Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho công suất 2 triệu lít/năm

LỜI MỞ ĐẦU T rong thời đại nền kinh tế thị trường thì rượu vang đã trở thành một sản phẩm thương mại có thể sản xuất và kinh doanh đem lại lợi nhuận rất lớn. Những năm gần đây khi mà đời sống nhân dân ta đã khá hơn trước rất nhiều thì nhu cầu không chỉ dừng lại ở việc ăn no mặc ấm mà đã được nâng lên một nấc mới là phải thưởng thức cái ngon, cái đẹp của văn hoá ẩm thực; người ta đang chuyển từ uống bia sang uống rượu vang. Vang không chỉ là một thứ đồ uống, mà còn cả một nền văn hoá. Một triết gia cổ từng nói, rượu vang khi được chưng cất nó là giống đực, khi uống vào nó lại là giống cái muôn đời quyến rũ. Vì thế khi thưởng thức rượu vang không thể theo kiểu phàm phu tục tử uống cả cốc một lần. Điều này không chỉ thô lỗ với rượu vang mà còn hại cho sức khỏe, hãy nhâm nhi từng ngụm để tận hưởng hết hương vị của rượu vang. Uống rượu vang phải tận dụng cả thị giác, khứu giác và vị giác để cảm nhận hết cái ngon của rượu. Thị giác để thu nhận màu sắc, khứu giác thưởng thức mùi hương và vị giác để cảm nhận mùi vị. Nhìn vào màu sắc có thể biết được rượu vang già hay trẻ, rượu già có màu đỏ đậm thiên về nâu, rượu trẻ có màu hồng ngọc hay đỏ nhạt. Mùi hương của rượu vang có tới hàng nghìn loại khác nhau, có thể là mùi va li, mùi hạt dẻ, mùi hoa quả..vị của vang chủ yếu có bốn vị là chua, ngọt, đắng và mặn. Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới được thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ 20 và được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang mang nhãn hiệu “ Thăng Long “ trên thị trường nội địa. Sau đó dần xuất hiện các sản phẩm mới như vang Đà Lạt, vang Vina wine, vang Tháp Chàm.. Thực tế ngành sản xuất vang của Việt Nam mới chỉ đáp ứng được các loại vang phổ thông tức là có chất lượng không cao và cung cấp cho đại bộ phận người tiêu dùng trước kia, ngày nay do đời sống của nhân dân đã được nâng lên rất nhiều vì vậy mà sự thưởng thức đòi hỏi phải được nâng cao. Hơn nữa vang của Việt Nam còn được làm từ nhiều loại quả như: Nho, dâu, táo mèo, dứa, vải..nên chất lượng không có tiêu chuẩn rõ ràng. Để thương hiệu vang của Việt Nam có chỗ đứng tại thị trường trong nước cũng như tiến tới xuất khẩu thì nguyên liệu dùng làm rượu vang phổ biến mà thế giới dùng đó là nho. Ở Việt Nam nho được trồng nhiều có năng suất và chất lượng cao để sản xuất rượu vang tập trung ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. Vì vậy, Em chọn đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho công suất 2 triệu lít/năm “, nhà máy được đặt tại tỉnh Ninh Thuận nơi có nguồn nguyên liệu phong phú, nho chất lượng cao và có nhiều điều kiện thuận lợi để sản xuất rượu vang. Nhiệm vụ và mục đích của đề tài: Những luận chứng kinh tế xây dựng nhà máy. Tổng quan về tài liệu liên quan về rượu vang trong và ngoài nước. Các bệnh và lỗi và rượu vang. Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. Tính toán và cân bằng sản phẩm. Tính thiết bị, điện, hơi, lạnh và nước. Chọn thiết bị và tính toán nhà xưởng. Tính toán kinh tế. An toàn lao động, vệ sinh và xử lý môi trường trong nhà máy. Chương 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ 1. Tình hình phát triển ngành rượu vang trên thế giới Trước kia ngành sản xuất và tiêu thụ rượu vang chỉ tập trung ở các nước Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Úc do rượu vang còn quá đắt đối với đại bộ phận nhân dân trên thế giới, thì đến nay kinh tế của các nước đang dần xích lại và đời sống nhân dân được cải thiện đáng kể thì nhu cầu thưởng thức rượu vang không chỉ đơn thuần như một loại đồ uống mà nó còn đặc trưng văn hoá ẩm thực đã tăng lên đáng kể. Theo thống kê của hiệp hội vang quốc tế: năm 1995 mức tiêu thụ bình quân theo đầu người của một số quốc gia như sau: CH.Pháp ~ 62 lít/năm; Italia ~ 62 lit/năm; Bỉ ~ 60 lit/năm; Bồ Đào Nha ~ 60 lit/năm; Argentina ~ 45 lit/năm. Ở thị trường Châu Á và Châu Úc năm 1995 với sản lượng 1 tỷ lít thì: Trung Quốc 300 triệu lít, Úc khoảng 500 triệu lít, Newzealand 50 triệu lít, Nhật Bản 50 triệu lít còn lại là một số quốc gia khác như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippin đều đạt trên 10 triệu lít.[1.2] Trong vài năm gần đây, rượu vang của Ấn Độ và Trung Quốc đã xâm nhập thị trường quốc tế và bước đi sắp tới họ sẽ tấn công các quốc gia vốn nổi tiếng về sản xuất rượu vang như Pháp. Hiện nay, mỗi năm Ấn Độ xuất khẩu hơn 250.000 chai vang hảo hạng. Con số này đánh dấu một bước tiến trong ngành sản xuất rượu vang của Ấn Độ vì chỉ vài chục năm trước ở quốc gia này hầu như chẳng có chai vang nào có thể uống được. 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang ở Việt Nam Việt Nam là một nước Đông Nam Á, có vùng nhiệt đới khí hậu ẩm nên nghề trồng nho sản xuất rượu vang chỉ phát triển ở một số vùng khí hậu thích hợp như Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. Vang của Việt Nam thường sản xuất từ nhiều loại quả và lên men bằng siro dịch quả nên chất lượng không cao (do mất đi hương, vị của quả tươi). Mức tiêu thụ và sản xuất rượu vang của Việt Nam còn thấp. Đến năm 2002, theo tài liệu của hiệp hội Rượu Bia nước giải khát, trong nước hiện có khoảng 10 doanh nghiệp sản xuất rượu vang và ước tính tổng sản lượng vang sản xuất tại Việt Nam đạt 12,5 triệu lít. Vì vậy mục tiêu đặt ra cho ngành sản xuất rượu vang cần thực hiện là: Xây dựng ngành sản xuất rượu vang có chỗ đứng trên thị trường nội địa. Sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới. Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, rượu vang có chất lượng gần với rượu vang quốc tế. Định hướng phát triển: Về thiết bị công nghệ: hiện đại hoá công nghệ, ứng dụng những thiết bị công nghệ hiện đại của thế giới để đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước. Về đầu tư: tập trung vào các nhà máy có công suất thiết kế lớn, phát huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực sản xuất của một số nhà máy hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn của các thành phần kinh tế trong nước, đẩy mạnh cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước. 3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy: Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu. Thuận lợi về giao thông đường bộ, đường thuỷ, đường sắt để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu, sản phẩm dễ dàng và thuận tiện với giá thành chi phí nhỏ nhất. Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, sức khoẻ của người dân trong vùng. Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào và cũng là thị trường để tiêu thụ sản phẩm. Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, ít thiên tai. Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ thuận tiện, có đất cho mở rộng sản xuất . Từ các nguyên tắc trên, ta lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp của tỉnh đó là khu công nghiệp Tháp Chàm. Địa điểm này đáp ứng đáp ứng được các yêu cầu theo các phương diện sau: 3.1. Giao thông Khu công nghiệp Tháp Chàm có quy mô 126 ha, nằm sát quốc lộ 27 và ga Tháp Chàm, cách thị xã Phan Rang – Tháp Chàm khoảng 7 km về phía Tây Bắc. Hơn nữa khu công nghiệp này còn gần tuyến đường sắt Bắc – Nam. Ngoài đường bộ và đường sắt, Ninh Thuận còn có sân bay Thành Sơn ở khu vực Tháp Chàm do vậy nhà máy đặt ở đây rất thuận lợi về mặt giao thông. 3.2. Nguồn nguyên liệu Nho là nguồn nguyên liệu chính cho việc sản xuất vang. Cây nho được phát triển ở Ninh Phước, Phan Rang – Tháp Chàm ngoài ra còn có ở Ninh Sơn, Ninh Hải với sản lượng khoảng 60 – 70 nghìn tấn. Vì vậy nhà máy đặt tại đây sẽ tập trung được nguồn nguyên liệu phong phú, chi phí vận chuyển giảm. Hơn nữa, đường là nguyên liệu phụ quan trọng cho sản xuất rượu vang mà các nhà máy sản xuất đường lại tập trung tại Ninh Sơn, Ninh Phước.. với tổng sản lượng đạt 88 nghìn tấn năm 2002. Do vậy, sản lượng đường thừa sức cung cấp cho các nhà máy và người tiêu dùng trong tỉnh. 3.3. Nguồn nhân lực và đầu ra Theo số liệu của tổng điều tra dân số năm 2002, dân số của tỉnh Ninh Thuận là 539 nghìn người, về tháp dân số thì Ninh Thuận là tỉnh có dân số trẻ. Năm 2002, số dân trong độ tuổi lao động là 301,4 nghìn người, chiếm 55,9 % số dân; đây là điều kiện thuận lợi trong lĩnh vực sản xuất. Mặt khác, GDP/người của Ninh Thuận năm 2002 đạt khoảng 2.950 nghìn đồng bằng 54,9 % so với cả nước, nên chi phí trả lương cho người lao động tương đối thấp. 3.4. Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện khu công nghiệp và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình cứu hoả, cửa thoát hiểm và dự trữ máy phát điện công xuất vừa đủ để phục vụ cho nhà máy không bị gián đoạn sản xuất khi mất điện. Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than. Người vận hành lò hơi phải có chuyên môn, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụ tùng khi cần thiết. Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác nhân chạy máy làm lạnh là khí Freon 22. 3.5. Nguồn cấp và thoát nước Sử dụng nguồn nước khoan của nhà máy, sau đó đem xử lý để nước đạt được tiêu chuẩn lý, hoá phù hợp cho sản xuất. Nước thải sau khi sử dụng cho công đoạn vệ sinh thiết bị, rửa chai, rửa phân xưởng, dụng cụ thao tác và bã nho phải được qua bộ phận xử lý nước thải, chất thải rắn. Ở đây em thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang với công suất 2 triệu lít/năm. Đây mới là công suất ban đầu, nếu thị trường trong nước tiêu thụ tốt và có thể xuất khẩu thì sẽ tiến hành mở rộng nhà máy với quỹ đất dự bị tại khu công nghiệp. Chương 2: TỔNG QUAN 1. Sơ lược tình hình sản xuất nho và sử dụng sản phẩm từ nho 1.1. Lịch sử cây nho và nghề trồng nho Nho là một trong những cây có nguồn gốc sớm nhất trên trái đất, qua những mẫu hoá thạch của cây và lá nho trong các trầm tích đá phấn, các nhà khoa học đã đi đến kết luận rằng cây nho có cùng tuổi phát sinh với loài người. 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 dải Andes (Colombia và Venezuela). Những giống nho ưu việt ở vùng Trung Đông và Nam Châu Âu được chọn ra từ nho dại và dần dần được địa phương hoá.[1.1] Tại Việt Nam, thông qua trung tâm khảo cứu Nông nghiệp Ninh Thuận, cây nho đã được du nhập vào từ Thái Lan, Nam Triều Tiên và Mỹ năm 1971 với trên 70 giống có nguồn gốc nhiệt đới và ôn đới. Cho tới nay, thông qua nhiều nguồn khác nhau, cây nho đã được du nhâp vào Việt Nam với số lượng giống khá lớn, những giống nho này bao gồm nho ăn tươi, nho rượu và nho sấy khô.[1.7] 1.2. Đặc điểm cây nho Nho 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 dải Andes. Cây nho thích hợp ở nhiệt độ cao vừa phải cho sự nở hoa và thụ phấn. Vùng trồng nho yêu cầu khí hậu khô, nhiều nắng và ít mưa. Những vùng mưa nhiều, với lượng mưa 1000 mm trở lên không thích hợp cho sự hình thành và phát triển hoa, quả; không những thế còn kích thích sự phát triển của sâu bệnh. Ở Việt Nam, đặc điểm khí hậu khô và nóng như tỉnh Ninh Thuận tương đối phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây nho. Theo số liệu khí tượng cho thấy vùng này có nhiệt độ cao quanh năm không có mùa đông như các tỉnh phía Bắc, đảm bảo cho sự sinh trưởng và giữ được màu xanh quanh năm, không có hiện tượng nghỉ đông như các nước ôn đới. Lượng mưa hàng năm thấp, trung bình 879,8 mm/năm, độ ẩm không khí trung bình 76,67%. Thời gian chiếu sáng nhiều, số giờ nắng bình quân trên 7 giờ mỗi ngày là điều kiện tốt cho sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Nho thích hợp trên đất bồi tích phì nhiêu, có thành phần cát nhẹ và thịt pha cát, đất tơi dễ làm có kết cấu tốt và pH thích hợp cho nho phát triển là 6,5 – 7,5. 