BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HA NỘI

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
TIÊN TIẾN TRONG SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM XUẤT KHẨU CHỦ LỰC
MÃ SỐ: KC 06 BÁO CÁO TỔNG KẾT
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DỰ ÁN SXTN

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ VÀ XÂY DỰNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
RƯỢU ĐẶC SẢN TRUYỀN THỐNG, QUY MÔ CÔNG NGHIỆP
CÔNG SUẤT 3 TRIỆU LÍT/ NĂM

(
MÃ SỐ: KC.06.DA20/06-10)

Chủ nhiệm dự án Cơ quan chủ trì Dự án Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ
Hà Nội - 2010 1
MỤC LỤC
PHẦN 1 - MỞ ĐẦU 2
PHẦN 2- NỘI DUNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ THỰC HIỆN 4
I.
CÁC VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ DỰ ÁN ĐÃ GIẢI QUYẾT 4
II.
NỘI DUNG VÀ CÁC BƯỚC CÔNG VIỆC ĐÃ THỰC HIỆN 5
2.1 Nội dung
5
2.2. Các bước công việc thực hiện
7
III.
QÚA TRÌNH TỔ CHỨC SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 7
3.1. Các đơn vị tham gia thực hiện Dự án: 7
3.2 Các điều kiện triển khai Dự án 8
IV.
NHÂN LỰC TRIỂN KHAI DỰ ÁN 10
PHẦN 3 - CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA DỰ ÁN 11
I.
CÁC SẢN PHẨM KH&CN CHÍNH 11

suất 3 triệu lít/năm" là bước phát triển tiếp theo quả của đề tài nghiên cứu
khoa học cấp nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao
hiệu suất thu hồi cồn và chất lượ
ng cồn phục vụ xuất khẩu”, mã số KC06-
17CN do PGS. TS Nguyễn Hữu Tùng làm chủ nhiệm, được đánh giá nghiệm
thu loại xuất sắc tháng 12 năm 2005 và sáng chế “Quy trình thu hồi rượu
etylic từ hỗn hợp cồn đầu”, mã số 1 -2005 – 01887, tác giả PGS. TS Nguyễn
Hữu Tùng, GS.TS Phạm Văn Thiêm và ThS. Cao Thị Mai Duyên (Bộ môn
Quá trình - Thiết bị CN Hóa và Thực phẩm - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội).
Trong điều kiện kinh tế phát triển hiện nay, nhu cầu tiêu dùng th
ực phẩm
và đồ uống của người dân ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng
(lượng rượu ngoại nhập tiêu thụ tăng dần năm này qua năm khác). Tuy nhiên,
hàng loạt vụ ngộ độc do uống phải rượu có chất lượng kém hoặc không rõ
nguồn gốc xẩy ra trên toàn quốc đã chứng tỏ các loại rượu nấu theo phương
pháp cổ truyền tại nhiều nơi trong c
ả nước cũng chứa nhiều loại độc tố gây
hại cho sức khoẻ con người. Bên cạnh đó, mặc dù đó xuất hiện nhiều loại
rượu Vodka trên thị trường (có đăng ký nhãn hiệu) nhưng chỉ rất ít trong số
đó được người tiêu dùng chấp nhận. Nguyên nhân một phần do chất lượng và
một phần do vấn đề cảm quan (mùi, vị ). Chính vì vậy, những tạp chất có
hạ
i ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và chất lượng rượu cần phải được loại
bỏ.
Dự án đã đặt ra nhiệm vụ ứng dụng các kết quả nghiên cứu trước đây
nhằm hoàn thiện công nghệ chưng cất thô và tinh chế rượu nguyên liệu (được
sản xuất theo phương pháp lên men ruyền thống) để tạo ra cồn chất lượng

