LỜI MỞ ĐẦUi.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang03/06/thiet-ke-nha... · Web view+ Môi trường 10 lít, có thể lấy dịch trực tiếp ở thùng đường hóa trong

Đồ án tốt nghiệp - 1 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch

LỜI MỞ ĐẦU

Từ lâu, ngành công nghệ lên men nói chung và công nghệ sản xuất rượu

etylic nói riêng đã phát triển và ngày càng lớn mạnh. Với việc ứng dụng những

thành tựu của khoa học kỹ thuật vào sản xuất đã và đang tạo ra những sản phẩm

rượu etylic có chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của

con người.

Rượu là đồ uống có mặt khắp mọi nơi trên thế giới, từ những loại rất ngon và

đắt đỏ như vang, whisky, vodka cho đến những loại bình dân, luôn có mặt trong

mọi cuộc vui đến bữa ăn hằng ngày. Ở Việt Nam nghề nấu rượu cũng có từ lâu

đời trong nhân dân tạo ra các sản phẩm truyền thống có tên gọi quen thuộc là

“rượu quốc lủi ”, “rượu nút lá chuối khô ”, rượu Hoa Mai, Bầu Đá, Kim Long…

. Để có các sản phẩm rượu pha chế ngon cần phải có cồn chất lượng tốt.

Ngoài mục đích sử dụng làm đồ uống, rượu etylic còn được sử dụng trong

nhiều lĩnh vực khác như: trong công nghệ hoá chất, làm dung môi cho các phản

ứng hoá học, nguyên liệu. Đối với quốc phòng rượu etylic được dùng làm thuốc

súng không khói, nhiên liệu hoả tiễn. Trong y tế, rượu etylic là chất sát trùng

hoặc pha thuốc. Trong nông nghiệp, rượu còn dùng sản xuất thuốc trừ sâu. Đối

với ngành dệt rượu còn dùng làm thuốc nhuộm, tơ nhân tạo, dùng làm sơn vecni

trong chế biến gỗ. Trong tương lai rượu được sử dụng làm nhiên liệu sinh học vì

sản phẩm cháy không gây ô nhiễm môi trường.

Chính sự cần thiết đó nên ngành công nghệ sản xuất rượu etylic đã đem lại

thu nhập đáng kể, đóng góp to lớn trong nền kinh tế quốc dân. Có nhiều nguồn

nguyên liệu để sản xuất rượu etylic, với nền tảng của một quốc gia có nền sản

xuất nông nghiệp đã tạo nên sự đa dạng trong nguồn nguyên liệu chứa tinh bột

cung cấp cho sản xuất cồn, đặc biệt là sắn lát .

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


Trên cơ sở đó, em được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic

từ tinh bột năng suất 60000 lít cồn 96o/ngày”.

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬTLẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1. Vị trí địa lý [17]

Đông Hà là một thành phố trung tâm của tỉnh Quảng Trị, miền trung Việt

Nnam. Đông Hà là trung tâm chính trị, văn hóa, xã hội, kinh tế và thương mại của

tỉnh Quảng Trị.

Đông Hà có một vị trí quang trọng, nằm ở trung độ giao thông của cả nước,

trên quốc lộ 1A nối thủ đô Hà Nội – Thành Phố Hồ Chí Minh và quốc lộ 9B trong

hệ thống xuyên Á, là điểm khởi đầu ở phía đông của trục hành lang kinh tế Đông –

Tây giữa đông bắc Thái Lan, Lào, Myanma và miền trung Việt Nam qua cửa khẩu

quốc tế Lao Bảo và các nước trong khu vực biển đông qua cảng Cửa Việt, kết thúc

ở thành phố Đà Nẵng. Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Đông Hà có khả năng thu

hút, hội tụ để phát triển kinh tế, xã hội và trở thành trung tâm phát luồng các mối

quan hệ kinh tế trong khu vực và quốc tế. Chính vì thế tỉnh Quảng Trị đã tổ chức

quy hoạch và hình thành được các Khu, Cụm công nghiệp. Đặc biệt, từ cuối năm

2006, cầu Hữu Nghị 2 hoàn thành và đưa vào khai thác, sử dụng đã mở ra hướng

giao thương thông thoáng giữa Quảng Trị với các nước trong khu vực và quốc tế.

Tỉnh Quảng Trị chỉ trong vòng 10 năm, diện tích trồng sắn đã tăng lên 11

nghìn ha. Trong đó: Đakrông 1100 ha, Hải Lăng 1300 ha, Hướng Hóa 4000 ha,

Triệu Phong 2000 ha... Ngoài ra sắn còn được trồng tại các hộ gia đình và các vùng

khác trong tỉnh và ngoài tỉnh.

Chính vì những thuận lợi trên nên việc chọn Quảng Trị là địa điểm đặt nhà

máy sản xuất cồn etylic từ nguyên liệu sắn là việc rất hợp lý và cần thiết. Qua khảo

sát thực tế trong địa bàn tỉnh, nhận thấy Khu công nghiệp Nam Đông Hà, thành phố

Đông Hà là rất thích hợp để xây dựng một nhà máy sản xuất cồn etylic từ tinh bột

(nguyên liệu sắn) năng suất 60000 lít cồn 96o /ngày.



1.2. Đặc điểm tự nhiên

Khu Công Nghiệp (KCN) Nam Đông Hà được thành lập vào năm 2004 với

tổng mức đầu tư là 118.359 tỷ đồng, diện tích 98.653 ha. Thời gian qua, tỉnh đã

quan tâm đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng nên KCN Nam Đông Hà đã hoàn thành hệ

thống đường bê tông thảm nhựa, cấp điện, nước và đang chuẩn bị xây dựng hệ

thống xử lý nước thải tập trung, hệ thống thoát nước...

Phía Bắc là thành phố Đông Hà, đồng thời nơi đây giáp với tuyến đường

Quốc lộ 1A thuận lợi cho giao thông, thuận tiện vận chuyển nguyên liệu và sản

phẩm.

Đông hà chịu ảnh hưởng sâu sắc của hai loại gió mùa: gió mùa đông bắc hoạt

động từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và gió mùa tây nam hoạt động từ tháng 4 đến

tháng 9. Hướng gió chính là hướng Đông - Nam.

Nhiệt độ trung bình hàng năm: 26-340C

Độ ẩm tương đối trung bình năm: 80-85%.

1.3. Vùng nguyên liệu

Với vị của trí nhà máy thì nguồn nguyên liệu chính được cung cấp bởi 4

huyện trọng điểm trong tỉnh: Hải Lăng, Triệu Phong, Vĩnh Linh, Gio Linh, ngoài ra

lân cận còn có các tỉnh bạn như Thừa Thiên Huế, Quảng Bình... Hệ thống giao

thông liên hệ trực tiếp với quốc lộ 1A, khoảng cách các địa điểm thu mua nguyên

liệu đến nhà máy không xa nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển sắn.

Ngoài ra, khi xây dựng nhà máy để có nguyên liệu cho việc sản xuất thuận lợi ta

cần mở rộng thêm vùng nguyên liệu bằng cách đầu tư vốn cho nông dân, khuyến

khích dùng giống mới đạt năng suất cao.

1.4. Hợp tác hóa và liên hiệp hóa

Nhà máy được xây dựng ở KCN Nam Đông Hà và trong tương lai không xa

sẽ xây dựng thêm nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, phân vi sinh, khi đó rất thuận

tiện cho việc liên kết hóa 3 nhà máy này với nhau. Ngoài ra, nhà máy còn hợp tác

hóa với các nhà máy lân cận để giảm bớt chi phí xây dựng như cơ sở đường giao

thông, trạm biến áp, hệ thống xử lý nước thải...



Về nguồn nguyên liệu thì sự hợp tác hoá chặt chẽ để phân vùng nguồn

nguyên liệu giúp thu hoạch đúng thời gian và đạt hiệu quả kinh tế cao. Ngoài ra,

nhà máy phải kết hợp chặt chẽ với trung tâm nghiên cứu giống cây trồng, sở nông

nghiệp và phát triển nông thôn để kịp thời cung cấp cho nông dân các loại giống

cho năng suất cao đảm bảo chất lượng. Đồng thời, nguồn phế thải của nhà máy như

bã rượu... sẽ là nguồn thức ăn cho các loại chăn nuôi heo, bò và sản xuất thức ăn

nuôi tôm.

1.5. Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện do sở điện lực Quảng Trị cung cấp từ mạng

lưới điện quốc gia 500 kV được hạ thế xuống 220V/380 nhằm hổ trợ cho sản xuất

lúc khởi động máy, chạy thiết bị…Ngoài ra nhà máy còn có dự phòng các máy phát

điện công suất nhỏ chạy bằng nhiên liệu dầu diezen để phòng khi mất điện.

1.6. Nguồn cung cấp hơi

Hơi được dùng vào nhiều mục đích khác nhau, tuỳ theo yêu cầu của từng

công đoạn sản xuất. Lượng hơi đốt cung cấp cho phân xưởng được lấy từ lò hơi

riêng của nhà máy.

1.7. Nhiên liệu

Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu DO, dầu FO, gas.

1.8. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước

Nước dùng trong nhà máy thì chủ yếu là để sản xuất, sinh hoạt, tưới cây,

phòng cháy chữa cháy, để vệ sinh thiết bị và nhà xưởng. Vì thế nước được lấy trực

tiếp từ nhà máy nước Quảng Trị.

1.9. Giao thông vận tải

Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các nhà máy. Hằng

ngày, tại nhà máy có rất nhiều chuyến xe đến và đi để chở nguyên liệu vào sản xuất,

và chở sản phẩm đi tiêu thụ.

Khu công nghiệp Nam Đông Hà nằm gần ga Đông Hà và quốc lộ 1A, cách

trung tâm thị xã Đông Hà 2 km, cách cửa khẩu quốc tế Lao Bảo 80 km, cách cảng

Cửa Việt 15 km, nằm gần trục đường hành lang kinh tế đông - tây sẽ là lợi thế để



giảm chi phí vận chuyển, lưu thông hoạt động dễ dàng.

1.10. Nguồn nhân lực

Tỉnh Quảng Trị là một tỉnh còn rất nghèo. Dân số đông, cuộc sống nhân dân

còn nhiều cơ cực và tỉnh có các huyện miền núi đông dân cư. Nên việc xây dựng

nhà máy sẽ giải quyết phần nào việc làm cho lao động trong khu vực, tạo điều kiện

cho nền kinh tế tỉnh nhà ngày càng phát triển.

Quảng Trị có nguồn nhân lực dồi dào, ngoài ra còn có một lượng lớn lao

động từ các nơi khác đến. Vì thế nguồn lao động cho nhà máy có thể tuyển dụng từ

lực lượng này, cũng là giải quyết việc làm tại chỗ cho người dân. Đội ngũ cán bộ

khoa học kỹ thuật và quản lý nhà máy sẽ tiếp nhận của trường Đại Học Đà Nẵng và

các trường Đại Học khác trên toàn quốc.

1.11. Thoát nước

Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các hợp chất hữu cơ, đây là môi

trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng đến

môi trường sinh thái. Vì vậy, nước từ các phân xưởng sản xuất chảy ra sẽ được đưa

qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi ra ngoài hay qua nhà máy xử lý

nước thải trong khu công nghiệp. Mặt khác phải tránh đọng nước thường xuyên làm

ngập móng tường, móng cột ảnh hưởng đến kết quả xây dựng.

Tóm lại

Qua những phân tích trên đây thì việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn etylic từ

tinh bột năng suất 60000 lít cồn 96o /ngày ở KCN Nam Đông Hà, thành phố Đông

Hà, tỉnh Quảng Trị là phù hợp.



CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN2.1. Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1. Sắn

2.1.1.1. Giới thiệu về sắn

Sắn có tên khoa học: Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, có nguồn

gốc từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỉ XVI được trồng ở châu Á và

châu Phi.

Ở nước ta, sắn được trồng ở khắp nơi từ Nam tới Bắc nhưng do quá trình

sinh trưởng và phát triển của sắn kéo dài, sắn giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh trung du

và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình… là những nơi có

điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả.

Sắn gồm nhiều giống khác nhau. Nhân dân ta thường căn cứ vào kích thước, màu

sắc củ, thân, gân lá mà phân loại:

- Sắn dù: Cây thấp (không quá 1,2m), đốt ngắn, thân cây khi non màu xanh

nhạt, cuống và gân lá màu hơi trắng, lá xòe như cái ô. Vỏ gỗ nâu sẫm, vỏ cùi và thịt

sắn đều trắng. Hàm lượng axit xyanuahydric cao ăn bị ngộ độc, hàm lượng bột cao.

- Sắn vàng: Khi còn non thân cây màu xanh sẫm, cuống lá màu đỏ, có sọc

nhạt. Củ sắn dài, to, vỏ gỗ màu vàng nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt sắn màu vàng nhạt,

khi luộc màu vàng rõ rệt hơn, mềm, ít xơ, ít nhựa, ăn dẻo thơm, không gây ngộ độc. Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


- Sắn đỏ: Thân cây cao (3m), khi non màu xanh thẫm, đốt dài, cuống và gân

lá màu đỏ thẫm. Củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày màu hơi đỏ, thịt trắng.

- Sắn trắng: Thân cây cao, khi non màu xanh nhạt, cuống và gân lá đỏ. Củ

ngắn, mập, vỏ gỗ màu xám nhạt, thịt trắng. Khi luộc bở, thơm, ít nhựa.

Trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại là sắn đắng

và sắn ngọt. Sắn đắng có hàm lượng axit xyanuahydric cao, ăn bị ngộ độc, hàm

lượng tinh bột cũng cao, không dùng để ăn tươi mà chỉ để sản xuất bột và sắn lát.

Sắn ngọt có hàm lượng axit xyanuahydric thấp, hàm lượng bột cũng thấp hơn, dễ

chế biến và sử dụng.

2.1.1.2. Đặc điểm sinh học [7, tr 21]

a. Thân

Thân có chiều cao trung bình 1,5 m; có khi cao 2÷3 m. Đường kính ở gốc

thân biến động từ 2÷6cm. Thân có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh tuỳ vào

giống.

Các giống sắn khác nhau thì thân sắn có màu sắc khác nhau. Thông thường

thân non có màu xanh hoặc có màu đỏ tía, thân càng già màu sắc thân cũng biến đổi

thành màu vàng tro hay xám lục.

Trên thân sắn có nhiều mắt xếp xen kẽ nhau, đó là dấu vết của lá rụng để lại.

Chiều dài lóng được tính từ mắt lá này đến mắt lá khác thẳng hàng trên thân.

Cấu tạo của thân gồm các phần chính:

- Tầng biểu bì (lớp bần): mỏng, có màu sắc đặc trưng của thân cây sắn, có

nhiệm vụ bảo vệ các phần trong thân.

- Tầng nhu mô vỏ: tế bào khá lớn, bao gồm các mô mềm của vỏ.

- Tầng tế bào hóa gỗ (còn gọi là tầng ligin): cứng, ở giữa có lõi thẳng giúp

cây sắn cứng và đứng thẳng được.

- Lõi (ruột rỗng): là một khối hình trụ màu trắng, xốp, kéo dọc suốt giữa

thân, chứa nhiều khí và nước.



b. Lá

Có gân lá nổi rõ ở mặt sau. Lá mọc so le, xếp trên thân theo đường xoắn ốc.

Lá non ở ngọn sắn có màu xanh hay tím. Lá già màu xanh, chiều dài từ 8÷20

cm, chiều rộng 1÷6 cm. Mặt trên lá có màu xanh thẫm, mặt dưới có màu xanh nhạt.

Cuống lá dài khoảng 9÷20 cm có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím tùy

giống.

c. Rễ

Mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống

đất. Theo thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ.

d. Củ

Củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25÷200 cm, trung bình

khoảng 40÷50 cm. Đuờng kính củ thay đổi từ 2÷25 cm, trung bình 5÷7 cm. Nhìn

chung, kích thước và trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ

màu của đất.


Hình 2.2. Thân sắn và cấu tạo của thân cây sắn

Hình 2.3. Lá sắn


Cấu tạo của củ sắn bao gồm:

- Vỏ gồm vỏ gỗ và vỏ cùi:

+ Vỏ gỗ: Bao bọc ngoài cùng củ sắn. Màu sắc từ trắng xám tới vàng, vàng

sẫm hay nâu tùy thuộc loại giống. Thành phần cấu tạo chủ yếu là xenlulloza và

hemixenlulloza, hầu như không có tinh bột vì vậy nó rất bền, giữ vai trò bảo vệ cho

củ ít bị tác động từ bên ngoài. Vỏ gỗ rất mỏng, chiếm khoảng 0,5÷3% khối lượng

toàn củ.

+ Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 8÷20% khối lượng toàn củ.

Vỏ cùi mềm, ngoài xenlulloza còn có khá nhiều tinh bột (5÷8%), vì vậy để tận dụng

lượng bột này khi chế biến không tách vỏ cùi ra. Mủ sắn cũng tập trung chủ yếu

trong vỏ cùi. Trong mủ chứa nhiều tanin, enzyme, sắc tố, độc tố,…

- Lõi sắn: Lõi sắn nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài của củ. Thành phần

chủ yếu là xenluloza. Lõi sắn có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa

cây và củ, đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô.

- Thịt củ: Thịt củ sắn chứa nhiều tinh bột, protein và các chất khác. Đây là

phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Các chất polyphenol, độc tố và

enzyme chứa ở thịt củ tuy không nhiều chỉ 10÷15% so với thành phần của chúng có

trong củ nhưng vẫn gây trở ngại khi chế biến như làm biến màu.

2.1.1.3. Thành phần hoá học của củ sắn [7, tr 23]

Thành phần hóa học của sắn tươi: tinh bột 20÷34%; protein 0,8÷1,2%; chất

béo 0,3÷0,4%; xenlulose 1÷3,1%; chất tro 0,54%; polyphenol 0,1÷0,3% và nước

60÷74,2%.

Sắn khô: nước 13,12%; protit 0,205%; gluxit 74,74%; chất béo 0,41%;

xenlulose 1,11%; tro 1,69%.

Ngoài ra các chất kể trên trong sắn còn chứa một số vitamin và độc tố.

Trong các vitamin thì vitamin B1 và B2 mỗi loại chiếm 0,03 mg%, còn B6

chiếm 0,06 mg%. Các vitamin này sẽ mất một phần khi chế biến nhất là khi nấu.


Hình 2.4. Củ sắn và cấu tạo của củ sắn


Chất độc có trong sắn ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ

đó chính là HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai glucozit linamarin

(C10H17O6N) và lotaustralin (C11H19O6N). Bình thường phazeolunatin không độc

nhưng khi thủy phân dưới tác dụng của enzyme hay axit thì các glucozit này sẽ

giải phóng axit HCN gây độc. Thông thường thì các độc tố tập trung ở cùi vỏ và

ở vỏ củ.

C10H17O6N + H2O C6H12O6 + C3H6O + HCN

2.2. Nước [5; tr 71]

Trong công nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng rất rộng rãi, với nhiều

mục đích khác nhau.

Trong quá trình công nghệ, nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu

làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ sinh thiết bị, cấp nước cho lò

hơi...Ngoài ra, nước còn dùng cho sinh hoạt, chữa cháy trong khu vực sản xuất.

Nguồn nước cung cấp cho nhà sản xuất rượu là nước sông và nước giếng. Trong

công nghệ yêu cầu chất lượng nước giống như nước sinh hoạt, độ cứng không quá 7

mg/lít, phải trong suốt, không màu, không mùi. Hàm lượng các kim loại không vượt

quá yêu cầu sau:

Fe ≤ 0,3 mg/l F ≤ 3 mg/l Zn ≤ 5

Mn ≤ 0,05 mg/l Cl ≤ 0,5 mg/l SO42-: 60-80 mg/l

Mg ≤ 125 mg/l As ≤ 0,05 mg/l Cu ≤ 3 mg/l

Pb ≤ 0,1 mg/l NO3- ≤ 35 mg/l

Không cho phép có NH3 và muối của axit nitric.

Không có các kim loại nặng như Hg, Ba, Cr...

Không có amoniac (NH3), sunfuahydro (H2S), chất cặn không vượt quá: 1mg/lít.

Nước mặt (sông) chứa lượng muối khoáng thấp: 40-500 mg/lít, tạp chất hữa cơ

khoảng: 2-100 mg/lít. Nước ngầm hàm lượng muối khoáng nhiều hơn: 500-3000

mg/lít, hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4 mg/lít và vi sinh vật hầu như

không có. Trong công nghiệp sản xuất rượu, độ cứng trong nước quá lớn ảnh hưởng

đến quá trình nấu nguyên liệu, đường hoá và lên men.



2.3. Nấm men [5;tr 206 - 227]

2.3.1. Đặc tính chung của nấm men

Hình 2.5: Saccharomyces cerevisiae [19]

Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm thường cấu tạo đơn bào, sinh sôi nảy

nở bằng cách nảy chồi. Nấm men sống đơn độc hay từng đám không di động, phân

bố rộng rãi trong tự nhiên.