1.3. Một số giống nho được trồng hiện nay trên thế giới - Giống nho không hạt Thompson seedless: là giống có nguồn gốc ở Mỹ, phù hợp với những vùng ôn đới. Cây sinh trưởng mạnh, có ưu thế về phát triển ngọn. Kích thước lá lớn, lá mỏng , chẻ thùy nông. Năng suất từ trung bình đến cao. Cành mang quả nằm ở vị trí đốt thứ 5 – 10. Chùm quả ngắn, chặt, hơi có hình nón. Quả hình ô van, có độ đường cao 19 - 20o Brix. Giống này thường được dùng làm nho ăn tươi và nho khô ở Mỹ, Úc và một số nước Châu Âu. Đây là giống tương đối khó mang hoa khi cắt cành. Giống này đã được trồng thử nghiệm và thấy phù hợp, cho năng xuất cao tại vùng Ninh Thuận. - Giống Anebe-Shahi: giống này được trồng nhiều ở vùng nam Ấn Độ (bang Tamil Nadu), vùng có khí hậu nhiệt đới khô và có độ cao trên 300 m so với mực nước biển. Cây có thân lớn, cành to, mập, màu nâu đậm. Cây sinh trưởng khoẻ, lá to, chùm qủ rất lớn có hình nón, chín đồng đều. Quả lớn hình ô van, màu hổ phách, thường có 3 hạt. Chất hoà tan tổng số 17 – 18 %. Năng suất rất cao và được xem là giống nho ăn tươi phổ biến nhất ở Ấn Độ. - Nho xanh Bangalore Blue: giống này thuộc loài V. labrusca có thân nhỏ, cành dài và nhỏ. Lá hình tim, kích thước lớn. Chùm hoa ngắn, rất chặt, chùm quả chín không đồng đều. Quả nhỏ, hình càu hoặc hơi ô van khi chín có màu tím hơi đen đậm. Chất tan tổng số 17%, quả có thể bảo quản được lâu. Đây là giống nổi tiếng về sức chịu đựng được điều kiện bất thuận và kháng sâu bệnh. - Giống nho không hạt Beauty seedless: cây có sức sống trung bình, chùm quả từ trung bình tới lớn, hình nón dài tới hình trụ. Quả màu đen, hơi xanh da trời, hình cầu, kích thước nhỏ Chất lượng tốt với chất hoà tan tổng số 18 – 21%. Năng suất trung bình 35 tấn/ha, đôi khi tới 75 tấn/ha. Đây là giống nho chín sớm, màu đẹp và sản lượng cao. - Nho không hạt Perlette: cây khoẻ, chùm quả lớn trung bình, hình nón dài đóng rất chặt; quả màu hơi xanh, khá hấp dẫn, có hình cầu hoặc ellip. Đây là giống không hạt, chín sớm, chất lượng trung bình, chất tan tổng số 16 – 20%. Năng xuất trung bình 35 tấn/ha. 1.4. Các giống nho được trồng phổ biến ở Việt Nam - Giống nho đỏ Cardinal: cây có sức sống trung bình đến cao. Chùm hoa ra ở đốt thứ 1 – 8. Chùm quả lớn trung bình, hình nón cụt hoặc nón dài. Quả có màu đỏ sáng hoặc đỏ sẫm khá hấp dẫn, hình cầu hoặc hình ellip, quả thường có 2 -3 hạt; chín không đều. Chất lượng quả trung bình với 14 – 15oBrix. - Nho tím Ribier: cây có sức sống mạnh, lá to; chùm quả và dạng quả tương tự như nho đỏ Cardinal vì nó là giống bố của nho đỏ. Quả có màu tím đen, khối lượng quả khá lớn 4,5 – 5 g, vỏ quả mỏng. Chất lượng quả trung bình với 14 – 16o Brix. - Giống NH.01-48: giống này được nhập từ Thái Lan, năm 1997, cây có sức sống trung bình. Lá màu xanh nhạt, nhẵn, chùm quả trung bình đến lớn có hình nón dài. Khối lượng chùm quả trung bình 330 – 350 g, khi chín quả có màu xanh vàng, vỏ quả dày dễ tách ra khỏi phần thịt quả. Chất lượng quả tốt với 17 – 18o Brix, năng xuất cao 12 – 15 tấn/ha, giống này được trồng nhiều ở Ninh Thuận. - Giống Black Queen: giống này được nhập từ Thái Lan, năm 1997, cây có sức sống từ trung bình đến cao, chùm hoa có hình dạng khá đẹp. Chùm quả có hình nón, kích thước lớn; khối lượng chùm 350 – 450 (g). Chất lượng quả tốt với 16 – 17o Brix, năng suất 12 - 15 tấn/ha. - Giống Red star: giống này được nhập từ Mỹ, năm 1998. Cây có sức sống trung bình, lá màu xanh nhạt, ít lông. Chùm quả hình nón, kích thước lớn; khối lượng chùm 600 – 800 g. Chất lượng quả tốt 16 – 17o Brix, năng suất 12 – 14 tấn/ha. - Giống NH.02 - 04: đây là giống nho rượu có triển vọng nhất, được nhập từ Pháp, năm 1994. Cây có sức sống cao, lá tròn màu xanh nhạt, ít lông. Chùm hoa có hình dạng dài, ít phân nhánh; chùm quả hình nón thuôn dài, khối lượng chùm quả 200 – 250 g. Quả hình cầu, khi chín quả có màu xanh hơi vàng, độ axit và độ đường cao 16 – 18o Brix, vỏ quả mỏng; năng xuất khá cao 15 – 18 tấn/ha. - Giống Chambourcin (NH.02 - 10): đây cũng là một trong những giống nho rượu, được nhập từ Úc, năm 1994. Cây có sức sống trung bình, lá hình tim, mỏng, màu xanh đậm; chùm hoa phân nhánh nhiều. Chùm quả có hình nón hơi thuôn dài, khối lượng chùm quả từ 150 – 200 g; quả hình cầu, khi chín có màu đen sẫm. Hương vị thơm, chua ngọt; vỏ quả dày. Độ axit và độ đường cao (16 – 17o Brix), năng suất trung bình 8 – 10 tấn/ha. Rượu vang và nước ngọt chế biến từ giống nho này có màu sắc khá hấp dẫn. - Giống Rubi red (NH.02 - 09): giống này được nhập từ Úc, năm 1994. Cây có sức sống trung bình, lá hơi tròn, dày, màu xanh nhạt; chùm quả có hình nón hơi tròn, khối lượng chùm quả biến động khá lớn từ 50 – 150 g. Quả hình cầu, khi chín có màu đen sẫm; hương vị thơm, chua, ngọt. Độ axit và độ đường cao (18 – 20o Brix), năng suất trung bình 7 - 10 tấn/ha. Rượu vang và nước ngọt chế biến từ giống nho này có màu sắc khá hấp dẫn.[1.7] 1.5. Thu hoạch và chọn lọc nho để sản xuất rượu vang 1.5.1. Thu hoạch chung: thu hoạch nho là công việc bận rộn nhất của các nhà trồng nho. Nó bắt đầu khi nho đạt đến độ chín hoàn hảo, tức là lúc nho có nồng độ đường và axit hữu cơ thích hợp cho việc sản xuất vang. Nho chín hoàn toàn, nhìn chung có hàm lượng axits hữu cơ thấp và hàm lượng đường cao. Nếu tới khi thu hoạch mà nho không chín hoàn toàn thì nước nho ép sẽ có ít đường và nhiều axít hữu cơ. Ngay trong quá trình nho chín, nồng độ đường cũng tăng lên liên tục cho nên người ta phải kiểm tra nhằm tìm ra thời điểm thu hoạch thích hợp. Để làm việc này người ta ép nho lấy dịch và xác định nồng độ chất tan bằng khúc xạ kế hoặc tỷ trọng kế và chờ tới khi nồng độ đường nằm ở mức hơi cao hơn nồng độ trung bình vẫn đạt được tại nơi trồng và loại nho nhất định mới bắt đầu thu hoạch. Nói chung khi thời tiết thuận lợi và nho không bị bệnh thì kéo dài thời gian thu hoạch sẽ làm cho vang có chất lượng tốt hơn. Dĩ nhiên, ngay trong khi nho chín mà có sương sớm hoặc bị bệnh nấm xám và côn trùng đe doạ, thì phải tiến hành thu hoạch ngay mà không cần đợi đến độ chín thích hợp nữa. Việc xác định thời điểm này là rất khó và đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm trong nghề trồng nho. Việc tiến hành thu hoạch nho phải được tiến hành có kế hoạch dựa trên cơ sở thời gian chín khác nhau của nho, nho chín trước thì thu hoạch trước, nho chín sau thì thu hoạch sau. Nhưng loại nho có chất lượng tốt đòi hỏi nhiều thời gian chiếu sáng hơn mới chín hoàn toàn, do đó thời gian thu hoạch của những loại nho này thường cuối vụ mới bắt đầu. Trạng thái và độ chín của nho quyết định đến chất lượng của vang, do đó tốt nhất là tiến hành thu hoạch ở các thời điểm khác nhau. Người ta phân biệt 4 giai đoạn thu hoạch: Thu hoạch sớm: điều này diễn ra khi một bộ phận nho bị thời tiết xấu hoặc sâu bệnh làm hại. Ở đây người ta loại bỏ những quả nho mắc bệnh hay bị hư hại, đồng thời đề phòng sự lây bệnh sang nho lành lặn. Lẽ đương nhiên từ nho phần lớn bị ủng và có lỗi thì chỉ có thể tạo ra vang kém chất lượng. Người ta lên men vang từ loại nho này theo phương pháp đặcc biệt. Trong trường hợp thuận lợi nhất thì pha đấu với vang tiêu dùng khác. Thu hoạch chính: đây là giai đoạn thu hoạch chủ yếu, mang lại lượng sản phẩm chính cho người trồng nho. Thời hạn của dạng thu hoạch này đối với từng loại nho và từng vùng canh tác được ban quản lý thông báo công khai. Có vùng lập ra hội đồng thu hoạch địa phương và hội đồng này chịu trách nhiệm lập ra kế hoạch thu hái cho đơn vị mình. việc xác định chính xác thời điểm bắt đầu thu hoạch có mục đích kiềm chế các nhà trồng nho không cho họ thu hoạch quá sớm. Chỉ có như vậy sản phẩm vang và uy tín của địa phương mới được bảo vệ và thúc đẩy. Thu hoạch muộn: gặp điều kiện đặc biệt tốt và tương quan thời tiết thuận lợi, người ta thường để những loại nho có chất lượng và cũng chỉ loại nho này ở lại trên cây và sẽ thu hoạch sau khi nho đã ở trạng thái quá chín. Qua đây sản lượng nho tất nhiên bị giảm nhưng chất lượng nho tốt hơn nhiều. Chọn lọc nho: để có chất lượng vang tốt, người ta phải tiến hành phân loại và chọn lọc nho chất lượng. Ở đây người ta tiến hành tách nho bị bệnh hoặc hư hại ra khỏi nho chín đều hoặc chín quá và chế biến riêng. Nhờ vậy, từ số nho chất lượng còn lại có thể sản xuất được loại vang hảo hạng. Ở những vùng trồng nho gặp thời tiết đặc biệt thuận lợi, đôi khi người ta để nho ở trên cây cho tới khi phần nước ở trong quả đã bốc hơi và nhìn bề ngoài thấy giống như nho khô. Ở Đức cũng sản xuất loại nho khô như thế khi nó bị bệnh “ nấm thối rữa quí tộc “ Botrytis cinerea. Loại nấm này chui qua vỏ vào trong quả, đồng hoá chủ yếu các axit hữu cơ và chút ít đường. Việc này làm cho vỏ quả bị hỏng tạo điều kiện tiền đề cho phần lớn nước bốc hơi, quả teo lại tựa nho khô. Ở đây hàm lượng các chất tiêu biểu cho chất lượng nho là đường và chất thơm tăng lên đáng kể. Khi thu hoạch nho khô được chọn lọc và để riêng rồi chế tạo loại dịch nho khác hoặc bổ sung vào vang non; những vang sản xuất từ nho khô chọn lọc như thế có chất lượng tuyệt vời. Tuy vậy, vì giá thành sản xuất cao nên loại vang này chỉ dùng cho mục đích đặc biệt, một số vùng trồng nho đã trở nên nổi tiếng thế giới chính bởi những loại nho khô chọn lọc theo kiểu như thế này.[1.1] 1.5.2. Dải vụ thu hoạch nho ở Việt Nam Nho để sản xuất rượu vang thu mua tại tỉnh Ninh Thuận. Tại vùng Ninh Thuận nho có thể thu hoạch quanh năm, tuỳ thuộc vào thời vụ cắt cành. Nhưng hầu như hình thành làm 3 vụ thu hoạch chính vào các tháng 3 – 4, 7 – 8, và tháng 12 - 1 năm sau. Nho có năng suất và chất lượng tốt nhất là mùa thu hoạch vào tháng 3 – 4, vì cây nho sinh trưởng và phát triển trong điều kiện thời tiết mát mẻ của vụ Đông – Xuân, phù hợp cho việc sinh tổng hợp và vận chuyển các hợp chất hữu cơ.