LỜI MỞ ĐẦU
Rượu vang quả là một loại rượu chế biến từ nước quả, do lên men tự nhiên hay
nhân tạo mà thành. Trong các loại quả , nho là loại quả lý tưởng nhất để chế biến
rượu vang. Rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, không nhẹ quá như bia,
không nặng quá như rượu trắng, nhiều người uống được kể cả phụ nữ, người
già Cồn etylic trong rượu vang do lên men tự nhiên, uống vào ngấm dần, không
bốc lên đầu như rượu trắng. Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều chất
dinh dưỡng hơn hẳn các loại rượu khác : vitamin, muối khoáng, axit amin. Nếu
không uống quá nhiều rượu có tác dụng kích thích, có lợi cho sức khoẻ.
Ở Việt Nam, trong những năm gần đây nhu cầu về rượu vang tăng nhiều. Việc
đầu tư phát triển ngành công nghiệp rượu vang không chỉ góp phần cung cấp thực
phẩm cho xã hội mà còn góp phần tăng thu nhập cho người nông dân, giảm sự ứ
thừa nguyên liệu vào các thời điểm thu hoạch, tạo việc làm cho lực lượng lao động
ở địa phương, đồng thời việc xuất khẩu rượu vang đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho
xã hội.
Xuất phát từ những lợi ích nêu trên, em được giao nhiệm vụ " Thiết kế nhà
máy sản xuất rượu vang nho năng suất 5000 lít/ ngày".
CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Ở nước ta cây nho được trồng tập trung ở một số tỉnh như: Bình Thuận, Khánh
Hòa, Ninh Thuận. Tại đây, cây nho có năng suất rất cao, trên một hecta có thể thu
được 30-40 tấn mỗi năm. Ngoài lợi thế về vùng nguyên liệu, Ninh Thuận còn có
một nguồn nhân lực dồi dào, lại là một địa điểm du lịch hấp dẫn đối với du khách
nước ngoài. Việc chế biến rượu nho theo tập quán hiện nay của người dân vùng nho
Ninh Thuận tương tự như cách làm nước ngọt. Chủ yếu lấy lượng đường cao để bảo
quản, cho phép nước quả tự lên men. Theo cách làm này, sự lên men xảy ra không
hoàn toàn, chỉ lên men được một phần nhỏ của các sản phẩm nho và đường, do đó
chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường cũng như chưa tạo dựng được một thương
hiệu rượu vang mang nét đặc trưng của tỉnh nhà .
Trên những cơ sở thực tế đó, em quyết định xây dựng nhà mây sản xuất rượu
vang tại thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận.
1.1 Đặc điểm và điều kiện tự nhiên của nhà máy:
1.6 Hệ thống cấp và xử lý nước thải:
Nước sử dụng trong nhà máy để rửa nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, dùng cho
sản xuất, cho lò hơi, nước dùng cho công nhân. Nước được lấy từ hệ thống nước
máy của tỉnh. Ngoài ra, nhà máy còn có thêm giếng khoan để dùng cho sản xuất và
sinh hoạt.
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường thuận
lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ra ảnh hưởng xấu đến
môi trường sinh thái. Vì vậy, nước từ các cống rãnh trong các phân xưởng thải ra sẽ
được cho qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi ra ngoài.
1.7 Nguồn nhân lực:
Ở khu vực lân cận nhà máy, nguồn công nhân rất dồi dào bao gồm qua đào tạo
và chưa qua đào tạo.
Cán bộ kỹ thuật liên hệ trực tiếp với các ngành của trường Đại học Bách khoa
Đà Nẵng.
Cán bộ quản lý liên hệ với trường Đại học Kinh tế Đà Nẵng.
1.8. Thị trường tiêu thụ:
Nước ta vốn có lợi thế là nhu cầu sử dụng rượu vang của người dân trong nước
tăng. Bên cạnh đó nhu cầu về rượu vang ở các nước Đông Nam Á cũng rất lớn. Đây
là thị trường tiêu thụ vững chắc, có thể đẩy mạnh buôn bán, tìm kiếm thị trường
nước ngoài.
Từ những phân tích thực tế như trên, việc xây dựng nhà máy rượu vang năng suất
5000l/ngày tại thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận là cần thiết, đáp ứng được nhu
cầu của người tiêu dùng, phù hợp với thực tế thị trường hiện nay.
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU
2.1 . Nguồn gốc tên gọi:
Nho là một trong những cây có nguồn gốc sớm nhất trên trái đất. Cây nho dại
có nguồn gốc ở vùng bắc bán cầu, đặc biệt là vùng khí hậu ôn đới thuộc Châu Âu,
Bắc Mỹ, Trung Mỹ và Tây Bắc của Nam Mỹ thuộc dãi Andec Ecolombia và
Venezuenla.