3
cao, bên cạnh đó nghiên cứu hoàn thiện công nghệ pha chế để tạo ra các sản

PHẦN 2- NỘI DUNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ THỰC HIỆN
I. Các vấn đề công nghệ dự án đã giải quyết
Dự án giải quyết 3 vấn đề công nghệ chính sau:
- Hoàn thiện phương pháp sản xuất men và kỹ thuật lên men đối với hai
loại nguyên liệu khác nhau, đó là ngô và gạo nếp. Đối với nguyên liệu ngô,
loại men truyền thống sẽ được sử dụng là men lá của đồng bào các dân tộc
vùng cao. Đối vớ
i nguyên liệu lúa nếp thì loại men sẽ được sử dụng là men
thuốc bắc. Thông qua việc tìm hiểu phương pháp sản xuất men thủ công, các
phương pháp sản xuất men lá và men thuốc bắc ở quy mô công nghiệp sẽ
được nghiên cứu và hoàn thiện, tạo tiền đề cho việc tiến hành công đoạn lên
men ở quy mô lớn, góp phần nâng cao hiệu suất lên men, rút ngắn thời gian
lên men.
- Hoàn thiện công nghệ chưng cất thô và tinh chế bằng phương pháp
ch
ưng luyện gián đoạn. Hiện nay một số nhà máy cồn rượu lớn ở nước ta
(Rượu Hà Nội, Lam Sơn, Bình Tây, Hoà Bình…) đang sử dụng công nghệ
chưng cất và tinh chế nhiều tháp (ít nhất là 4 tháp). Tuy cồn được sản xuất ra
có thể đạt được chất lượng loại 1 nhưng các hương vị đặc trưng của nguyên
liệu cũng hoàn toàn bị loại bỏ. Chính vì vậy, khi pha chế rượu Vodka đề
u cần
sử dụng thêm một số chất định hương khác. Với công nghệ chưng cất và tinh
chế gián đoạn, tuy có nhược điểm là tốn kém năng lượng hơn, vận hành khó
hơn nhưng nếu sử dụng quy trình chưng cất phù hợp sẽ thu được các loại sản
phẩm theo ý muốn, đặc biệt là có thể giữ lại được các tạp chất định hương đặc
trưng với nồng độ điều chỉnh được. Ngoài ra, ở quy mô không lớn lắm thì
việc sử dụng công nghệ gián đoạn là rất phù hợp, giảm được vốn đầu tư ban
đầu so với công nghệ liên tục. Việc nghiên cứu hoàn thiện công đoạn chưng
cất và tinh chế sẽ được thực hiện theo phương pháp mô hình hoá, mô phỏng
(các quá trình chưng luyện gián đoạn, liên tục), kết hợ

- Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị sản xuất men thuốc bắc.
Nội dung 2: Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị lên men.

6
- Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị lên men rượu ngô bằng
men lá.
- Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị lên men rượu nếp bằng
men thuốc bắc.
Nội dung 3: Hoàn thiện công nghệ và thiết bị chưng cất thô
- Hoàn thiện công nghệ và thiết bị chưng cất thô rượu ngô men lá.
- Hoàn thiện công nghệ và thiết bị chưng cất thô rượu nếp men thuốc
bắc.
Nội dung 4: Hoàn thiện công nghệ và thiết bị cho công đo
ạn pha chế.
- Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị xử lý nước dùng cho pha
chế.
- Hoàn thiện công nghệ và thiết bị pha chế rượu.
Nội dung 5: Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống theo dõi và điều khiển.
- Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống điều khiển tự động tháp chưng cất
thô.
- Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống điều khiển tự động tháp tinh chế.
- Nghiên cứu hoàn thi
ện hệ thống điều khiển tự động quá trình lên men.
Nội dung 6: Hoàn thiện quy trình phân tích và đánh giá chất lượng cồn,
rượu.
- Hoàn thiện các quy trình phân tích thành phần tạp chất bằng phương
pháp hoá học, hoá lý, sắc ký khí (GC), sắc ký khí khối phổ (GCMS).
- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện phương pháp cảm quan và phân
tích định lượng các tạp chất quyết định hương vị đặc thù của sản phẩm.
- Phân tích chất lượng dấm sau lên men và c