[1.7] 1.6. Diện tích, sản lượng và tình hình sử dụng các sản phẩm từ nho 1.6.1. Diện tích và sản lượng Diện tích trồng cây nho trên thế giới khoảng 10 triệu ha. Châu Âu là khu vực có diện tích trồng nho lớn nhất thế giới, những nước trồng nhiều nho là Bồ Đào Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Italia, Nga, và Mỹ. Năng suất nho trên thế giới dao động khá lớn, từ 5,2 – 27,0 tấn/ha. Thấp nhất là Iran và Triều Tiên, những nước có năng suất cao là Ấn Độ và Hà Lan. Bảng 1: Sản lượng nho trên thế giới ước tính khoảng 65 triệu tấn hàng năm, tính riêng cho từng khu vực như sau: Khu vực Sản lượng (1000 tấn) Toàn thế giới 65.167 Châu Âu 36.832 Châu Á 7.434 Trung và Bắc Mỹ 5.354 Nam Mỹ 5.339 Châu Phi 2.216 Châu đại dương 792,0 Nga 7.200 Tổng số nho quả xuất khẩu trên thế giới hàng năm ước chừng 1 triệu tấn, trong đó Châu Âu khoảng 700.000 tấn chiếm 70%, Tây Âu khoảng 240.000 tấn, Pháp 100.000 tấn, Tiệp Khắc 40.000 tấn và một phần nữa là Trung và Bắc Mỹ. Ở Việt Nam cây nho được trồng tập trung chủ yếu ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận với diện tích khoảng 2.500 – 2.700 và một số ít ở phía Nam tỉnh Khánh Hoà, trên các vùng khí hậu khô nóng và có lượng mưa thấp. Trong những năm gần đây, cây nho được phát triển ra cả các tỉnh phía Bắc, Vùng có khí hậu nhiệt đới ẩm. Tại vùng Ninh Thuận, cây nho có tiềm năng năng suất rất cao, trên một ha có thể thu được 30 – 40 tấn mỗi năm một cách ổn định nếu có kỹ thuật phù hợp. 1.6.2. Tình hình sử dụng các sản phẩm từ nho - Nho ăn tươi: nghĩa là được tiêu thụ dưới dạng quả tươi. Các giống này có màu sắc bề ngoài, mùi vị hấp dẫn, vận chuyển đi xa không bị dập nát, thị quả cứng, vỏ quả dai.. Các giống nho ăn tươi chủ yếu là Thompson Seedless, Tokay, Black Queen, Redstar, NH.01-48.. - Nho khô: là những giống nho trồng để làm khô nho. Những giống nho này thường có cấu trúc quả mềm, không hạt, hàm lượng đường cao, hương vị dễ chịu và ít bị dính khi bảo quản sản phẩm. Dùng vào mục đích này thường là các giống nho không hạt như Thompson, Seedless, Black corinth, Seedless sultana.. - Nho rượu: là các giống nho trồng để sản xuất rượu vang và một số rượu mạnh cao cấp, đắt tiền. Loại nho này được trồng chủ yếu ở Châu Âu, Nam Phi, Bắc Phi, Nam Mỹ và Úc với các giống như White Riesling, Chardonnay, Chambourcin, Ruby Red, NH.02 - 04.. - Nho làm nước ngọt: là những giống nho có dịch nước ép ngọt để làm đồ uống. Nước quả nho có thể giữ lại được hương vị tự nhiên của nho tươi thông qua việc lọc và bảo quản. Ở Mỹ người ta dùng giống Concord, Pháp dùng giống Aramon và Carignan, các nước Trung Âu dùng giống White Riesling. - Nho đóng hộp: các giống nho không hạt như Thompson Seedless và Canner thường được dùng đóng hộp chung với các loại trái cây khác.[1.7] 2. Các công nghệ sản xuất rượu vang nho 2.1. Sơ lược quá trình hình thành và phát triển rượu vang Có lẽ ít có sản phẩm nào xuất hiện sớm như vang. Vang được loài người biết cách ủ từ hàng nghìn năm nay, trong các câu chuyện thần thoại của người Hy Lạp cổ đã miêu tả cách trồng trọt và ủ vang. Đầu tiên người ta chỉ biết ép quả lấy nước rồi để lên men tự nhiên trong các hang đá, tạo ra một loại nước uống gây một cảm giác lâng lâng và có mùi thơm hấp dẫn khác với mùi thơm của quả chín. Trong lịch sử của loài người vang đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế. Nhiều bằng chứng lịch sử cho thấy vang như là công cụ của ngành thương mại, mặc dù nguồn gốc của ngành chế biến vang ở thời tiền sử vẫn còn đầy bí ẩn. Nhưng rõ ràng vào thời điểm đó con người đã tạo dựng được ngành chế biến vang có qui mô ở Ai Cập và một số vùng khác. Vào thế kỷ thứ 4 trước công nguyên, dưới sự thống trị của người La Mã cổ đại. Ngành buôn bán vang được phát triển khắp Châu Âu, Bắc Phi, thậm chí lan ra cả vùng viễn đông. Từ đó cùng với sự phát triển của cây nho và sự đúc kết kinh nghiệm mà nghề làm rượu nho được phát triển trên khắp thế giới. Nhưng nghề làm rượu vang chỉ thực sự bắt đầu phát triển mạnh mẽ vào năm 1857, khi Lui Pasteur đã đưa các bằng chứng để chứng minh rằng quá trình lên men là một quá trình sống và những khám phá về cơ sở vi sinh vật về sự hư hỏng của vang đã đạt được kết quả ngoài sức tưởng tượng. Sau đó, với sự áp dụng thành tựu của khoa học kỹ thuật vào các quá trình lên men đã rút ngắn được thời gian lên men, ngăn chặn được sự phá hoại của vi sinh vật và giảm thời gian trữ vang rượu vang. Theo thống kê của Hiệp Hội Vang Quốc Tế thì tỷ lệ trồng nho và sản lượng nho được sản xuất trên thế giới là: Năm 1956: Diện tích trồng là: 22.058,5x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 5.5659,3x 103 gallon ( khoảng 25,7 tỷ lit ). Năm 1957: Diện tích trồng là: 21.590,7x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 4.558,772x 103 gallon ( khoảng 20,7 tỷ lit ). Năm 1958: Diện tích trồng là: 22.184,8x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 6.099,224x 103 gallon ( khoảng 27,6 tỷ lit ). Và theo số liệu mới nhất thì sản lượng thu hoạch nho năm 2004 đạt 177 tỷ lit, tăng 8 % so với năm 2001 và năm 2003 (đều đạt 163 tỷ lit). Năm 2002 có sản lượng thấp nhất chỉ đạt 158 tỷ lit. Sau đây là sản lượng nho thu hoạch năm 2004 tính theo từng nước Pháp đạt 58 tỷ lit Italia đạt 52 tỷ lit Đức đạt 10,5 tỷ lit Bồ Đào Nha đạt 7,5 tỷ lit Hy lạp đạt 4,4 tỷ lit Riêng sản lượng nho thu hoạch năm 2004 của Tây Ban Nha, do bị nạn sâu rầy, đã giảm 7 % so với năm 2003. Sản lượng nho thu hoạch của Hungary năm 2004 tăng 26 % so với năm 2003 đạt 4,8 tỷ lít, đứng trên cả Hy Lạp.[1.8] 2.2. Khái niệm về rượu vang và phân loại rượu vang 2.2.1. Khái niệm về rượu vang Theo nghĩa, rượu vang là sản phẩm lên men từ quả nho hoặc từ dịch nước nho (có thể lên men từ một số quả khác như táo, đào, mận, ..) mà không thông qua chưng cất. Thường từ nho trắng chỉ có thể sản xuất rượu vang trắng. Tuy nhiên, rượu vang trắng cũng có thể thu được từ nho đỏ mà có dịch trắng nếu dịch ép nho được tách khỏi bã ngay trước khi lên men. Còn từ nho đỏ mà có dịch trắng hoặc có dịch đỏ thì có thể tạo ra rượu vang hồng hoặc rượu vang đỏ nếu cho lên men cả bã, do đó các chất màu từ vỏ quả sẽ được kéo theo vào trong rượu vang. 2.2.2. Phân loại rượu vang Có nhiều cách phân loại vang khác nhau Căn cứ vào màu sắc của sản phẩm phân loại thành: Vang đỏ, vang trắng, vang hồng tương ứng với từng loại vang này mà có các chỉ tiêu về màu sắc, độ trong khác nhau. Căn cứ theo độ rượu, hàm lượng đường, hàm lượng acid.. có trong vang mà phân thành các loại: vang khô, vang dịu, vang ngọt.. Nhưng xu hướng chung thì vang được phân thành hai nhóm chính là vang không có ga ( trong vang không có CO2 ) và vang có ga (trong vang thành phẩm có CO2), trong đó mỗi nhóm lại phân thành một số loại khác nhau tuỳ theo hương, vị,.. của từng loại sản phẩm.[1.2] Bảng 2. Phân loại rượu vang Stt Loại vang Độ cồn ( %v ) Độ đường ( % ) 1. Vang không gas 1.1 Vang bàn ăn 1.1.a Cay 9÷14 < 0.3 1.1.b Nửa cay 9÷12 0,3÷0,5 1.1.c Nửa ngọt 9÷12 3÷8 1.2 Vang nặng 1.2.a Nặng 17÷20 1÷14 1.2.b Điểm tâm a1 Nửa ngọt 14÷16 5÷20 b1 Ngọt 15÷17 14÷20 2. Vang có gas 2.1 Sâm banh 2.1.a Không ngọt 10,5 ÷ 12,5 < 0,3 2.1.b Rất cay 10,5 ÷ 12,5 0,8 2.1.c Cay 10,5 ÷ 12,5 3 2.1.d Nửa cay 10,5 ÷ 12,5 5 2.1.e Ngọt 10,5 ÷ 12,5 8 2.2 Rượu vang bọt 2.2.a Đỏ 10,5 ÷ 12,5 7÷8 2.2.b Muxcat 10,5 ÷ 12,5 9 ÷ 12 2.2.c Hồng 10,5 ÷ 12,5 6÷7 2.2.d Vang bọt 9 ÷ 12 3÷8 Rượu vang khác với một số loại rượu cao độ được làm từ ngũ cốc, nho và một số loại quả khác như: (như sery, táo, dâu..) Cognac: được làm từ nho, ủ trong thùng gỗ sồi đặc biệt. Armagnac: Sản xuất ở vùng Armagnac ( Pháp ), giống với rượu Cognac nhưng có mùi mạnh hơn. Brandy tổng hợp: được làm từ các loại quả khác nhau. Điểm khác biệt lớn nhất giữa rượu vang với các rượu này là sau khi lên men dịch quả, người ta tiến hành chưng cất và được tàng trữ trong điều kiện đặc biệt. Rượu vang cũng khác với các rượu cao độ khác như: Rin: sản xuất bằng ngô hoặc một số ngũ cốc. Vodka: được sản xuất từ khoai tây hoặc một số ngũ cốc. Rhum: sản xuất từ rỉ đường ( Cuba ). Và cũng được tiến hành chưng cất như các rượu trên. Rượu Liquor có điểm khác biệt là nó được pha chế từ cồn chưng cất và các loại dịch nước quả ngâm đường.[1.3] 2.3. Tiêu chuẩn chất lượng vang 2.3.1. Tiêu chuẩn hoá lý Là chỉ tiêu phân tích định lượng đối với một số thành phần cơ bản có trong vang thành phẩm làm cơ sở để xác định chất lượng của từng loại vang và được quy định ở bảng sau: Bảng 3: Tiêu chuẩn hoá lý của rượu vang Stt Loại Vang Hàm lượng etylic ( %V) Hàm lượng đường (g/100ml) Hàm lượng acid theo acid malic (g/l) 1 Vang khô 9 – 14 < 0,3 5 – 7 2 Vang nửa khô 9 – 14 0,5 – 2,5 5 – 7 3 Vang nửa ngọt 9 – 12 3 – 5 5 – 7 4 Vang ngọt 13 – 14 14 – 15 5 – 7 5 Vang tráng miệng 14 – 17 10 – 16 5 – 7 6 Vang gas ( nhân tạo ) 10 – 12 0,5 – 8 5 – 7 7 Vang gas ( tự nhi._.ên ) 11 – 13 0,5 – 8 5 – 7 8 Vang nặng 17 – 20 6 – 10 5 – 7 Ngoài ra, hàm lượng acid bay hơi ( tính theo acid axetic ) đối với vang trắng ≤ 1,2 g/l, vang hồng ≤ 1,3 g/l, vang đỏ ≤ 1,4 g/l, hàm lượng SO2 tự do ≤ 20 mg/l. Các kim loại nặng: Cu ≤ 4 mg/l, Fe ≤ 10 mg/l, Zn ≤ 5 mg/l, Pb ≤ 0,4 mg/l,.. 2.3.2. Tiêu chuẩn vi sinh vật Không được có các loại vi sinh vật sau: Coliform, E.coli, Samonella, B. cereus.. Đối với vi khuẩn hiếu khí thì £ 100 khuẩn lạc/ml. 2.3.3. Tiêu chuẩn cảm quan Màu sắc đặc trưng của vang đỏ là: màu đỏ, màu lựu, màu đỏ thắm; Vang hồng là màu hồng đến màu đỏ tươi; vang trắng là màu vàng rơm đến vàng ánh. Độ trong: trong ánh không có cặn Hương vị: có vị đặc trưng cho mỗi loại vang nhất định, không có mùi vị lạ. 2.3.4. Thành phần cơ bản của rượu vang Rượu etylic Sản phẩm của quá trình lên men vang chủ yếu là rượu etylic mà vai trò quan trọng của rượu etylic có liên quan rất nhiều tới việc tạo mùi của vang. Ngoài etylic là thành phần chủ yếu ra, trong vang còn có nhiều loại rượu bậc cao khác cũng được hình thành trong quá trình lên men vang như: metylic, izopropinic, izobutilic..Sự có mặt của các loại rượu bậc cao tuy chỉ ở hàm lượng nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng trong việc tham gia các quá trình hình thành mùi thơm đặc trưng cho vang. Axít hữu cơ Thành phần acid hữu cơ có trong vang thành phẩm đều có nguồn gốc từ các loại dịch quả và một phần khác là sản phẩm của quá trình lên men vang. Các acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng đối với vị của vang. Sự có mặt của các acid hữu cơ trong sản phẩm có tác dụng rất tốt trong việc duy trì độ pH thấp, có tác dụng ngăn chặn sự xâm nhập của nhiều loại khuẩn vào vang, đồng thời tăng cường sự ổn định của vang. Đường Là nguyên liệu để tạo nên các loại rượu trong quá trình lên men vang, trong quả chín chứa chủ yếu là các loại đường khử: fructoza, glucoza, galactoza.. Trong quá trình lên men rượu, các loại đường khử rất nhanh chóng được nấm men sử dụng để chuyển hoá thành rượu và giải phóng CO2, và các sản phẩm phụ. Các vitamin Hầu hết các vitamin có sẵn trong dịch trái cây sau khi kết thúc lên men đều thấy có trong vang thành phẩm, theo một số tác giả thì nhiều loại vitamin có trong dịch nho không bị phá huỷ mà nó còn được hoàn thiện trong vang thành phẩm. Các axit amin Các acid amin có vai trò quan trọng đối với sự sinh sản và phát triển của nấm men. Ngoài lượng acid amin có sẵn trong dịch quả, quá trình lên men vang cũng tạo thêm một số axit amin đã làm cho vang thành phẩm có hương, vị đặc trưng. Các chất thơm Mùi thơm của vang thành phẩm là do các cấu tử thơm như các loại rượu bậc cao, etylacetat, acetaldehyt, acetic.. tạo ra bởi quá trình lên men, tàng trữ trong những điều kiện thích hợp. Nó có mùi đặc trưng của sản phẩm lên men từ một loại quả nhất định. Các chất khoáng Các chất khoáng như Ca, Mg, Mn, P, Na, K..mặc dù có hàm lượng rất nhỏ phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu nhưng nó giữ vai trò quan trọng trong quá trình lên men rượu vang. Các chất khoáng có tác dụng lên sự sinh trưởng và sinh sản của nấm men làm tăng hương vị, giá trị cho rượu vang. 2.4. Hệ vi sinh vật có trong vang Trong môi trường dịch quả trước lên men có chứa nhiều vi sinh vật, chúng sống chủ yếu ở vỏ quả, cành, cuống lá và môi trường xung quanh. Thông qua giai đoạn ép chúng được xâm nhập vào dịch nho, phức hệ vi sinh vật này gồm 70 % nấm mốc, 15 – 20 % nấm men (tham gia chính trong quá trình lên men rượu), còn lại là vi khuẩn. Nước nho có nồng độ axit cao không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nấm men có tỷ lệ nhỏ trong dịch quả nhưng có khả năng phát triển tốt trong điều kiện thiếu O2. Nên dịch nho là môi trường tốt cho nấm men, các vi sinh vật khác bị ức chế do độ cồn tăng, pH giảm dần trong quá trình lên men. 2.4.1. Nấm men trong sản xuất rượu vang - Nấm men tự nhiên, trên bề mặt quả, trên cành, trên lá.. Các men dại có nhiều trong tự nhiên nhất là những nơi sản xuất rượu. Trên bề mặt quả, đặc biệt là quả chín. Khi phân loại các men tìm thấy ở nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy có nhiều loài, nhưng phổ biến hơn cả là một số loài như Saccharomyces ellipsoideus, Kloeckera apiculata. Một vài men sinh màng khác là Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giải axit malic thành axit lactic làm cho rượu có vị chát, ngoài ra còn có Hancelnula, Pichia.. tạo màng trắng trên mặt rượu. Nếu để men dại phát triển tự nhiên thì quá trình lên men rất khó điều chỉnh và chất lượng rượu thu được không ổn định, lên men tự nhiên thường có độ cồn không cao, nhỏ hơn 10 % theo thể tích và rất dễ bị nhiễm. Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển mạnh thì con người đã có những biện pháp cần thiết để diệt men dại, thay vào đó là men nuôi cấy thuần chủng, với những ưu điểm cao, nhất định sẽ giúp cho quá trình chế biến rượu vang đem lại hiệu quả và chất lượng cao. - Men nuôi cấy thuần chủng Men nuôi cấy thuần chủng có các ưu điểm là lên men nhanh, cho độ cồn cao, vang thu được có hương vị thanh khiết hơn, màu sắc đẹp, dễ lắng và dễ tách cặn men. Do vậy việc sử dụng các chủng thuần khiết trong ngành công nghiệp lên men nói chung và lên men rượu vang nói riêng đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới từ lâu. Những chủng nấm men thuần khiết thường dùng lên men rượu vang là Saccharomyces Vini, S. cerevisiae, S. ovifomis, S. chevalieri.. - Các yêu cầu chọn chủng nấm men trong sản xuất rượu vang Nấm men có thể sử dụng trong sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng. Do đó khi sản xuất cần tiến hành tuyển chọn chủng phù hợp nhằm đạt được hiệu quả vao và chất lượng rượu tốt, để chọn chủng hoàn toàn thích hợp, người ta cấy chủng đó trên môi trường dịch quả định dùng và đánh giá các chỉ tiêu sau. Có thể lên men tốt trong môi trường có nồng độ đường cao, cho độ cồn cao. Có thể lên men kiệt đường. Chịu được độ cồn cao, lên men tốt trong những khoảng pH nhất định. Có khả năng kết lắng tốt, làm trong rượu nhanh. Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ, không tạo váng trên bề mặt rượu. 2.4.2. Vi khuẩn Trong dịch nho cũng như trong rượu vang có rất nhiều vi khuẩn. Những loại này có tác dụng cải tạo hương vị cho rượu vang hoặc làm xấu đi hương vị, thậm trí làm hỏng rượu vang. Ví dụ loài Sherry beticus có tác dụng tạo hương vị cho vang, hay đặc biệt là loại Leuconostoc oenos chúng thúc đẩy quá trình lên men malolactic để chuyển axit malic thành axit lactic làm giảm pH và cải thiện hương vị của rượu vang. Nhưng lại có những loài như Lactobaccillus trichodes làm cho rượu vang có mùi khó chịu.., do đó chúng ta phải tìm cách phát triển các loại vi khuẩn có lợi như tạo môi trường thuận lợi cho chúng phát triển, tốt hơn có thể cấy chủng thuần khiết trong quá trình lên men; cũng như hạn chế sự phát triển các vi khuẩn có hại bằng cách xông SO2, tạo môi trường có pH thấp..[1.9] Bảng 4. Vai trò của một số vi sinh vật trong sản xuất rượu vang Vi sinh vật Vai trò Hiệu quả biến đổi hoá lý S. cerevisiae - Lên men rượu chính. - CO2 hoá rượu vang có ga bằng lên men thứ cấp. - Làm vẩn đục rượu vang ngọt - Chuyển hoá glucoza, fructoza thành etanol và CO2. Podiococcus Leuconostoc Lactobaccillus - Tham gia lên men malolactic. - Làm giàu hương vị. - Chuyển hoá axit malic. thành axit lactic và CO2. Hệ nấm men Sherry S. beticus S. armenti S. cheresieusis - Tạo hương vị cho vang. - Phát triển thành lớp bề mặt dày. - Tạo hương Sherry. - Chuyển hoá etanol thành axetandehit. Botryliscinerea Sinh trưởng trên bề mặt quả nho, dùng sản xuất rượu vang ngọt. - Làm khô quả nho. - Axit malic bị oxh thành CO2 + H2O. - Tạo hương và mầu cho rượu vang. Vi khuẩn axetic và các nấm men tạo màng Làm hỏng rượu vang do tiếp xúc với không khí. - Chuyển hoá etanol thành axit axetic và CO2. Vi khuẩn lactic Lactobaccillus trichodes Làm hỏng rượu vang trong quá trình yếm khí. - Tạo mùi hôi chuột. 2.5. Quá trình lên men rượu vang 2.5.1. Sự lên men tạo rượu Lên men đường là quá trình chuyển hoá đường thành rượu etylic, khí CO2 dưới tác dụng của hệ enzym vi sinh vật, ở đây nấm men đóng vai trò tác nhân chuyển hoá rượu. Trước hết, các đường phức tạp có trong dịch quả được thuỷ phân thành các đường đơn giản như glucoza, fructoza, maltoza, galactoza.. trong đó glucoza và fructoza là hai loại đường dễ đồng hoá nhất. Trong dịch quả tươi có chứa nhiều loại đường nhưng khi đưa vào lên men, người ta bổ sung đường đến nồng độ yêu cầu. Còn đối với siro dịch quả ngâm đường, trước khi đưa vào lên men, cần được pha loãng đến nồng độ như ý muốn. Như vậy thì trong dịch lên men đều chứa cả đường đơn giản và phức tạp. Đường phức tạp ở đây chủ yếu là saccaroza, khi bắt đầu lên men dưới tác dụng của enzym invectaza, đầu tiên đường saccaroza bị thuỷ phân thành đường glucoza và fructoza. Cơ chế phản ứng của sự lên men rất phức tạp, bao gồm một chuỗi các phản ứng photphorit hoá monosacarit. Phản ứng photphorit hóa thực hiện nhờ có sự tham gia của enzym kinaza và chất nhường gốc phốt phát là ATP. Tiếp sau đó nó đi qua một loạt các quá trình như cắt đôi mạch fructozo 1-6 diphotphat, oxy hoá 3-photphoglyxaldehit và sau đó tạo thành axetaldehit. Đến giai đoạn cuối nhờ xúc tác của enzym alcoldehydrogenaza, axetaldehit bị biến đổi thành etanol và CO2. Có thể tóm tắt các giai đoạn bằng một phương trình do Gay – Lussac đưa ra năm 1810, bởi quá trình biến đổi đường thành rượu. C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 2.5.2. Sự tạo thành các sản phẩm phụ Trong quá trình lên men rượu vang người ta nhận thấy rằng, cùng với sự tạo thành etanol và CO2 còn xuất hiện nhiều hợp chất khác tạo hương vị cho rượu vang. Theo R. Dupui thì khi lên men 180 g đường tạo thành 83,6 g CO2; 87,4 g C2H5OH; 0,4 g dầu fuzen; 6 g glycerin; 0,3 g axit lactic và 0,1 g axetaldehit. Sau đó, nhiều nhà nghiên cứu nhận thấy ngoài các sản phẩm trên, trong quá trình lên men còn xuất hiện nhiều sản phẩm khác như axit axetic, axit pyruvic, axeton, diaxetyl, rượu bậc cao, các este.. và nhiều chất khác nữa. Những chất này có vai trò khá quan trọng trong việc hình thành hương thơm và vị cho vang. Bằng phương pháp sắc ký, người ta xác định được hơn 50 chất khác nhau nhưng phần lớn được xếp theo 4 nhóm chính là: axit, este, andehit và rượu cao phân tử. Mặc dù các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu nhưng có nhiều cơ chế tạo thành một số sản phẩm phụ bên trong rượu vang còn chưa được giải thích rõ ràng. Quan hệ giữa các sản phẩm bậc hai được biểu diễn qua phương trình: Q ³ 5.s + 2.y + a + b + ax + p + 9x Trong đó: G: là glycerin b: 2,3 butylenglycol s: axit suxinic x: axit xitric a: axetaldehit p: axit pyruvic 2.5.3. Quá trình lên men malolactic trong sản xuất rượu vang Lên men malolactic là một yếu tố quan trọng đối với vang đỏ và đối với các loại vang sản xuất từ nho trồng ở những nơi có vùng khí hậu lạnh. Lên men malolactic đó là quá trình chuyển hoá axit L-malic ( loại axit có vị chua gắt ) thành axit L-lactic, axit xitric có trong dịch quả cũng được chuyển hoá thành các este bay hơi, etylaxetat, etyl lactat; 2,3 - butanediol và một số chất tạo hương thơm đặc trưng cho vang. Những điểm thuận lợi của quá trình lên men malolactic. Giảm độ chua của rượu vang (tăng độ pH). Cải thiện hương vị Hương vị của rượu vang một phần bắt nguồn từ nguyên liệu và một phần bắt nguồn từ các sản phẩm hình thành trong quá trình lên men bởi nấm men và vi khuẩn mà quá trình tạo các este bay hơi, các rượu bậc cao..là quan trọng nhất. Tăng độ bền sinh học Do các chất dinh dưỡng có trong rượu vang bị vi khuẩn sử dụng và chuyển hoá axit malic, xitric thành các sản phẩm khác làm cạn kiệt thức ăn của các vi khuẩn khác. Nhưng cũng có một số mặt không lợi của quá trình này như biến đổi cảm quan, thay đổi màu sắc và sự tạo thành các amin tạo cho vang có mùi lạ. Quá trình lên men malolactic thích hợp ở to = 15 – 20oC. pH(opt) = 3,2 – 3,8 nồng độ SO2 duy trì 30 mg/l nồng độ etylic < 15 % V Tiếp giống vi khuẩn vào ngày thứ 9 là tốt nhất. 2.5.4. Quá trình lắng trong và trữ rượu vang Thường ở các vùng trồng nho, người ta có thể uống nước nho và vang ở mọi thời điểm: uống nước nho khi chế biến quả với độ ngọt nguyên sơ, uống vang một vài ngày sau khi lên men chính khởi động lúc này CO2 đang sủi tăm mạnh, uống vang sau khi kết thúc lên men chính. Tuy nhiên, nếu đóng chai thì vang phải đáp ứng những đòi hỏi cao hơn, ít nhất về mặt ngoại hình như vang phải trong vắt, không bị lắng cặn.. để đáp ứng được những yêu cầu trên có thể áp dụng nhiều biện pháp. Lắng cặn: Ở đây người ta để cho phần trong (sau khi đã tách nấm men và cặn bã) chảy sang một thùng khác, để cho việc này diễn ra dễ dàng, người ta bố trí các van xả ở nhiều vị trí khác nhau dọc theo thân thùng. Nếu muốn cho vang hoàn toàn “ khô ” thì trước khi xả cặn nấm men, người ta phải tiến hành toàn bộ quá trình kiểm tra xem toàn bộ đường khử đã được chuyển hoá thành cồn và CO2 chưa. Nếu chưa thì chưa được tách nấm men mà còn thậm chí phải khuấy đảo đôi lần cho tới khi toàn bộ đường khử đã được lên men hết. Ngược lại, nếu muốn để lại một lượng đường dư nào đó thì phải tách nấm men sớm. Những loại vang như vậy còn được diệt trùng bằng cách lọc qua lớp lọc vô trùng, sau đó đem thanh trùng bằng nhiệt. Sau khi tách bỏ nấm men, người ta tiến hành tàng trữ trong bồn gỗ hoặc thùng inoc. Ly tâm: qua máy ly tâm vang được làm trong nhanh chóng, nhưng phương pháp ly tâm thường dùng để làm sơ bộ dịch quả hoặc làm trong vang non đang còn nhiều tế bào nấm men, phương pháp này không để làm trong vang sau giai đoạn tàng trữ. Quá trình trữ rượu vang Thực chất quá trình trữ vang là quá trình lên men với tốc độ chậm và cường độ chậm nhằm thuỷ phân nốt lượng đường còn sót lại. Quá trình này song song với sự lên men malolactic để giảm độ chua sinh lý và tăng hương vị cho vang, sau đó là quá trình kết lắng pectin, protein.. Quá trình này quyết định lớn đến chất lượng của sản phẩm sau này và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian, nhiệt độ, hàm lượng oxy, dịch quả được lên men, và ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lên men rượu vang..Nếu nhiệt độ trữ cao thì làm cho tốc độ phản ứng nhanh kèm theo đó là các phản ứng tạo amin, ete gây mùi lạ cho vang đồng thời làm cho quá trình kết lắng giảm dẫn đến khó gạn và lọc trong vang. Nhiệt độ thích hợp cho việc tàng trữ rượu vang ở giai đoạn đầu là 10 – 15o C để quá trình lên men malolactic diễn ra thuận lợi, sau đó vang được đưa xuống các hầm rượu để tàng trữ. 2.5.5. Quá trình làm trong và ổn định rượu vang Rượu vang là một dung dịch sinh học khá phức tạp trong đó chứa nước, rượu etylic, axit hữu cơ, các muối của chúng, đường, protit, chất màu, chất chát, hợp chất pectin và nhiều thành phần khác nữa. Rượu vang sau khi lên men rất đục do các