Những giống nho ưu việt ở vùng Trung Đông và Nam Châu Âu được chọn ra
trung bình, quả
thường có 2-3
hạt, chín không
đều
14-15 Từ trung
bình đến cao
2.
Nho tím Ribier
Tím đen Dạng quả tương
tự nho đỏ
Cardinal. Khối
14-16 Từ trung
bình đến cao
lượng quả khá
lớn 4,5-5 g, vỏ
quả mỏng
3.
NH.01-48
Xanh vàng Quả hình ôvan,
Số hạt/ quả ít,
chỉ có 1-2 hạt.
Khối lượng quả
4,8-5,2 g. Vỏ
quả dày, dễ
tách ra khỏi thịt
quả.
17-18 Cao
12-15
tấn/ha/vụ
4.
khối lượng quả
1,2-1,4 g. Thịt
quả mềm, vỏ
quả mỏng
15-18 tấn/
ha/ vụ
7.
Chambourcin
NH.02-10
Đen sẫm Quả hình cầu,
mỗi quả có từ
2-3 hạt. Khối
lượng quả 1,8-
2,0g. Vỏ quả
dày
16-17 Trung bình
8-10 tấn/
ha/vụ
8.
Rubired
(NH.02-09)
Đen sẫm Quả hình cầu,
mỗi quả có từ
1-3 hạt, trung
bình 1,9 hạt/
quả. Khối
lượng quả 1,3-
1,5g. Vỏ quả
dày
18-20 Trung bình,
Trong đó, enzim tham gia xúc tác quá trnh năy lă enzim malolactic. Chnh v thế mă
quâ trnh lín men phụ cn c tín gọi khâc lă lín men malolactic.
3.2 . LỰA CHỌN THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ:
3.2.1 Dđy chuyền cng nghệ:
Nguyín liệu
Phđn loại
Lăm sạch
Lăm dập
Ĩp Bê
Dịch quả đục
Lọc dịch quả Cặn
Dịch quả trong
Phối chế Dung dịch xirô đường 60%
Thu hồi CO
2
Lín men chnh Men giống sản xuất
Rt cặn vă xâc men Men giống phng th nghiệm
Vang non
Cặn vă xâc men
Cường hóa
Lín men phụ vă tăng trữ chế phẩm pectinaza
Thâo cặn
Vang thuần thục
Lọc rượu
Chiết chai Chai sạch
C rồi đun tới sôi để
hoà tan đường và tiêu diệt vi sinh vật. Tiếp đó làm nguội dung dịch đến nhiệt độ 80
- 90
0
C, cho axit citric văo khuấy đều để chuyển hoá đường. Sau đó dung dịch xirô
đường được đưa đi lọc bằng máy lọc khung bản kiểu R9-BPC để loại bỏ tạp chất.
3.2.2.7. Lín men chnh
*Mục đích
Dưới tác dụng của nấm men, đường có trong nước quả được chuyển thành
cồn, khí CO
2
vă câc sản phẩm phụ khâc.
*Nấm men
Loại nấm men được sử dụng là Saccharomyces Ellipsoideus, có khả năng lên
men đến độ rượu 14-16 % V, khoảng nhiệt độ tối thích 22-28° C, pH tối thích 4-6.
Loại nấm men này sử dụng các chất dinh dưỡng có trong dịch lên men là các loại
đường ( đường đơn như glucoza và fructoza, đường kép như maltoza và saccaroza,
các dextrin thấp phân tử từ maltotrioza đến maltoheptaoza), các hợp chất chứa nitơ
(các axitamin, các protein thấp phân tử) để thực hiện các phản ứng sinh hóa nhất
định.
- Phương pháp nuôi cấy men giống
Để đưa men giống vào sản xuất trước hết phải nuôi cấy trong phng th nghiệm lần
lượt qua các cấp 10ml,100ml,1000ml,10l. Mỗi lần nhân giống thể tích tăng 10 lần.
Sau đó nhân giống trong sản xuất đến đủ số lượng 10% dịch quả lín men.