Trong thực tế sản xuất có thể nhận biết được tế bào nấm men trẻ, trưởng thành,

già và chết bằng hình thái vật lý qua kính hiển vi kết hợp với nhuộm màu. Nấm men

sử dụng trong thùng lên men lúc tế bào đang thời kì trưởng thành. Trong một môi

trường thường gồm tất cả các loại tế bào, nên phương pháp nhanh và tương đối

chính xác là nhuộm màu bằng phương pháp xanh metylen. Tế bào trẻ không bắt

màu trong sáng, tế bao già màu xanh nhạt đều từ nguyên sinh chất đến màng tế bào,

tế bào chết bắt màu xanh đậm và màng tế bào rõ nét hơn.

2.3.2. Chọn chủng nấm men

Khi chọn một chủng nấm men đưa vào sản xuất phải có những tính chất cơ bản

sau:

+ Tốc độ phát triển nhanh.

+ Lên men được nhiều loại đường khác nhau và đạt được tốc độ lên men nhanh.



+ Chịu được nồng độ lên men cao, đồng thời ít bị ức chế bởi những sản phẩm

của sự lên men.

+ Thích nghi với những điều kiện không thuận lợi của môi trường. Đăc biệt là

đối với chất sát trùng. Riêng đối với nước ta, đòi hỏi lên men được ở nhiệt độ tương

đối cao (350C).

Để có được một chủng nấm men thỏa mãn yêu cầu trên, thường trải qua thời

gian tuyển chọn, thuần hóa, đột biến, lai ghép…lâu dài, phức tạp. Đến nay, trong

sản xuất rượu lên men từ dịch đường hóa tinh bột, thường sử dụng một trong các

chủng sau:

- Nấm men chủng II (Saccharomyces cerevisiae Rase II): Sinh bọt nhiều và thích

nghi ở độ axit thấp, sức kháng cồn cao, không lên men được đường lactoza. Kích

thước tế bào 5,6 - 7µm

- Nấm men chủng XII (Saccharomyces cerevisiae Rase XII): Phân lập ở Đức

năm 1902, tốc độ phát triển nhanh và ít sinh bọt, sau 24h một tế bào có thể phát

triển thêm 56 tế bào mới. Lên men ở nhiệt độ cao và lên men được nhiều loại

đường, có thể lên men đạt 13% rượu trong môi trường. Nấm men Rasse XII thuộc

loại lên men nổi, được phân bố rất đều trong toàn bộ dịch lên men, không tạo thành

đám trắng. Kích thước tế bào 5 - 8µm.

- Nấm men MTB Việt Nam (men thuốc bắc): Được phân lập tại nhà máy rượu

Hà Nội từ men thuốc bắc. Lên men được nhiều loại đường ở nhiệt độ cao (39 –

400C), chịu độ axit tương đối cao (1 – 1,50), nồng độ rượu có thể đạt được 12 - 14%.

Đặc biệt, qua nhiều năm thuần hóa, nấm men này đã phát triển và lên men tốt ở môi

trường có 0,02 – 0,025% chất sát trùng Na2SiF6.

Chọn nấm men chủng XII để lên men dịch đường hóa từ tinh bột.

2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men chủng XII.

+ Nhiệt độ: Nấm men chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30 – 330C. Nhiệt

độ tối đa 380C, tối thiểu 50C.

+ pH: Nấm men có thể phát triển trong môi trương có pH = 2 – 8, nhưng thích

hợp nhất là 4,5 – 5. Vi khuẩn bắt đầu phát triên ở pH = 4,2 và cao hơn, khi pH < 4,2



chỉ có nấm men phát triển. Vì vậy trong lên men rượu để ngăn ngừa hiện tượng

nhiễm khuẩn, người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4. Tuy nhiên các loài vi

khuẩn cũng quen dần với pH thấp, nên còn kết hợp các chất sát trùng.

+ Nồng độ rượu: Thường trong dịch nấm men có chừng 4 – 6% rượu. Nồng độ

rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng độ

rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời

gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy.

+ Sự thông khí và đảo trộn: Thông không khí tức là cung cấp oxy cho quá trình

hô hấp của nấm men. Việc thông khí và đảo trộn có tác dụng làm cho môi trường

luôn ở trạng thái động, tăng cường sự tiếp xúc giữa các tế bào nấm men với môi

trường dinh dưỡng, do đó rút ngắn được thời gian nuôi cấy. Thiếu không khí tức là

điều kiện yếm khí, làm cho nấm men thực hiện quá trình lên men, nồng độ rượu

trong môi trường tăng lên nhanh chóng, có tác dụng kìm hãm sự phát triển của nấm

men.

+ Ngoài các yếu tố trên các chất sát trùng, các muối kim loại, tia cực tím đều

ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men.

2.3.4. Môi trường nuôi cấy nấm men

+ Giai đoạn phòng thí nghiệm:

Môi trường nuôi cấy ở giai đoạn 10 ml, 100 ml thường dùng là nước đường

hóa của malt. Nước malt chuẩn bị như sau: Gạo tẻ đem nấu cháo đặc, rồi làm nguội

xuống 55 - 580C. Sau đó cho đường hóa bằng malt đã nghiền nhỏ với tỉ lệ 15 - 20%

so với gạo. Giữ nhiệt độ đường hóa 55-50C trong 4-6 giờ, thử khả năng thủy phân.

Nâng nhiệt độ 95 - 1000C, sát trùng và lọc nhanh. Dịch đường được phân phối vào

ống nghiệm 10 ml, bình tam giác 250 ml, bình cầu 900 ml. Nút bông bình và đem

tiệt trùng ở áp suất 1 kg/cm2, trong thời gian 30 phút.

+ Môi trường 10 lít, có thể lấy dịch trực tiếp ở thùng đường hóa trong sản xuất

và bổ sung thêm nấm mốc (5 - 7%) để đảm bảo nồng độ cho nấm men phát triển,

sau đó đem lọc, tiệt trùng, làm nguội về nhiệt độ 35 - 360C và tiếp men giống từ

thùng 100 lít.



Khi chuyển giống từ bình nọ sang bình kia cần tuân thủ nghiêm ngặt các điều

kiện vệ sinh.

+ Nhân giống trong sản xuất:

Nhân giống đến đủ số lượng 10% dịch đường lên men. Môi trường nhân

giống thường được lấy trực tiếp từ thùng đường hóa nhưng cần đường hóa thêm để

đảm bảo hàm lượng đường cho nấm men phát triển.

2.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật

2.2.1. Các hóa chất

─ Acid sunfuric: có tác dụng điều chỉnh pH môi trường, tiêu diệt vi sinh vật lạ

trong quá trình đường hóa

─ Ure: cung cấp để đảm bảo lượng đạm cho nấm men sinh trưởng, phát triển

tạo ra nhiều rượu

─ Nhóm các hóa chất xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa,…

─ Hóa chất sát trùng: Na2SiF6 bổ sung trong quá trình đường hóa để hạn chế

và ngăn chặn sự nhiễm khuẩn trong quá trình đường hóa.

2.2.2. Chế phẩm enzym [1;tr 269-271] Trong công nghệ sản xuất ancol, emzym xúc tác cho quá trình thủy phân tinh

bột thành đường lên men là khá quan trọng. Các emzym này thuộc loại amylaza.Chế phẩm enzym Novo amylaza được được sản xuất từ vi sinh vật không gây

bệnh trong điều kiện vệ sinh cao, sự lựa chọn, sàng lọc gắt gao. Các enzyme này

thường được tinh chế, cô đặc và tiêu chuẩn hóa ở dạng lỏng để có hoạt động cao.

Các enzyme này có thể lưu trữ 6 tháng mà không có những biến đổi nào về đặt tính

trong điều kiện bảo quản không lớn hơn 250C.

- Termamyl 60L: là một emzym - amylaza cô đặc ở dạng lỏng hoạt động ổn định nhiệt độ cao. Hoạt động của nó là thủy phân tinh bột thành dextrin giống như - amylaza của malt. Termamyl 60L có thể hoạt động tốt trong thủy phân ở pH = 5,0. Nhiệt độ thích hợp 900C và không yêu cầu sự có mặt của muối canxi cho sự ổn định của nó.

- Fungamyl 800L: là -amylaza cô dặc ở dạng lỏng. Nhiệt độ tối thích là 60-

65oC, Fungamyl 800L hoạt động thủy phân tinh bột thành dextrin giống như các Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


-amylaza khác, tuy nhiên có một lượng lớn mantoza được tạo thành. Fungamyl

800L có thể hoạt động thủy phân tinh bột ở pH = 4,5 và không đòi hỏi điều kiện có

muối Ca cho sự ổn định của nó.

- Spiritamylaza Novo 150L: là một glucoamylaza lỏng cô đặc, được thủy phân

tinh bột trong công nghệ lên men rượu. Emzym này thủy phân tinh bột hoàn toàn

thành các đương lên men glucoza không có các dextrin trong các sản phẩm thủy

phân. Spiritamylaza Novo 150L giữ được hoạt tính và ổn định bền vững ở pH thấp

như là pH = 3 tại 600C. Tính ổn định của spiritamylaza không phụ thuộc vào sự có

mặt của ion Caxi (Ca2+).

Nhà máy dùng chế phẩm Novo amylaza của Đan Mạch. Trong sản xuất cồn, enzym này được sử dụng tăng hiệu suất đường hóa.



CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY

CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1. Lựa chọn dây chuyền công nghệ

3.1.1. Các phương pháp nấu [7, tr 47 - 61]

3.1.1.1. Nấu gián đoạn

Đặc điểm:

+ Toàn bộ quá trình nấu thực hiện trong một nồi.

+ Nấu được tiến hành trong áp suất và nhiệt độ cao trong thời gian dài.

Ưu điểm:

+ Tốn ít vật liệu chế tạo thiết bị.

+ Thao tác vận hành đơn giản.

+ Dễ vệ sinh và sửa chữa (nếu cần).

Nhược điểm:

+ Tốn hơi do không tận dụng được hơi thứ.

+ Nấu ở nhiệt độ và áp suất cao gây tổn thất đường, tạo nhiều sản phẩm phụ

(caramen, melanoidin, furfurol…) không tốt cho hoạt động của amylaza và nấm

men.

+ Khi dùng acid thêm vào nấu ở nhiệt độ cao thời gian dài sẽ làm ăn mòn thiết

bị, nếu nhiều sẽ ảnh hưởng tới hoạt độ của amylaza.

+ Năng suất thiết bị thấp hơn các phương pháp nấu khác do làm việc gián đoạn.

3.1.1.2. Nấu bán liên tục

Đặc điểm:

+ Nấu được tiến hành trong 3 nồi nấu khác nhau: nấu sơ bộ, nấu chín (làm việc

gián đoạn) và nấu chín thêm (làm việc liên tục).

+ Áp suất và thời gian ít hơn nấu gián đoạn.

Ưu điểm: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


+ Giảm được thời gian ở nhiệt độ và áp suất nấu cao do đó giảm tổn thất đường

tăng hiệu suất lên 7 lít cồn/tấn tinh bột.

+ Dùng được hơi thứ nên giảm được 15÷30 % lượng hơi dùng cho nấu.

+ Năng suất thiết bị tăng so với nấu gián đoạn.

Nhược điểm:

+ Tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết bị.

+ Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích.

+ Nhiệt độ nấu chín vẫn cao gây tổn thất đường và tạo các sản phẩm không

mong muốn.

+ Khó vệ sinh do nhiều thiết bị và thiết bị nấu chín thêm có cấu tạo phức tạp.

3.1.1.3. Nấu liên tục

Đặc điểm:

+ Quá trình nấu chia ra làm 3 giai đoạn: nồi nấu sơ bộ, nồi nấu chín và nấu chín

thêm còn gọi là thiết bị tách hơi. Thời gian nấu được rút ngắn.

Ưu điểm:

+ Tận dụng được nhiều hơi thứ do đó giảm được chi phí hơi khi nấu.

+ Thời gian nấu ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn nên giảm tổn thất đường do

cháy và tạo melanoidin. Nhờ đó hiệu suất cồn tăng lên 5 lít so với nấu bán liên tục

và 12 lít/tấn tinh bột so với nấu gián đoạn

+ Năng suất riêng trên 1 m3 thiết bị tăng khoảng 7 lần.

+ Tiêu hao kim loại để chế tạo thiết bị giảm khoảng 1/2 so với bán liên tục.

+ Dễ cơ khí và tự động hóa.

+ Tốn ít diện tích đặt thiết bị.

+ Năng suất cao cho chất lượng dịch cháo ổn định vì thế cho chất lượng cồn ổn

định.

+ Tốn ít nhân lực do tự động hóa cao.

Nhược điểm:

+ Yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước bột nghiền: thường trên rây d = 3 mm

không quá 10 % và lọt rây d = 1 mm phải nhiều hơn 40 %.



+ Yêu cầu vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao.

+ Yêu cầu về điện nước đầy đủ và ổn định.

3.1.1.4. Nấu có sử dụng enzym

Đặc điểm:

+ Nấu ở áp suất thường nhiệt độ nấu không quá 1000C.

+ Sử dụng enzym - amylase chịu nhiệt. Enzym này thu nhận từ vi khuẩn

B.Lichenigermis có pH khoảng 5 ÷ 6 tùy loại cụ thể, nhiệt độ chịu được có thể 90 ÷

930C.

+ Tất cả quá trình nấu thực hiện trong 1 nồi nấu.

Ưu điểm:

+ Cấu tạo thiết bị đơn giản dễ chế tạo, không đòi hỏi thiết bị chịu áp lực cao.

+ Dễ thao tác, vận hành, dễ vệ sinh, sửa chữa khi cần.

+ Nhiệt độ, áp suất, thời gian nấu giảm do đó rất ít tổn thất đường, tinh bột vì

vậy nâng cao năng suất cồn.

+ Năng lượng giảm do quá trình nấu thực hiện ở áp suất và nhiệt độ thấp.

+ Tránh được hiện tượng lão hóa tinh bột (do amyloza và amylopectin đã được

thủy phân thành các dextrin).

+ Năng suất quá trình chuyển hóa thành đường lên men cao.

Nhược điểm:

+ Kích thước bột nghiền phải nhỏ khoảng 1mm.

+ Dễ cơ khí và tự động hóa.

3.1.2. Các phương pháp đường hóa [7, tr 62, 95 - 104]

Đường hóa dịch cháo nấu có thể tiến hành theo phương pháp liên tục, gián đoạn. Muốn đạt hiệu quả cao trong quá trình thủy phân tinh bột thì vấn đề quan trọng trước tiên là tác nhân đường hóa:

+ Dùng acid HCl hoặc H2SO4: Phương pháp này ít dùng vì giá thành cao mà hiệu suất thu hồi thấp.

+ Dùng amylaza của thóc mầm (malt đại mạch): Một số nước Châu Âu vẫn còn dùng phương pháp này.



+ Dùng amylaza nhận được từ nuôi cấy vi sinh vật: Đây là phương pháp được hầu hết các nước sử dụng trong sản xuất cồn.

+ Ở Việt Nam đa số các nhà máy cồn đều dùng amylaza thu được từ nấm mốc, mấy năm gần đây có dùng chế phẩm amylaza của hãng Nouvo Đan Mạch.

3.1.2.1. Đường hóa liên tục Phương pháp đường hóa liên tục được tiến hành trong các thiết bị khác nhau,

dịch cháo và dịch amylaza liên tục đi vào hệ thống, dịch đường liên tục đi sang bộ phận lên men.

Phương pháp có ưu điểm so với đường hóa gián đoạn:+ Dịch cháo ít bị lão hóa khi làm lạnh tới nhiệt độ đường hóa.+ Thời gian đường hóa ngắn, tăng được công suất của thiết bị và do đó tiết kiệm

được diện tích của nhà xưởng.+ Hoạt tính amylaza ít bị vô hoạt do thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao được rút

ngắn.Nhược điểm:+ Yêu cầu người vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao. + Yêu cầu các yêu cầu đúng kỹ thuật và ổn định. 3.1.2.2. Đường hóa bán liên tụcĐường hóa gián đoạn được thực hiện trong một thiết bị, quá trình đương hóa kéo

dài.Phương pháp này có ưu điểm là dịch cháo được dịch hóa, nhưng thời gian đổ

cháo kéo dài, enzym amylaza giảm hoạt tính, đồng thời làm giảm năng suất của thiết bị.

3.1.3. Các phương pháp lên men [5, tr 251 - 266]3.1.3.1. Phương pháp lên men gián đoạnĐặc điểm: Quá trình lên men chỉ diễn ra trong một thiết bị duy nhất, thời gian

lên men kéo dài.Ưu điểm:+ Thao tác của công nhân đơn giản+ Thiết bị dễ vệ sinh, sửa chữa.



+ Nếu có sự cố (nhiễm khuẩn, nấm mem kém, tình trạng lên men không bình thường…) thì chỉ xảy ra trong phạm vi của thùng lên men đó, không ảnh hưởng đến thùng lên men khác, xử lý nhẹ nhàng hơn.

Nhược điểm:+ Chất lượng lên men không đồng đều+ Hiệu suất lên men thấp.+ Thời gian lên men dài so với các phương pháp khác.3.1.3.2. Lên men bán liên tục (còn gọi là phương pháp lên men chu kì)Lên men liên tục ở giai đoạn lên men chính và lên men gián đoạn ở giai đoạn

cuối. Đây là phương pháp cải tiến áp dụng với các nhà máy có công suất thấp hoặc trung bình chưa đủ điều kiện và nhu cầu cải tạo chưa thực sự cần thiết.

Ưu điểm:Phương pháp lên men chu kì có ưu điểm là đơn giản, rút ngắn được chu kì lên

men, đảm bảo được thời gian lên men cuối, nâng cao hiệu suất lên men. Tế bào nấm men liên tục sinh sản trong giai đoạn lên men chính do đó không cần sử dụng men giống thường xuyên.

Nhược điểm:Thao tác phức tạp hơn, yêu cầu theo dõi chặt chẽ hơn so với lên men gián đoạn,

các thiết bị lên men được nối với nhau bởi một đường ống chung nên lắp đặt phức tạp, cần chú ý việc giải phóng giấm chín và vệ sinh sát trùng các thùng, đặt biệt là các thùng đầu dãy.

3.1.3.3. Lên men liên tục Dịch đường và men giống liên tục đi vào và dịch giấm chín liên tục đi ra. Dịch

đường phải đi qua nhiều các thùng lên men: Thùng lên men chính, các thùng lên men tiếp theo là lên men phụ. Nhiệt độ lên men thấp hơn so với lên men gián đoạn.

Ưu điểm:Hiệu suất lên men tăng, dễ cơ khí và tự động hóa, thời gian lên men được rút

ngắn, hạn chế được nhiễm tạp khuẩn do lượng men gống ban đầu cao, chất lượng giấm chín là ổn định.

Nhược điểm:Khi nhiễm tạp thì rất khó xử lý nên đỏi hỏi vô trùng cao, vệ sinh, sửa chữa thiết

bị cần có kế hoạch cụ thể, yêu cầu về kỹ thuật cao, điện nước đầy đủ, ổn định.



3.1.4. Chưng cất và tinh chế cồn [13] 3.1.4.1. Cơ sở lý thuyết về chưng cất rượuChưng cất là quá trình tách rượu và các tạp chất dễ bay hơi khỏi giấm chín. Kết

quả ta nhận được cồn thô.Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như : rượu, este, andehyt và một số

ancol có số các bon lớn hơn hai, các ancol này ta gọi là ancol cao phân tử hay dầu fusel ( dầu khét ).

Ngoài ra trong giấm chín còn chứa tinh bột, dextrin, protit, axit hữu cơ và chất khoáng. Tuy là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trong thành phần của giấm chín chứa chủ yếu là rượu Etylic và nước, vì thế khi nghiên cứu người ta xem giấm chín như hỗn hợp của hai cấu tử.

Quá trình chưng cất rượu có thể dựa vào 2 định luật sau ( do Cônôvalốp và Vrepski đưa ra):

-Định luật I: Thiết lập quan hệ giữa thành phần pha lỏng và pha hơi. ở trạng thái cân bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn nhiều hơn trong thể lỏng. Nếu ta thêm cấu tử dễ bay hơi vào dung dịch thì điều đó sẽ dẫn đến làm tăng độ bay hơi của hỗn hợp, nghĩa là làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất đã cho. Tuy nhiên độ bay hơi của hỗn hợp chỉ tăng theo nồng độ rượu trong pha lỏng tới một nồng C% nào đó. Sau đó nếu tiếp tục thêm rượu vào pha lỏng thì độ bay hơi không tăng nữa mà giảm đi. Lúc này định luật I không còn đúng nữa.

- Định luật II: Khi chưng cất và tinh chế ở áp suất khí quyển, ta chỉ có thể nhận được cồn có nồng độ 97, 2% V. Thành phần hơi thoát ra từ dung dịch phụ thuộc vào áp suất bên ngoài. Khi tăng áp suất của hệ thống hai cấu tử, cấu tử nào khi bay hơi đòi hỏi nhiều năng lượng thì hàm lượng tương đối của nó sẽ tăng trong hỗn hợp đẳng phí. Do đó khi chưng cất rượu trong điều kiện chân không thì có lợi hơn và có thể thu được rượu với nồng độ cao hơn 97, 2%V phụ thuộc vào độ chân không.