cặn nhỏ ( tế bào nấm men, xác vi khuẩn, hạt kết tủa, tinh thể muối tactrat, mẩu vỏ quả, thịt quả..). Các pha rắn phân tán này dần lắng xuống đáy thùng, nếu để lắng tự nhiên thì rượu rất trong nhưng thời gian rất lâu thậm chí lên đến hàng chục năm. Các dạng đục và lắng cặn - Đục sinh học: gây ra bởi sự phát triển của nấm men, xác vi khuẩn còn sót lại. Nếu bị đục do vi khuẩn thì rất khó làm trong bởi vì nó là dạng đục phân tử, tuy nhiên có thể áp dụng một số biện pháp để hạn chế dạng đục này như sục khí SO2, điều chỉnh độ acid, điều chỉnh quá trình yếm khí. - Đục hoá lý: do sự phân rã của các protein. Protein của nước quả bị tiêu huỷ một phần bởi con men, một phần nữa là bị các chất tanin làm kết bông, nhưng vẫn còn ở trong rượu trẻ. Nếu nhiệt độ tăng cao, lượng oxy quá thừa, và nếu lượng tanin tăng lên (đựng trong thùng gỗ sồi ) gây ra kết bông protein dưới dạng những vẩn đục màu trắng, xử lý tốt nhất là đun rượu nóng đến 70 – 80 oC, rồi để nguội, sau đó lọc qua bentonit. - Đục hoá học: do quá trình oxy hoá- khử xảy ra trong rượu vang, rượu sau khi lọc được 1 - 2 ngày thì bị đục, nguyên nhân chủ yếu là do Fe. Nếu trong rượu có từ 12 – 25 mg/l Fe tổng cộng, trong vang lại có sẵn photphat, khi rượu tiếp xúc với không khí hai yếu tố này phản ứng với nhau thành feric photphat không hoà tan được, có màu trắng ở vang trắng, màu xanh hoặc đen ở vang đỏ. Biện pháp khắc phục có thể bổ sung vào rượu 30 mg/l acid citric hoặc 50 mg/l acid vinic để tạo kết tủa rồi lọc. - Đục hoá sinh: trong nước quả thường có các men oxydaza hay polifenola oxydaza oxy hoá các chất polifenola làm cho polifenola chuyển màu rượu bị đục. Ngay khi bắt đầu lên men rượu, oxydaza đã hoạt động nhưng bị cản trở vì môi trường lên men rượu là môi trường khử oxy. Suốt quá trình gạn cặn, sau khi lên men xong, để chống oxy hoá người ta luôn giữ rượu vang trong trạng thái thiếu oxy nên men oxydaza vẫn tồn tại và làm đục và mất màu ở giai đoạn chín. Để khắc phục có thể xông khí SO2 hoặc xử lý nhiệt 60 – 70oC. - Kết tủa chất màu: Chất màu trong vang đỏ một phần ở dạng keo. Gặp lạnh các chất keo này bị kết tủa thành cặn màu đỏ sẫm. Tác hại: màu đỏ giảm đi khoảng 10 – 20% . - Kết tủa khác: Một số các chất muối khác có thể bị kết tủa trong rượu, ví dụ kali bitartrat, canxi tartrat khi độ cồn tăng lên và nhiệt độ hạ thấp. Các chất trợ lắng và kỹ thuật lắng trong Chất trợ lắng là những chất bổ sung vào rượu vang nó tạo kiểu màng nhầy kết lắng và kéo theo các phân tử li ti trong rượu lắng xuống (do hấp thụ các phần tử gây đục), làm cho rượu trở lên trong. Các chất trợ lắng thường sử dụng trong sản xuất rượu vang là: gelatin, bột bong bóng cá, lòng trắng trứng, casein, tanin, bentonit. Các chất trợ lắng hữu cơ Gelatin: là bột xương, sừng và móng động vật. Gelatin thương mại là chất bột không màu ( có thể vàng nhạt ), không mùi. Chức năng chính là kết tủa các hợp chất tanin. Dùng làm trong rượu vang trắng, rất có công hiệu đối với rượu vang đỏ. Bột bong bóng cá: dùng để lắng các phần tử rất bé Thường sử dụng trong sản xuất rượu vang trắng, sâmpanh. Liều dùng: 1,2 – 2,5 g/hl. Các chất trợ lắng vô cơ Bentonit: lần đầu tiên được phát hiện ở thành phố Benton ( Mỹ ), công thức Al2O3.SiO2.nH2O. Bột Bentonit khi ngâm với nước thì trương nở và có thể hấp phụ các phần tử bé li ti. Kỹ thuật lắng trong bằng Bentonit Xác định rượu vang có chứa nhiều protein không, nếu nhiều thì dùng Bentonit, còn không thì sử dụng chất trợ lắng khác. Lấy 20 – 200 g/hl Bentonit hoà vào rượu và đánh thành huyền phù. Bơm và khuấy đều Bentonit vào thùng rượu. Để sau 10 – 15 ngày thì đem lọc.[1.3] Các phản ứng tham gia vào quá trình ổn định chất lượng rượu vang Trong quá trình tàng trữ, có một số phản ứng làm các chất trong rượu vang thay đổi và đồng thời cũng làm cho rượu vang ổn định hơn như: Các phản ứng este hoá làm giảm các este không bay hơi đồng thời làm tăng lượng este bay hơi. Lên men malolactic, sự chuyển hoá axit xitric, do kết tủa tactrat..làm màu sắc và hương vị của vang được cải thiện đáng kể.[1.9] Các loại phản ứng Cơ chất tham gia phản ứng Sản phẩm tạo thành Oxi hoá-khử sinh học Phênol hợp chất chứa nitơ gluxit, axit hữu cơ rượu và andehit andehit quinon axit Este hoá axit + rượu este Melanoidin hợp chất chứa nitơ hợp chất cacbonyl andehit, rượu melanoidin Thuỷ phân Protein Gluxit peptit, axit amin, đường Ngưng tụ hợp chất chứa nitơ hợp chất phenol tanat tanin 2.5.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang Ảnh hưởng của hàm lượng đường Đường là nguồn cung cấp năng lượng và cacbon cho hoạt động sống của nấm men. Quan trọng hơn nữa đường còn là cơ chất để nấm men sử dụng và chuyển hoá thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ. Trong các loại đường thì dạng glucoza và fructoza là thích hợp nhất vì nấm men dễ đồng hoá, nhưng đường trong dịch quả không nhiều do vậy mà ta cần bổ sung thêm đường saccaroza đến nồng độ thích hợp. Hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men rượu vang 12 – 22%, còn ở hàm lượng 25 % thì ức chế quá trình lên men. Nồng độ đường thấp sẽ giúp nấm men sinh trưởng dễ dàng, do đó khi tiến hành nhân giống nấm men thì nồng độ đường khoảng 8 – 11%. Ảnh hưởng của nồng độ cồn Rượu là sản phẩm chính của quá trình lên men, nhưng khi nồng độ cồn được tích tụ tăng dần trong quá trình lên men sẽ ức chế hoạt động của nấm men nên cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men của rượu vang. Khả năng lên men và chịu được nồng độ cồn cao của các loại là khác nhau. Ví dụ: Các giống Saccharomyces có thể chịu được nồng độ cồn 9 – 12%V, lên men có thể đạt được 14 – 16 %V. Nhưng một số chủng lại chịu được nồng độ cồn thấp như Hasenula, Kloeckera apiculata có khả năng lên men từ 4 – 5 độ rượu.. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng lớn đến tốc độ lên men, độ cồn đạt được và sự tạo thành các sản phẩm phụ, do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ thích hợp tuỳ thuộc vào mỗi loại chủng men và phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của nấm men, qua nhiều công trình nghiên cứu sản xuất rượu vang thì nhiệt độ thích hợp 20 – 30oC. Ở nhiệt độ thấp nấm men sinh sản chậm, thời gian lên men kéo dài nhưng tác dụng giữ hương rất tốt và hạn chế sự nhiễm khuẩn. Nếu lên men ở nhiệt độ cao nấm men sinh sản nhanh, thời gian lên men ngắn, khả năng nhiễm khuẩn cao và hương thơm tạo rượu không hài hoà. Ảnh hưởng của pH Độ pH cũng là một trong các yếu tố gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men, pH tối thích cho hoạt động của nấm men là 4 – 6. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khoảng pH thích hợp cho lên men rượu vang là 2,8 – 4,2; để điều chỉ về giá trị pH của dịch lên men người ta có thể bổ sung axit tartric, axit xitric, NaHCO3. Trong khoảng này nấm men vẫn hoạt động tốt nhưng tạp khuẩn bị ức chế. Ảnh hưởng của nguồn nitơ Nguồn nitơ có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và hoạt động của nấm men. Trong giai đoạn nhân giống, nấm men cần đầy đủ chất dinh dưỡng để phát triển. Ở nhiều dịch nước quả nguồn nitơ đủ để nấm men phát triển, tuy nhiên ở giai đoạn nhân giống người ta vẫn bổ sung thêm nguồn nitơ như: lizin, arginin hoặc (NH4)2SO4 ở nồng độ 0,6% để kích thích sự phát triển của nấm men. Từ đó nấm men sử dụng nguồn nitơ để tổng hợp các axit amin và cần thiết cho các hoạt động của nó. Nếu hàm lượng nitơ trong môi trường quá cao sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vì nó tạo ra nhiều sản phẩm không mong muốn như histein. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hoà tan Lên men rượu là một quá trình yếm khí nhưng ở giai đoạn đầu, tế bào nấm men cần oxy để sinh trưởng và phát triển số lượng tế bào. Nếu lượng oxy cung cấp không đủ phát triển số tế bào thì sẽ ảnh hưởng đến khả năng lên men và tạo ra độ cồn thấp. Ở giai đoạn sau, nấm men có thể lên men ở điều kiện thiếu oxy là vì trong tế bào nấm men có những chất chứa peroxyt có thể nhường lại oxy cho tế bào nấm men. Nếu tăng oxy ở giai đoạn sau hiệu suất giảm, đồng thời rượu vang sẽ tạo nhiều andehit, rượu bậc cao..làm giảm chất lượng của sản phẩm. Ảnh hưởng của các yếu tố khác Ngoài các yếu tố nêu trên, nấm men còn chịu ảnh hưởng của một vài yếu tố khác có mặt trong quá trình lên men. Chất khoáng: chất khoáng rất cần thiết cho nấm men nhất là trong giai đoạn tăng sinh khối. Thường chất lượng quả không được đồng đều, nên người ta thường bổ sung các chất khoáng từ ngoài vào như: KH2PO4, MgSO4, NaCl..nhưng với hàm lượng nhỏ đủ cho nhu cầu hoạt động của nấm men. Chất kích thích sinh trưởng: Người ta có thể bổ sung biotin, các vitamin..để kích thích cho nấm men phát triển. Các chất ức chế: các sản phẩm phụ trung gian xuất hiện trong quá trình lên men nếu được tích tụ dần có thể ức chế hoạt động của nấm men. Sự khuếch tán của CO2 vào dịch lên men gây kìm hãm sự trao đổi chất. Nếu có mặt của các chất sát trùng như SO2, axit sorbic với lượng lớn cũng kìm hãm hoạt động của nấm men. 2.5.7.Các bệnh do vi sinh vật gây ra làm hỏng rượu vang Bệnh do nấm men - Bệnh lên men phụ và hiện tượng đục nấm men Đối với những vang có độ cồn dưới 13 %v/v và đường sót trên 3 g/l mà tàng trữ ở nhiệt độ trên 9oC thì các tế bào nấm men còn sót đang ở trạng thái nghỉ sẽ bắt đầu hoạt động trở lại. Vang như thế sẽ rơi vào tình trạng lên men phụ nhanh chóng và xuất hiện những cặn, cục nhỏ màu nâu trắng mà người ta thường gọi là hiện tượng đục nấm men, hiện tượng này sẽ phát triển và tạo thành những mảng bẩn nằm ở đáy chai đối với vang đã đóng chai. Nếu vang có độ cồn thấp và đường sót cao mà đóng chai ở điều kiện không vô trùng thì nấm men sẽ phát triển và lên men, tạo ra nhiều CO2 có thể làm bật nút chai. Các biện pháp khắc phục: trút vang ra khỏi chai và sử dụng phương pháp diệt nấm men bằng nhiệt đến khi lên men phụ kết thúc và cặn nấm men đã kết lắng hết, sau đó đưa tàng trữ và pha đấu với vang có chất lượng tốt. Để phòng ngừa bệnh này ta phải đóng chai dưới điều kiện vô trùng với những loại vang có độ cồn thấp và lượng đường sót cao hoặc tạo vang có nồng độ cồn trên 13 %v/v. - Bệnh váng nấm men Nếu vang có độ cồn thấp hơn 12 %v/v mà tàng trữ trong thùng gỗ không nút kín hoặc chai ở tư thế thẳng đứng, thì thường có một lớp màng tròn màu trắng ở trên bề mặt của vang do các nấm men tạo váng gây nên Để phòng tránh bệnh này ta cho vang vào đầy thùng tàng trữ và đậy kín. Đối với vang chai bảo quản ở thế nằm ngang hoặc xông SO2 nồng độ tự do cao. Bệnh do vi khuẩn gây lên - Bệnh vang dính: khi rót rượu ra cốc vang không chảy đều, lỏng như nước mà dính như có hồ nếp. Đó là khuẩn lactic gây lên nhất là loại Leuconostoc, trong những điều kiện nhất định tiết ra quanh mình một loại đường riêng gọi là dextran. Bệnh này thường kéo theo bệnh chua tatric và bệnh vang đắng. Cách chữa lên men rượu vang xong nên thêm SO2 tiệt trùng. - Bệnh chua lactic: xảy ra khi trong rượu vang còn lại đường khử, chưa chuyển hết thành rượu. Đường khử bị khuẩn lactic phá huỷ chuyển thành đường manit và acid bay hơi, gây một mùi chua khó chịu. Là một bệnh phổ biến của rượu vang, xảy ra khi quả quá ngọt hoặc cho thêm nhiều đường. Cách chữa: loại bớt khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc kỹ nước quả, gạn cặn kỹ. Thêm SO2 và nhất là tạo điều kiện cho Saccharomyces hoạt động tốt. - Bệnh chua tartaric: xảy ra khi vi khuẩn lactic phá huỷ acid tartaric làm cho rượu đục, sinh nhiều CO2, rượu chuyển màu nâu, có vị nhạt.. cách chữa dùng SO2 xông để diệt khuẩn lactic hoặc dùng nhiệt để xử lý. - Bệnh vang đắng: xảy ra khi men lactic phá huỷ glycerin biến đổi thành acrolein, chất acrolein hình thành tác dụng với tanin tạo chất có vị đắng. Rượu trở thành chua, có vị đắng chữa bằng cách xông SO2 để diệt vi khuẩn latic. - Bệnh khuẩn giấm: rượu vang để tiếp xúc rộng rãi với không khí chỉ sau một vài tuần bị một màng trắng bao phủ: đó là màng giấm. Khuẩn giấm biến cồn etylic thành acid acetic, do đó rượu vang có mùi giấm. Một phần nhỏ acid acetic lại hợp với rượu etylic biến thành ester etylacetat và chất này có mùi chua gắt, khó chịu hơn cả dấm. Người ta nếm rượu căn cứ vào mùi etylacetat để đánh giá rượu vang có bị chua dấm hay không. Khuẩn giấm phát triển mạnh hay yếu phụ thuộc vào các nhân tố sau: Số lượng khuẩn ban đầu, do đó phải tìm cách lọc giữ vệ sinh để giảm khuẩn nhiễm tạp, đồng thời duy trì lượng SO2 tự do thích hợp trong rượu vang. Độ nhiệt ảnh hưởng lớn, ví dụ acid acetic hình thành ở 28oC cao gấp đôi ở 23oC. Độ pH cũng ảnh hưởng lớn, rượu vang càng chua khuẩn giấm càng khó sinh sản, ví dụ dưới pH = 3,2 rất thấy ít xuất hiện khuẩn giấm. Polyphenol – tanin có tác dụng kìm hãm nhẹ sự phát triển của khuẩn giấm. Khuẩn giấm cần nhiều oxy, do vậy giữ rượu vang trong chai, nút kín là cách giữ cho rượu vang tránh bệnh chua giấm.