* Các giai đoạn trong quá trnh lín men
Quâ trnh lín men thường được chia ra làm 3 giai đọan
Giai đoạn bắt đầu lên men là thời kỳ nấm men đang phát triển mạnh. Các
phần tử rắn được nổi lên bề mặt dịch lên men và đê xảy ra quâ trnh thoât kh
CO
2
3.2.2.8. Cường hóa
Dịch quả sau khi lên men chính xong đê c độ cồn 10-12%V. Độ cồn này
chưa đủ ức chế hoạt động sống của vi sinh vật khác, do đó phải cường hóa để tăng
độ cồn. Cường hóa cn c tâc dụng lăm lắng trong mau hơn v câc chất vẩn đục, chất
keo, men chết dưới tác dụng của cồn được lắng xuống.
Để không làm giảm chất lượng rượu, dùng cồn tinh chế 96,5 % V hêm đến
16%.
3.2.2.9. Lín men phụ vă tăng trữ
Quâ trnh lín men phụ được tiến hănh trong câc thng hnh trụ , nằm ngang,
đặt trong phng lạnh. Nhiệt độ lín men phụ 16-18
0
C. Vang non được chuyển văo từ
đây thiết bị nhằm giảm sự tạo bọt. Để đảm bảo vang thuần thục c chất lượng như
nhau về mău sắc, mi vị cũng như thănh phần hoâ học th vang non từ một thiết bị lín
men chnh c thể chuyển văo nhiều thng lín men phụ. Thng lín men phụ cần phải
chứa đầy vang non. Ở giai đoạn năy pectinaza được bổ sung với một lượng 0,03%
thể tch dịch lín men nhằm mục đch lăm trong rượu.
3.2.2.10. Lọc rượu
Mục đích : Để rượu đạt độ trong cần thiết, làm tăng giá trị cảm quan, làm tăng
độ bền của rượu.
Để lọc rượu, dng thiết bị lọc khung bản kiểu R9-BPC. Đầu tiên bột điatômic
được trộn với nước theo một tỷ lệ nhất định đi văo thiết bị để tạo lớp đất lt trín bề
mặt tấm lọc bằng măng xenlulza. Vang chưa được lọc nhờ bơm đẩy văo thng phối
liệu, tại đđy vang được trộn với bột điatômic và tạo thành dung dịch huyền phù. Sau
đ dung dịch huyền ph được bơm văo mây lọc tạo thănh một lớp lọc trín tấm lọc
xenlulza. Vang đục sẽ đi qua lớp lọc điatmic vă đi ra ngoăi qua những lỗ nhỏ thng
giữa bản vă ống. Vang lc đầu ra cn đục th đưa trở lại thng phối liệu, khi năo vang
trong th mới đưa đi chiết rt.
3.2.2.11. Chiết chai, đng nắp:
Sản phẩm được rót vào bao b thủy tinh c dung tch 500ml, chai thủy tinh phải
- Lượng nguyên liệu sau khi phân loại:
100
)2100(100 −
= 98 kg
- Lượng nguyên liệu sau khi lăm sạch:
100
)1100(98 −
= 97,02 kg
- Lượng nguyên liệu sau khi làm dập:
100
)3100(02,97 −
= 94,11 kg
- Khối lượng dịch quả sau khi ép:
100
)40100(11,94 −
= 56,47 kg
- Khối lượng dịch quả sau khi lọc:
100
)5,1100(47,56 −
= 55,62 kg
- Thể tch quả sau khi lọc:
3
10.68,1069
62,55
−
= 52 (l)
Trong đó : 1069,68 là khối lượng riêng của dịch đường 17% , kg/ m
3
[1,
10.73,1288
32,7
−
= 5,68 (l)
Trong đó: 1288,73 là khối lượng riêng của xirô đường 60%, kg/m
3
[1, tr61]
- Tính lượng acid citric cho vào xirô đường 60%:
Cứ 100 kg đường cần 1 kg acid citric
Vậy 4,392 kg đường cần :
100
1.392,4
= 0,044 kg
- Thể tch dịch sau khi phối chế:
52 + 5,68 = 57,68 l
- Lượng nấm men sử dụng:
57,68 .
100
10
= 5,768 l
- Lượng dịch thu được sau khi lên men chính:
57,68 .
100
5,1100 −
= 56,81 l
- Lượng cồn tinh chế 96,5 % dùng để cường hóa được xác định theo công thức
hnh sao:
A Đ [5, tr 39]
B
D C
= 58,83 (l)
- Lượng vang thành phẩm sau khi chiết rót, đóng nắp:
58,83 .
100
2100 −
= 57,66 (l)
- Tính lượng CO2 thoât ra:
Nồng độ cồn của nước quả lên men được 11%
Vậy lượng cồn có trong 56,81 l
56,81 .