3.1.4.2 Lý thuyết về tinh chế cồn

Tinh chế là quá trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn. Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất ( trên 50 chất), có cấu tạo và tính chất khác nhau. Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, este, alcol cao phân tử và các axit hữu cơ. Hàm lượng chung của tất cả các tạp chất không vượt quá 0,5% so với khối lượng cồn Etylic. Thành phần tạp chất nói chung



thay đổi phụ thuộc vào nguyên liệu. Có một số tạp chất mang tính đặc thù của từng nguyên liệu.Còn sản xuất rượu từ tinh bột thường chứa furfuron và các tạp chất gây vị đắng, đó là các tecpen.

Phân loại tạp chất: -Trong việc tinh chế cồn người ta chia tạp chất thành ba loại sự phân loại

này chỉ mang tính quy ước vì tính chất của tạp chất có thể thay đổi tuỳ theo nồng độ cồn trong tháp

-Tạp chất đầu : bao gồm nhóm chất dễ bay hơi hơn rượu etylic ở bất kỳ nồng độ nào, nghĩa là hệ số bay hơi luôn luôn lớn hơn hệ số bay hơi của rượu ở cùng nồng độ.Ví dụ như: aldehyt axetic, axetatetyl, axetat metyl, formiat etyl, aldehyt butyric.

-Tạp chất cuối: gồm nhóm chất có độ bay hơi kém hơn so với độ bay hơi của rượu etylic ở cùng nồng độ ,do đó nhiệt độ sôi của nó lớn hơn nhiệt độ sôi của rượu ở cùng áp suất.Gồm các alcol cao phân tử như alcol amylic, alcol izoamylic, izobutylic, propylic, izopropylic.Tạp chất cuối điển hình nhất là axit axetic.

-Tạp chất trung gian: là thể hiện tính chất phụ thuộc vào nồng độ cồn, chẳng hạn ở nồng độ cao thì nó là tạp chất cuối, ở nồng độ thấp nó lại là tạp chất đầu. Đó là các chất như izobutyrat etyl, izovalerat etyl, izovalerat izoamil và axetat izoamyl.

-Tạp chất đầu và tạp chất cuối tương đối dễ tách, còn tạp chất trung gian rất khó tách.

* Hệ số tinh chế : Độ bay hơi của các tạp chất phụ thuộc vào nồng độ alcol Etylic trong dung

dịch. Gọi A% là % của rượu trong pha hơi. a% là trọng lượng của rượu trong pha lỏng thì A/a = Kr gọi là hệ số bay hơi

của rượu. Tương tự như vậy ta có B/b=Ktc gọi là hệ số bay hơi của tạp chất.

Hệ số bay hơi của rượu và hệ số bay hơi của tạp chất cho ta biết trong thể hơi chứa bao nhiêu lần rượu hoặc tạp chất nhiều hơn so với ở thể lỏng. Để đánh giá độ bay hơi tương đối của tạp chất so với rượu ở cả hai pha lỏng và hơi, người ta đưa ra hệ số tinh chế K và biểu diễn bằng tỷ số:



Nếu : K = 1 Tạp chất trung gian.

K < 1 Tạp chất cuối.K > 1 Trong hơi có nhiều tạp chất (tạp chất đầu). Hệ số tinh chế cho ta dự đoán sơ bộ khoảng không gian chứa nhiều tạp chất

trong tháp. Tuy nhiên không xác định vị trí lấy tạp chất cụ thểĐể tách cồn thô khỏi giấm và tinh chế để nhận được cồn tinh chế có chất lượng

cao ta có thể thực hiện theo các phương pháp sau: phương pháp gián đoạn, phương pháp bán liên tục và phương pháp liên tục, trên các sơ đồ thiết bị khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ theo điều kiện, vốn đầu tư và yêu cầu chất lượng của cơ sở sản xuất.

3.2. Lập và thuyết minh dây chuyền công nghệ 3.2.1 Chọn dây chuyền công nghệ

Nguyên liệu sắn

Làm sạch

Nghiền nguyên liệu

Nấu sơ bộ (to=80÷850C) Enzyme Termamyl

Phun dịch hóa (to=94÷960C) Hơi

Hơi thứ

Nấu chín (to=100÷1050C) Hơi

Tách hơi



Làm nguội

Enzyme Spirit

Đường hoá (to=60÷620C)

H2SO4, Na2SiF6

Nấm men phòng thí nghiệm

Làm nguội (to=28÷320C)

Nấm men sản xuất

Lên men (to=30÷320C)

Dấm chín

Gia nhiệt

Hơi Tháp thô Bã rượu

Làm lạnh cồn thô

Hơi Tháp trung gian Cồn đầu

Cồn đã tách cồn đầu Làm lạnh cồn đầu

Hơi Tháp tinh Dầu fusel

Làm lạnh

Cồn thực phẩm

Kho bảo quản



3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ3.2.2.1. Làm sạch [7, tr 31]

3.2.2.1.1. Mục đích

Quá trình làm sạch để tách các tạp chất đất, đá có kích thước lớn và kim loại

có trong nguyên liệu. Quá trình này đảm bảo nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất,

thuận lợi cho quá trình nghiền, tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng

sản phẩm.

3.2.2.1.2. Tiến hành làm sạch

Nguyên liệu sắn lát sau khi được định lượng được đưa qua sàng rung làm

sạch để loại bỏ bụi bẩn, tạp chất, những lát bị hỏng chất lượng kém…

Nguyên liệu được đưa vào phễu nạp liệu, khi nguyên liệu chịu lực tác dụng

của sàn rung thì các tạp chất bé được lọt xuống lỗ của sàn rung và được đưa ra

ngoài. Phần nguyên liệu có kích thước lớn hơn so với kích thước của lỗ lưới nên

được giữ lại trên sàng rung. Cuối sàng rung đặt một nam châm điện để tách bỏ kim

loại lẫn trong nguyên liệu.

3.2.2.2. Nghiền nguyên liệu [7, tr 33]

3.2.2.2.1. Mục đích

Nhằm phá vỡ cấu trúc thực vật của củ sắn, tạo điều kiện giải phóng các hạt

tinh bột khỏi các mô, làm tăng bề mặt tiếp xúc của tinh bột với nước, giúp cho quá

trình trương nở, hòa tan tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa,hồ

hóa.

3.2.2.2.2. Các phương pháp nghiền


Hình 3.1. Sàng rung



Nguyên liệu có thể được nghiền với nhiều loại máy nghiền khác nhau như

máy nghiền búa, máy nghiền trục, máy nghiền đĩa, máy nghiền siêu tốc…

Đối với nguyên liệu dạng hạt hoặc dạng lát thường sử dụng máy nghiền búa .

Hình 3.2. Máy nghiền búa

1. Phễu nạp liệu, 2. Búa, 3. Lưới, 4. Đĩa treo búa, 5. Trục quay

3.2.2.2.3. Hoạt động của máy nghiền búa [7, tr 33]

Sắn lát đưa vào máy nghiền búa qua phễu nạp liệu (1). Sắn lát được nghiền

nát nhờ lực va đập của sắn và búa nghiền (2) vào thành trong của máy nghiền và do

sự cọ xát giữa các lát sắn với nhau. Búa được lắp trên đĩa treo búa (4) gắn trên trục

quay (5), các búa được treo cách đều nhau. Sắn lát sau khi được nghiền đạt kích

thước yêu cầu lọt qua lưới (3) ra ngoài và được đưa vào phễu chứa nhờ gàu tải, với

những phần nghiền chưa đạt yêu cầu nằm trên lưới và tiếp tục được búa nghiền cho

đến khi có kích thước đủ nhỏ lọt lưới ra ngoài. Sau khi nghiền kích thước của bột

sắn khoảng 1,5 mm.

3.2.2.3. Nấu [7, tr 36]

3.2.2.3.1. Mục đích

Mục đích của quá trình nấu la nhằm phá vỡ màng tế bào dự trữ tinh bột trong

nội nhũ của hạt hay trong phần thịt củ, để phân tán các mạch tinh bột tự do trong

nước, tạo điều kiện thuận lợi cho hệ emzym amylaza dễ dàng tác dụng khi đường

hóa,biến tinh bột thành đường lên men càng triệt để càng tốt.


Bột sắn nghiền

Sắn lát


3.2.2.3.2. Những biến đổi lý hóa xảy ra trong khi nấu nguyên liệu

a) Sự trương nở và hòa tan tinh bột

Trong quá trình nấu, do tác động đồng thời của nước và nhiệt độ mà hạt tinh bột

hút nước rất nhanh, tinh bột sau khi hút nước sẽ trương nở, tăng thể tích và khối

lượng. Tinh bột được giải phóng ra môi trường thành tinh bột tự do và thu được hồ

tinh bột. Nhiệt độ ứng với độ nhớt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa.

b) Sự biến đổi Xenluloza và Hemixenluloza

Trong quá trình nấu ở môi trường axit nhẹ, xenluloza không bị phân thủy phân.

Hemixenluloza được tạo thành bởi các gốc đường pentoza (C5) một phần có thể bị

thủy phân. Sự thủy phân này bắt đầu xảy ra khi nấu nguyên liệu và chuẩn bị hỗn

hợp (dưới tác dụng của men xitaza) và tiếp tục xảy ra trong quá trình nấu (dưới tác

động của ion H+) tạo ra dextrin, các hợp chất cao phân tử (rất ít), và đường pentoza

(xyloza, arabinoza).

c) Sự biến đổi của đường, tinh bột và một số chất khác

Sự biến đổi của tinh bột và đường có ý nghĩa rất quan trọng trong sản xuất

rượu. Khi nấu, một phần tinh bột bị thủy phân dưới tác động của enzyme amylaza

thành dextrin và đường maltoza.

Đường glucoza, frutoza, saccaroza là đường chủ yếu có sẵn trong nguyên liệu,

còn đường maltoza được tạo thành trong quá trình nấu. Dưới tác dụng của nhiệt độ

cao đường sẽ bị thủy phân tạo thành melanoidin, các sản phẩm caramen hóa,…gây

sẫm màu và giảm chất lượng khối nấu. Protit và chất béo hầu như không bị thay đổi

trong quá trình nấu.



3.2.2.3.3. Tiến hành [ 7, tr 52-54]

Hình 3.3. Hệ thống Misurin.

1.Gàu tải hạt, 2.Gàu tải củ, 3.Thiết bị tách tạp chất kim loại, 4.Phểu chứa hạt,

5.Vít tải định lượng hạt, 6.Van điều chỉnh nước, 7.Máy nghiền hạt, 8.Cân định

lượng củ, 9. Máy thái củ, 10.Thiết bị trộn và nấu sơ bộ, 11. Bơm chuyển hỗn hợp

nấu, 12. Ống góp hơi chính, 13. Bộ tiếp xúc nhiệt, 14. Nồi nấu chín. 15. Nồi Nấu

chín thêm, 16. Phao điều chỉnh mức, 17.Thiết bị tách hơi thứ.

Nguyên liệu sau khi nghiền được hòa trộn với nước theo một tỉ lệ nhất định

tại thùng hòa bột rồi đưa vào nồi nấu sơ bộ. Trong quá trình nấu có bổ sung enzyme

Termamyl với tỉ lệ 0,03% so với tổng lượng tinh bột. Tại nồi nấu sơ bộ khối nấu

được nâng lên 80÷850C trong 10÷15 phút đây là nhiệt độ thích hợp cho hoạt động

của enzyme α-amylaza để phân cắt mạch tinh bột. Tiếp đó khối nấu nhờ bơm

pittông bơm sang thiết bị phun dịch hóa tại đây khối nấu tiếp xúc với hơi nhiệt ở áp

suất cao và nhiệt độ cao làm cho cấu trúc tinh bột bị phá vỡ, làm cho khối cháo mịn

hơn, qua thiết bị này nhiệt độ khối nấu đạt 94÷960C. Sau đó khối nấu tiếp tục được

bơm sang nồi nấu chín , theo đó dịch cháo chảy từ trên xuống còn hơi chính được Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


cấp từ dưới lên do đi ngược chiều nên sẽ làm cho dịch cháo được khuấy mạnh và

đun nóng tới mức độ cần thiết. Ở mỗi nồi nấu chín thì khối nấu sẽ được giữ ở nhiệt

độ 100÷1050C trong khoảng thời gian từ 25÷30 phút. Hệ thống chín gồm 6 nồi nấu

chín. Việc điều chỉnh mức khối nấu nhờ phao điều chỉnh. Hơi thứ tách ra ở nồi nấu

chín được tách ở thiết bị tách hơi được thu hồi và cung cấp cho nồi nấu sơ bộ.

Ở nồi nấu chín, dịch được cho vào theo cửa (b). Ở giữa nồi nấu có một vách

ngăn chia nồi nấu thành 2 phần nhưng ở đáy lại thông nhau. Dịch đi vào phía trên

theo cửa (b) của nồi rồi chảy xuống đáy sau đó tràn qua ngăn kia cho đến khi đầy

thì chảy chuyền sang nồi khác qua cửa (d). Phía dưới đáy nồi có van xả đáy (e) để

xả dịch nấu khi có trường hợp bị sự cố.

Ta có : + Thời gian nấu sơ bộ: 15 phút.

+ Thời gian đem đi phun dịch hóa: 15 phút.

+ Thời gian nấu chín: 180 phút.

+ Thời gian xông hơi tiệt trùng: 30 phút.

Vậy tổng thời gian nấu một mẻ: 240 phút

Số mẻ nấu trong một ngày: mẻ

3.2.2.4. Đường hóa

3.2.2.4.1. Mục đích [7, tr 62]

Dùng enzym amylaza chuyển hóa tinh bột phân tán trong dịch hồ hóa trong quá

trình nấu thành đường lên men được, quyết định hiệu suất lên men, khâu này là

khâu then chốt trong sản xuất cồn. Muốn đạt hiệu quả cao trong quá trình thủy phân

tinh bột thì vấn đề quan trọng trước tiên là chọn tác nhân đường hóa.

3.2.2.4.2. Tiến hành

Quá trình đường hoá dịch cháo nấu có thể thực hiện gián đoạn hay liên

tục.

Ta chọn phương pháp đường hóa liên tục tác nhân đường hóa enzyme

amylaza.

Dịch cháo từ nồi nấu theo ống dẫn cháo vào thiết bị làm nguội ống lồng ống.



Ở đây dịch cháo đi trong ống còn nước làm nguội đi bên ngoài ống thực hiện quá

trình trao đổi nhiệt làm cho nhiệt độ của dịch cháo giảm xuống to=60÷620C. Sau đó

dịch cháo liên tục đưa vào thùng đường hóa. Quá trình đường hóa có bổ sung dịch

enzyme Spirit và H2SO4 nhờ bộ phận phân phối. Thời gian đường hóa kéo dài

khoảng 30 phút, sau đó dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ lên men. Quá trình

làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men cũng được thực hiện trong thiết bị làm

nguội ống lồng ống. Sau khi đường hoá và làm nguội xong thì 10% dịch đường

được đưa sang phân xưởng nhân giống nấm men, 90% còn lại được đưa vào thùng

lên men.

3.2.2.5. Lên men

3.2.2.5.1. Mục đích [7, tr 107]

Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin

thấp phân tử trong dịch lên men thành C2H5OH, CO2 và một số chất hữu cơ khác

nhờ hoạt động của nấm men. Đồng thời lên men còn tạo các sản phẩm phụ như este,

axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehit, glyxerin… hoà tan vào dịch lên men.


Chuẩn bị giống:

+ Từ ống gốc đến 10L thường thực hiện trong phòng thí nghiệm

Môi trường nuôi cấy ở 10mL, 100mL: Môi trường nuôi cấy ở giai đoạn này

thường dùng malt đại mạch.

+ Từ 10L thực hiện trong phân xưởng sản xuất

- Thao tác thực hiện: Men giống được nuôi cấy ở môi trường thạch nghiêng. Khi

đã có men giống và đã chuẩn bị môi trường xong, ta tiến hành cấy chuyền nấm men

giống từ môi trường thạch nghiêng sang môi trường dịch thể 10 ml. Sau đó nuôi

trong tủ ấm, duy trì nhiệt độ 28 ÷320C và giữ trong thời gian 20÷24 giờ.


Ống giống gốc ống nghiệm 10mL bình nuôi 100mL

bình cầu 1000mLbình 10L

thùng 100L

thùng 1000L đủ lượng giống yêu cầu


Sau thời gian đó thì ta chuyển nấm men từ ống nghiệm 10ml sang bình 100ml,

1000ml cũng đã chứa môi trường dinh dưỡng đã được chuẩn bị trước, thời gian nuôi

cấy 12 giờ.

Tiếp tục, chuyển sang nuối cấy ở bình 10l, sau 10÷12 giờ thì chuyển sang nuôi

cấy ở các thiết bị lớn hơn.

-Tiến hành lên men: [7, tr 152]

Sử dụng phương pháp lên men liên tục:

Dịch cháo và dịch nấm men giống được cho vào thùng đầu gọi là thùng lên

men chính, luôn chứa một lượng lớn tế bào trong 1ml dung dịch. Khi đầy thùng đầu

thì dịch lên men sẽ chảy tiếp sang các thùng bên cạnh và cuối cùng là thùng chứa

giấm chín.

Sơ đồ gồm hai thùng nhân giống nấm men cấp 1 và một thùng nhân giống

nấm men cấp 2, một thùng lên men chính và có khoảng 6÷8 thùng lên men tiếp theo.

Thùng nhân giống cấp 1 được đặt trên thùng nhân giống cấp 2 để dễ dàng tự chảy.

Thùng nhân giống cấp 2 cũng được đặt cao hơn so với thùng lên men chính.

Khi bắt đầu sản xuất ta chuẩn bị nấm men giống ở 2 thùng cấp 1 lệch nhau

khoảng 3÷4 giờ. Khi nấm men giống ở thùng nhân giống nấm men cấp 1 đạt yêu cầu

thì tháo xuống thùng cấp 2. Thùng vừa giải phóng cần vệ sinh, thanh trùng và đổ đầy


Hình 3.4. Sơ đồ lên men liên tục


dịch đường mới. Tiếp đó thanh trùng ở 750C rồi axit hoá tới độ chua 1,8÷2,4g

H2SO4/l. Sau đó làm lạnh đến nhiệt độ nhân giống rồi cho 25÷30% lượng nấm men

giống ở thùng cấp 1 còn lại vào và để cho lên men đến độ biểu kiến 5÷6%. Lượng

nấm men giống còn lại ở thùng cấp 1 tháo hết xuống thùng cấp 2. Sau khi vệ sinh và

thanh trùng lại tiếp tục chu kỳ nhân giống khác.

Ở thùng nhân giống nấm men cấp 2 tiếp tục cho dịch đường tới đầy và axit

hoá tới độ chua 1÷1,25g H2SO4/l rồi để cho lên men tiếp tới độ lên men biểu kiến

còn 5÷6%. Cho toàn bộ dịch ở thùng cấp 2 vào thùng lên men chính rồi liên tục cho

dịch đường vào. Dịch lên men sẽ tiếp tục chảy từ thùng lên men chính sang các

thùng bên cạnh và đến thùng cuối cùng ta thu được giấm chín. Tổng thời gian lên

men là 70÷72 giờ, nhiệt độ lên men ở thùng lên men chính ( 25÷270C), hai thùng

tiếp theo (27÷300C), các thùng còn lại ( 27÷280C).

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp lên men này là dùng một lượng men

giống lớn ở thùng lên men chính nên lên men xảy ra nhanh, hạn chế sự tạp nhiễm.

Nhược điểm: Yêu cầu công nghệ cao, ổn định các điều kiện sản xuất như

dịch đường, men giống, kĩ thuật thao tác cao. Phương pháp lên men này dễ nhiễm

khuẩn hoàng loạt dẫn đến giảm hiệu suất lên men.

3.2.2.6. Chưng cất và tinh chế

3.2.2.6.1. Mục đích

Chưng cất: Chưng cất là quá trình tách cồn cùng các chất dễ bay hơi ra khỏi

giấm chín để thu được cồn thô và bã rượu.

Tinh chế là quá trình tách các tạp chất ra khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ

cồn và cuối cùng nhận được cồn tinh chế.


Tiến hành chưng cất và tinh chế theo sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng.



Hình 3.5.Sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng.

Ghi chú : 1.Thùng chứa dấm chín. 7.Bình làm lạnh ruột gà.

2.Bình hâm dấm. 8.Tháp trung gian ( tháp aldehyt).

3.Bình tách CO2 9,10.Bình ngưng tụ.

4.Tháp thô. 11.Tháp tinh chế.

5.Bình chống phụt giấm. 12. Bình ngưng tụ hồi lưu.

6.Bình ngưng tụ cồn thô. 13.Bình làm lạnh sản phẩm.