8
phẩm - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Công ty Cổ phẩn khoáng sản Bắc
Kạn, Công ty Rượu và các sản phẩm tự nhiên (ANP) - đơn vị được bổ sung
trong quá trình thực hiện Dự án. Nhiệm vụ của các tổ chức cụ thể như sau:
- Trung tâm Giáo dục và Phát triển sắc ký - ĐHBK Hà Nội: là đơn vị chủ
trì dự án. Cơ sở vật chất gồm có một phòng thí nghiệm phân tích sắc ký hiện
đại, m
ột phòng thí nghiệm phân tích nước và xử lý môi trường, ngoài ra còn
có các đơn vị trực thuộc là xưởng cơ khí, phòng thiết kế. Bên cạnh đó Trung
tâm còn có đội ngũ cán bộ giầu kinh nghiệm và các kỹ thuật viên có tay nghề
cao.
- Bộ môn Quá trình - Thiết bị Công nghệ Hoá và Thực phẩm - ĐHBK Hà
Nội: là đơn vị chịu trách nhiệm chính về công nghệ với các Giáo sư đầu
ngành về lĩnh vực quá trình và thiết bị. Bộ môn có một phòng thí nghiệ
m
chuyên sâu về các kỹ thuật phân tách, đặc biệt có 3 hệ thống tháp chưng luyện
ở quy mô pilot. Đây là cơ sở chính để tiến hành các nghiên cứu hoàn thiện
công nghệ tinh chế.
- Công ty CP Khoáng sản Bắc kạn: đơn vị phối hợp, góp vốn. Công ty
đang sở hữu một nhà máy tinh chế rượu ngô (nhà máy Bó Nặm) và một Công
ty con chuyên về kinh doanh (Cty Bắc Thái). Công ty đã góp vốn để triển
khai dự án bằng cả vốn lưu động và vố
n cố định (thiết bị, nhà xưởng), đồng
thời sẽ phát triển thêm khu sản xuất rượu nguyên liệu.
- Công ty Rượu và các sản phẩm tự nhiên (ANP): đơn vị phối hợp, góp
vốn tham gia thực hiện Dự án. Công ty ANP là nơi triển khai sản xuất thử
nghiệm sản phẩm rượu vodka từ nguyên liệu là rượu nếp men thuốc bắc, đồng
thời cũng là nơi đưa sản phẩm này ra thị
trường (thông qua Công ty TNHH 2


- Trung tâm Giáo dục và Phát triển Sắc ký: các thiêt bị sắc ký gồm sắc khí
khí (GC), sắc ký khí khối phổ (GCMS), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC),
sắc ký lỏng điều chế (Preparative HPLC) và một số thiết bị nhỏ khác.
- Bộ môn Quá Trình - Thiết Bị CN Hoá và Thực Phẩm: hệ thống tháp tinh
chế quy mô pilot loaị đĩa có ống chẩy truyền (32 đĩa, đường kính 200 mm -
sản phẩm của Đề tài KC.06 – 17CN), 01 tháp chưng cất loại đĩa l
ỗ (12 đĩa,
đường kính 150 mm), 01 tháp chưng cất loại đệm (đường kính 100 mm) và hệ

10
thống tháp chưng luyện chân không quy mô thí nghiệm, có điều khiển tự
động.
- Công ty ANP: hệ thống tháp tinh chế loại đĩa lỗ có ống chảy truyền (81
đĩa, đường kính 350mm), có điều khiển tự động.
- Nhà máy Bó nặm: hệ thống tháp tinh chế loại đĩa lỗ có ống chẩy truyền
(61 đĩa, đường kính 350mm) có điều khiển tự động.
3.2.4 Nguyên vật liệu

Nguyên vật liệu chủ yếu dùng cho sản xuất hoàn toàn có thể cung ứng từ
nguồn trong nước: ngô, nếp, men, chai lọ, nhãn mác.

IV. Nhân lực triển khai dự án
- Số cán bộ KHCN và công nhân lành nghề tham gia thực hiện dự án là:
60 người
- Bộ môn Quá trình - Thiết bị CN Hoá và Thực phẩm chịu trách nhiệm
đào tạo công nhân vận hành thiết bị. Trung tâm Giáo dục và Phát triển Sắc ký
chịu trách nhiệm đào tạo kỹ thuật viên phân tích, kiểm
định chất lượng. Trung
tâm và Bộ môn hiện có 2 GS, 1 PGS, hàng chục TS và ThS, có thể đáp ứng

:
- Quy trình Công nghệ sản xuất men, lên men, chưng cất thô và tinh
chế rượu đặc sản
- Các hồ sơ tính toán thiết kế, sơ đồ công nghệ của dây chuyền sản xuất
rượu đặc sản 3 triệu lít/năm.
4. Đào tạo
: kỹ sư, kỹ thuật viên phân tích kiểm định và công nhân vận hành
5. Giải pháp hữu ích, sang chế
: đăng ký nhãn hiệu, các giải pháp hữu ích
12
II. Các sản phẩm đã đạt được của Dự án
1. Sản phẩm dạng IV

