Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến

Thứ hai, 17/12/2018 | 09:49

Thứ hai, 17/12/2018 | 09:49

Công nghệ

Cập nhật lúc 02:12 ngày 01/10/2018

Sản xuất cồn thực phẩm ở nồng độ chất khô cao tối ưu hiệu quả sản xuất

Công ty Cổ phần rượu Hà Nội (Halico) đã nghiên cứu thành công công nghệ nấu cồn tăng nồng độ chất khô từ gạo và sắn, đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội và môi trường cao. Đây là dự án do ThS. Trần Thị Lan chủ trì thực hiện từ tháng 1/2016.  Dự án vừa được Bộ Công Thương và các chuyên gia nghiệm thu trong khuôn khổ Đề án Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến đến năm 2020.
ThS. Trần Thị Lan cho biết “Một điểm đặc biệt của dự án đó là chúng tôi đã tạo ra quy trình khép kín, tối ưu hóa hiệu quả sản xuất của nhà máy. Bên cạnh sản phẩm chính là cồn phục vụ sản xuất rượu, phụ phẩm của nhà máy là bã rượu còn được tận dụng sản xuất thức ăn chăn nuôi. Dự án không chỉ đem lại lợi ích trong nghiên cứu, lợi ích kinh tế do giảm chi phí sản xuất mà còn đem lại hiệu quả về mặt môi trường”.
Hiệu suất thu hồi cồn thực phẩm cao hơn 2,5 -3%
Tại Việt Nam, với đặc thù nông nghiệp phát triển, sắn lát và gạo hiện là hai nguyên liệu chính trong công nghiệp sản xuất cồn. Hầu hết các nhà máy tại Việt Nam hiện nay đều sử dụng quy trình truyền thống để sản xuất cồn từ nguyên liệu chứa tinh bột. Với công nghệ này, nồng độ chất khô thường nhỏ hơn 250g/L. Tùy theo hàm lượng tinh bột có trong nguyên liệu, trung bình để sản xuất 1 lít cồn thực phẩm 96% cần từ 2.2-2.4 kg gạo hoặc 2,5-2.7 kg sắn. 

Hệ thống 8 tháp chưng cất tại Nhà máy Halico
Với công nghệ sản xuất cồn ở nồng độ chất khô cao, quy trình đường hóa và lên men diễn ra đồng thời giúp nâng cao gấp đôi nồng độ cồn trong dịch lên men. 
Một trong những vấn đề lớn nhất của của quy trình sản xuất cồn ít gia nhiệt ở nồng độ chất khô cao chính là độ nhớt của dịch cháo trong công đoạn dịch hóa. Nhóm nghiên cứu đã xử lý bằng cách sau khi dịch hóa, dịch cháo được làm nguội xuống 30-32 độ C. Tiếp đó, bổ sung thêm các enzym gluco-amylase, nấm men và các chất dinh dưỡng để thực hiện quá trình lên men đồng thời.
Quy trình đường hóa và lên men đồng thời
Theo tính toán của các chuyên gia, tối ưu quá trình lên men và chưng cất theo công nghệ mới giúp dự án đạt hiệu suất thu hồi cồn thực phẩm cao hơn 2,5 -3% so với trước đây.
Sản xuất thức ăn chăn nuôi từ bã rượu
Một điểm đáng chú ý của dự án là đã xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi từ bã rượu khô ở quy mô công nghiệp để tận dụng nguồn phụ phẩm của các nhà máy sản xuất cồn từ sắn và gạo.
GS.TS Hoàng Đình Hòa, Nguyên Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm cho biết “Ở Việt Nam có rất ít nghiên cứu về sản xuất thức ăn chăn nuôi từ phụ phẩm các nhà máy cồn. Đây là dự án đầu tiên của nước ta sản xuất được thức ăn chăn nuôi từ bã rượu ở quy mô công nghiệp. Điều này có ý nghĩa quan trọng, một mặt nâng cao giá trị gia tăng của phụ phẩm mặt khác sản xuất được thức ăn chăn nuôi có giá trị cao, giảm thiểu nhập khẩu”.