* Thuyết minh qui trình chưng cất và tinh chế:



Giấm chín được bơm lên thùng chứa giấm chín (1), sau đó tự chảy vào các bình

hâm giấm (2). Ở đây giấm chín được hâm nóng bằng hơi rượu ngưng tụ đến nhiệt

độ 70÷800C rồi chảy qua bình tách CO2 số (3) rồi vào tháp (4). Khí CO2 và hơi rượu

bay lên được ngưng tụ ở (6) qua (7) rồi ra ngoài. Tháp thô được đun bằng hơi trực

tiếp, hơi rượu đi từ dưới lên, giấm chảy từ trên xuống nhờ đó quá trình chuyển khối

được thực hiện, sau đó hơi rượu ra khỏi tháp và được ngưng tụ ở (2) và (6) rồi qua

(7) ra ngoài. Chảy xuống tới đáy nồng độ rượu trong giấm còn khoảng 0,015 ÷

0,03%V được thải ra ngoài gọi là bã rượu. Muốn kiểm tra rượu sót trong bã ta phải

ngưng tụ dạng hơi cân bằng với pha lỏng. Hơi ngưng tụ có nồng độ 0,4÷0,6% là đạt

yêu cầu. Nhiệt độ của tháp thô 103 ÷ 1050C.

Phần lớn rượu thô (90 ÷ 95%) liên tục đi vào tháp aldehyt số (8). Tháp này cũng

dùng hơi trực tiếp, hơi ruợu bay lên được ngưng tụ và hồi lưu đến 90%, chỉ điều

chỉnh lượng nước làm lạnh và lấy ra khoảng 3 ÷ 5% gọi là cồn đầu. Một phần rượu

thô (5 ÷ 10%) ở (6) hồi lưu vào đỉnh tháp aldehyt vì chứa nhiều tạp chất.

Sau khi tách bớt tạp chất, rượu thô từ đáy tháp aldehyt số (8) liên tục đi vào tháp

tinh (11) với nồng độ 35 ÷ 40%V. Tháp tinh chế (11) cũng được cấp nhiệt bằng hơi

trực tiếp (có thể gián tiếp), hơi bay lên được nâng dần nồng độ sau đó ngưng tụ ở

(12) rồi hồi lưu lại tháp. Bằng cách điều chỉnh lượng nước làm lạnh ta lấy ra

1,5÷2% cồn đầu rồi cho hồi lưu về đỉnh (8). Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng cách

đĩa hồi lưu 3 đến 5 đĩa và được làm lạnh ở (13).

Nhiệt độ đáy tháp aldehyt duy trì ở nhiệt độ 78÷790C. Nhiệt độ thân tháp tinh ở vị

trí cách đĩa tiếp liệu 3÷4 đĩa về phía trên khống chế ở 82÷830C.

Sơ đồ trên được gọi là gián tiếp một dòng vì sản phẩm đi vào các tháp chỉ có một

dòng chất lỏng duy nhất. Còn gọi là gián tiếp vì bản thân dòng chất lỏng không

chứa ẩn nhiệt bay hơi.

Sơ đồ gián tiếp một dòng có ưu điểm là đễ thao tác, chất lượng cồn tốt và ổn định

nhưng tốn hơi.



CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1. Biểu đồ nhập liệu

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Nguyên liệu x x x x x x x 0 x x x x

Nhà máy làm việc 11 tháng trong năm, tháng 8 ngừng hoạt động để vệ sinh, sửa

chữa thiết bị hư hỏng và bảo dưỡng các thiết bị khác nhằm làm cho quá trình sản

xuất được hiệu quả hơn. Trong năm nghỉ các ngày chủ nhật và các ngày lễ lớn (1/1,

4 ngày tết âm lịch, 10/3 âm lịch, 30/4, 1/5, 2/9).

4.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Do đặc điểm của quá trình sản xuất nên nhà máy làm việc một ngày 3 ca, số

ngày sản xuất 1 năm được tính bằng số ngày trong năm trừ đi các các ngày lễ, tết.

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Số ngày sản xuất 26 28 31 29 30 30 31 0 29 31 30 31

Số ca sản xuất 78 84 93 87 90 90 93 0 87 93 90 93

Tổng số ngày sản xuất: 326 ngày, tổng số ca sản xuất: 978 ca.

4.3. Tính cân bằng sản phẩm

4.3.1. Các thông số ban đầu

- Năng suất: 60.000 lít cồn 96o/ ngày.

- Thành phần nguyên liệu: 100% sắn lát khô.

- Nồng độ chất khô của dịch sau khi nấu: 18%, nồng độ dịch lên men: 16%.

- Hiệu suất đường hoá: 98%.

- Hiệu suất lên men: 98%.

- Hiệu suất chưng cất tinh chế: 97%.

- Hiệu suất thu hồi:



- Hao hụt và tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn:

Bảng 4.1. Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn

STT Công đoạn Hao hụt và tổn thất1 Làm sạch 2%2 Nghiền 0,5%3 Nấu sơ bộ 1%4 Phun dịch hóa 0,5%5 Nấu chín 1%6 Tách hơi 0,5%7 Làm nguội 0,5%8 Đường hóa 2%9 Làm lạnh 0,5%10 Lên men 2%11 Chưng cất 1%12 Tinh chế 1%

Bảng 4.2. Bảng độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu

Nguyên liệu Độ ẩm Chất khô Tinh bộtSắn 13% 87% 73%

4.3.2.Tính toán cân bằng vật chất

4.3.2.1. Công đoạn làm sạch

Khối lượng nguyên liệu đem vào làm sạch: M (kg)

Lượng nguyên liệu thu được sau làm sạch:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau làm sạch:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong nguyên liệu sau làm sạch:

(kg)



Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau làm sạch:

(kg)

4.3.2.2. Công đoạn nghiền

Khối lượng nguyên liệu thu được sau khi nghiền:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau khi nghiền:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong nguyên liệu sau khi nghiền:

(kg)

Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau khi nghiền:

(kg)

4.3.2.3. Công đoạn nấu sơ bộ

Gọi là lượng nước tại công đoạn nấu sơ bộ mà ta cần bổ sung để sau khi

nấu chín nồng độ chất khô đạt 18%.

Lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa bằng 1‰ so với lượng

tinh bột có trong nguyên liệu:

(kg)

Trong quá trình nấu sơ bộ ta bổ sung một lượng enzyme bằng 30% so với

tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa:

(kg)

Do lượng enzyme bổ sung vào quá trình nấu có khối lượng nhỏ hơn so với

khối lượng chất khô của nguyên liệu nên có thể bỏ qua.

Vậy khối lượng của dịch cháo sau khi nấu sơ bộ là:



(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:

(kg)

Khối lượng nước trong dịch cháo còn lại sau khi nấu sơ bộ:

(kg)

4.3.2.4. Công đoạn phun dịch hóa

Khối lượng của dịch cháo thu được sau khi phun dịch hóa:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:

(kg)

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:

(kg)

4.3.2.5. Công đoạn nấu chín

Cứ 1 kg nguyên liệu chưa hòa nước đưa vào nấu chín cần cung cấp 2 kg hơi

và lượng nước ngưng tụ sau khi nấu chín bằng 50% lượng hơi cấp vào. Vậy khối

lượng nước ngưng tụ sau khi nấu:

(kg)



Khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)

Sau nấu chín nồng độ chất khô đạt 18% nên ta có:

(kg).

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi nấu chín:

(k

g)

Vậy khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)

4.3.2.6. Công đoạn tách hơi

Lượng hơi cấp cho quá trình nấu chín bằng hai lần so với lượng nguyên liệu

sau khi nghiền để hòa nước. Lượng hơi tách ra trong công đoạn tách hơi chiếm 30%

so với lượng hơi cung cấp cho quá trình nấu chín:



(kg)

Khối lượng dịch cháo thu được sau khi tách hơi:

(kg)

Lượng chất khô có trong dịch cháo sau tách hơi:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi tách hơi:

(kg)

Khối lượng của nước có trong dịch cháo sau khi tách hơi:

(kg)

4.3.2.7. Công đoạn làm nguội:

Khối lượng dịch cháo sau khi làm nguội:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau làm nguội:

(kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi làm nguội:

(kg)

Khối lượng của nước có trong dịch cháo sau khi làm nguội:

(kg)

4.3.2.8. Công đoạn đường hóa:

Trong quá trình đường hóa ta bổ sung một lượng enzyme, lượng enzyme này

bằng 70% so với tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa.

(kg)



Lượng axit H2SO4 300Be cần bổ sung trong quá trình đường hóa sử dụng cho

100 lít cồn 100%V là 1,5÷2 kg.

Theo lý thuyết 100 kg tinh bột sản xuất được 72 lít cồn 100%V. Nên 100kg

tinh bột cần bổ sung 1,08kg H2SO4 300Be.

Vậy lượng axit H2SO4 300Be bổ sung cho quá trình nấu chín là:

(kg)

Gọi là lượng nước trong quá trình đường hóa ta cần bổ sung.

Lượng enzyme và lượng axit H2SO4 có khối lượng rất thấp so với khối lượng

chất khô của khối nguyên liệu nên ta có thể bỏ qua.

Khối lượng của dịch đường sau đường hóa là:

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch đường sau đường hóa:

)(804,0100

98820,0100

)2100(78 kgMMm

m CKCK

Ta có: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (1)

162 180

Tinh bột chuyển hóa thành đường với hiệu suất 98% nên dựa vào phương

trình (1) ta có khối lượng đường thu được sau khi đường hóa là:

(kg)

Khối lượng đường còn lại sau khi đường hóa với hao hụt 2% là:

(kg)

Khối lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi đường hóa là:

(kg)

4.3.2.9. Công đoạn làm lạnh



Khối lượng dịch đường sau làm lạnh là:

(k

g)

Khối lượng chất khô có trong dịch đường sau khi làm lạnh là:

(kg)

Khối lượng đường trong dịch đường còn lại sau khi làm lạnh:

(kg)

Lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi làm lạnh:

(kg)

Nồng độ chất khô của dịch đường sau đem lên men là 16% nên ta có:

(kg)

Lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi làm lạnh:

(kg)

Khối lượng của dịch đường sau làm lạnh:

(kg)

4.3.2.10. Công đoạn lên men

Trong quá trình lên men ta bổ sung một lượng Na2SiF6 bằng 0,25% so với

khối lượng dịch cháo sau đường hóa đem làm lạnh:

(kg)

Na2SiF6 có khối lượng thấp so với chất khô nguyên liệu nên có thể bỏ qua.



Lượng chất khô không đường có tỉ lệ rất thấp so với lượng đường trong dịch

lên men. Nên thể tích dịch đường lên men với đương 16% = 1,065 ( kg/lít) [9, tr 58] :

VDịchđường= (lit)

Thể tích men giống sử dụng bằng 10% so với thể tích dịch đường đem lên

men: Vmen giống= (lit).

Dịch đường sau khi làm lạnh thì 90%V sẽ được đem đi lên men. Vậy lượng

dịch đường đem đi lên men là

VDịchlênmen= VDịch đường x 90%= (lit).

Sau khi nhân giống xong thì dịch nhân giống sẽ được bơm trở lại thùng lên

men, vây thể tích của dịch đường đi lên men:

V= VDịch đường+ Vmen giống (lit).

Sau khi nhân giống xem như nấm men đã sử dụng hết lượng đường nên

nồng độ đường còn lại là

C%= đương 14,4% = 1,056 ( kg/lít) [9, tr 58]

Khối lượng của dịch trước lên men là:

(kg)

Dựa vào phương trình lên men (2):

→ 2 + 2 (2)

180,2 92,1 88

Cứ 100kg đường glucose tạo thành 51,16 kg cồn khan, nên lượng cồn khan

thu được tạo ra từ 0,659xM kg đường với hiệu suất lên men là 98% là:

mcồnkhan (kg)

Khối lượng cồn khan thu được với hao hụt là 2%:

mcồn khan= (kg)

Thể tích cồn khan thu được sau lên men với = 0,78927( kg/lít) [8, tr 9]



Vcồn khan (lit)

Dựa vào phương trình lên men ta suy ra lượng CO2 thu được sau lên men:

(kg)

Khối lượng giấm chín thu được sau lên men:

(kg)

Độ rượu trong giấm : khốilượng=8%V [7,tr 248]

Thể tích giấm chín:

Vgiấm chín = (lit)

4.3.2.11. Công đoạn chưng cất

Dịch giấm chín trước khi vào đĩa tiếp liệu có nồng độ 8%V = 6,38% khối

lượng. Nhiệt độ sôi tương ứng ở nồng độ đó là: ts = 93,84 0C [7, tr 278]

Trước khi vào tháp, giấm được hâm nóng đến 700C ở thiết bị hâm giấm. Sau

đó đưa vào tháp thô để nâng nhiệt độ đến t = 93,84oC.

Nhiệt lượng cần đun nóng giấm từ 700C đến nhiệt độ sôi tính cho 100 kg

giấm:

Trong đó: 100: Khối lượng giấm vào tháp.

CD = 1,019 – 0,0095 B: Nhiệt dung riêng của giấm. (Kcal/kg.độ)

B = 6,38 %: Nồng độ chất khô trong giấm (%).

Suy ra : (kcal/kg.độ)

Nên (Kcal)

Theo đồ thị X - 3 ,nồng độ etanol tại đĩa tiếp liệu x = 8 % khối lượng bằng

3,29 % mol. Từ đó theo bảng X- 1[10, tr 313] nhiệt độ sôi tương ứng ở nồng độ đó

là ts = 92,6 oC. Nồng độ rượu ở pha hơi: y = 47,6 % khối lượng bằng 26,21 % mol.

Khối lượng hơi rượu bốc lên khỏi tháp thô ứng với 100kg giấm là:



G =

Thực tế lượng hơi thường cấp dư nên lượng hơi rượu thực tế là:

(Với β = 1,05: Hệ số hơi thừa ).

Nồng độ thật của rượu ở pha hơi: y = = 45,33 (% khối lượng).

Phương trình cân bằng vật chất cho tháp thô ứng với 100 kg giấm chín giả sử

rằng lượng rượu trong bã là không đáng kể: P + 100 = R + GT

Trong đó : P – Lượng hơi nước cần dùng, kg/h

R – Lượng bã rượu, kg/h

GT – Lượng hơi rượu đi ra khỏi tháp.

Suy ra : 100 + P = R + 14,073 P + 85,927 = R.

Bảng 4.3. Bảng cân bằng nhiệt lượng ứng với 100 kg giấm chín

Thành phần nhiệtKhối lượng

(kg)

Nhiệt lượng riêng

(KJ/kg)

Tính toán nhiệt

(KJ)

Và

o

Giấm chín 100 297 100×297=29700Hơi nước P 2680 2680P

RaHơi nước - rượu 14,073 2010 14,073×2010=28286,7

3Bã 85,927+P 420 (85,927+P) ×420Nhiệt làm mát. 840

Phương trình cân bằng nhiệt:

29700+2680 P=28286,73+(85,927+P) 420+ 840

P =15,715(Kg) R = 101,642 (Kg).

Ta có 100 kg giấm chín cần 15,715 kg hơi và bã thu được là 101,642 (kg)

Hơi đốt cần cung cấp cho 5,080 M (kg) giấm chín là :

mhơi (kg)

Lượng bã từ 5,080 M kg giấm chín:

(kg)

Hơi trong tháp ứng với 5,080 M kg giấm: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


G = (kg)

Lượng hơi thực tế đi ra khỏi tháp thô vào thiết bị ngưng tụ:

(kg)

Toàn bộ hơi sau khi ra khỏi tháp thô được đem đi ngưng tụ thành rượu thô.

Nên lượng rượu thô là 0,715 M (kg).

Hao hụt ở chưng cất là 1%, nên lượng rượu thô thu được là:

mrượu thô (kg)

4.3.2.12. Tinh chế

Nếu ta xem tổn thất rượu ở bã là không đáng kể thì ta có:

Với: – Nồng độ cồn trong giấm chín. = 8 %V

VD – Lượng giấm chín. VD = 5,137 M (lit)

– Nồng độ cồn sản phẩm lấy ra. = 96%V.

Lượng cồn sản phẩm lấy ra là: (lit)

Hiệu suất chưng cất tinh chế đạt 98% nên lượng cồn sản phẩm lấy ra là:

(lit)

Ta có lượng cồn khan có trong giấm chín sau lên men là 0,419 M (lit).

Lượng cồn khan bị tổn thất trong quá trình chưng cất và tinh chế là:

(lit)

Tương đương với cồn 96%

(lit)

Nên lượng cồn 96% thu được là:

(lit)

Lượng cồn đầu tách ra khỏi tháp trung gian bằng 3% so với lượng cồn tuyệt

đối có trong giấm chín [2, tr 200]: (lit)



Lượng dầu fuzel tách ra khỏi tháp tinh bằng 3% so với lượng cồn tuyệt đối

có trong giấm chín [2, tr 201] : (lit)

Năng suất nhà máy là 60000 (lit/ngày) nên ta có :

Vcồn96% (lit),

Suy ra M = 146341,463(kg/ngày).

*Tính cân bằng vật chất trong một ngày

1. Công đoạn làm sạch

Khối lượng nguyên liệu đem vào làm sạch: M = 146341,463 (kg)

Khối lượng nguyên liệu thu được sau làm sạch:

(kg)

2. Công đoạn nghiền

Khối lượng nguyên liệu thu được sau khi nghiền:

(kg)

3. Công đoạn nấu sơ bộ

Lượng enzyme bổ sung quá trình nấu sơ bộ:

(kg)

(kg)

Vậy khối lượng của dịch cháo sau khi nấu sơ bộ là:

(kg)

4. Công đoạn phun dịch hóa

Khối lượng của dịch cháo thu được sau khi phun dịch hóa:

(kg)

5. Công đoạn nấu chín

Khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:

(kg)



6. Công đoạn tách hơi

Lượng hơi tách ra trong công đoạn tách hơi chiếm 30% so với lượng hơi

cung cấp cho quá trình nấu chín:

(kg)

Khối lượng dịch cháo thu được sau khi tách hơi:

(kg)

7. Công đoạn làm nguội:

Khối lượng dịch cháo sau khi làm nguội:

(kg)

8. Công đoạn đường hóa:

Trong quá trình đường hóa ta bổ sung một lượng enzyme, lượng enzyme này

bằng 70% so với tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa.

(kg)

Vậy lượng axit H2SO4 300Be bổ sung cho quá trình nấu chín là:

Lượng nước bố sung trong quá trình đường hóa:

Y= 0,573× M = 0,573 × 146341,463 = 83853,658 (kg/ngày)

Khối lượng của dịch đường sau đường hóa là:

(kg)

(kg)

9. Công đoạn làm lạnh

Khối lượng dịch đường sau làm lạnh là:

(kg)

10. Công đoạn lên men

Lượng Na2SiF6 bổ sung trong quá trình lên men trong một ngày:



Thể tích dịch đường lên men với đương 16% = 1,065(kg/lít).

VDịchđường= (lit)

Thể tích men giống sử dụng 10% so với thể tích dịch đường đem lên men:

Vmen giống= (lit)

Thể tích của dịch trước lên men:

V= (kg)

Khối lượng của dịch trước lên men là:

(kg)

Cồn khan thu được :

mcồnkhan (kg)

Khối lượng cồn khan thu được với hao hụt là 2%:

mcồn khan (kg)

Thể tích cồn khan thu được sau lên men:

Vcồn khan (lit)

Lượng CO2 thu được:

(kg)

Khối lượng giấm chín thu được sau lên men:

Thể tích giấm chín:

Vgiấm chín (lit)

11. Chưng cất

Lượng hơi đốt cần cấp:

mhơi (kg)

Lượng bã tạo ra là:

(kg)

Rượu thô thu được:

mrượuthô (lit)

12. Tinh chế

Lượng cồn 96% thu được là: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


(lit)

Lượng cồn đầu tách ra khỏi tháp trung gian bằng 3% so với lượng cồn tuyệt

đối có trong giấm chín:

(lit)

Lượng dầu fuzel tách ra khỏi tháp tinh bằng 3% so với lượng cồn tuyệt đối

có trong giấm chín: (lit)

Bảng 4.4. Bảng tổng kết cân bằng vật chất

T

T

Nguyên liệu, thành phẩm,

bán thành phẩm

Tính cho 1

ngàyTính cho 1mẻ Tính cho 1h

01 Lượng nguyên liệu 146341,463(kg) 24390,244(kg) 6097,561(kg)

02Lượng nguyên liệu sau

khi làm sạch143414,634(kg) 23902,439(kg) 5975,609(kg)

03Lượng nguyên liệu sau

khi nghiền142682,926(kg) 23780,488(kg) 5945,122(kg)

04Lượng nước cho vào nấu

sơ bộ

402731,706

(kg)67121,951(kg) 16780,488(kg)

05Khối lượng hỗn hợp

trước khi nấu545445,891(kg) 90907,649(kg) 22726,912(kg)

06Khối lượng dịch cháo sau

khi nấu sơ bộ539923,901(kg) 89987,317(kg) 22496,829(kg)

07Lượng chế phẩm Enzym

amylaza ở công đoạn nấu31,259(kg) 5,209(kg) 1,302(kg)

08Lượng chế phẩm Enzym

amylaza ở đường hóa72,937(kg) 12,156(kg) 3,039(kg)

09Lượng Na2SiF6 bổ sung

trong quá trình lên men 1756,098(kg) 292,683(kg) 73,171(kg)

10 Lượng H2S04 300Be 1087,317(kg) 181,219(kg) 45,305(kg)



T

T

Nguyên liệu, thành phẩm,

bán thành phẩm

Tính cho 1

ngàyTính cho 1mẻ Tính cho 1h

11

Khối lượng dịch cháo thu

được sau khi phun dịch

hóa

537219,511(kg) 89536,585(kg) 22384,146(kg)


khi nấu chín672878,046(kg) 112146,341(kg) 28036,585(kg)

13Khối lượng dịch cháo thu

được sau khi tách hơi669512,193(kg) 111585,366(kg) 27896,341(kg)


khi làm nguội666146,339(kg) 111024,389(kg) 27756,097(kg)

15Lượng nước bổ sung

trong quá trình đường hóa83853,658 (kg) 13975,609(kg) 3403,902(kg)

16Lượng dịch đường sau

công đoạn đường hóa734859,510(kg) 122476,085(kg) 30619,021(kg)

17Khối lượng dịch đường

sau làm lạnh731074,388(kg) 121845,731(kg) 30461,433(kg)

18 Thể tích dịch đi lên men 686341,462(lít) 114390,244(lít) 28597,561(lít)

19 Lượng dịch nấm men 68634,146(lít) 11439,024(lít) 2859,756(lít)

20Khối lượng giấm chín

trước chưng cất – tinh chế743414,632(lít) 123902,439(lít) 30975,609(lít)

21 Rượu trong giấm chín 60878,049(lít) 10146,342(lít) 2536,585(lít)

22Lượngcồn 96% thu được

sau chưng cất và tinh chế60000(lít) 10000(lít) 2500(lít)

23 Lượng khí C02 thu được 25064,007(lít) 4177,335(lít) 1044,334(lít)

24 Lượng cồn đầu 1800(lít) 300(lít) 75(lít)

25 Lượng dầu fusel 1800(lít) 300(lít) 75(lít)


Hình 5.2. Máy nghiền búa


CHƯƠNG 5 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ5.1. Các thiết bị sản xuất chính5.1.1. Sàng làm sạch

Dựa vào bảng 4.4 ta có lượng sắn cần làm sạch trong một giờ ( Nc):

Nc =6097,560 (kg/h) 6,1 (tấn/h).

