột thành dạng hòa tan  Nguyên liệu dạng hạt hoặc lát được đưa vào máy nghiền búa (Tại Việt Nam).Trong quá trình nghiền: các phần nhỏ lọt qua rây được quạt hút và đẩy ra ngoài, phần chưa lọt qua rây tiếp tục được nghiền nhỏ. Ñóa kim loaïi Buùa Raây Thanh gaén buùa Hình: Maùy nghieàn buùa 2. Nấu nguyên liệu  Phá vỡ màng tế bào của các hạt tinh bột, giúp cho amylaza tiếp xúc được với tinh bột.  Tạo điều kiện đưa tinh bột về trạng thái hòa tan trong dung dịch. Phương pháp thực hiện  Có thể tiến hành một trong ba phương pháp sau  Gián đoạn  Bán liên tục  Liên tục * Phương pháp nấu gián đoạn:  Đặc điểm: toàn bộ quá trình nấu đều được thực hiện trong cùng một nồi. * Ưu điểm:  Ít tốn vật liệu để chế tạo thiết bị.  Thao tác đơn giản * Nhược điểm:  Tốn năng lượng  Tổn thất đường Ñaàu noái, van an toaønNaép noài AÙp keá Khí khoâng ngöng tuï Caùnh khuaáy Van laáy maãu OÁng caáp hôi OÁng veä sinh OÁng phoùng chaùo Hình : Caáu taïo noài naáu * Phương pháp nấu bán liên tục Đặc điểm:  Nấu trong 3 nồi thành 3 giai đoạn:  Nấu sơ bộ  Nấu chín  Nấu chín thêm Ưu điểm  Giảm thời gian nấu ở áp suất và nhiệt độ cao  Giảm tổn thất, tăng hiệu suất  Tiết kiệm 15 – 30% lượng hơi Nhược điểm:  Tốn thiết bị Ñaàu noái, van an toaønNaép noài AÙp keá Khí khoâng ngöng tuï Caùnh khuaáy OÁng caáp hôi OÁng veä sinh OÁng phoùng chaùo Nguyeân lieäu Noài naáu chín Hình : Sô ñoà naáu baùn lieân tuïc Van laáy maãu Hôi nöôùc Thuøng chöùa nöôùc Noài naáu sô boä Noài naáu chín theâm Vaøo thuøng ñöôøng hoùa *Phương pháp nấu liên tục Ưu điểm:  Tận dụng được nhiều hơi  Cho phép nấu ở t0 thấp hoặc thời gian ngắn làm giảm tổn thất đường nên hiệu suất tăng.  Dễ cơ khí hóa và tự động hóa  Tốn ít thiết bị, diện tích nhà xưởng Nhược điểm:  Nguyên liệu phải nghiền thật nhỏ  Điện, hơi, nước phải ổn định 3. Đường hóa dịch cháo  Tinh bột hoà tan trong dịch cháo sau khi nấu xong chưa thể lên men trực tiếp để thành rượu được, phải trải qua quá trình thuỷ phân do xúc tác của amylaza để thành đường. Quá trình này gọi là đường hoá .  Quá trình đường hoá dịch cháo nấu: +Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hoá. +Cho chế phẩm amylaza vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ trên trong thời gian xác định để amylaza chuyển hoá tinh bột thành dường. +Làm lạnh dịch đường hoá tới nhiệt độ lên men.  Sau đường hoá nhiệt độ dịch đường là 30 oC hàm lượng đường đạt 80 đến 100g/l . 4. Lên men dịch đường  Đường hoá xong dịch đường được làm lạnh đến 28-32 oC và được đưa vào thùng lên men( hay còn gọi là thùng ủ) cùng với 10% men giống.  Dưới tác dụng của nấm men đường sẽ biến thành rượu và CO2, cùng nhiều sản phẩm trung gian khác.  Đồng thời dưới tác dụng của amylaza, dextrin tiếp tục biến thành đường và lên men được glucoza và maltoza.  