Sản phẩm bã  rượu sấy khô và thức ăn chăn nuôi sản xuất từ 5% bã rượu
Bã rượu sau sấy khô được phối trộn tỷ lệ 5% với các nguyên liệu khác tạo thành sản phẩm thức ăn chăn nuôi dành cho lợn và gà. Quy trình này đã giúp tăng giá trị của phụ phẩm từ 600 đồng/kg bã tươi lên 9.500 đồng/ 1 kg bã khô ( 4,7 kg bã tươi = 1 kg bã khô). 
Với tổng số lượng 50 tấn bã khô trong khuôn khổ thực hiện dự án sau khi trừ đi chi phí, lợi nhuận thu được 79 triệu đồng. Chỉ tính riêng năm 2017, Công ty TNHH SX thương mại Hiển Nhung (Đơn vị phối hợp với dự án thực hiện sấy khô bã rượu) đã sấy khoảng 320 tấn bã rượu đem về lợi nhuận hơn 500 triệu đồng. 
Trước đây, Công ty CP dinh dưỡng Bluestar Việt Nam thường phải nhập khẩu bã rượu khô để phục vụ sản xuất thức ăn chăn nuôi. Từ khi áp dụng sản xuất Hỗn hợp thức ăn cho lợn (từ 30 kg – xuất chuồng ) sử dụng 5% bã rượu sấy khô thay thế nguồn khô đậu nhập khẩu thì chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn và giảm chi phí giá thành 156.000/tấn sản phẩm. Trung bình mỗi năm, sản phẩm thức ăn chăn nuôi cho lợn (từ 30 kg – xuất chuồng ) của Bluestar khoảng 4.000 tấn . Như vậy áp dụng kết quả của Dự án chi phí giảm 624 triệu đồng/năm/dòng sản phẩm.
Tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường
So với quy trình sản xuất cồn truyền thống, quy trình sản xuất cồn theo công nghệ đường hóa và lên men đồng thời ở nồng độ chất khô cao đem lại hiệu quả kinh tế rất rõ rệt. Nhà máy giảm được chi phí lớn đầu tư thiết bị do quy trình này giảm số lượng thiết bị cần sử dụng và tăng hiệu quả sử dụng thiết bị.
Một ưu điểm nổi bật nhất của công nghệ này là tiết kiệm năng lượng. Trước đây, quá trình dịch hóa được tiến hành ở nhiệt độ từ 100 -103 độ C thì với công nghệ sản xuất cồn nồng độ chất khô cao quá trình này được thực hiện ở 85-87 độ C. Do đó, lượng hơi cần để gia nhiệt cho khối dịch đã giảm đi đáng kể. Hơn nữa, độ cồn thu được sau quá trình lên men cao giúp giảm bớt năng lượng cho quá trình chưng cất.

Đoàn Công tác gồm Bộ Công Thương và các chuyên gia nghiệm thu thực hiện dự án tại Công ty CP Rượu Hà Nội
Theo tính toán của Công ty CP rượu Hà Nội, khi áp dụng công nghệ nấu tăng nồng độ chất khô vào sản xuất, chi phí giá thành của nhà máy giảm 178.000 đồng/ 1.000 lít cồn. Do giảm chi phí năng lượng, chi phí nhân công. Với công suất 10 triệu lít cồn/năm, giá trị làm lợi khi áp dụng kết quả của Dự án so với hiện tại khoảng 1,78 tỷ đồng/năm.
Ngoài ưu điểm tiết kiệm năng lượng, lượng nước sử dụng để làm nguội dịch từ nhiệt độ dịch hóa xuống 32-34 độ C cũng thấp hơn so với quy trình truyền thống. Thêm vào đó, tăng nồng độ chất khô nghĩa là tăng lượng bột và giảm lượng nước khi nấu sẽ giảm khoảng 5% lượng nước thải phải xử lý. Lượng khí thải CO2 (từ quá trình đốt than cấp hơi) khi Halico áp dụng quy trình công nghệ này sẽ giảm 49 tấn C02/năm (Số liệu tính toán với công suất 10 triệu lít cồn/năm/). Đây chính là phần hiệu quả thiết thực mà các đơn vị sản xuất cồn nói chung và Halico nói riêng đang chú trọng quan tâm.
Bia - rượu - nước giải khát là lĩnh vực sản xuất tiêu tốn nhiều năng lượng, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm. Công nghệ sản xuất cồn thực phẩm ở nồng độ chất khô cao giảm tiêu hao nguyên, nhiên vật liệu, năng lượng là giải pháp giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. 
Thông tin dự án
Tên dự án: Sản xuất cồn thực phẩm ở nồng độ chất khô cao từ gạo và sắn quy mô 2000l/mẻ.
Thuộc Đề án: Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020
Đơn vị thực hiện: Công ty CP Rượu Hà Nội
Chủ nhiệm dự án: Th.S Trần Thị Lan
Thời gian thực hiện: 1/2016 đến 6/2018

Vụ Khoa học và công nghệ


lên đầu trang