Chọn sàng rung model 2D - 198 do nhà máy cơ

khí Hoàng Liệt chế tạo với các đặc tính :

- Năng suất: 10 tấn/h.

- Kích thước máy (d×r×c): 1860×1760×998 (mm).

Số lượng: n = = → Chọn 1 máy.

5.1.2. Máy nghiền

Dựa vào bảng 4.4 ta có lượng sắn đem nghiền trong một giờ:

Nc = 5975,609 (kg/h) 6,0 (tấn /h)

Chọn máy nghiền búa modell TTP - 10000 do

công ty Tân Thiên Phú sản xuất với các đặc tính kỹ thuật:

- Năng suất: 10 tấn/h.

- Kích thước (d×r×c): 2000×1050×2600 (mm).

Số lượng thiết bị:n = = → Chọn 1 thiết bị.

5.1.3. Bunke chứa sắn sau khi nghiền

Dựa vào bảng 4.4 ta suy ra lượng sắn sau nghiền một mẻ:

GS =23780,488 (kg)

Khối lượng riêng của sắn: = 762 kg/m3.

Thể tích bunke với hệ số chứa đầy α = 0,85:

VBunke (m3).



Hình 5.3. Bunke


Bunke được chế tạo bằng thép có dạng hình trụ, có đáy hình nón góc nghiêng

ở đáy 600. Thể tích bunke:

Chọn H = 1,3 D và d = , ta được:

V=

Suy ra: D = 3,07 (m), H = 4 (m), d = 0,8 (m).

Chọn chiều cao ống tháo liệu: h0 = 0,2 m

Chiều cao chóp: h = .

Chiều cao của bunke: HBunke= H + h + h0 = 4 + 1,135 + 0,2 = 5,535(m).

Vậy ta chọn một bunke chứa sắn sau khi nghiền có kích thước như sau:

D = 3,07(m), d = 0,8(m), H = 4(m), h = 1,135(m), h0 = 0,2(m), HBunke = 5,535(m).

5.1.4. Cân định lượng

Lượng sắn cần cân đem nấu trong một mẻ: 23780,487 (kg)

Chọn cân tự động model HS [12] với các đặc tính kỹ thuật :

- Trọng lượng cân tối đa: 20 (tấn/h).

- Kích thước (d×r×c): 1660×1270×2540 (mm)

- Số lần cân trong một mẻ: 2 lần.

Số lượng thiết bị : chọn 1 cân.

5.1.5. Thùng hòa trộn:Thùng hòa trộn dùng để trộn nước với bột sắn có thân hình trụ tròn, đáy hình

nón góc nghiêng 450C, trên nắp có gắn động cơ có cánh khuấy, bột và sắn nguyên

liệu, enzym cho vào trên thùng, còn nguyên liệu được rút ra ở đáy thùng và có cửa

vệ sinh.

Lượng bột sắn đưa vào hòa trộn trong 1h là: 5975,609 (kg/h)

Thể tích sắn chiếm chổ: VS = 7,842(m3)


Hình 5.4. Cân định lượng


Khối lượng riêng của nước là: = 1000 (kg/m3)

Khối lượng nước hòa trộn trong 1 h là: 16780,487 (kg/h)

Thể tích nước hòa trộn trong 1 mẻ: Vnước = = = 16,780 (m3/h).

Thể tích nguyên liệu: V=VS+Vnước=7,842 + 16,780 = 24,622(m3 /h).

Chọn hệ số chứa đầy: = 0,85

Tiến thành phối trộn trong 1/2 giờ.

Vậy thể tích của nồi: VN = = 14,483 (m3)

Tính kích thước nồi hòa trộn:

VN = Vtrụ + Vnón = (***)

Trong đó: Chiều cao phần nón: h = ; α = 450 nên

Chọn: H = 1,5D: Chiều cao phần trụ, với D: Đường kính thùng.

d = 0,1m: Đường kính ống dịch ra ở đáy

Thay vào (***): ta tính được D theo công thức sau:

=2,22(m)

Chiều cao phần trụ: H = 1,5×D = 1,5 × 2,22 = 3,33 (m)

Chiều cao phần nón: h = 1,06 (m)

Chọn: h1 = 0,6m: Chiều cao nắp thùng để lắp mô tơ gắn cánh khuấy.

h2 = 0,15m: Chiều cao của ống dẫn dịch.

Vậy tổng chiều cao của nồi là:

Hnồi = H + h + h1 + h2 = 3,33 + 1,06 + 0,6 + 0,15 = 5,14 (m)

Tốc độ cánh khuấy trong thời gian hòa bột là: 45 - 50 (v/phút).

Vậy ta chọn 1 thùng hòa trộn.

5.1.6. Nồi nấu sơ bộ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


Lượng bột sắn nấu sơ bộ trong một mẻ:

GS = 23780,487 (kg)

Thể tích sắn chiếm chỗ:

VS = 31,208(m3)

Khối lượng nước nấu sơ bộ trong 1 mẻ: 67121,951 (kg).

Khối lượng riêng của nước ở 250, p = 760 mmHg,

= 1000 (kg/m3) [9, tr 9]

Thể tích nước chiếm chỗ:

Vnước = = = 67,122 (m3).

Thể tích nguyên liệu mỗi nồi:

V=VS+Vnước=31,208 + 67,122 = 98,33(m3).

Vậy thể tích cần chứa của nồi nấu sơ bộ với hệ số chứa đầy = 0,85 là:

VN = (m3).

Nồi nấu có dạng hình trụ, đáy nón, góc nghiêng ở đáy 450

Chọn h = 2 D, d =

Chiều cao đáy nồi: h0 =

Thể tích đáy:

Thể tích

thân nồi: ,

Với VN = 115,682 (m3) (m)

Suy ra: (m), d = (m)


Hình 5.5. Nồi nấu sơ bộ


(m)

Chiều cao thiết bị: (m).

Vậy chọn một nồi nấu sơ bộ với D = 4,08m), d = 0,51 (m), H = 9,945 (m).

5.1.7. Bộ phận tiếp xúc nhiệt

Dựa vào bảng 4.4 nguyên liệu bơm phun dịch hóa một mẻ: 89987,316 (kg).

Chọn thiết bị phun dịch hóa model PSX – 200 do

Trung Quốc sản xuất [15] với các đặc tính kỹ thuật:

- Chiều cao: 1500 (mm).

- Đường kính:400 (mm).

- Áp suất: >5 (kg/cm2)

Số lượng: 1 thiết bị.

5.1.8. Nồi nấu chín

Nồi nấu chín được nấu chín ở áp suất thường, nhiệt độ cao nên chọn thiết bị

được chế tạo bằng thép không gỉ, thân hình trụ tròn, có lớp bảo ôn, nắp và đáy hình

elip. Ở giữa có vách ngăn để dịch cháo chảy chuyền từ ngăn này sang ngăn kia rồi

qua nồi khác.

Ngoài ra trong quá trình nấu chín có một lượng nước ngưng tụ lại do

hơi mang vào.

Hệ thống gồm 6 nồi nấu chín.Nồi nấu chín có dung tích bằng ¾ so với

dung tích của nồi nấu sơ bộ, nguyên liệu chứa 2/3 nồi còn 1/3 chứa hơi.

Thể tích nồi nấu chín là: (m3)

D: Đường kính nồi nấu.

Chiều cao thân nồi: h1 = 3 D, chiều cao nắp: h2 = 0,1 D.

Thể tích thân trụ: Vtrụ =

Thể tích phần nắp thiết bị: Vnắp ( m3).

Thể tích thùng:


Hình 5.6. Thiết bị tiếp xúc nhiệt

Hình 5.7. Nồi nấu chín


V = Vtrụ + 2Vnắp , V= +2 .

V = (m3).

D = 3,29 (m), h1 = 9,87 (m), h2 = 0,329 (m).

Chiều cao thiết bị : H = h1 + 2 h2 = 9,87 + = 10,53 (m).

Vậy ta chọn 6 nồi nấu chín có đường kính D = 3,29 (m), chiều cao trụ h1 =

9,87 (m), chiều cao đáy và nắp h2 = 0,329 (m), chiều cao thiết bị H = 10,53 (m).

5.1.9. Thiết bị tách hơi

Dựa vào bảng 4.4 lượng dịch cháo đem tách hơi một mẻ: 112146,341 (kg).

Lượng dịch cháo đem vào tách hơi trong một giờ: 28036,585 (kg /h).

Dịch chiếm 30% thể tích thiết bị. Thời gian dịch lưu trong thiết bị 20 phút.

Thể tích thiết bị bằng: (m3).

Thiết bị chế tạo bằng thép có dạng hình trụ, đáy nón, góc nghiêng ở đáy 450.

Chọn h2 = 1,5 D, d = (m).


Thể tích đáy nồi:

)

Thể tích thân nồi:

Thể tích nồi: ,

Với V = 18,937m3 .

Suy ra: , d = (m).


Hình 5.8. Thiết bị tách hơi


(m)

Chiều cao phần nắp h3 = 0,5 (m)


Vậy ta chọn một thiết bị tách hơi có đường kính thân nồi D = 2,49(m), chiều

cao thân nồi 3,735(m), 1,09(m),chiều cao thiết bị H= 5,325(m).

5.1.10. Phao điều chỉnh mức

Chọn phao điều chỉnh mức có các thông số kỹ thuật [2, tr 58]:

- Đường kính: 1200 mm

- Chiều cao: 2060 mm.

1: Thân hình trụ

2: Phao

3: Cánh tay đòn

5: Van

6: Ống thoát

hỗn hợp

5.1.11. Thùng đường hóa

Theo bảng 4.4 lượng dịch cháo đường hóa trong một mẻ: 111024,389 kg.

Thể tích dịch cháo sau làm lạnh với = 1645 (kg/m3 ) [7, tr 178]:

(m3).

Thể tích nước thêm vào khi đường hóa chiếm chỗ:

(m3).

Thể tích chứa của nồi :


Hình 5.9. Phao điều chỉnh mức


Nồi đường hóa có cấu tạo giống nồi nấu sơ bộ có

dạng hình trụ, đáy nón, góc nghiêng ở đáy 450.

Chọn h = 2 D, d = (m), chiều cao đáy nồi: h0 =

Thể tích đáy:

Thể tích thân nồi: ,

Với V = 95,845m3 (m)

Suy ra: , d = = 0,48 (m)

Chiều cao thiết bị: .

Chọn một thùng đường hóa có đường kính trụ D = 3,83(m), chiều cao trụ h =

7,66(m), chiều cao đáy h0 = 1,675(m), chiều cao thiết bị H = 9,335(m).

5.1.12. Thiết bị làm nguội ống lồng ống

Thiết bị có dạng zích zắc gồm 2 ống lồng nhau,

dịch đi trong ống, nước làm nguội đi bên ngoài. Ở đây

dịch đường làm nguội từ 600C đến 320C .

Dựa vào bảng cân bằng vật chất ta có

lượng dịch đường sau đường hóa cần làm lạnh trong một ngày là: 666146,339 (kg).

Lượng dịch vào ống trong 1 giờ: m = 666146,339/24=27756,097(kg/h)

Nhiệt lượng toả ra trên bề mặt ống:

Q=m c (t1–t2)= 27756,097 0,977 (60 – 32) = 759295,789 (Kcalo/h) Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày

Hình 5.10. Nồi đường hóa

Hình 5.11. Làm nguội ống lồng ống


Trong đó:

+ c = 0,977 kcal/kg độ là nhiệt dung riêng của khối nấu

+ t1, t2 nhiệt độ đầu và cuối của khối nấu

Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:

Q’ = 10% Q = 10% 759295,789 = 75929,579 (Kcalo/h)

Nhiệt lượng cần cung cấp: Q” = Q – Q’ = 759295,789 – 75929,579 =

683366,21(Kcalo/h)

Khối lượng nước làm nguội: Q” = m CN (t1 – t2)

Trong đó: CN = 1 kcal/kg.độ là nhiệt dung riêng của nước

Suy ra: m=

= = 24405,936 (kg).

ρnước = 1000 kg/m3, nên Vnước = = 24,406(m3).

Diện tích bề mặt truyền nhiệt: F= =

= 122,029(m2).

Trong đó:

+ K = 150÷250 kcal/m2.h.độ là hệ số truyền nhiệt.

Chọn K = 200 kcal/m2.h.độ

Chiều dài đường ống: L = = = 194,314(m).

Trong đó: dt = 0,1m là đường kính ống trong

Chiều dài đường ống tương đối dài nên ta chia làm 2 thiết bị.

Chiều dài đường ống của mỗi thiết bị: =97,157(m)

Ta chọn đường kính trong d = 100 mm.

Chiều dài vòng xoắn dx = 3 m, số vòng xoắn n = =13 vòng.

Chọn khoảng cách giữa 2 vòng xoắn là 100 mm, đuờng ngoài ống 200 mm.



Chiều cao thiết bị: H = 13 0,2 + (13-1) 0,1 = 3,8(m).

Sau khi tách hơi ta cũng tiến hành làm nguội trước khi cho vào đường hóa

nên ta chọn thêm 2 thiết bị ống lồng ống để làm nguội dịch cháo sau khi đường hóa.

Vậy chọn 4 thiết bị làm nguội ống lồng ống có đường kính trong dtr =

100(mm), dng = 200(mm), chiều cao thiết bị H = 3,8(m).

5.1.13. Tank lên men

Hệ thống thùng lên men trong lên men liên tục thường 8-10 thùng được nối

với nhau bằng các ống chảy chuyền. Chọn 8 thùng lên men, 7 thùng

làm việc, 1 thùng dự trữ. Thời gian làm việc liên tục là 62 giờ.

Thể tích tank lên men chính: Vtb = x (m3).

V: Tổng số dịch lên men trong 1 ngày.

n: Số tank lên men trong 1 ngày.

φ: Hệ số chứa đầy, φ = 0,85.

Lượng dịch đường sau làm lạnh trong 1 ngày: m =686362,073(lit)=686,362 m3

Thể tích chứa của tank lên men: Vtb = 403,742 (m3).

Quan hệ các kích thước cơ bản của tank lên men

H = (1,2 ÷ 1,5) D, h1 = (0,15 ÷ 0,3) D, h2 = (0,1 ÷ 0,1125) D.

Trong đó: + D: Đường kính tank lên men chính.

+ H: Chiều cao phần hình trụ của tank, chọn H = 1,3 D.

+ h1: Chiều cao đáy tank, chọn h1 = 0,2 D.

+ h2: Chiều cao nắp tank, chọn h2 = 0,1 D.

Chọn thiết bị có thân trụ, đáy và nắp tank hình côn, được làm từ thép CT3.

Thể tích:

Vlênmen=

Vlênmen = 1,099 × D3 D = = 7,16 (m)


Hình 5.12. Tank lên men


h1 = 0,2 (m), h2 = 0,1 = 0,716 (m),

H = 1,3 (m)

Chiều cao thiết bị: Htb = H + h1 + h2 = 11,456 (m).

Vậy ta chọn 8 tank lên men có đường kính D = 7,16(m), chiều cao đáy tank

h1= 1,432(m) , chiều cao phần nắp h2 = 0,716(m), chiều cao thiết bị H = 11,456(m).

5.1.14. Tank nhân giống cấp 2

Số tank nhân giống cấp 2 là: N

Chọn một tank làm việc và một tank để dự bị.

Tank nhân giống cấp 2 có thể tích bằng 30% so với thể tích tank lên men.

(m3)

Tỉ lệ kích thước, hình dáng và cấu tạo tank nhân giống cấp 2 tương tự như

tank lên men nên ta có: VC2 = 1,099 × D3 D = = 4,79 (m).

h1=0,2 (m),h2=0,1 =0,479(m), H= 1,3

(m)

Chiều cao thiết bị: Htb = H + h1+ h2 = 7,664 (m).

Ta chọn 2 tank nhân giống cấp 2 có đường kính D = 4,79(m), chiều cao đáy

tank h1= 0,958(m) , chiều cao phần nắp h2 = 0,479(m), chiều cao thiết bị H =

7,664(m).

5.1.15. Tank nhân giống cấp 1

Số tank nhân giống cấp 1 là: N

Chọn một tank làm việc và một tank để dự bị.

Tank nhân giống cấp 1 có thể tích bằng 30% so với thể tích của tank nhân

giống cấp 2 nên ta có: (m3).

Tỉ lệ các kích thước, hình dáng và cấu tạo của tank nhân giống cấp 1 tương

tự như tank lên men nên ta có: VC1 = 1,099 × D3 D = =3,21 (m).


Hình 5.13. Thùng chứa giấm chín


h1 =0,2 (m),h2=0,1 = 0,321 (m), H =

1,3 (m)

Chiều cao thiết bị: Htb = H + h1 + h2 = 5,136 (m).

Ta chọn 2 tank nhân giống cấp 1 có đường kính D = 3,21(m), chiều cao đáy

tank h1 = 0,642(m), chiều cao phần nắp h2 = 0,321(m), chiều cao thiết bị H =

5,136(m).

5.1.16. Thùng chứa giấm chín

Lượng giấm chín trong một ngày là: 751,756 (m3/ngày) = 31,32(m3/h)

Thùng chứa giấm làm bằng thép không gỉ có dạng hình trụ

đáy hình côn.

Thể chứa của thùng là: (m3)

Chọn h2=1,5 D, d (m).


Thể tích đáy:

Thể tích thân nồi:

Thể tích nồi: ,

(m3). (m)

Chọn h2 = 1,5 D = 1,5 2,47 = 3,705(m)

(m)

h1 1,08(m).

Chiều cao thiết bị: h = h1 + h2 = 3,705 + 1,08 = 4,785(m).



Chọn một thùng chứa giấm chín có đường kính trụ D = 2,47(m), chiều cao

đoạn trụ h2 = 3,705(m), chiều cao đáy h1 = 1,08(m), chiều cao thiết bị h = 4,785(m).

5.1.17. Thiết bị tách CO2 và thu hồi rượu

Lượng CO2 sinh ra trong một ngày là: 45365,853 (kg).

Khối lượng riêng của khí CO2 ở nhiệt độ 260C: ρ1 = 1,81 (kg/m3).

Thể tích CO2 sinh ra một giờ: (m3/h).

Đường kính của thiết bị:

(m) [1, tr 274]

W: Vận tốc khí CO2 qua tiết diện tự do của thiết bị, W = 0,9

(m/s)

(m)

Số ống trong phần ngưng tụ:

[1, tr 274]

d: Đường kính trong ống, chọn d =24 (mm)

W1: Tốc độ chuyển động của CO2 trong ống, W1= 9 (m/s)

(ống)

Ta chọn thiết bị theo năng suất sản phẩm, kích thước thiết bị:

+ Đường kính của thiết bị: 0,41 m.

+ Số ống hấp thụ : 72

+ Chiều cao thiết bị : 4 m.

5.1.18. Tính tháp thô

5.1.18.1.Xác định số đĩa lý thuyết

Theo (phụ lục 1) số đĩa lý thuyết của tháp là: Nlt = n1 + n2 = 6,82 + 7,64 = 14,46

Trong thực tế hiệu suất đĩa : µ = 0,2÷0,9. Chọn µ = 0,5.