[2.1] 2.5.8. Các lỗi của vang Lỗi về màu sắc Thường lỗi này là vang có màu nâu: vang đỏ và vang trắng khi môi trường lên men không xông SO2 đủ lượng, dưới tác dụng của oxy không khí vang bị biến đổi màu sắc chuyển dần sang màu nâu và xuất hiện hương vị lạ như mùi quả héo. Có thể xử lý bằng cách xông SO2. Lỗi về mùi vị - Mùi trứng thối Lỗi này xảy ra khi một lượng lớn lưu huỳnh (S) đi vào dịch quả hoặc đi vào vang non khi đốt S không đúng phương pháp, hay S dính ở các thiết bị. S bị nấm men khử thành H2S có mùi trứng thối khó chịu. Khắc phục lỗi này bằng cách thông khí và sục SO2. - Vị nhạt và mùi nước tiểu chuột Nếu vang không được xông đủ SO2 hoặc tàng trữ trong thùng gỗ không đầy thì chỉ sau một thời gian ngắn sẽ bị mất mùi và có vị lạ. Nếm thấy nhạt và thường bốc mùi andehit tương tự mùi nước tiểu chuột. Khắc phục bằng cách xông SO2 mạnh, rồi sau đó pha đấu với vang chất lượng cao. - Mùi SO2 Nếu vang bị xông quá nhiều SO2 thì sẽ gây mùi SO2, mùi này có thể át hết mùi chất thơm của rượu vang. Khắc phục lỗi này bằng cách thông khí mạnh để giảm lượng SO2. - Vị mốc, thùng gỗ và nút chai Nếu vang tiếp xúc với các thiết bị bị mốc hoặc chứa trong các thùng gỗ vệ sinh chưa sạch thì có mùi mốc và mùi thùng gỗ. Lỗi này có thể xử lý bằng than hoạt tính sau đó pha đấu với rượu vang tốt. 2.6. Công nghệ sản suất rượu vang 2.6.1. Sơ lược lịch sử ngành sản xuất vang Việt Nam Vang sản xuất từ quả có lẽ chỉ bắt đầu vào những năm nửa sau của thế kỷ 20, vang đầu tiên mang nhãn hiệu “ Thăng Long “ chính thức có mặt trên thị trường nội địa năm 1984, mà nguyên liệu sản xuất lại chính là quả dâu, mơ. Ngay sau khi có mặt trên thị trường, sản phẩm vang của Việt Nam đã được người tiêu dùng đón nhận và những năm tiếp theo ngành sản xuất vang Việt Nam đã phát triển với tốc độ khá nhanh. Theo những kết quả thống kê sơ bộ thì: Năm 1984, duy nhất chỉ có vang “ Thăng Long “ với tổng sản lượng khoảng 10.000 lit/năm. Năm 1985, cũng vẫn chỉ có vang Thăng Long với tổng sản lượng đạt khoảng 30.000 lit/năm. Năm 1986, có thêm vang Hồng Hà, Gia Lâm.. với tổng sản lượng đạt khoảng 100.000 lit/năm. Từ năm 1992 – 1996 đã có thêm vang: Đông Đô, HaBa, Hà Nội, Tây Đô, Hoàn Kiếm.. tổng sản lượng năm 1996 đạt khoảng 7.000.000 lit/năm (vang Thăng Long vẫn dẫn đầu với sản lượng chiếm hơn 90 %). Năm 1997 – 1999: có thêm một số vang Ninh Thuận, Bắc Đô, Hùng Vương, Vang Nho (Viện nghiên cứu Rượu - Bia - Nước giải khát).. tổng sản lượng 8.500.000 lit/năm (trong đó vang Thăng Long chiếm 76 % thị phần ).[1.2] Từ năm 2000 đến nay, theo cơ chế thị trường một số nhãn hiệu mới xuất hiện như vang Vina Wine, vang Mercy, vang Tháp Chàm.. đồng thời một số nhãn hiệu cũng không còn trên thị trường. Tổng sản lượng năm 2002 là 12.500.000 lít/năm. Như vậy ngành s._.ạch cần X4 (lít) nước X4 = (lít) Vậy tổng lượng nước dùng cho cả phân xưởng hoàn thiện rượu vang cần là: Vt4 = 39745 (lít) 4.5. Tính nước cho nhà nồi hơi - Lượng nước nóng cần đun để vệ sinh 1 ngày là: V51 = 4x1087,5 = 4350 (lít) - Lượng nước dùng cho nồi hơi V52 = 3500 (lít) - Lượng nước dùng để vệ sinh nhà nồi hơi Giả sử 1 m2 sàn nhà để rửa sạch cần 25 (lít) nước Vậy 108 m2 sàn nhà để rửa sạch cần X5 (lít) nước X5 = (lít) Vậy tổng lượng nước dùng cho cả phân xưởng hoàn thiện rượu vang cần là: Vt5 = 10550 (lít) 4.6. Tính nước cho nhà CIP - Lượng nước cần để hoà tan NaOH, HCl tạo dịch CIP Thể tích 1 thùng = 690 (lít) Vậy tổng thể tích: V61 = 3x690 = 2070 (lít) - Lượng nước rửa các hệ thống CIP Giả sử nước cần rửa CIP lấy 10% so với thể tích thiết bị Vậy lượng nước cần: V62 = 4x770x10% = 308 (lít) - Lượng nước dùng để vệ sinh nhà CIP Giả sử 1 m2 sàn nhà để rửa sạch cần 50 (lít) nước Vậy 36 m2 sàn nhà để rửa sạch cần X6 (lít) nước X6 = (lít) Vậy tổng lượng nước dùng cho cả nhà CIP cần là: Vt6 = 4178 (lít) 4.7. Tính lượng nước dùng cho khu nhà hành chính Nước dùng chủ yếu cho khu nhà này là nước dùng cho khu vệ sinh, giả sử khu nhà hành chính tiêu thụ 1 ngày là: V7 = 2000 (lít/ngày) 4.8. Tính lượng nước dùng cho khu nhà ăn - hội trường Nước dùng chủ yếu cho khu nhà này là nước dùng cho nấu cơn chưa phục vụ nhân viên toàn nhà máy và khu vệ sinh, giả sử khu nhà ăn - hội trường tiêu thụ 1 ngày là: V8 = 5000 (lít/ngày) 4.9. Tính lượng nước dùng cho khu nhà tắm - vệ sinh - Lượng nước dùng cho nhân viên Giả sử nhu cầu mỗi nhân viên dùng 50 (lít) trong 1 ngày Vậy 80 người cần X91 (lít) trong 1 ngày X91 = (lít) - Lượng nước rửa nhà tắm - vệ sinh (1 ngày rửa 2 lần) Giả sử 1 m2 sàn nhà để rửa sạch cần 2x25 (lít) nước Vậy 144 m2 sàn nhà để rửa sạch cần X9 (lít) nước X9 = (lít) Vậy tổng lượng nước dùng cho cả nhà CIP cần là: Vt9 = 11200 (lít) 4.10. Tổng lượng nước cần dùng cho toàn nhà máy - Lượng nước tính toán dùng cho nhà máy Vtt = Vt1 + Vt2 + Vt3 + Vt4 + Vt5 + Vt6 + Vt7 + Vt8 + Vt9 Thay số: Vtt = 163652,2 (lít) - Lượng nước nhà máy xử lý hoặc mua thực tế lớn hơn lượng nước tính toán khoảng 15% Vậy: Vnm = Vtt + Vtt.15% Thay số: Vnm = 188200,03 (lít) Vnm = 188,2 (m3/ngày) - Lượng nước nhà máy cần dùng trong 1 tháng ( giả sử 1 tháng sản xuất 25 ngày ) Vt = 25x188,2 = 4705 (m3) - Lượng nước nhà máy cần dùng trong 1 năm Vn = 12x4705 = 56460 (m3) Chương 8: TÍNH TOÁN KINH TẾ 1. Mục đích và nhiệm vụ 1.1. Mục đích Bất kỳ doanh nghiệp nào muốn hoạt động cũng phải có một lượng vốn nhất định để thuê mặt bằng sản xuất kinh doanh, xây dựng nhà xưởng, kho tàng, mua sắm và lắp đặt máy móc thiết bị, mua sắm vật tư hàng hoá.. Trong quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh, các doanh nghiệp phải quan tâm đến hiệu quả sử dụng vốn của mình và mong muốn phấn đấu sao cho một đồng vốn bỏ ra sau một thời gian nhất định sinh lợi được nhiều nhất. Do vậy tính toán kinh tế nhằm một số mục đích sau: Chắc chắn, an toàn, khả thi là một công cụ thể hiện kế hoạch chi tiết của việc đầu tư kinh doanh sản xuất, phát triển kinh tế, làm tiền đề cho các quyết định đầu tư và tài trợ. Vì sản xuất gắn liền với thị trường, vấn đề cạnh tranh rất quan trọng và cần thiết cho nhà đầu tư vạch ra sách lược hoạt động cho dự án. Nhà đầu tư, xuất phát từ nghiên cứu nhu cầu của giới tiêu thụ, sẽ quyết định sản xuất mặt hàng nào, qui cách sản phẩm thế nào, lựa chọn đường dây phân phối ra sao để thoả mãn nhu cầu đó. Làm cơ sở để lập kế hoạch phát triển cho sản xuất trong tương lai, từ kết quả phân tích các thông số kinh tế. Tính toán kinh tế hạn chế được tối đa mức độ rủi ro của nhà máy khi đi vào hoạt động sản xuất. Ngược lại, từ kết quả tính lợi nhuận mà sản xuất mang lại chúng ta lập kế hoạch mở rộng qui mô nhà máy, nâng cao chất lượng sản phẩm và đa dạng hoá sản phẩm. Tính toán kinh tế cho thấy tính khả thi chắc chắn của bản thiết kế để trình lên các cấp, cơ quan có thẩm quyền phê duyệt và các nhà đầu tư quan tâm từ đó nhà máy được cấp giấy phép, đủ vốn để thi công xây dựng, sản xuất và được cạnh tranh lành mạnh. 1.2. Nhiệm vụ Cụ thể hoá các khoản chi, thu trong một thời gian nhất định thường là từng quí, từng năm thậm chí là từng tháng. Để từ đó huy động vốn gồm vốn tự có, vốn vay ngân hàng, vốn được ứng trước của bên mua sản phẩm và vốn của các nhà đầu tư. Cụ thể hoá các khoản thu sau thuế, lợi nhuận đạt được để làm động lực cho duy trì và phát triển sản xuất. Nâng cao hiệu quả của sản xuất và tiêu thụ sản phẩm đẩy mạnh tiến độ trong giai đoạn cần kíp ( nhất là vào thời kỳ lễ, tết..). Từ đó, tính toán chi phí hợp lý, giá bán hợp lý phù hợp với điều kiện của người tiêu dùng. Khi tiến hành tính toán việc đầu tư vốn cho một xí nghiệp chúng ta cần phải tính thu hồi vốn đầu tư, xây dựng, mua sắm thiết bị, hệ số tiêu hao nguyên liệu, động lực, nhu cầu về lao động, bộ máy quản lý điều hành nhà máy sao cho đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.[1.12] 2. Nội dung tính toán Tính toán kinh tế cho nhà máy sản xuất rượu vang với công suất 2 triệu lít/năm. 2.1. Chi phí cho nguyên liệu sản xuất chính Các chi phí này gồm tiền mua nho, đường, axit tartaric, chất khử trùng SO2, nấm men, chất trợ lọc bentonit, enzym pectin.. - Nho: nho được mua trực tiếp từ người dân trồng nho, giá tại thời điểm thu hoạch là 6000 vnđ/1 kg. Vậy tổng số tiền 1 năm cần để chi trả mua nho là: V1i = 2334077,4x6000 = 134,05.108 (vnđ) Tương tự tính cho các nguyên liệu khác ta lập được bảng số liệu sau: Bảng 9: Nguyên liệu sản xuất chính và giá thành Stt Nguyên liệu Số lượng (kg) Đơn giá a (nghìn) Thành tiền b (triệu) 1 Nho 2334077 6,0 13404,46 2 Đường saccarozơ 388623,7 6,8 2642,64 3 Axit tartaric 154679 15 2324,69 4 Chất khử trùng K2S2O5 816,9 50 25,845 5 Nấm men 723,56 60 43,414 6 Bentonit 7329 10 73,29 7 Enzym Pectin 630,2 100 63,02 8 Tổng 16252,7 Ngoài những nguyên liệu chính ở bảng trên còn có vitamin B1, B6; thương phẩm Leuconostoc oenos, ..Tính giá nguyên liệu này chiếm 2 % trong tổng số giá thành nguyên liệu chính. Vậy tổng giá thành là: V1 = 16252,7.106 + 16252,7.106x2% = 16577,75.106 (vnđ) 2.2. Chi phí cho nguyên liệu phụ Các chi phí gồm tiền mua chai, nút & màng co, nhãn chai, hồ dán, thùng carton, băng dính.. - Chai: để giảm giá thành, đặt mua chai theo mẫu thiết kế sẵn của công ty (đặc điểm của chai: chai màu xanh, đáy lõm, thành dày, dung tích 750 ml..). Giá thành 1 chai là 500 vnđ/1 chai ( có thể mua chai cũ ), do đó số tiền cần mua chai trong 1 năm là: V2i = 2667850x500 = 1333,93.106 (vnđ) Tính tương tự cho các nguyên liệu phụ khác chúng ta lập được bảng sau: Bảng 10: Nguyên liệu sản xuất phụ và giá thành Stt Nguyên liệu Số lượng Đơn giá a (nghìn) Thành tiền b (triệu) 1 Chai 2667850 (cái) 0,5 1333,93 2 Nút & màng co 2667850 (bộ) 0,3 800,36 3 Nhãn chai 2667850 (bộ) 0,2 533,57 4 Hồ dán 13537,6 (kg) 4,0 54,15 5 Thùng carton 224072 (cái) 3,0 672,22 6 Băng dính 28009 (cuộn) 2,5 70,02 7 Tổng 