Sau khi lên men xong ta thu được hỗn hợp gồm rượu-nước-bã còn được gọi là giấm chín. 5. Chưng cất và tinh chế *Chưng luyện gián đoạn  Giấm chín được bơm vào thùng chưng cất 1, sau đó mở hơi đun cho tới sôi. Hơi rượu bay lên theo chiều cao tháp 2 được nâng cao nồng độ ra khỏi tháp vào thiết bị ngưng tụ và làm lạnh 3 rồi vào thùng chứa. Daám Hôi Baõ röôïu Coàn thoâ Chöng luyeän giaùn ñoaïn * Chưng cất bán liên tục Sô ñoà chöng luyeän baùn lieân tuïc Ngöng tuï Taïm chöùa Thuøng caát thoâ Thuøng caát thoâ Giaám Hôi Baõ röôïu Ngöng tuïNöôùc Laøm laïnh Hôi Nöôùc thaûi Daàu fusel Coàn saûn phaåm Laøm laïnh Coàn ñaàu Ngöng tuï Thaùp tinh cheá • Chưng luyện liên tục:  Có rất nhiều dạng:  2 tháp gián tiếp – 1 dòng  3 tháp gián tiếp  3 tháp + 1 tháp fusel bằng 4 tháp  Sau đây giới thiệu hệ thống ba tháp gián tiếp: Coàn ñaàu Sô ñoà chöng luyeän lieân tuïc 3 thaùp Ngöng tuï Cao vò Hôi Baõ röôïu Thaùp caát thoâ Hôi Coàn saûn phaåm Thaùp aldehyd Laøm laïnh Haâm giaám Taùch khí Giaám chín Nöôùc thaûi Daàu fusel Ñeán thaùp laøm saïch Veà thaùp aldehyd Thaùp tinh cheá 6.Quá trình phối trộn a.Cơ sở khoa học.  Trong quy trình công nghệ sản xuất vodka, quá trình đầu tiên là phối trộn cồn tinh luyện với nước và các loài nguyên liệu phụ khác.  Hai thành phần chính chiếm hàm lượng cao nhất trong quá trình phối trộn la ethanol va nước.  Khi phối trộn ethanol với nước sẽ xảy ra hai hiện tượng vật lý quan trọng là sự tỏa nhiệt và sự giảm thể tích: +Nhiệt lượng toả ra nhiều nhất khi nồng độ cồn trong hỗn hợp sau khi phối trộn là 30%m/m- tương đương với 36,25% v/v. +Với nồng độ cồn trong hỗn hợp sau khi phối trộn là 46% m/m tương đương với 53,8% v/v -> Thì sự giảm thể tích hỗn hợp nước và cồn sau khi phối trộn là cao nhất  Quá trình phối trộn nước bất đầu tứ hai nguyên liệu chính là cồn tinh luyện và nước.  Sau đó, người ta mới bổ sung vào hỗn hợp syrup và các dung dịch nguyên liệu phụ khác.  Sự phối trộn cồn tinh luyện với nước có thẻ thực hiện theo phương pháp gián đoạn hoặc liên tục. * Phương pháp gián đoạn:  Thiết bị có dạng hình trụ đứng và được làm bằng thép không gỉ. Tỷ lệ giữa đường kính và chiều cao của thiết bị xấp xỉ 1,0-1,2. * Phương pháp liên tục  Ở những nhà máy sản xuất Vodka với năng suất lớn, người ta sử dụng thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục để phối trộn cồn với nước. 7. Lọc  Trong quá trình phối trộn cồn tinh luyện với nước và các nguyên liệu phụ, hỗn hợp có thể bị lẫn một ít tạp chất dạng lơ lửng.  Chúng ta sẽ sử dụng phương pháp lọc để tách bỏ chúng. Biến đổi của nguyên liệu  Sau khi lọc dung dịch trong suốt hầu như không thay đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi về trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn. Thiết bị lọc hoạt động theo nguyên tắc một dòng Thiết bị lọc hoạt động theo nguyên tắc hai dòng 8.Qúa trình xử lý bằng than hoạt tính a.Mục đích Quá trình xử lý bằng than hoạt tính giúp cho vodka thành phẩm có độ trong suốt. =>Đây là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng hàng đầu của vodka. Ngoài ra,các nhà sản xuất còn cho rằng quá trình xử lý bằng than hoạt tính cũng góp phần cải thiện mùi và vị của sản phẩm.  Tại CHLB Nga,các nhà sản xuất chỉ sử dụng than hoạt tính có nguồn gốc từ bạch dương hoặc dẻ trong công nghiệp vodka.  Một lít than hoạt tính-loại sử dụng trong sản xuất vodka-nặng xấp xỉ 260g.  