Vậy số đĩa thực tế là: Ntt = Nlt/µ = 14,46/0,5 = 28,92. Chọn Ntt = 29 (đĩa)


Hình 5.14. Thiết bị tách CO2

và thu hồi rượu


5.1.18.2. Tính đường kính tháp

D = (m) [10, tr 18]

gtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp (kg/h)

(PWg)tb: vận tốc hơi trung bình trong tháp (kg/m2.s)

Theo (phụ lục 2) ta có :

Đường kính tháp: D = (m).

5.1.18.3. Tính chiều cao tháp

H = (n – 1) h + h1 + h2 [10, tr 160]

Trong đó : + n: số đĩa thực tế của tháp, n = 29

+ h: khoảng cách giữa hai đĩa gần nhau, h = 0,4 (m).

+ h1, h2: chiều cao phần đáy và đỉnh tháp, h1 = h2 = 0,6(m).

H = (29 – 1) 0,4 + 0,6 + 0,6 = 12,4 (m).

Chọn một tháp thô có số đĩa: 29 đĩa, đường kính 1,28 m, chiều cao 12,4 m.

5.1.19. Tháp trung gian

5.1.19.1. Xác định số đĩa

Theo (phụ lục 3) ta có kết quả tính như sau:

- Số đĩa đoạn luyện: + Số đĩa lý thuyết: 5,6 đĩa.

+ Số đĩa thực tế: 11,2. Lấy 12 đĩa.

- Số đĩa đoạn chưng: + Số đĩa lý thuyết: 7,5 đĩa.

+ Số đĩa thực tế: 15 đĩa.

- Số đĩa của tháp trung gian: 27 đĩa

5.1.19.2 Tính đường kính tháp:

Bảng 5.1.Nồng độ của rượu êtylic trong tháp trung gian

Vị trí

Nồng độ pha loãng Nồng độ pha hơi Nhiệt độ sôi ( 0C )

khối

lượng % mol

% khối

lượng% mol

Đỉnh 9 8 93,43 8 78,34



3,1 4 4,75

Đáy3

2,36

1

5,7772

5

0,1584

Tiếp liệu4

5,38

2

4,4675,63

5

4,8282,2

5.1.19.2.1. Đường kính đoạn luyện :

D = (m) [ 10,tr 181]

Theo (phụ lục 4) đường kính đoạn luyện :

D = (m)

5.1.19.2.2. Đường kính đoạn chưng :

D = (m) [ 10,tr 181]

Theo (phụ lục 4) đường kính đoạn chưng :

D = (m)

5.1.19.3. Tính chiều cao tháp :

H = (n - 1).h + h1 +h2

Trong đó:

n: số đĩa tháp trung gian, n = 27

h: khoảng cách giữa hai đĩa gần nhau, h = 0,2m

h1, h2: chiều cao đáy và đỉnh, h1 = h2 = 0,6m

Vậy chiều cao tháp là :

H = (27 - 1) x 0,3 + 0,6 + 0,6 = 9 (m)

5.1.20. Tính tháp tinh

Bảng 5.2.Các yêu cầu cơ bản đối với tháp tinh chế



STT

Thành phần Nồng độ Hiệu suất so

sánh với lượng

cồn tuyệt đối

chứa trong dấm

(%)

%V

%khối

lượng % mol

1 Rượu tinh chế 96 94,1 86,24 95

2Dầu

fusel88 83,1 66,1

3

3 Rượu hồi lưu 96 94,1 86,24 5

4 Sản phẩm đáy 0,006 0,005 0,002

5Rượu vào

đĩa tiếpliệu32,36 15,77

5.1.20.1. Xác định số đĩa

Theo (phụ lục 5) ta có:

* Số đĩa phần luyện:

- Số đĩa lý thuyết: 17,2 đĩa. Chọn hiệu suất đĩa = 0,5.

- Vậy số đĩa thực tế đoạn luyện là: n1 = (đĩa). Lấy 35 đĩa

* Số đĩa phần chưng:

- Số đĩa lý thuyết

n2 = n1 + n’ = 3,8 + 2,178 = 5,978

Chọn hiệu suất đĩa = 0,5

- Số đĩa thực tế: N2 = (đĩa). Lấy N2 = 12 đĩa.

Số đĩa của toàn tháp: N = 35 + 12 = 47 (đĩa)

5.1.20.2. Tính đường kính

Theo (phụ lục 6) ta có:

Đường kính đoạn luyện:



(m)

Đường kính đoạn chưng:

(m)

Vậy D = DL = DC = 1,1 m

5.1.20.3.Tính chiều cao tháp:

H = (n - 1).h + h1 + h2

n: số đĩa tháp tinh chế, n = 47

h: khoảng cách giữa hai đĩa gần nhau, h = 0,3 (m)

h1, h2: chiều cao đỉnh và đáy tháp, h1 = h2 = 0,6 (m)

Vậy H = (47 - 1) x 0,3 + 0,6 +0,6 = 15 (m)

Ta chọn một tháp tinh có số đĩa: 47 đĩa, D = 1,61 (m), H = 15 (m)

5.1.21. Các bộ phận truyền nhiệt

5.1.21.1. Thiết bị hâm giấm

Chọn thiết bị ống chùm nằm ngang, giấm đi trong, hơi rượu nước đi ngoài.

Giấm đi vào thiết bị có nhiệt độ 300C, ra thiết bị có nhiệt độ 700C, nhiệt dung

riêng C = 0,95 kcal/kg, hỗn hợp hơi rượu nước đi ra khỏi giấm có nhiệt độ 92,60C.

Bề mặt truyền nhiệt thiết bị tính theo công thức: , (m2) [10, tr 3]

Q – Nhiệt trao đổi giữa giấm và hơi rượu nước: Q= D C (t2 – t1 ) [10, tr 11]

D – Lượng giấm vào thiết bị, D = 30975,610 kg/h.

Q = 30975,610 0,95 (70 –30) = 1177073,180 (kcal/h)

t – Hiệu số nhiệt độ giữa giấm và hơi rượu - nước:

t = t0 – tTB = 92,6 – 50 = 42,6 0C.

.

K – Hệ số truyền nhiệt qua thành thiết bị: [10, tr 160]

– Chiều dày ống, chọn loại ống có = 40mm, = 2,5mm.



1 – Hệ số cấp nhiệt từ giấm đến bề mặt ống, 1 = 600 (kcal/m2.h.0C).

2 – Hệ số cấp nhiệt từ pha hơi đến bề mặt ống truyền nhiệt:

2 = 2350 (kcal/m2.h.0C).

– Hệ số dẫn nhiệt của ống truyền nhiệt, chọn vật liệu là đồng thanh có =

55,8 (w/m.h.0)C = 50 (kcal/m.h.0C). [9, tr 127]

; (m2)

Phân bố các ống theo hình lục giác, số lượng ống trên đường chéo chính b =

17, tổng số ống n = 217, số ống ngoài cùng 25 ống. [9, tr 48]

Bước ống t = 1,2 × d với d = 0,04 m.

Đường kính thiết bị. D = t × (b – 1) + 4 × d = 1,2 × d × (b –1) + 4 × d

= 1,2 × 0,04 × (17 – 1) + 4 × 0,04 = 0,93 (m).

Chiều dài ống truyền nhiệt:

Với F = 59,19 (m2), n = 217 ống

dtb = d + = 0,04 + 0,0025 = 0,0425 (m)

l0 = (m)

Chiều dài của thiết bị (kể cả hai đầu phân phối):

L = l0 + 2 0,15 = 2,04 + 0,3 =

2,34(m).

Chọn một thiết bị hâm giấm đường kính D = 0,93(m), chiều dài L= 2,34 (m).

5.1.21.2. Thiết bị ngưng tụ cồn thô

Lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp tính cho 100 kg giấm là 14,073 (kg). Giả sử

được ngưng tụ ở thiết bị hâm giấm 4/5 số lượng hơi, lượng hơi còn lại tiếp tục được

dẫn qua thiết bị ngưng tụ cồn thô và được ngưng tụ hoàn toàn. Khối lượng hơi đi

vào thiết bị ngưng tụ cồn thô: 14,073 – 4/5 14,073 = 2,815 (kg/100 kg giấm).

Tức là: 30975,610 × 2,815/100 = 871,963 ( kg/h).

Năng suất thiết bị tính theo dal/cyr ( 1 dal = 10 lit; cyr = 24 h).


Hình 5.15 Thiết bị hâm giấm


= 24 × 100 ×

G = 871,963 (kg/h).

ρ: Khối lượng riêng của nước ngưng (kg/m3).

Nồng độ rượu ở pha lỏng 45,33% khối lượng: = 882,73(kg/m3). [9, tr 10]

= 24 100 = 2370,726 (dal/cyr).

Chọn thiết bị có bề mặt truyền nhiệt: F = 0,02 П [2, tr 220]

F = 0,02 × = 0,02 × 2370,726 = 47,415 (m2).

Tính kích thước ống truyền nhiệt của thiết bị:

Đường kích trong: Dt = 30 mm.

Đường kích ngoài: Dn = 32 mm.

Đường kích trung bình: Dtb = 31 mm.

Phấn bố các ống theo hình sáu cạnh.

Số ống trên đường chéo chính: b = 17

Tổng số ống: n = 217

Bước ống: t = 1,2 × Dn [10, tr 48]

Đường kính thiết bị: D = t × (b – 1) + 4 × DN = 1,2 × Dn × (t – 1) + 4 × Dn

= 1,2 × 0,032 (17 – 1) + 4 × 0,032 = 0,7 (m).

Chiều dài ống truyền nhiệt : (m).

Chiều dài chung của cả thiết bị: l = l0 + 2 × 0,1 = 2,24+ 0,2= 2,44 (m)

Chọn một thiết bị ngưng tụ dạng đứng kích thước (D×l) : 0,7 × 2,44(m).

5.1.21.3.Thiết bị ngưng tụ ở tháp trung gian :

Lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp trung gian là: 14,87 (kg/100 kg dấm).

Năng suất thiết bị tính theo dal/cyr: ( 1 dal = 10 lit; cyr = 24 h).

= 24×100×

Với : G = (14,87×743414,632)/(100×24) = 4606,1 (kg/h).

Nước ngưng tụ có nồng độ 93,43 % khối lượng, t0 = 78,34 0C


Hình 5.16. Thiết bị ngưng tụ cồn thô


ρN: Khối lượng riêng của nước ngưng (kg/m3).

N = 747 (kg/m3) [9,tr 10]

→ = 24×100× = 14798,71 (dal/cyr).

Chọn thiết bị có bề mặt truyền nhiệt F = 0,016 [2,tr 220].

F = 0,016× = 0,016×14798,71 = 236,7 (m2).

Tính kích thước ống truyền nhiệt của thiết bị:




Phân bố các ống theo hình sáu cạnh.

Số ống trên đường chéo chính: b = 27.


Bước ống: t = 1,2.Dn

[10,tr 48] .

Đường kính thiết bị:

D = t(b - 1) + 4.DN = 1,12×Dn(b - 1) + 4.Dn = 1,2×0,032× (27-1) + 4×0,032

D = 1 (m).

Chiều dài ống truyền nhiệt :

L0 = = 4,3 (m).

Chọn hai thiết bị ngưng tụ ở tháp trung gian, một thiết bị đứng và một thiết bị nằm.

Chiều dài chung của mỗi thiết bị là:

l = l0/2 + 2×0,15 = 4,3/2 + 2×0,15 = 2,45 (m).

5.1.21.4. Thiết bị ngưng tụ ở tháp tinh

Lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp tinh là: 26,85 (kg/100 kg dấm).

Năng suất thiết bị tính theo dal/cyr: ( 1 dal = 10 lit ; cyr = 24 h).

= 24×100×

Với : G = 26,85×30975,610/100 = 8316,95 (kg/h).



Nước ngưng tụ có nồng độ 94,1% khối lượng, t0 = 78,27 0C

: Khối lượng riêng của nước ngưng (kg/m3).

= 745,7 (kg/m3)

= 24×100× = 26767,71 (dal/cyr).

Chọn thiết bị có bề mặt truyền nhiệt F = 0,014×П [2,tr 220].

F = 0,014× = 0,014×26767,71 = 374,7(m2).

* Tính kích thước ống truyền nhiệt thiết bị:

Chọn vật liệu: Đồng thanh.




Phấn bố các ống theo hình sáu cạnh.

Số ống trên đường chéo chính: b = 33.


Bước ống: t = 1,2×Dn [10,tr 48]


D = t(b - 1) + 4×DN = 1,2.Dn(t - 1) + 4.Dn = 1,2×0,032(33-1) +

4×0,032

D = 1,2 (m).

Chiều dài ống truyền nhiệt:

l0 = = 4,6(m).

Chọn hai thiết bị, một thiết bị đứng và một thiết bị treo nằm ngang.Chiều dài

chung của mỗi thiết bị là:

l = l0 /2 + 2×0,1 = 4,6 /2 + 2×0,1 = 2,5(m).

5.1.21.5. Làm lạnh cồn sản phẩm :

Với năng suất 60000 lít /ngày

Bề mặt truyền nhiệt: F = (m2)



Chọn ống có:

Đường kính trong: dt = 30 mm

Đường kính ngoài: dn = 32 mm

Đường kính trung bình: dtb = 31 mm


Tổng số ống : n = 631

Bước ống: t = 1,2.dn


D = t.(b -1) + 4.dn = 1.2×0,032× (29 - 1) + 4×0,032 = 1,12 (m)

Chiều dài ống truyền nhiệt: lo = (m)

Chiều dài thiết bị:

L = lo + 2 × 0,1 = 1,37 + 0,2 = 1,57 (m)

5.1.21.6. Thiết bị làm lạnh cồn đầu:

Lượng cồn đầu thu nhận từ 3 phần:

- Từ thiết bị ngưng tụ làm sạch của tháp thô.

- Từ thiết bị ngưng tụ làm sạch của tháp trung gian

- Từ dầu fusel ở tháp tinh luyện.

Gồm 5% so với cồn thành phẩm:

= 60000 × 5/100 =3000 lít/ngày.= 300 dal/cyr

Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị :

F = 0,02 . = 0,02 × 300 = 6 (m2)

Chọn ống truyền nhiệt có các thông số:

Đường kính trong: dt = 30 mm

Đường kính ngoài: dn = 32 mm

Đường kính trung bình: dtb = 31mm



Bước ống: t = 1,2.dn


Hình 5.17. Thùng chứa cồn thành phẩm



D = t.(b -1) + 4.dn = 1,2×0.032 ×(13 - 1) + 4 × 0,032 = 0,54 (m)


Chiều dài thiết bị:

L = lo + 2 × 0,1 = 0,48 + 0,2 = 0,68(m)

5.1.21.7. Thiết bị làm lạnh dầu fuzel

Lượng dầu fuzel cần làm lạnh: 1756,097lit/ngày = 175,610(dal/cyr) =

Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = 0,02 × = 0,02 × 175,610 = 3,5 (m2).

Thiết bị có cấu tạo giống thiết bị ngưng tụ cồn thô có: đường kính trong d t

=28 mm, đường kính ngoài: dn = 32 mml đường kính trung bình: d tb = 30 mm, số

ống trên đường chéo chính: b = 7, tổng số ống n = 37, bước ống t = 1,2 dn

Đường kính: D = t (b – 1)+4 dn=1,2 × 0,032 × (7 –1) + 4 × 0,032= 0,36(m)


Vậy ta chọn một thiết bị làm lạnh dầu fuzel có l =1 m , D = 0,36 m.

5.1.22. Thùng chứa cồn thành phẩm

Lượng cồn thành phẩm là: 60.000 lít/ngày = 20 (m3/ca sản xuất)

Chọn thùng thân hình trụ, đáy hình nón, tỉ lệ các kích thước

tương tụ nồi nấu sơ bộ, thùng có hệ số chứa đầy 0,85 nên thể tích

thùng là: (m3)

Với V =23,53m3 (m).

Suy ra: (m),

d= (m).

(m)




Vậy ta chọn một thùng chứa cồn có đường kính đoạn trụ D = 2,68 m, chiều

cao đoạn trụ m, đường kính đáy d = 0,34 m, chiều cao đáy m, chiều

cao thiết bị H = 5,17 m.

5.1.23. Thùng chứa dầu fuzel

Lượng dầu fuzel trong một ngày: 1800 (lit/ngày) =1,8 m3/ngày

Chọn thùng có dạng thân trụ, đáy nón, hình dáng, cấu tạo và tỉ lệ kích thước

giống thùng chứa cồn thành phẩm.

Thể tích thùng là: (m3) (m).

Suy ra: (m), d= (m).

(m)


Vậy ta chọn một thùng chứa dầu fuzel có đường kính đoạn trụ D = 1,2 (m),

chiều cao đoạn trụ = 1,8 (m), đường kính đáy d = 0,15 (m), chiều cao phần đáy

= 0,53(m).

5.1.24. Thùng chứa cồn đầu

Lượng cồn đầu trong một ngày: 1800 (lit/ngày) =1,8 m3/ngày

Chọn thùng có dạng thân trụ, đáy nón, hình dáng, cấu tạo và tỉ lệ kích thước

giống thùng chứa cồn thành phẩm.

Thể tích thùng là: (m3) (m).

Suy ra: (m), d= (m).

(m)


Vậy ta chọn một thùng chứa cồn đầu có đường kính đoạn trụ D = 1,2 (m),

chiều cao đoạn trụ = 1,8 (m), đường kính đáy d = 0,15 (m), chiều cao phần đáy

= 0,53(m).



5.1.25.Thiết bị tách bọt:

Lượng dấm chín là 30,98 (m3/h) = 0,52 (m3/phút)

Chọn thiết bị thân hình trụ đứng , đáy hình nón cụt .

V = 0,785D2( H + h/3)

H = 1,5 D

h = 0,3D

V = 0,785D2( H + h1/3)

0,52 = 0,785D2( 1,5D + 0,1D)

D = 0,74 (m).

H = 1,11 m).

h1 = 0,222 (m).

Vật liệu thép CT3.

5.1.26. Thùng chứa chế phẩm amylazaKhối lượng chế phẩm dùng trong 1 giờ là:

mchế phẩm (kg/h)

Thể tích thiết bị với hệ số chứa đầy 0,8:

V = (m3/h)

Chọn: D = 0,15 m, Góc ở đáy 900, d = 0,01 m

Chiều cao của đáy: Hđáy = = = 0,07 (m)

Thể tích đáy thiết bị: Vđáy =

= = 0,00044 (m3)

Thể tích thân thiết bị: Vthân = V – Vđáy = 0,00255 – 0,00044 = 0,00211 (m3)

Chiều cao thân thiết bị: Hthân = = (m)

Chiều cao nắp thiết bị: Hnắp = 0,02 m

Chiều cao thiết bị: H = Hthân + Hđáy + Hnắp= 0,209 (m) Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


5.1.27.Thùng chứa axít (H2SO4)

Chọn thùng chứa axit có hình trụ đứng, đáy có hình côn.Với thể tích axít

dùng là 1077,92 (lít). Hệ số chứa đầy là 0,85.

Do đó thể tích của thùng là:

Dựa vào công thức:

Với : H/D= 1,2 ÷1,5, chọn H = 1,5 D

h1 = 0,3 D.

Ta có: 1,2682= 0,785.D2.(1,5.D +0,1.D).

Suy ra: D = 1 (m).

Ta chọn: D = 1 (m).

Chiều cao thùng là: H = 1,5 (m).

Chiều cao đáy thùng là: h = 0,3 (m).

Thùng chứa axit được làm bằng thép Inox .

5.1.28. Thùng chứa chất sát trùng (Na2SiF6)

Chọn thùng chứa chất sát trùng có thân hình trụ đứng,có đáy là hình nón ,lượng

chất sát trùng cho nhà máy hoạt động trong một ngày là 1222,1 (lít).

Chọn hệ số chứa đầy là: 0,85.

Vậy thể tích thùng là: V = 1222,1/0,85 = 1437,7 (lít) = 1,4377 (m3 ).

Dựa vào công thức: V =0,785.D2.(H+h1/3).

Với: H =1,5D

h1 = 0,3D

Ta chọn chiều cao của thùng hình trụ là: H = 1,6(m).

Đường kính của thùng là: D = 1,05(m).

Chiều cao của đáy thùng là: h1 =0,315(m).

Thùng chứa chất sát trùng (Na2SiF6) được làm bằng thép Inox, ta dùng 1thùng.

5.2. Tính cơ cấu vận chuyển Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


5.2.1. Gàu tải vận chuyển sắn đi nghiền

Theo bảng 4.4 lượng sắn cần đem đi nghiền: 6,1 tấn/h.

Chọn gàu tải có đặc tính kỹ thuật :

- Năng suất vận chuyển hạt: 10 tấn/h.

- Chiều rộng gàu: 110 mm.

- Chiều rộng tấm băng: 125 mm.

Công suất động cơ truyền động: Nđc= ,Kw

Trong đó: Q: năng suất gàu tải, Q = 10 tấn/h

H: chiều cao nâng của gàu tải, H = 3,75 m

: hiệu suất của gàu tải, = 0,7

Nđc = (Kw)

Số lượng: → Chọn 1 gàu tải

5.2.2. Gàu tải vận chuyển sắn sau khi nghiền lên bunke chứa

Lượng sắn sau khi nghiền cần vận chuyển lên bunke chứa : 6

tấn/h.