3464,25 Ngoài những nguyên liệu bảng trên còn có lượng HCl, NaOH, lượng chai hao hụt do bị vỡ hỏng.. Tính giá nguyên liệu này chiếm 2 % trong tổng số giá thành nguyên liệu phụ. Vậy tổng giá thành là: V2 = 3464,25.106 + 3464,25.106x2% = 3533,54.106 (vnđ) 2.3. Vốn đầu tư cho nhà máy a. Vốn đầu tư cho công trình xây dựng Chi phí đầu tư cho công trình xây dựng được tính theo đơn vị m2 nhân với đơn giá lấy theo kinh nghiệm thực tế (ước tính cho từng hạng mục công trình). Các số liệu được biểu diễn theo bảng sau: Bảng 11: Hạng mục công trình xây dựng và giá thành Stt Tên công trình Diện tích (m2) Đơn giá a (nghìn) Thành tiền b (triệu) 1 Phân xưởng tiếp nhận quả 432 1500 648 2 Phân xưởng lên men 648 1500 972 3 Phân xưởng trữ rượu vang 432 1500 648 4 Phân xưởng hoàn thiện 648 1500 972 5 Kho thành phẩm 576 2000 1152 6 Nhà lạnh 108 1200 129,6 7 Kho nguyên liệu 216 1500 324 8 Kho chứa chai, bock 216 1500 324 9 Trạm biến áp 144 1200 172,8 10 Phân xưởng cơ điện 216 1200 259,2 11 Nhà nồi hơi 108 1200 129,6 12 Nhà CIP 36 1200 43,2 13 Khu xử lý nước thải 216 1200 259,2 14 Khu xử lý bã thải 216 1200 259,2 15 Khu nhà hành chính 504 1800 907,2 16 Khu nhà ăn - Hội trường 432 1800 777,6 17 Nhà giới thiệu sản phẩm 216 1800 388,8 18 Khu nghỉ ngơi và giải trí 216 1500 324 19 Nhà để xe đạp – xe máy 108 800 86,4 20 Khu vực nhà tắm, vệ sinh 144 1200 172,8 21 Phòng bảo vệ 72 1000 72 22 Gara ôtô 216 1000 216 23 Tổng 9237,6 Ngoài ra còn có các công trình phục vụ gián tiếp cho sản xuất như đường xá, vườn hoa, thảm cỏ, kho lộ thiên.. Các công trình này ước tính chiếm 15 % tổng giá trị các công trình chính. Vậy tổng giá trị xây dựng là: V3 = 9237,6.106 + 9237,6.106x15% = 10623,24.106 (vnđ) 2.4. Vốn đầu tư chi phí cho các thiết bị chính trong sản xuất Thiết bị chính dùng cho sản xuất, và giá thành của chúng được liệt kê ở bảng dưới đây: Bảng 12: Hạng mục thiết bị và giá thành Stt Tên thiết bị Số lượng Giá thành thiết bị a (triệu) Tổng giá thành b (triệu) 1 Băng tải 2 10 20 2 Thùng rửa 4 2,0 8,0 3 Máy nghiền trục 2 15 30 4 Máy ép 1 100 100 5 Thùng pha chế 2 20 40 6 Tank lên men 26 20 520 7 Tank trữ rượu vang 52 12 624 8 Máy lọc ống 2 50 100 9 Máy rửa chai 1 200 200 10 Máy chiết chai 1 200 200 11 Máy dãn nhãn 1 100 100 12 Tank nhân men giống CI 1 5,0 5,0 13 Tank nhân men giống CII 1 7,0 7,0 14 Tank men giống trung gian 1 3,0 3,0 15 Máy làm lạnh 1 1500 1500 16 Hệ thống CIP 4 2,0 8,0 17 Nồi hơi 1 20 20 18 Máy nén khí 1 5,0 5,0 19 Cân 2 5,0 10 20 Bơm 12 3,0 36 21 Hệ thống điện 2000 2000 22 Hệ thống xử lý nước 1 100 100 23 Hệ thống xử lý bã thải 1 50 50 24 Máy rửa bock 2 1,0 2,0 25 Ôtô chuyên chở nguyên liệu 3 700 2100 26 27 Tổng 7788 Trong đó thiết bị đường ống, phụ tùng thay thế, đèn chiếu sáng.. Chúng ta ước lượng khoảng 10 % giá trị của tổng giá trị thiết bị. Vậy tổng giá trị của toàn bộ thiết bị là: V4 = 7788.106 + 7788.106x10% = 8566,8.106 (vnđ) 2.5. Chi phí nhiên liệu và nước Các chi phí này được liệt kê ở bảng dưới đây: Stt Tên nhiên liệu và nước Số lượng Đơn giá (vnđ) Thành tiền b (triệu) 1 Điện 692880 (kW) 1200 782,44 2 Than 79608 (kg) 700 55,73 3 Nước 56460 (m3) 1000 55,46 4 Tổng 893,63 Chi phí và dịch vụ khác chiếm 5 % chi phí nhiên liệu và nước của nhà máy. Vậy chi phí tổng là: V5 = 893,63.106 + 893,63.106x5% = 938,31.106 (vnđ) 2.6. Vốn đầu tư thuê đất của nhà máy Nhà máy thuê khu đất có diện tích S = 22500 (m2), có thời hạn sử dụng là 50 năm. Giá thuê đất 1 m2 là 1600 (vnđ)/năm. Vậy tổng số tiền dùng để thuê đất trong 1 năm là: V6i = 22500x1600 = 36.106 (vnđ) Tổng số tiền thuê đất trong 10 năm là: V6 = 360.106 (vnđ) 2.7. Tính tiền lương a. Nhân lực phục vụ cho sản xuất Stt Bộ phận làm việc Số lượng Số ca/ngày Số nhân viên/ngày 1 Nhập nguyên liệu 6 1 6 2 Máy vận chuyển băng tải 6 1 6 3 Rửa quả 4 1 4 4 Nghiền nho 2 1 2 5 Ép dịch nghiền 1 1 1 6 Pha trộn dịch 1 1 1 7 Lên men 2 2 4 8 Phòng thí nghiệm 2 1 2 9 Trữ rượu vang 2 2 4 10 Rửa chai, bock 4 1 4 11 Kiểm tra chai 2 1 2 12 Chiết chai, dập nút 2 1 2 13 Thanh trùng 1 1 1 14 Dán nhãn 1 1 1 15 Vận chuyển thùng, bock 4 1 4 16 Xử lý bã, nước thải 4 1 4 17 Sửa chữa điện, cơ khí 4 1 4 18 Trạm biến áp 1 1 1 19 Lò hơi 3 1 3 20 Nhà lạnh 2 2 4 21 Giới thiệu sản phẩm 3 1 3 22 Vệ sinh 4 1 4 23 Nấu ăn 2 1 2 24 Ytế 2 1 2 25 Bảo vệ 2 2 4 26 Quản lý phân xưởng 2 1 2 27 Lái xe 3 1 3 28 29 Tổng 80 b. Nhân viên hành chính và điều hành Nhà máy có 1 giám đốc, 1 phó giám đốc, 2 trợ lý; 2 kế toán, 2 nhân viên thu chi, 1 nhân viên nhân sự, và 1 nhân viên công đoàn. Vậy tổng số nhân viên hành chính và điều hành là 10 người. c. Tính tiền lương Tổng số nhân viên toàn nhà máy là 90 người. Tiền lương của nhân viên được tính trung bình theo lĩnh vực sản xuất và hành chính. Tiền lương tính theo bảng dưới đây: Đối tượng Số lượng Lương bình quân a (nghìn/tháng) Lương cả tháng b (triệu/tháng) Lương cả năm c (triệu/năm) Công nhân viên 80 1200 96 1152 Cán bộ 10 2000 20 240 Tổng 116 1392 V7 = 1392.106 (vnđ) d. Tiền bảo hiểm Giả sử tiền bảo hiểm theo lương tính 15 %. Vậy tiền bảo hiểm mỗi tháng công ty phải trả là: V8i = 116.106x15% = 17,4.106 (vnđ) Tiền bảo hiểm mỗi năm công ty phải trả là: V8 = 17,4.106x12 = 208,8.106 (vnđ) 3. Tính giá thành sản phẩm và doanh thu của nhà máy 3.1. Tính khấu hao nhà xưởng, thiết bị (khấu hao tài sản cố định) a. Khấu hao nhà xưởng Thời gian sử dụng của nhà xưởng là 20 năm, vậy chi phí khấu hao nhà xưởng mỗi năm là: ( Vxd = 10623,24.106 vnđ ) Mk1 = (vnđ) b. Khấu hao thiết bị Thời gian sử dụng của thiết bị là 15 năm, vậy chi phí khấu hao thiết bị mỗi năm là: (Vtb = 8566,8.106 vnđ ) Mk2 = (vnđ) c. Tổng khấu hao tài sản cố định Mk = 531,16.106 + 571,12.106 = 1102,28.106 (vnđ) 3.2. Tổng chi phí của nhà máy sản xuất trong 1 năm (C1) C1 = V1 + V2 + Mk + V5 + V6 + V7 + V8 Thay số: C1 = 16577,75.106 + 3533,54.106 + 1102,28.106 + 938,31.106 + 1392.106 + + 208,8.106 = 23788,68.106 (vnđ) Ngoài các chi phí kể trên, khi nhà máy đi vào hoạt động còn phát sinh một số chi phí như: Chi phí quản lý doanh nghiệp, chi phí này liên quan tới việc tổ chức, quản lý điều hành hoạt động sản xuất kinh doanh tính bằng 2% chi phí khấu hao, vật liệu Cql = 2%x1102,28.106 + 2%x20111,29.106 = 424,27.106 (vnđ) Chi phí bán hàng là các khoản chi liên quan tới việc tiêu thụ sản phẩm, hàng hoá dịch vụ.. tính bằng 1% so với doanh thu bán sản phẩm Cbh = 600.106 (vnđ) Vậy chi phí tổng C2 là: C2 = 23788,68.106 + 424,27.106 + 600.106 = 24812,95.106 (vnđ) 3.3. Tính giá thành sản phẩm Vậy giá thành sản phẩm tính trung bình cho 1 lít rượu vang được tính theo công thức: P1i = (vnđ) Để định giá bán của một sản phẩm là một trong những yếu tố quan trọng mà mỗi nhà sản xuất phải làm, định giá cả hàng hoá dựa vào những yếu tố sau: -Đảm bảo sự tồn tại của một nhà sản xuất -Tối đa hoá lợi nhuận -Đảm bảo tối đa hoá doanh thu -Tối đa hoá số lượng tiêu thụ -Giành vị trí dẫn đầu về chất lượng sản phẩm Dựa vào các tiêu chí trên chúng tôi định giá bán của rượu vang là 22500 đồng/1chai hay 30000 vnđ/lít. So sánh giá cả của các đối thủ cạnh tranh khác: vang Thăng Long 34000 vnđ/chai; vang Vinawine 27000 vnđ/chai; vang Tháp Chàm 25000 vnđ/chai. Như vậy việc định giá sản phẩm của nhà máy là tương đối hợp lý, để chiếm lĩnh được lòng tin người tiêu dùng và thị trường thì việc làm quan trọng là phải nâng cao chất lượng của sản phẩm ngang tầm với các loại rượu vang trên thế giới. 3.4. Doanh thu của nhà máy -Doanh thu của sản phẩm (Rsp) Rsp = sản lượng x giá bán Thay số: Rsp = 2.106x30000 = 60.109 (vnđ) -Doanh thu từ bã Rbã = 466815,87x2000 = 933,63.106 (vnđ) -Vậy tổng doanh thu của nhà máy: Rt = 60.109 + 933,63.106 = 60,93363.109 (vnđ) 4. Tính lợi nhuận, vốn lưu động và tính NPV 4.1. Tính lợi nhuận Các số liệu kinh tế: -Doanh thu: R = 60933,63.106 (vnđ) -Chi phí: C2 = 24812,95.106 (vnđ) -Khấu hao (giả sử khấu hao do khuyến mại, giảm giá.. ): Kh = 108 (vnđ). -Giả sử số tiền chi phí C2 được vay toàn bộ từ ngân hàng với lãi xuất 12%/năm, nên số tiền phải trả lãi là: C3 = 24812,95.106x12% = 2977,55.106 (vnđ) Lợi nhuận trước thuế: EBIT = Doanh thu – Chi phí - Khấu hao – Lãi vay = 60933,63.106 – 24812,95.106 – 100.106 - 2977,55.106 = 33043,13.106 (vnđ) -Tính thuế doanh nghiệp phải trả: Với thuế suất đối với doanh nghiệp rượu vang T = 28%, vậy thuế phải trả là: Thuế = Lợi nhuận trước thuế (EBIT) x T Thuế = 33043,13.106x28% = 9252,08.106 (vnđ) 4.2. Tính toán luồng tiền hoạt động (OCF) OCF = Lợi nhuận sau thuế + Khấu hao OCF = ( 33043,13.106 – 9252,08.106 ) + 100.106 = 23891,05.106 (vnđ) 4.3. Tính vốn lưu động Vốn lưu động được tính theo công thức sau: Vlđ = (giả sử vòng quay của vốn 1 năm: n = 4) Thay số: Vlđ = (vnđ) 4.4. Tính NPV (giá trị hiện tại ròng) NPV được tính theo công thức sau: NPV = Trong đó: CFi = Bi – Ci – Ki +SVi CFi: dòng tiền năm i Ki: đầu tư năm i Bi: dòng thu năm i Ci: dòng chi năm i SVi: giá trị còn lại năm i r: tỷ lệ chiết khấu được chọn (r = 10%) n: thời gian hoạt động của dự án Dòng đầu tư Ki = C2 + Vlđ thay số: Ki = 24812,95.106 + 15233,4.106 = 40046,35.106 (vnđ) Giả sử thời gian tính NPV là 5 năm, và giá trị tài sản sau khi khấu hao còn lại: SVi = 2000.106 (vnđ). Lập bảng tính các giá trị trong công thức NPV Năm 0 1 2 3 4 5 Đầu tư (triệu) 40046,4 0 0 0 0 -2000 Doanh thu (triệu) 60933,6 60933,6 60933,6 60933,6 60933,6 Chi phí (triệu) 37142,5 37142,5 37142,5 37142,5 37142,5 Dòng tiền CFi (triệu) -40046,4 23791,1 23791,1 23791,1 23791,1 25791,1 Áp dụng công thức xác định NPV của dự án đầu tư chúng ta có: NPV = NPV = 51388,61.106 (vnđ) > 0 Kết luận: vậy dự án đề ra thực hiện khả thi. 4.5. Tính thời gian thu hồi vốn Thời gian hoàn vốn được tính theo phương pháp cộng dồn Công thức tính: K = Tức là qui đổi các giá trị CFi về năm 0 rồi cộng lại cho đến khi bằng với giá trị K khi đó ta sẽ xác định được thời gian thu hồi vốn đầu tư có tính đến chiết khấu. Lập bảng tính toán các giá trị trong công thức trên: Năm 0 1 2 3 CFi (triệu) vnđ - 40046,4 23791,1 23791,1 23791,1 HSCK (triệu) vnđ 1 0,909 0,826 0,751 PV (triệu) vnđ - 40046,4 21626,1 19651,5 17867,1 Cộng dồn PV (triệu) vnđ - 40046,4 - 18420,3 1231,2 19098,3 Trong đó: HSCK (hệ số chiết khấu) = 1/(1+r)i nhằm qui dòng tiền về năm 0. Vậy dự án đầu tư sau 2 năm hoàn trả hết nợ và có lãi là 1231,2.106 (vnđ). Chương 9: VỆ SINH, AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 1. Vệ sinh nhà máy 1.1. Vệ sinh nhà xưởng thiết bị Các máy nghiền, ép, tank lên men sau mỗi chu kỳ đều được tiến hành vệ sinh bằng nước nóng và hoá chất (hoá chất gồm HNO3 0,1%, NaOH 2%) được tiến hành thao tác như sau: Sau khi bơm axit vào thùng được 5 phút thì mở van hồi của bơm, bơm hồi lưu trở lại thùng CIP. 15 phút sau dùng đầu hút để hút nốt dịch axit có trong thùng. Sau khi rửa axit, mở van đáy. Bơm nước sạch trong 1 phút để dồn dịch axit trong đường ống. Bơm xút 2% để trung hoà axit còn lại trong thùng lên men, thứ tự từ bơm cấp, bơm hồi và rửa bằng nước sạch. Sau đó kiểm tra độ pH ≈ 7 thì đạt. Tank lên men được vệ sinh bằng axit, xút lạnh và nước thường. Còn đường ống vệ sinh bằng xút nóng, axit nóng và nước nóng, thể tích hoá chất bằng 5% thể tích thùng. Thể tích nước vệ sinh cần nhiều hơn vì cần phải rửa cả trong lẫn ngoài. Phần đáy côn của tank lên men và tank trữ rượu vang có cửa vệ sinh đường kính 450 mm để người có thể chui vào vệ sinh được. Hàng tuần phải thanh trùng thiết bị và đường ống bằng hơi, thời gian 15 phút. Các thiết bị nhân giống và rửa men cần được thanh trùng sau mỗi mẻ lên men để đảm bảo nấm men không bị nhiễm trùng. Nền nhà xưởng cần được vệ sinh bằng nước sạch. Hành lang, lối đi, khu xung quanh nhà máy được quét dọn hàng ngày. Bãi cỏ, vườn hoa được phun nước, chăm sóc để tạo vẻ đẹp cảnh quan và tạo bầu không khí trong lành cho nhà máy. Trần, tường nhà, cửa xổ cần được quét bụi. Công tác vệ sinh trong nhà máy cần được thực hiện nghiêm ngặt vì nó ảnh hưởng đến công tác an toàn vệ sinh thực phẩm. 1.2. Vệ sinh cá nhân Bộ phận quản lý cần kiểm tra vệ sinh theo các biểu mẫu GMP, GHP. Vì con người tiếp xúc với thiết bị, dụng cụ thao tác sẽ ảnh hưởng đến môi trường sản xuất nên gián tiếp ảnh hưởng đến vệ sinh thực phẩm. Nhân viên phòng thí nghiệm phải mặc trang phục bảo hộ lao động đã được giặt sạch, phơi khô sau ca làm việc. Sức khoe của công nhân phải được kiểm tra thường xuyên, nếu bị các bệnh về hô hấp, ngoài da thì cần nghỉ và chữa trị kịp thời đến khi khỏi. Nhân viên phải có ý thức giữ gìn vệ sinh cá nhân và vệ sinh chung, không hút thuốc lá, khạc nhổ bừa bãi. 2. An toàn lao động Bao gồm những nhiệm vụ phát hiện và nghiên cứu thương tích do sản xuất, thảo ra những biện pháp làm tăng điều kiện lao động và các biện pháp vệ sinh sức khoẻ nhằm đảm bảo ngăn ngừa thương tích, các bệnh nghề nghiệp, các tai nạn, các đám cháy, vụ nổ trong xí nghiệp. 