TT Tên tài liệu Số lượng đăng ký Số lượng đạt được
1 Các bài báo đăng trên kỷ yếu hội
nghị khoa học
2 ÷ 4
2 Các bài báo đăng trên tạp chí
chuyên ngành
4 ÷ 6 4
3 Đào tạo thạc sỹ 2 4
4 Đào tạo TS 0 1
(*)


thành
1. Quy trình công nghệ sản
xuất men lá.
01 Quy mô công nghiệp;
sản phẩm dạng bột hoặc
bánh.
Đã hoàn thành
2. Quy trình công nghệ sản
xuất men thuốc bắc
01 Quy mô công nghiệp;
sản phẩm dạng bột hoặc
bánh.
Đã hoàn thành
3. Quy trình công nghệ lên
men ngô bằng men lá.
01 Quy mô công nghiệp;
hiệu suất lên men cao
hơn so với lên men thủ
công.
Đã hoàn thành
4. Quy trình công nghệ lên
men gạo nếp bằng men
thuốc bắc.
01 Quy mô công nghiệp;
hiệu suất lên men cao
hơn so với lên men thủ
công.
Đã hoàn thành
5. Quy trình công nghệ
chưng cất thô rượu ngô

Đã hoàn thành
9. Quy trình công nghệ pha
chế rượu nếp men thuốc
bắc.
01 Rõ ràng, mạch lạc, dễ
vận hành.
Đã hoàn thành
10. Bản thiết kế hệ thống
điều khiển tự động tháp
chưng cất thô.
01 Tuân theo tiêu chuẩn
thiết kế của thế giới.
Đã hoàn thành
11. Bản thiết kế hệ thống
điều khiển tự động tháp
tinh chế.

01 Tuân theo tiêu chuẩn
thiết kế của thế giới.
Đã hoàn thành
12. Quy trình phân tích tạp
chất trong cồn, rượu.
01 Đáp ứng yêu cầu về quy
trình phân tích do Tổng
cục đo lường chất lượng
ban hành.
Đã hoàn thành
13. Phương pháp cảm quan
và quy trình phân tích
định lượng các tạp chất

(chai)
832000 TCVN 7043:2002 2.000.206

3. Bảng kê chi tiết các sản phẩm của 7 nội dung (theo đăng ký)

TT Sản phẩm Nội dung và chât
lượng đạt được đối với
sản phẩm
Tiến độ
hoàn
thành
Tiến độ
thực tế
I Các sản phẩm của nội dung
1: Hoàn thiện quy trình công
nghệ và thiết bị sản xuất các
loại men truyền thống ở quy
mô lớn
06/2009 4/2010
I.1 Quy trình công nghệ và
thiết bị sản xuất men lá

1.1 Báo cáo khảo sát nguồn
nguyên liệu và các phương
pháp sản suất men lá thủ
công.
Thống kê chi tiết các
vùng có thể sản xuất men
lá, thành phần nguyên
liệu, phương pháp sản


2.2 Bản thiết kế, thuyết minh
thiết bị sản xuất men thuốc
bắc theo quy mô công nghiệp
- Thiết kế trên AutoCAD
theo ISO 2.3 Thiết bị sản xuất men và
quy trình công nghệ sản xuất
men thuốc bắc.
- Đáp ứng yêu cầu công
nghệ và yêu cầu an toàn
- Quy trình rõ ràng, dễ
vận hành.

II Các sản phẩm của nội dung
2: Hoàn thiện quy trình công
nghệ và thiết bị lên men
08/2009 04/2010
II.1 Quy trình công nghệ và
thiết bị lên men rượu ngô
bằng men lá

1.1 Báo cáo khảo sát các
thông số ảnh hưởng đến quá
trình lên men và phương pháp
xử lý nguyên liệu ngô.
- Đã khảo sát được đầy
đủ các thông số có ảnh

đủ các thông số có ảnh
hưởng đến quá trình.
- Đã báo cáo chi tiết về
các phương pháp xử lý
nguyên liệu nhằm tăng
hiệu suất lên men 2.2 Bản thiết kế, thuyết minh
thiết bị lên men nguyên liệu
gạo nếp bằng men thuốc bắc.
Thiết kế trên AutoCAD
theo ISO

2.3 Quy trình công nghệ và
thiết bị công đoạn lên men.
- Thiết bị đáp ứng yêu
cầu công nghệ và yêu cầu
an toàn.
- Quy trình rõ ràng, dễ
vận hành.

III Các sản phẩm của nội dung
3: Hoàn thiện quy trình công
nghệ và thiết bị chưng cất thô.
08/2009 11/2009
III.1 Quy trình công nghệ và
thiết bị chưng cất thô rượu
ngô men lá.


men lá.
Quy trình rõ ràng, dễ vận
hành.