Chọn gàu tải có đặc tính kỹ thuật giống với gàu tải vận

chuyển sắn đi nghiền.

Công suất động cơ truyền động: Nđc= ,Kw

Trong đó: Q: năng suất gàu tải, Q = 10 tấn/h

H: chiều cao nâng của gàu tải, H = 13,84 m

: hiệu suất của gàu tải, =0,7

Nđc = (Kw), Số lượng: → Chọn 1 gàu tải

5.2.3. Bơm ly tâm: dùng để bơm dịch ở khu nấu

Tùy theo năng suất mỗi thiết bị ta chọn cho phù hợp.

Chọn bơm piston nhãn hiệu Pentax - CM có đặc tính sau: [11]

Nhãn hiệu: CM50 – 125B


Hình 5.18. Gàu tải


Năng suất: 36 (m3/h)

Công suất: 4,4 kW

Đường kính trong ống vào/ra: 50/65

Kích thước: 525x250x292mm

Khối lượng: 47 (kg)

Để đảm bảo năng suất nhà máy chọn bơm ly tâm để bơm chất lỏng dạng đặc,

nhớt và chứa chất lơ lửng.

5.2.4. Bơm ly tâm

Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu Pentax - CM để bơm lên men, dấm chín, cồn sản

phẩm, cồn đầu và dầu fusel với các thông số kỹ thuật sau: [11]

Nhãn hiệu: CM50 – 125A

Năng suất: 36 (m3/h)

Công suất: 5,7 kW

Đường kính trong ống vào/ra: 40/65

Kích thước: 700x322x405mm

Khối lượng: 50 (kg)

Bảng 5.4. Bảng tổng kết các thiết bị

STT Tên thiết bị Kích thước(mm) Số lượng1 Sàng làm sạch 1860 1760 998 12 Gàu tải sắn đi nghiền H = 3750 13 Máy nghiền 2000 1050 2600 14 Gàu tải lên bunke H = 13840 15 Cân 1660 1270 2540 16 Bunke H = 5335, D = 3070, d = 800 17 Nồi nấu sơ bộ H = 9945, D = 4080, d = 510 18 Bộ phận tiếp xúc nhiệt H = 1500, D = 400 19 Nồi nấu chín H = 10530, D = 3290 6

10 Thiết bị tách hơi H = 5325, D = 2490, d = 310 1

11 Thùng hòa trộn H = 5140, D = 2220 , d= 100 1

12 Phao điều chỉnh mức H = 2060 , D = 1200 113 Thùng đường hóa H = 9335, D = 3830, d = 480 114 Làm nguội ống lồng ống H = 3800, dtr = 100, dn = 200 4



15 Tank lên men H =11456, D = 7160 816 Tank nhân giống cấp 2 H = 7664, D = 4790 217 Tank nhân giống cấp 1 H = 5136, D = 3210 218 Thùng chứa giấm chín H = 4785, D =2470 219 Tách CO2 và thu hồi rượu H = 4000, D = 410 120 Tháp thô H = 12400, D =1280 121 Tháp trung gian H =9000 , D = 1070 122 Tháp tinh H = 15000, D = 1610 123 Thiết bị hâm giấm L = 2340, D = 930 124 Ngưng tụ cồn thô L = 2440, D = 700 125 Ngưng tụ ở tháp trung gian L =2450, D =1000 226 Ngưng tụ ở tháp tinh L = 2500, D = 1200 227 Làm lạnh cồn đầu L = 680, D =540 128 Làm lạnh cồn thành phẩm L =1570, D =1120 129 Làm lạnh dầu fuzel L = 1000, D = 360 130 Thùng chứa cồn đầu H = 2330, D = 1200 131 Thùng chúa dầu fuzel H = 2330, D = 1200 132 Thùng chúa cồn sản phẩm H = 5170,D = 2680 133 Thiết bị tách bọt H =1110, D =740 134 Thùng chứa chế phẩm amylaza H= 209 ,D =150 135 Thùng chứa axit H2SO4 H = 1500, D = 1000 136 Thùng chứa Na2SiF6 H = 1600, D = 1050 137 Bơm ly tâm khu nấu 525 250 292 638 Bơm ly tâm khu lên men 700 322 405 839 Bơm khu chưng cất – tinh chế 700 322 405 1



CHƯƠNG 6 TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG6.1. Tổ chức của nhà máy

6.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy

6.1.2. Tổ chức lao động

Nhà máy làm việc 326 ngày/năm. Mỗi ngày làm việc 3 ca:

Ca 1: Từ 6h – 14h,

Ca 2: Từ 14h – 22h,

Ca 3: Từ 22h – 6h sáng hôm sau.

Khối hành chính làm việc 8 h/ngày . Sáng : Từ 7h – 11h30

Chiều: Từ 13h30 – 17h

6.1.2.1. Nhân lực lao động gián tiếp

- Giám đốc: 1 - Phó giám đốc: 2 - Phòng hành chính: 2

- Phòng tài vụ: 3 - Phòng kinh doanh: 3 - Phòng kế hoạch: 3

- Phòng y tế: 2 - Phòng kỹ thuật: 4 - Phòng KCS: 3

- Nhà ăn, căn tin: 4 - Nhà vệ sinh: 2 - Phòng bảo vệ: 6

Tổng cộng : 35 người.


Giám đốc

PGĐ kinh doanh PGĐ kỹ thuật

Phòng tàivụ

Phòng kinh

doanh

Phòng kế

hoạch

Phòng tài

chính

Phòng y tế -

bảo vệ

Phòng kỹ

thuật

Phòng KCS

Phòng cơ

điện


6.1.2.2. Nhân lực lao động cho sản xuất trực tiếp

Bảng 7.1. Nhân lực lao động cho sản xuất trong nhà máy

STT Chức năng Số người Số ca Tổng số người1 Trưởng ca 1 3 32 Xử lý nguyên liệu 3 3 93 Khu nấu nguyên liệu 3 3 94 Khu lên men 2 3 65 Khu chưng cất – tinh chế và hấp phụ 3 3 96 Phân xưởng cơ điện 4 3 127 Thu hồi CO2 1 3 38 Lò hơi 2 3 69 Xử lý nước 2 3 610 Kho nguyên liệu 1 3 311 Kho thành phẩm 1 3 312 Kho nhiên liệu 1 3 313 Tổ bơm 2 3 614 Tổ lái xe 2 3 615 Lái xe lãnh đạo nhà máy 1 116 Trạm máy nén 1 3 3Tổng 30 88

Tổng nhân lực lao động nhà máy là: 35 + 88 = 123 người.

Số người của cùng 1 ca đông nhất sẽ bằng tổng số người lao động gián tiếp

và số người lao động trực tiếp của 1 ca: 35 + 30 = 65 người.

6.2. Tính xây dựng

6.2.1.Nhà sản xuất chính

Nhà sản xuất chính bao gồm 3 phân xưởng:

- Khu nấu - đường hoá

- Phân xưởng lên men

- Phân xưởng chưng cất và tinh chế

Kích thước mỗi phân xưởng phụ thuộc vào kích thước số lượng thiết bị có trong

phân xưởng. Ngoài ra còn phụ thuộc cách bố trí thiết bị dây chuyền sản xuất.

a) Khu nấu - đường hoá

Khu nấu - đường hoá được xây dựng 2 tầng để tận dụng được sự chiếu sáng và

thông gió. Ngoài ra còn tận dụng được sự tự chảy của nguyên liệu giảm được năng

lượng cho sự vận chuyển



- Tầng1: Bước cột 6 m, nhịp nhà 12m , kích thước: 36 x 12 x 7,2 m

- Tầng 2: Bước cột 6 m, nhịp nhà 12m, kích thước: 36 x 12 x 7,2 m

b) Phân xưởng lên men

Phân xưởng lên men và phân xưởng nấu được xây dựng gần nhau để tiết kiệm

đường ống và giảm hao hụt dịch đường.

Phân xưởng lên men nhà 2 tầng:

- Tầng 1: Bước cột 6m, nhịp nhà 18m, kích thước: 54 x 18 x 7,2 m

- Tầng 2: Bước cột 6m, nhịp nhà 18m, kích thước: 54 x 18 x 7,2 m

c) Phân xưởng chưng cất – tinh chế

Phân xưởng chưng cất – tinh chế được xây dựng trong phân xưởng lên men để

tiết kiệm đường ống, hạn chế sự hao hụt dấm chín. Đây là phân xưởng chứa thiết bị

có chiều cao, tải trọng lớn do đó đòi hỏi xây dựng phải đảm bảo tải trọng.

Phân xưởng chưng cất – tinh chế là nhà 3 tầng:

- Tầng 1: Kích thước: 9 x 18 x 7,2 m



6.2.2. Kho nguyên liệu

Đây là nơi dự trữ nguyên liệu sắn để cung cấp cho phân xưởng nấu. Lượng

nguyên liệu trong kho đủ sản xuất trong 20 ngày. Nguyên liệu được cho vào bao

50kg, kích thước bao: Chiều dài bao 0,8 m, Đường kính bao 0,5 m

Trong kho các nguyên liệu xếp chồng nhau tạo thành khối.

Theo bảng 4.6: Lượng nguyên liệu cần sản xuất trong một ngày: 146341,463 kg

Lượng nguyên liệu dùng trong 20 ngày: 146341,463×20 = 2926829,26 kg

Thể tích một bao nguyên liệu chiếm chổ:

V = h×π×R2 = 0,8×3,14×0,252 = 0,157 (m3)

Thể tích nguyên liệu dung trong 20 ngày chiếm chổ:

V1= (m3)

Chọn hệ số chứa đầy của kho là 0,85 thể tích thực nguyên liệu chiếm chỗ:



VTT = (m3)

Kích thước kho: 75 x 30 x 8 m

6.2.3. Kho thành phẩm

Kho thành phẩm được xây dựng cách nhà sản xuất chính một khoảng thích hợp

để phòng khi hỏa hoạn xảy ra sẽ không ảnh hưởng đến nhà sản xuất chính.

Thùng chứa cồn trong kho có dạng hình trụ, được chế tạo bằng thép. Lượng cồn

sản xuất trong một ngày là 60000 lít = 60 (m3)

Kho thành phẩm được xây dựng có kích thước đủ chứa lượng thành phẩm sản

xuất trong 10ngày:60×10 = 600 m3

Chọn thùng thân hình trụ có đường kính là 2,8 m, chiều cao thùng 4,6 m. Thể

tích của mỗi thùng là V = 3.14×1,42×4,6 = 29,5 (m3)

Số thùng cần dùng là: 600/29,5 = 20,339. Chọn 21thùng.

Chọn ba dãy thùng chứa song song nhau, mỗi dãy thùng các nhau 1m, trong

cùng dãy thùng sắp xếp các thùng gần nhau.

Vậy kích thước của phòng chứa cồn thành phẩm là: 24 x 12 x 6 (m).

6.2.4. Phân xưởng lò hơi

Phân xưởng lò hơi do dễ cháy nổ nên đặt cuối hướng gió. Phân xưởng này chứa

các thiết bị lò hơi và các bộ phận của hệ thống tạo hơi đốt cho nhà máy.

Xây dựng phân xưởng có kích thước: 12 x 6 x 6 m

6.2.5. Nhà hành chính

Bao gồm các phòng:

- Phòng giám đốc: 6 x 4 = 24 (m2)

- Phòng phó giám đốc: 2 (6 x 4) = 48 (m2)

- Phòng tài vụ: 6 x 4 = 24 (m2)

- Phòng tổ chức hành chính: 6 x 4 = 24 (m2)

- Phòng kỹ thuật: 6 x 4 = 24 (m2)

- Phòng KCS: 6 x 4 = 24 (m2)



- Phòng kế hoạch kinh doanh: 6 x 4 = 24 (m2)

- Hội trường: 18 x 6 = 108 (m2)

- Phòng y tế: 6 x 4 = 24 (m2)

Tổng diện tích: 324 (m2)

Xây dựng nhà hai tầng, kích thước: Tầng 1: (30 x 6 x 4) m.

Tầng 2: (30 x 6 x 4) m.

6.2.6. Trạm xử lí nước

Dùng để xử lí nước để cung cấp cho lò hơi, nấu, lên men, chưng cất, sinh hoạt,

vệ sinh thiết bị. Kích thước: 6 x 6 x 6 m

6.2.7. Đài nước

Đài nước dùng để chứa nước đã qua xử lý để cung cấp cho các phân xưởng sản

xuất trong nhà máy. Kích thước: Đường kính: 4 m, Chiều dài: 5 m, Chiều cao: 12 m

6.2.8. Nhà vệ sinh, nhà tắm

Tính cho 60% nhân viên của ca: 60 x 65/100 = 39 người

Số phòng tắm tính trung bình 7 người/phòng, cần xây dựng 5 phòng.

Kích thước mỗi phòng: 1,5 x 1,5 x 2,5 m

Phòng WC tính tương tự: Có 5 phòng kích thước: 1,5 x 1,5 x 2,5 m

6.2.9. Nhà ăn

Tính cho 2/3 số lượng công nhân của ca đông nhất: người

Diện tích cho mỗi người là 2,25 (m2), diện tích nhà ăn: 44 × 2,25 = 99 (m2).

Kích thước nhà ăn: 12 × 9 × 4 (m), diện tích của nhà ăn, căn tin: 108 (m2)

6.2.10. Trạm biến áp

Để hạ thế điện từ dòng cao áp xuống lưới điện nhà máy sử dụng.

Kích thước trạm biến áp: 4 x 4 x 6 m

6.2.11. Nhà chứa máy phát điện dự phòng

Để đảm bảo cho máy hoạt động bình thường khi mất điện đột ngột, nhà máy có

trang bị máy phát điện dự phòng.



Kích thước nhà chứa máy phát điện dự phòng: 6 x 6 x 6 m

6.2.12. Gara ôtô

Nơi để xe của nhà máy. Bao gồm xe lãnh đạo cơ quan (1 chiếc), xe đưa đón

công nhân (1 chiếc) và xe chở nguyên liệu, sản phẩm (10 chiếc)

Kích thước: 12 x 9 x 6 m

6.2.13. Nhà xe

Tính 80 % công nhân ở ca đông nhất:52 (người).

1 m2 cho 1 xe máy nên diện tích là: 52 (m2)

Kích thước là: 18 × 4 × 3 (m), diện tích của nhà để xe : 72 (m2)

6.2.14. Phòng trực và bảo vệ

Phòng này xây dựng gần cổng ra vào nhà máy. Gồm 2 phòng, 1 phòng ở cổng

trước và 1 phòng ở cổng sau. Kích thước: 4 x 3 x 4 m

6.2.15. Kho nhiên liệu

Dùng để chứa dầu đốt cho lò hơi, xăng xe và máy phát dự phòng.


6.2.16. Khu xử lí bã

Kích thước của khu xử lí bã: 12 x 12 m

6.2.17. Khu xử lí nước thải

Kích thước của khu xử lí nước thải: 12 x 6 m

6.2.18. Trạm bơm

Kích thước của trạm bơm: 6 x 6 x 6 m

6.2.19. Trạm máy nén và thu hồi CO2


6.2.20. Phân xưởng cơ điện

Phân xưởng này là nơi đặt các thiết bị sửa chữa cơ khí, điện.

Xây dựng nhà một tầng có kích thước 18 x 12 x 6 m

6.2.21. Cân tự động

Cân tự động dùng để cân nguyên liệu ngay trên xe ô tô.

Chọn cân có kích thước: 6 x 3 m



6.2.22. Khu đất mở rộng

Để thuận tiện cho việc mở rộng sản xuất sau này thì trong nhà máy có bố trí

một phần đất mở rộng. Diện tích đất mở rộng bằng 50% diện tích của phân

xưởng chưng cất - tinh chế.

Vậy kích thước khu đất mở rộng là: 54 x 9 m

6.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy

6.3.1. Diện tích khu đất xây dựng nhà máy

Fkd = [8, tr 44]

Đối với nhà máy thực phẩm: Kxd = 30÷40%

Trong đó: Fkd - Diện tích khu đất

Fxd - Diện tích xây dựng các công trình, Fxd = 5716,5 m2

Kxd - Hệ số xây dựng. Chọn Kxd = 35%

Fkd = (m2)

Vậy diện tích khu đát xây dựng là: 16400 (m2).

Ta chọn khu đất có kích thước: 164 x 100 m

6.3.2. Tính hệ số sử dụng

Ksd = [8, tr 44]

Trong đó: Ksd - Hệ số sử dụng

Fsd - Diện tích sử dụng khu đất

Fsd = Fxd + Fhè, rãnh +Fgt + Fcx

Fcx - Diện tích cây xanh, Fgt - Diện tích giao thông

Fcx = 0,25×Fxd = 0,25×5716,5 = 1429,1 (m2)

Fgt = 0,5×Fxd = 0,5× 5716,5 = 2858,3 (m2)

Fhè, rãnh = 0,05×5742 = 285,8 (m2)

Fsd = 10289,7 (m2) , Ksd = =

Vậy Kxd = 0,35; Ksd = 0,63



Bảng 6.2. Tổng kết các công trình xây dựng.

TT Tên công trìnhKích thước (m) Diện tích

(m2)Dài Rộng Cao

01 Phân xưởng nấu - đường hoá 36 12 14,4 432

02 Phân xưởng lên men 54 18 14,4 972

03 Phân xưởng chưng cất- tinh chế 9 18 21,6 162

04 Kho nguyên liệu 75 30 8 2250

05 Kho thành phẩm 24 12 6 288

06 Phân xưởng lò hơi 12 6 6 72

07 Nhà hành chính 30 6 8 180

08 Trạm xử lí nước 6 6 6 36

09 Đài nước Φ= 4 L = 5 H=12 20

10 Nhà vệ sinh 7,5 1,5 2,5 11,25

11 Nhà tắm 7,5 1,5 2,5 11,25

12 Nhà ăn 12 9 4 108

13 Trạm biến áp 4 4 6 16

14 Nhà chứa máy phát điện dự phòng 6 6 6 36

15 Gara ôtô 12 9 6 108

16 Nhà để xe máy 18 4 3 72

17 Phòng trực bảo vệ 2 x 4 2 x 3 4 48

18 Kho nhiên liệu 6 6 6 36

19 Khu xử lí bã 12 12 144

20 Khu xử lí nước thải 12 6 72

21 Trạm bơm 6 6 6 36

22 Trạm máy nén và thu hồi CO2 8 6 6 48

23 Cân tự động 6 3 18

24 Phân xưởng cơ điện 18 12 6 216

25 Khu đất mở rộng 36 9 324



Tổng kết 5716,5

CHƯƠNG 7 TÍNH NHIỆT - HƠI – NƯỚC



7.1. Tính hơi

7.1.1. Tính nhiệt cho nồi nấu sơ bộ

7.1.1.1. Lượng nhiệt dùng để đun nóng khối nấu từ 400C đến 850C

Q 1 = G1 × C1 × (t1 – t2) [10, tr 58]

G1: Lượng nguyên liệu đi nấu sơ bộ trong một mẻ. G1 = 90907,649 (kg).

C1: Nhiệt dung riêng của khối nấu. C1 = 4186 × (1 – x) = 3432,52 (J/kg.độ).

x = 18%: Nồng độ chất hòa tan.

Q1= 90907,649 × 3432,52 × (85 – 40) = 12481692,93 (KJ) = 2986050,941

(Kcal).

7.1.1.2. Lượng nhiệt dùng để giữ khối nấu ở 850C trong 15 phút

Q2 = F × T2 × × (tbm – tkk) [10, tr 3]

: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường xung quanh.

= 9,3 + 0,058 × tbm (W/m2.độ) [10, tr 41]

tbm: Nhiệt độ bề mặt của thiết bị,

= 9,3 + 0,058 × 55 = 12,49 (W/m2.độ)

T2: Thời gian giữ nhiệt. T2 = 15 × 60 = 900 (s)

F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi.

F = 2 × × R × H + × R × h ×sin450

= 2×3,14×2,04×8,16+3,14 ×2,04×1,785×sin450 =111,965 (m2)

Q2 =111,965 × 900 × 12,49 × (55 – 25) = 37757957(J) = 9033,004 (Kcal).

7.1.1.3. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép của nồi

Q3 = G3 × C3 × (t2 – t1) [10, tr 58]

G3 = F × × f : Khối lượng vỏ thép.


= 0,003 m: Bề dày vỏ thép

f = 7850 (kg/m2): Khối lượng riêng của thép.

G3 = 111,965 × 0,003 × 7850 = 2636,776 (kg)

Ở áp suất 3 at thì nhiệt độ hơi đốt là 1330C



C3: Nhiệt dung riêng của thép ở nhiệt độ 1330C là: 0,12 kcal/kg.độ [8, tr163]

Q3 = 2636,776 × 0,12 × (133 – 25) = 34172,614 (Kcal)

7.1.1.4. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh

Q4 = F × T4 × × (tbm – tkk) [9, tr 58]

T4: Thời gian nấu sơ bộ: T4 = T1 + T2

T1: Thời gian nâng nhiệt khối nấu từ 400C đến 850C, T1=10 phút.