2.1. An toàn điện Để ngăn ngừa sự tạo thành các tia lửa điện, các nguồn nung nóng trong các khu dễ nổ và dễ cháy, tất cả những cái lấy điện, các dụng cụ mở điện, các phương tiện tự động cần phải hoàn thành ở kiểu phòng nổ và kín nước. -Các thiết bị điện đều có cầu dao, cầu chì, attomat để ở những vị trí thuận lợi để ngắt máy kịp thời khi có sự cố và không gây va chạm. -Cần có qui định các biện pháp ngăn ngừa rất thận trọng khi các hoạt động của máy móc hoạt động, dẫn đến bị nung nóng do ma sát (ví dụ: các bộ phận dẫn động cánh khuấy, các bánh răng, ổ trục..) cần phải chế tạo chúng bằng những vật liệu không bắn tia sáng như nhôm, đồng, chất dẻo.. Biện pháp tốt nhất là dùng những tấm thảm cao su để bảo vệ cầu thang. -Mọi người không được hút thuốc, đem lửa đến những nơi dễ gây cháy nổ như thùng chứa cồn etylic.. -Mọi bộ phận sản xuất đều có thiết bị phòng cháy, chữa cháy như bình CO2, bình cứu hoả.. 2.2. An toàn vận hành và an toàn thiết bị Điều kiện cơ bản để đảm bảo an toàn vận hành là phải quan sát thận trọng qui trình tiến hành thao tác công nghệ của tất cả các công đoạn. -Không cho phép đặt các đường ống dẫn dung dịch dễ nổ, dễ bay hơi cùng với các đường dẫn nhiệt và dẫn khí nén. -Để an toàn cần sơn các đường ống thành những màu để đoán nhận theo nhóm các chất được vận chuyển: nước – màu xanh lá cây, hơi – màu đỏ, không khí xanh, khí (trong đó có khí hoá lỏng) – vàng, axit – cam, kiềm – tím, chất lỏng nâu, các chất khác (dung dịch enzym, dịch nấm men..) – màu xám, các ống chữa cháy – màu đỏ. -Mỗi thiết bị đều có một áp lực tối đa cho phép, nếu áp suất quá cao thì gây nổ. Khi tăng áp suất thì phải tăng từ từ, nếu tăng mạnh gây xung động dẫn đến làm giảm tuổi thọ của các bộ phận trong thiết bị. -Vệ sinh thiết bị sạch sẽ và đặt ở nơi khô dáo cũng góp phần vào việc tăng tuổi thọ cho thiết bị. -Trong không khí thoát ra từ thiết bị ( thiết bị lên men, tàng trữ..) có chứa một lượng lớn nấm men, khí SO2, cho nên trước khi thải vào khí quyển cần phải được lọc sạch. -Các bản hướng dẫn kỹ thuật an toàn được phác thảo riêng biệt cho mỗi loại thiết bị, công nghệ, cần nghiên cứu kỹ phù hợp với vị trí công tác của mọi thành viên. 2.3. An toàn hơi, khí Trong sản xuất có các bộ phận tạo áp lực như nồi hơi, trạm khí nén. Mà các thiết bị này phải hoạt động liên tục nên dễ gây sự cố cháy nổ, vì vậy chúng ta cần phải tiến hành một số thao tác như sau: -Các đường dây, nút điều khiển phải đặt trong tủ điều khiển. -Sử dụng van ngưng, luôn mở van này, tránh gây tăng hay giảm áp đột ngột. Không để mực nước dưới mực nước báo động. -Người vận hành nồi hơi phải được đào tạo theo các phương pháp hoạt động và đã qua hướng dẫn các luật kỹ thuật an toàn, mới được thao tác các thiết bị này. -Phải kiểm tra thường xuyên các thiết bị máy móc đặc biệt là các bộ phận an toàn như: ống thuỷ, áp kế, ống xi phông, các van an toàn, còi báo động, đường ống dẫn hơi.. -Các máy nén khí thường đặt riêng biệt trong các toà nhà một tầng, được thiết kế theo các yêu cầu “ Tiêu chuẩn phòng cháy và tiêu chuần vệ sinh khi thiết kế các xí nghiệp công nghiệp “. -Các máy nén khí được cách biệt với các phòng lân cận bởi tường chắn có chiều cao lớn hơn 3 m và bề dày lớn hơn 12 cm. 3. Bảo vệ môi trường Bảo vệ thiên nhiên và sử dụng hợp lý các nguồn dự trữ của chúng trong điều kiện khai thác triệt để là một trong những nhiệm vụ mang tính xã hội, kinh tế quan trọng nhất của mỗi quốc gia. Hệ thống bảo vệ môi trường xung quanh bao gồm các thiết bị làm sạch không khí thải, nước thải, và chất thải rắn. 3.1. Làm sạch không khí thải Trong khí thải của các tank lên men và tank trữ rượu vang có chứa một lượng lớn khí SO2, vì vậy trước khi thải ra môi trường chúng ta phải tiến hành xử lý nó. Có thể toàn bộ lượng khí thải ra cho hấp phụ qua lớp hấp phụ dạng hạt có bề mặt lớn (than hoạt tính, silicagen..). Hoặc sử dụng các chất hấp thụ bằng chất lỏng (nước, dung dịch các muối), toàn bộ thể tích các chất khí, hơi độc bị hút rất mạnh. 3.2. Xử lý nước thải Nước thải của nhà máy sản xuất rượu vang gồm những loại sau: -Nước làm nguội, nước ngưng tụ: loại nước này không thuộc loại nước gây ô nhiễm nên có thể xử lý sơ bộ và đem dùng lại. -Nước vệ sinh các thiết bị nghiền, ép: loại nước này có chứa nhiều chất hữu cơ, cần phải tiến hành xử lý để làm sạch môi trường và tái sử dụng lại. -Nước vệ sinh các thiết bị tank lên men, thùng chứa, sàn nhà lên men. Loại nước thải này có chứa nhiều xác nấm men, xác nấm men rất dễ tự phân, gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Thông số hàm lượng các chất có trong nước thải như sau: BOD5 = 800 – 1200 (mg/l) COD = 1500 – 2500 (mg/l) Tổng nitơ = 30 – 100 (mg/l) Tổng phốtpho = 10 – 30 (mg/l) Trong nước thải của nhà máy sản xuất rượu vang có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ như protein, gluxit,.. và tỷ lệ BOD5/COD = 0,5 – 0,7 rất thích hợp cho quá trình áp dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải. Trong quá trình xử lý nước thải chúng ta sử dụng bể xử lý Aerotank +Xử lý sơ bộ: là giai đoạn xử lý những thành phần có kích thước lớn ra khỏi nước thải như giấy, nhãn chai, nút chai, bã vỏ.. Đối với những chất này thường dùng hệ thống sàng lọc để giữ chúng lại. +Bể Aerotank tải trọng cao 1 bậc Bể aerotank có cấu tạo gồm có 2 bể lắng và 1 bể chính để xử lý nước thải. Nước sau khi xử lý sơ bộ được trộn đều với bùn hoạt tính (lượng bùn chiếm khoảng 10 – 12 %) và đưa toàn bộ vào bể aerotank, thời gian lưu 6 – 8h. Tại đây không khí được thổi vào liên tục trong thời gian 6 – 8h. Nhờ đó, khả năng ôxi hoá vật chất xảy ra rất nhanh. Hệ thống cung cấp khí được phân phối theo suốt chiều dài của bể. Nước thải sau khi xử lý xong được đổ vào nguồn nước thải của khu công nghiệp. 3.3. Xử lý bã thải Ngành chăn nuôi của Ninh Thuận có số lượng đàn bò lớn hơn cả đàn dê, cừu và trâu cộng lại. Ước tính năm 2002, đàn bò của tỉnh có 81,3 nghìn con. Trong tương lai, đàn bò của tỉnh sẽ tăng lên tới 100 – 110 nghìn con, trong đó tỷ lệ đàn bò lai chiếm khoảng 60%. Bã nho chứa thành phần chủ yếu là celluloza, một lượng nhỏ protein và axit hữu cơ. Sau khi thu gom bã tiến hành trung hoà lượng axit có trong bã, sau đó phối trộn với cám hoặc bột ngô cho đến khi lượng ẩm đạt 60 – 65 %. Tiến hành gia nhiệt khối bã để thời gian phân huỷ nhanh hơn. Vi khuẩn được sử dụng trong quá trình ủ bã là vi khuẩn bacillus spp và cellulomonas spp. Các loài vi khuẩn này phát triển nhanh trong khối bã giàu celluloza, thời gian ủ từ 10 – 15 ngày. Nhiệt độ của khối ủ tăng nhanh làm tăng khả năng phân giải cellulozơ, tạo cho khối ủ mềm hơn và có mùi thơm của quá trình lên men lactic. Sau thời gian ủ, khối ủ được phối trộn với 4 – 5% urê và đem sấy khô làm thức ăn gia súc dạng bột . KẾT LUẬN Trong thời gian được giao đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang công suất 2 triệu lít/năm “. Đó mới chỉ là năng suất ban đầu khi nhà máy đi vào sản xuất, với sự phát triển rất mạnh mẽ về kinh tế của Việt Nam và nhu cầu thưởng thức từ uống rượu cồn, bia sang uống rượu vang thì thị trường tiêu thụ rượu vang của nước ta còn lớn hơn rất nhiều. Nhà máy được xây dựng tại thị xã Phan Rang – Tháp Chàm (Ninh Thuận), nguyên liệu dùng là nho tại địa phương. Tại đây nho của Ninh Thuận có sản lượng lớn nhất cả nước, do đó tạo điều kiện để người trồng nho bán sản phẩm giá cao và tạo công ăn việc làm cho người dân địa phương. Được ứng dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu trong đợt thực tập cũng như tham khảo thực tế. Em đã chọn lựa được dây chuyền sản xuất phù hợp với điều kiện kỹ thuật trong nước và nguồn vốn cho phép để áp dụng vào thiết kế nhà máy, tuy còn nhiều điều kiện chưa cho phép nhưng trên cơ sở thiết kế chúng ta phải chọn phương pháp tối ưu nhất. Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng và tìm hiểu rất nhiều tài liệu cũng như thực tế sản xuất, nhưng do kiến thức có hạn. Do đó, chắc chắn không thể tránh khỏi những sai lầm và thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô trong viện cũng như các bạn sinh viên để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài liệu tiếng việt TS. Giang Thế Bính và cộng sự Công nghệ sản xuất rượu vang trái cây và nếp cẩm Viện công nghệ thực phẩm - Bộ công nghiệp. 1.2. Nguyễn Quang Thảo Nghiên cứu lên men vang vải thiều Luận án tiến sĩ sinh học – 2000. 1.3. PGS. Vũ Công Hậu Rượu vang trái cây trong gia đình Nhà xuất bản nông nghiệp – 2003. 1.4. PGS.TS. Lương Đức Phẩm Công nghệ vi sinh vật Nhà xuất bản nông nghiệp – 1998. 1.5. PGS.TS. Khuất Hữu Thanh, TS. Nguyễn Quang Hào Nghiên cứu hiệu quả sử dụng enzym và chất phụ gia trong sản xuất rượu vang Việt Nam chất lượng cao. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc – 2003. 1.6. Giang Thế Bính, Nguyễn Thị Hiền, Lê Thanh Mai.. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố tới sự phát triển và hoạt độ phân giải axit malic của leuconostoc oenos LF 01 dùng trong lên men rượu vang. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc – 1999. 1.7. Phạm Hữu Nhượng Kỹ thuật trồng nho Nhà xuất bản nông nghiệp – 2004. 1.8. Ths. Tô Việt Tìm hiểu về rượu vang Nhà xuất bản nông nghiệp – 2004. 1.9. Cô Hoa Viên Bài giảng công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men truyền thống. 1.10. PGS. Ngô Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Giáo trình trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. 1.11. GS.TS. Lê Thông Địa lý các tỉnh và thành phố Việt Nam. Nhà xuất bản giáo dục. 1.12. TS. Lưu Thị Hương Giáo trình tài chính doanh nghiệp Nhà xuất bản giáo dục – 2002. 2. Tài liệu tiếng anh 2.1. Lum Eiensman The home winemakers manual New York: Harper and Row, 1985. 2.2. Yair Margalit Winery technology & operations San Francisco: Wine Appreciation Guild Ltd, 1990. MỤC LỤC ._.