III.2 Quy trình công nghệ và
thiết bị chưng cất thô rượu
nêp men thuôc bắc.

2.1 Báo cáo khảo sát sự phân
bố của các tạp chất trên các
đĩa của tháp chưng cất thô
rượu nếp men thuốc bắc.
Đã báo cáo chi tiết về
thành phần các tạp chất
trên mỗi đĩa ứng với các
vùng nồng độ cồn etylic
khác nhau.

2.2 Báo cáo phân tích các yếu
tố ảnh hưởng đến quá trình
làm việc của tháp chưng cất
thô.
Đã báo cáo chi tiết về các
yếu tố ảnh hưởng như áp
suất, nhiệt độ, lưu lượng,
chỉ số hồi lưu, công suất
gia nhiệt và làm lạnh.

2.3 Quy trình công nghệ và
thiết bị chưng cất rượu nếp

1.3 Dây chuyền thiết bị và
quy trình công nghệ xử lý
nước dùng cho pha chế
- Thiết bị đáp ứng yêu
cầu công nghệ và yêu cầu
an toàn.
- Quy trình rõ ràng, dễ
vận hành.

IV.2 Quy trình công nghệ và
thiết bị pha chế rượu ngô
men lá.

2.1 Báo cáo về phương pháp
và các chỉ tiêu đánh giá chất
lượng, cảm quan đối với cồn
và rượu ngô men lá.
- Có được các số liệu
trong nước và thế giới.

2.2 Báo cáo về phương pháp
pha chế và tang trữ rượu ngô
ở quy mô công nghiệp.
- Đã báo cáo tổng quan
về các phương pháp pha
chế và tang trữ 20
- Phương pháp đề ra phải

IV.3 Quy trình công nghệ và
thiết bị pha chế rượu nếp
men thuốc bắc.

3.1 Báo cáo về phương pháp
và các chỉ tiêu đánh giá chất
lượng, cảm quan đối với cồn
và rượu nếp men thuốc bắc.
- Có được các số liệu
trong nước và thế giới.

3.2 Báo cáo về phương pháp
pha chế và tang trữ rượu ngô
ở quy mô công nghiệp.
- Đã báo cáo tổng quan
về các phương pháp pha
chế và tang trữ
- Phương pháp đề ra phải
phù hợp với điều kiện sản
xuất hiện có.

2.6 Hệ thông thiết bị và quy - Thiết bị đáp ứng yêu

21
trình công nghệ của công
đoạn pha chế rượu nếp men
thuốc bắc.
cầu công nghệ và yêu cầu
an toàn.
- Quy trình rõ ràng, dễ

bố các tạp chất trên đĩa của
tháp tinh chế.
Báo cáo chi tiết về thành
phần các tạp chất trên
mỗi đĩa ứng với chế độ
làm việc hồi lưu toàn
phần.

2.2 Quy trình lấy sản phẩm Rõ ràng, dẽ thực hiện,
đảm bảo lấy được sản
phẩm với chất lượng và 22
hiệu suất cao
2.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ
thống tự động lấy sản phẩm
Theo ISO
2.4 Sơ đồ nguyên lý của hệ
thống theo dõi và điều khiển
tự động các thông số nhiệt độ,
áp suất, độ chênh áp, chỉ số
hồi lưu của tháp tinh chế.
Theo ISO
2.5 Bản thiết kế hệ thống điều
khiển và sơ đồ lắp đặt hệ
thống điều khiển.
Theo ISO
2.6 Hệ thống thiết bị đo lường
và điều khiển, hướng dẫn vận

23
thông số vận hành tối ưu cho
hệ thống lên men.
đảm bảo cho quá trình
được vận hành an toàn
với hiệu suất lên men cao
nhất.
3.5 Hệ thống thiết bị điều
khiển tự động, hướng dẫn vận
hành cho công đoạn lên men.
- Thiết bị có độ bền theo
yêu cầu thiết kế, được
bảo hành.
- Hướng dẫn rõ ràng, dễ
vận hành.

VI Các sản phẩm của nội dung
6: Hoàn thiện quy trình phân
tích và đánh giá chất lượng
cồn, rượu.

VI.1
Các quy trình phân tích thành
phần tạp chất bằng phương
pháp hoá học, hoá lý, sắc ký
khí (GC), sắc ký khí khối phổ
(GCMS)
Tuân theo các quy chuẩn
của Tổng cục đo lường
chất lượng.