Ngoài chức năng hấp phụ một số tạp chất xấu đến mùi vị của sản phẩm,các nhà nghiên cứu còn cho rằng than hoạt tính có khả năng xúc tác phản ứng chuyển hoá ethanol và một số tạp chất khác có trong rượu để tạo thành các acid hữu cơ. b. Phương pháp thực hiện Trong sản xuất vodka,có hai phương pháp xử lý vodka bằng than hoạt tính: -Phương pháp thứ nhất:bổ sung than hoạt tính vào thiết bị đã chứa sẵn hỗn hợp cồn,nước và các nguyên liệu phụ.Tiến hành khuấy trộn hỗn hợp trong một khoảng thời gian nhất định,sau đó sử dụng thiết bị lọc khung bản để tách than.Do các hạt than hoạt tính có kích thước nhỏ nên người ta thường sử dụng them bột trợ lọc để đảm bảo thu được dịch lọc trong suốt.  Phương pháp thứ hai:bơm hỗn hợp cồn,nước và nguyên liệu phụ qua thiết bị dạng cột có chứa than hoạt tính bên trọng.Cần tính toán và chọn lưu lượng dòng qua cột cho phù hợp để hỗn hợp có đủ thời gian tiếp xúc với than hoạt tính và những biến đổi trong quá trình xử lý diễn ra đạt mức độ yêu cầu. 9. Lọc và hiệu chỉnh độ cồn cho sản phẩm  Sau quá trình xử lí với than hoạt tính, một số hạt than bị lẫn vào sản phẩm, nhà sản xuất cần thực hiện quá trình lọc để tách cặn than.  Nhà sản xuất cần lấy mẫu dịch lọc để kiểm tra lại lần nữa đọ cồn của sản phẩm. Nếu độ cồn nằm ngoài khoảng giới hạn cho phép, chúng ta cần sử dụng cồn tinh luyện hoặc nước sạch để hiệu chỉnh lần cuối cùng.  Sau khi hiệu chỉnh, mẫu được kiểm tra lại độ cồn một lần nữa trước khi rót sản phẩm vào bao bì. 10. Rót sản phẩm, đóng nắp và hoàn thiện sản phẩm  Sản phẩm vodka được rót vào chai thủy tinh.  Sau đây là một quy trình tiêu biểu: Tháo két chai ra khỏi pallet Tháo chai ra khỏi két Rữa chai Kiểm tra chai đã rữa Rót vodka vào chai Đóng nắp Kiểm tra chai đã đóng nắp Dán nhãn lên chai Nạp chai vào thùng Dán thùng Vận chuyển vào kho bảo quản a. Quá trình rót vodka vào chai  Vodka thường được rót vào chai thủy tinh tronh suốt có thể tích 0,5 lít hoặc 1 lít.  Khác với nhóm thức uống có chứa CO2, quá trình rót vodka vào chai thủy tinh được thực hiện trong điều kiện áp suất thường b. Đóng nắp chai thủy tinh  Chai thủy tinh đựng vodka thường được đóng bằng nắp nhôm. Bên dưới nắp nhôm là một lớp đệm thường làm bằng carton hoặc nhựa tổng hợp.  Ở hai bên mặt của lớp đệm, người ta thường dán thêm một lớp cellophane mỏng nhằm mục đích đảm bảo độ kín cho sản phẩm chứa trong chai. 11. Sản phâ ̉m rượu vodka  Chất lượng vodka được đánh giá thông qua hai nhóm chỉ tiêu là hoá lý và cảm quan.  Do hàm lượng ethanol trong Vodka khá cao nên các nhà sản xuất thường không xác định các chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm. Những nhãn hiệu Vodka nổi tiếng trên thị trường Việt Nam  Nga : Moskoskaya, Stolichnaya, Gorilka, Persovka, Subroka, Smirnoff Russia, .vv  Ba Lan: Chopin, Green Vodka có mùi thơm nhẹ nhờ ngâm cỏ Zubrowka, trong chai có thả một cọng cỏ. Wyborowa Vodka có mùi thơm của ớt. Vodka Ba Lan thường dùng lúa mạch đen làm nguyên liệu.  Phần Lan: Finlandia Vodka.  Đan Mạch: Danzka Vodka, Greenland Sermeg Vodka.  Mỹ: Smirnoff, Smirnoff Blue Label USA