100
11
= 6,25 (l)
Đổi ra kg
97897,0
25,6
= 6,38 (kg)
Trong đó , 0,97897 g/cm
3
là khối lượng riêng của dung dịch rượu etylic C
2
H
5
OH –
nước ở 25
o
C [1, tr 70]
- Quâ trnh lín men được biểu diễn bởi phương trnh:
C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2
92kg 88kg
27
81
26
78
26
78
27
81
Tổng số ngày sản xuất trong năm 282 ngày
Nhà máy nghỉ tháng 11 để sữa chữa máy móc
4.5. Tnh cđn bằng vật liệu cho một ngăy:
- Theo kết quả ở phần cđn bằng vật liệu cho 100kg nguyín liệu ta c:
- Lượng rượu thành phẩm từ 100 kg nguyên liệu ban đầu: 57,66 (l)
- Vậy lượng nguyên liệu dùng cho 1 ngày:
66,57
100.5000
= 8671,5 kg
- Lượng nguyên liệu sau khi phân loại :
8671,5.
100
98
= 8498,07 kg
- Lượng nguyên liệu sau khi làm sạch:
8671,5.
100
02,97
= 8413 kg
- Khối lượng dịch quả sau khi làm dập:
8671,5.
100
68,5
= 492,54 (l)
- Lượng acid citric cho vào xirô đường 60%
8671,5.
100
044,0
= 3,815 (kg)
- Thể tch dịch lín men:
8671,5.
100
68,57
= 5001,72 (l)
- Lượng nấm men sử dụng:
8671,5.
100
768,5
= 500,17 (l)
- Lượng dịch thu được sau khi lên men chính
8671,5.
100
81,56
= 4926,28 (l)
- Lượng cồn tinh chế 96,5% dùng để cường hóa
8671,5.
100
52,3
= 305,24 (l)
- Thể tch vang non khi pha thím cồn
8671,5.
100
500
10.5000
3
= 10000 (chai)
Trong quâ trnh chiết rt c nhiều nguyín nhđn lăm cho chai bị hư hỏng . Do đó, thực
tế phải tính thêm cả phần hao hụt 5%
Vậy lượng chai tính cả phần hao hụt trong ngày là :
10000 . (1 + 0,05) = 10500 chai
- Tính lượng nắp chai:
Mỗi chai chọn một nắp và chọn tiêu hao là 5% do đó số lượng nắp bằng số lượng
chai.
Vậy lượng nắp là: 10500 nắp.
- Tính lượng nhên:
Mỗi chai dân 1 nhên vă chọn tiíu hao lă 5% do đó số lượng nhên bằng số lượng
chai.
Vậy lượng nhên lă 10.500 nhên.
Bảng 4.2 Tổng kết cđn bằng vật chất
STT LƯỢNG VẬT CHẤT 100 KG 1 NGĂY 1 CA
1 Nguyín liệu (kg) 8671,5 2890,5
2 Nguyín liệu sau khi phđn loại (kg) 98 8498,07 2832,69
3 Nguyín liệu sau khi lăm sạch (kg) 97,02 8413 2804,3
4 Dịch quả sau khi lăm dập (kg) 94,11 8160,75 2720,25
5 Dịch quả sau khi ĩp (kg) 56,47 4896,8 1632,27
6 Dịch quả sau khi lọc (kg) 55,62 4823,09 1607,7
7 Thể tch dịch quả sau khi lọc (l) 52 4509,18 1503,06
8 Lượng xirô đường 60 % (kg) 7,32 634,75 211,58
9 Thể tích xirô đường 60 % (l) 5,68 492,54 164,18
10 Lượng đường saccaroza 99,8% (kg) 4,392 380,85 126,95
11 Lượng axit citric (kg) 0,044 3,815 1,27
12 Thể tch dịch sau khi phối chế (l) 57,68 5001,72 1667,24
7
69,2832
= 404,67 kg/h
Số thiết bị
n =
2000
67,404
= 0,2
Chọn 1 thiết bị
5.1.2. Gău tải:
Gàu tải dùng để chuyển nho sau khi rửa lên máy làm dập.
- Khối lượng nho cần vận chuyển 1 ca là 2804,3 kg. Chọn thời gian cần vận chuyển
là 2 giờ.
- Năng suất gàu tải cần thiết Q =
2
3,8404
= 1402,15 Kg/h
Chọn gău tải c câc thng số kỹ thuật sau :
- Năng suất Q = 5500 Kg/h [8, tr110]
- Chiều rộng tấm băng g = 125mm
- Chiều rộng gău b = 110 mm
- Tấm với gău l = 110 mm
- Chiều cao gău h = 150 mm
- Chiều cao miệng gău h
1
= 66 mm
- Gc nghiíng thănh gău
α
= 4
0