T2: Thời gian giữ nhiệt khối nấu ở 850C, T2 = 15 phút.

Suy ra: T4 = 25 (phút)

C0bm 79

225133t

= 9,3 + 0,058 × 79 = 13,882 (W/m2.độ). [9 ,tr 41]

Q4=111,965 × 1500 × 13,882 × (79 – 25) = 125898148,5(J) = 30119,174(Kcal)

7.1.1.5. Lượng nhiệt làm bốc hơi nước khi nâng nhiệt

Qbh = W × r [10, tr 58]

r: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở , r = 576 (Kcal/kg)

W: Lượng ẩm bốc hơi. W= k × F × (P – P’ × ) × T

k: Hệ số bốc hơi. k = 0,036

Diện tích bốc hơi:

Chọn đường kính ống thoát hơi bằng 1/50.

Diện tích bốc hơi lớn nhất: (m2)

Đường kính ống thoát hơi: (m)

(m2)

P: Áp suất hơi bão hòa ở 62,50C. P = 174,08 mmHg

: Độ ẩm tương đối của không khí. = 80%

P’: Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ xung quanh. P’=24,94 mmHg.



T: Thời gian nấu. T = 15 phút = 0,25 giờ.

W = 0,036 × 0,005 × (174,08 – 24,94 × 0,8) × 0,25 = 0,007 (kg)

Qbh = 0,007 × 576 = 4,03 (Kcal)

Vậy tổng lượng nhiệt cần dùng cho nồi nấu sơ bộ là:

= 3059379,763 (Kcal)

7.1.1.6. Tính chi phí hơi

D = KK

h

iiQ [10, tr 31]

Ở t = 1330C thì i = 651,6 (Kcal/kg), iKK = 133,4 (Kcal/kg) [10, tr 313]

Suy ra: D = 6020,031 (kg/mẻ).

Cường độ tiêu tốn hơi: (kg/h).

Tn: Thời gian thực hiện quá trình nấu, (phút).

Hơi cung cấp cho nồi nấu sơ bộ một ngày:

6020,031 6 = 36120,186(kg/ngày)

Hơi cung cấp cho nồi nấu sơ bộ một phần lấy từ hơi thứ của nồi nấu chín chiếm

khoảng 25%, còn lại là hơi cấp chiếm 75%.

Nên lượng hơi cần cấp cho nồi nấu sơ bộ là :

75% 36120,186=27090,139(kg/ngày).

7.1.2. Tính nhiệt cho thiết bị phun dịch hóa

Nhiệt cung cấp cho thiết bị phun dịch hóa chủ yếu là nhiệt để nâng nhiệt của

dịch cháo từ 850C đến 940C và một phần nhiệt tổn thất ra môi trường .

7.1.2.1. Lượng nhiệt làm đun nóng dịch cháo từ 850C đến 940C

Q1 = G × C × (t1 – t2) [10, tr 58]

G: Lượng nguyên liệu đem phun dịch hóa trong một mẻ. G = 89987,316 (kg).

C: Nhiệt dung riêng của khối nấu. C = 4186 × (1 – x) = 3432,52 (J/kg.độ).


Q1= 89987,316×3432,52× (94 – 85) = 2779949,357(KJ) = 665059,655(Kcal).



7.1.2.2. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường

Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường chiếm khoảng 20% lượng nhiệt dùng để đun

nóng dịch cháo từ 850C đến 940C: Q2 = 20% × Q1 = 133011,931 (Kcal).

Vậy tổng lượng nhiệt cần dùng cho phun dịch hóa là:

Q2 = Q1 + Q2 = 665059,655 + 133011,931 = 798071,586 (Kcal).

Tính chi phí hơi: D = KK

h

iiQ

[9, tr 31]

Ở t = 1330C thì i = 651,6 (Kcal/kg), iKK = 133,4 (Kcal/kg) [10, tr 313]

Suy ra: D = 1540,084 (kg/mẻ) = 9240,504 (kg/ngày)

7.1.3. Tính nhiệt cho nồi nấu chín

7.1.3.1. Lượng nhiệt đun nóng khối nấu từ 940C đến 1050C

Q 1 = G1 × C1 × (t1 – t2) [10, tr 58]

G1: Lượng nguyên liệu đem đi nấu chín trong một mẻ. G1 = 89529,756 kg.

C1: Nhiệt dung riêng của khối nấu. C1 = 4186 × (1 – x) = 3432,52 (J/kg.độ).


Q1 =89529,756×3432,52×(105– 94) = 3380439,459(KJ) = 808717,574(Kcal).

7.1.3.2. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 1050C

Q2 = F × Tg × × (t0bm – t0

kk) (Kcal). [10, tr 3]

t0kk: Nhiệt độ không khí ở môi trường xung quanh. (0C).

t0bm: Nhiệt độ bề mặt thiết bị. tbm = = 65(0C).

tg0: Nhiệt độ cần giữ cho khối nấu, (0C).

: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường xung quanh

= 9,3 + 0,058 × tbm , (W/m2. độ). [10, tr 41]

= 13,07 (W/m2. độ).

F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi (m2)

F1 = 2 × П × R × H = 2 3,14×1,645 10,53 = 108,78 (m2)

F2: Diện tích đáy chỏm cầu



(m2)

F = F1 + F2 = 108,78 + 11,7 = 120,48 (m2)

Tg : Thời gian giữ nhiệt ở một nồi Tg = (30 phút) = 1800(giây).

Hệ thống gồm 6 nồi nấu chín nên thời gian giữ nhiệt: 6× 1800 = 10800 (giây)

Q2=6×120,48×10800×13,07×(65–25)=4081553,971(KJ) = 976448,318(Kcal)

7.1.3.3. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép của nồi

Q 3 = G3 × C3 × (t2 – t1) [10, tr 58]

Trong đó: G3 = F × × f : Khối lượng vỏ thép.


= 0,003 m: Bề dày vỏ thép

f = 7850 kg/m2: Khối lượng riêng của thép.

G3 = 6 × 120,48 × 0,003 × 7850 = 17023,824 (kg)

Ở áp suất 3 at thì nhiệt độ hơi đốt là 1330C

C3: Nhiệt dung riêng của thép ở nhiệt độ 1330C, C3 = 0,12 kcal/kg.độ [10, tr163]

Q3 = 17023,824 × 0,12 × (133 – 25) = 220628,759(Kcal)

7.1.3.4. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh

Q4 = F × T4 × × (tbm – tkk) [10, tr 58]

T4: Thời gian nấu sơ bộ: T4 = T1 + T2

T1: Thời gian nâng nhiệt khối nấu từ 940C đến 1050C, T1=15 phút.

T2: Thời gian giữ nhiệt khối nấu ở 1050C, T2 = 180 phút.

Suy ra : T4 = 195 (phút) = 11700 (giây) ; C0bm 79

225133t

= 9,3 + 0,058 79 =13,882 (W/m2.độ)

Q4=6×120,48×11700×13,882×(79–25)=6340125,737(KJ)=1516776,492 (Kcal).

7.1.3.5. Lượng nhiệt làm bốc hơi nước

Qbh= W × r [12, tr 58]

r: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở , r = 576 (kcal/kg)

W: Lượng ẩm bốc hơi. W = k × F × (P – P’ × ) × T



k: Hệ số bốc hơi. k = 0,036.

Diện tích bốc hơi: (m2)

Chọn đường kính ống thoát hơi bằng 1/50.

Diện tích bốc hơi lớn nhất: (m2)

Đường kính ống thoát hơi: (m)

(m2)

P: Áp suất hơi bão hòa ở 62,50C. P = 174,08 (mmHg)

: Độ ẩm tương đối của không khí. = 80%

P’: Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ xung quanh. P’=24,94 mmHg.

T: Thời gian nấu ở một nồi. T = 30 phút = 0,5giờ.

W = 0,036 × 0,005 × (174,08 – 24,94 × 0,8) × 0,5 = 0,014 (kg)

Qbh = 0,014 × 576 = 8,06 (kcal)

Vậy tổng lượng nhiệt dùng nấu chín là:

= 3522579,203 (Kcal)

7.1.3.6. Tính chi phí hơi

D = KK

h

iiQ [9, tr 31]

Ở t = 1330C thì i = 651,6 (kcal/kg), iKK = 133,4 (kcal/kg) [10, tr 313]

Suy ra: D = 6797,721 (kg/mẻ).

Cường độ tiêu tốn hơi: (kg/h)

Hơi cấp cho nồi nấu chín trong một ngày: 6797,721 6 = 40786,326 (kg/ngày)

Vậy lượng hơi cần cung cấp cho quá trình nấu trong một ngày:

D1 = 27090,139+ 9240,504 + 40786,326 = 77116,969 (kg/ngày).



7.1.4. Tính hơi cho quá trình chưng cất - tinh chế

7.1.4.1. Tháp thô

Lượng hơi cần cho tháp thô là: P = 15,715 (kg/100kg giấm).

Lượng hơi dùng trong 1 ngày: 116827,609(kg/ngày)

7.1.4.1. Tháp trung gian

Lượng hơi cần cho tháp thô là: P = 5,742 (kg/100kg giấm).

Lượng hơi dùng trong 1 ngày: 42686,868(kg/ngày)

7.1.4.2. Tháp tinh chế

Lượng hơi cần cho tháp tinh chế trong 1 ngày: P=12,55 kg/100kg giấm

Lượng hơi cần dùng trong 1 ngày: (kg/ngày)

Vậy lượng hơi tiêu hao ở quá trình chưng cất - tinh chế trong một ngày là :

D2 = 116827,609 + 42686,868 + 93298,636 = 252813,113 (kg/ngày).

Lượng hơi cấp cho nhà máy:

D = D1 + D2 = 77116,969 + 252813,113 = 329930,082 (kg/ngày).

Bảng 7.1. Bảng tổng kết tính nhiệt và hơi

STT Công đoạn Nhiệt lượng(Kcal/mẻ) Lượng hơi (kg/ngày)

1 Nấu sơ bộ 3059379,763 27090,1392 Phun dịch hóa 798071,586 9204,5043 Nấu chín 3522579,203 40786,3264 Tháp thô 52182998,69 116827,6095 Tháp trung gian 19066801,04 42686,8686 Tháp tinh 41673390,75 93298,6367 Tổng cộng 120303221 329894,082

7.1.7. Tính và chọn lò hơi

Lượng hơi thực tế dùng:

(kg/ngày) = 16,17(tấn/h).

Với =0,85: Hệ số tổn thất nhiệt độ, mất mát do bảo ôn đường ống, thiết bị…

Chọn lò hơi có năng suất 17(tấn/h), áp suất 7 at.



7.1.8. Tính nhiên liệu

7.1.8.1. Dầu F.O

Nhiên liệu sử dụng chính cho lò hơi:

Q: Nhiệt lượng của dầu, Q = 6728,2 (Kcal/kg).

Dtt: Năng suất hơi . Dtt = 388110,685 (kg/ngày) : Hiệu suất lò hơi, = 85%.

ih: Nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, ih = 657,3 (Kcal/kg) [10, tr 213]

in: Nhiệt hàm của nước ở áp làm việc, in = 152,2 (Kcal/kg) [10, tr 214]

Suy ra: D = 35499,521 (kg/ngày).

Vậy lượng dầu nhà máy sử dụng trong 1 năm là:

D = 35499,521 × 326 = 11572843,85 (kg/năm).

7.1.8.2. Xăng

Sử dụng cho các loại xe ở nhà máy. Lượng xăng sử dụng: 200 (lít/ngày).

Như vậy 1 năm cần: 200 326 = 65200 (lít/năm).

7.1.8.3. Dầu D.O

Dùng để chạy máy phát dự phòng lấy trung bình 5 (kg/ngày).

Lượng dầu sử dụng trong 1 năm: 5 × 326 = 1630 (kg/năm)

7.1.8.4. Dầu nhờn

Dùng để bôi trơn các máy móc, thiết bị, sử dụng 5 kg/ngày.

Lượng dầu nhờn cần cho 1 năm : 5×282= 1410 (kg/năm).

7.2. Tính nước

7.2.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu

7.2.1.1. Nước dùng để nấu nguyên liệu

Theo cân bằng vật chất lượng nước nấu 1 ngày: m1=402731,706 (kg/ngày)

Thể tích nước cần dùng để nấu (m3/ngày)

7.2.1.2. Nước vệ sinh thiết bị nấu

V2 = 15% × V1 = 0,15 × 402,732 = 60,41(m3/ ngày)



7.2.1.3. Nước dùng cho phân xưởng nấu

V = V1 + V2 = 402,732 + 60,41 = 463,142 (m3/ngày)

7.2.2. Nước dùng cho đường hóa

Lượng nước cần dùng trong 1 ngày: m2 = 83853,658 kg/ngày

Thể tích nước cần dùng cho đường hóa trong một ngày:

(m3/ngày)

7.2.3. Nước dùng cho 4 thiết bị làm nguội ống lồng ống

Trong tính cân bằng vật chất thì lượng nước cần làm nguội trong một giờ với

2 thiết bị làm nguội ống lồng ống là: 21,694 (m3/h)

Lượng nước cần làm nguội trong một giờ cho 4 thiết bị làm nguội ống lồng

ống là: 2 × 21,684 (m3/h) = 43,388 (m3/ngày).

7.2.4. Nước dùng cho phân xưởng lên men

7.2.4.1. Tính nhiệt cho thùng lên men chính

Nhiệt sinh ra trong quá trình lên men: Cứ 1 lít dịch lên men trong thùng lên

men chính sau mỗi giờ sẽ giải phóng ra 1,13 kcalo nhiệt.

Lượng nhiệt sinh ra trong 1 giờ trong 1 thùng:

(Kcalo).

V: Tổng số dịch lên men trong 1 ngày, n: số thùng lên men trong 1 ngày.

Nhiệt tổn thất do hơi rượu và CO2 mang ra: Lấy 10% so nhiệt lượng sinh ra:

Q1 = 10% × Q = 0,1 × 387794,571 = 38779,457 (Kcal).

Để lấy lượng còn lại ta sử dụng hệ thống làm nguội dạng ống xoắn ruột gà.

Lượng nhiệt do hệ thống làm nguội lấy đi: Q2 = F × k × t (W), [10, tr 3]

F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt.

F=×D×H= 3,14×7,16×9,308=209,266(m2)

k: Hệ số truyền nhiệt qua thành thiết bị: [10, tr 3]

1: Hệ số cấp nhiệt từ thùng lên men đến thành thiết bị, 1 = 699 W/m2.độ.



: Chiều dày thành thiết bị, = 0,006 (m).

t : Hệ số dẫn nhiệt của thành thiết bị, t =50 W/m.độ.

2: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị đến nước dội, [10, tr 21]

N = 52,3 10-2 (Kcalo/m.h.độ) = 60,8 10-2(W/m.độ)

HT: Chiều cao phần thân hình trụ, HT = 9,038 m,

Nu: Chuẩn số Nuyxen nó đặc trưng cho quá trình cấp nhiệt ở bề mặt phân

giới và phụ thuộc vào chuẩn số Raynon: [10, tr 21]

V: Mật độ tưới , , (kg/m.s) .

DT: Diện tích bề mặt truyền nhiệt thân thiết bị, DT = F = 209,266 m2.

G : Khối lượng chất lỏng chảy trên bề mặt thành. G = 1,5 kg/s.

Nhiệt độ trung bình nước dội: 250C (Nhiệt độ đầu: 200C, nhiệt độ cuối: 300C )

Ở 250C, độ nhớt của nước là = 0,8937 10-3 (N.s/m2) [10, tr 94]

Re = 32,082 < 2000. Nuyxen tính: Nu = 0,67 (Ga2 Pr3 Re)1/9

[10, tr 21]

Trong đó:

[11, tr 21]

- Độ nhớt nước ở 250C, = 0,8937 × 10-3 N.s/m2

- Hệ số dẫn nhiệt của nước ở 250C, = 60,8 × 10-2 W/m.độ.

CP- Nhiệt dung riêng của nước ở 250C, CP = 0,99892 kcal/kg.độ.

Nu=0,67×[(4281,15 × 1012)2 × (0,00147)3 × 33,192]1/9 = 499,408.

(N/m2.0C)



(W/m2.0C)

t – Hiệu số nhiệt độ trung bình, [10, tr 21],

t1 = T – t1, t2 = T- t2

T = 320C, t1 = 200C, t2 = 300C, t1 = 120C, t2 = 20C, t = .

Vậy nhiệt lượng do nước dội lấy đi:

Q2=K×F×t =31,049×209,266 5,58=36256,050(W)=31174,591 (Kcalo/h).

Lượng nước dội cho 1 thùng lên men chính: m = 3600 1,5 = 5400 (kg/h) .

Lượng nhiệt lượng do hệ thống làm nguội ống xoắn ruột gà lấy đi:

Q3=Q – Q1 – Q2=387794,571 – 38779,457 – 31174,591=317840,523 (Kcalo/h)

Lượng nước cung cấp cho ống xoắn ruột gà: Q = G C t [10, tr 58]

G = (kg/h)

Lượng nước cấp cho thùng lên men chính: 31818,416(kg/h).

Thể tích nước cần cấp cho thùng lên men chính:

(m3/h)=763,632(m3/ngày)

7.2.4.2. Tính nhiệt cho thùng nhân giống

Thùng nhân giống cấp II: Lượng dịch sử dụng cho 1 ngày: 68636,207 lít

Lượng nhiệt sinh ra trong 1 giờ: QII = 68638,207 1,13 = 77561,174(kcal/h).

Thùng nhân giống cấp I: Lượng dịch chứa trong thùng bằng 30% so với

lượng dịch trong thùng gây men cấp II: 68636,207 0,3 = 20590,862 (lít)

Lượng nhiệt sinh ra trong 1 giờ: QI = 20590,862 × 1,13 = 23267,674 (kcal/h)

Lượng nhiệt do CO2 mang đi là 10%, toả ra môi trường xung quanh là 5%.

Do đó lượng nhiệt còn lại cần giải phóng ở các thùng này là:

QIC = 23267,674 0,85 = 19777,523 (kcal/h)

QIIC = 77561,174 0,85 = 65926,998(kcal/h) Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hảitinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A 60.000 lít cồn 96o/ngày


Diện tích truyền nhiệt cho ống xoắn ruột gà:

Nước cấp cho nhân giống cấp I:

(kg/h)

Suy ra thể tích nước: (m3/h)

Nước cấp cho nhân giống cấp II:

(kg/h)

Suy ra thể tích nước: (m3/h)

Lượng nước cấp thùng nhân giống cấp 1: 1,978(m3/h) = 47,472 (m3/ngày).

Lượng nước cấp thùng nhân giống cấp 2: 6,593 (m3/h) = 158,232 (m3/ngày).

Lượng nước cần cho phân xưởng lên men:

VLM=VC+VI+VII= 763,632 + 47,472 + 158,232 = 942,336 (m3/ngày).

7.2.5. Lượng nước cần dùng cho phân xưởng chưng cất tinh chế

Dựa vào phương trình cân bằng: G × r = Gn × Cn × (t’n – tn) [10, tr 32]

Hay : G C (t1 – t2) = Gn Cn (t’n – tn)

G: Lượng sản phẩm ngưng tụ làm nguội, (kg) .

C: Nhiệt dung riêng của chất cần làm lạnh ngưng tụ (kcal/kg.độ)

t1, t2: Nhiệt độ đầu và cuối của chất cần làm lạnh .

Gn: Lượng nước dùng làm nguội (kg)

Cn: Nhiệt dung riêng của nước (kcal/kg.độ).

tn,t’n: Nhiệt độ đầu và cuối của nước (0C)

7.2.5.1. Bộ ngưng tụ tháp thô

Lượng hơi rượu ra khỏi tháp thô là :

(kg/ngày)=4359,197 (kg/h)

Lượng hơi rượu cần ngưng tụ: G1 = 4359,197 = 871,839 .



Hơi cồn thô có nồng độ 45,33%V r1 = rE a1 + rn (1-a1).

rE : Ẩn nhiệt ngưng tụ của rượu, rn : Ẩn nhiệt ngưng tụ của nước .

a1 : Thành phần cồn trong hỗn hợp .

r1 = 314 0,4533 + 540 (1 – 0,4533) = 437,554 (kcal/kg) .

t’n = 500C , tn = 200C , Cn = 1 (kcal/kg.độ)

G1 r1 = Gn1 Cn (t’n-tn)

Gn1= (kg/h)

= 305200,215 (kg/ngày) = 305,2(m3/ngày).

7.2.5.2. Bộ ngưng tụ tháp trung gian:

Phương trình cân bằng nhiệt: G2.r2 = Gn2.Cn(t’n - tn).

G2: Lượng rượu đi ra đỉnh tháp trung gian có nồng độ 93,1%.

r2 = 228.0,93+540.(1 - 0,93) = 249,84 (kcal/kg).

G2 (kg/ngày) = 4704,88 (kg/h)

Gn2 = = (kg/h) = 940,4 (m3/ngày).

7.2.5.3. Bộ ngưng tụ hồi lưu tháp tinh chế

Phương trình cân bằng: G3 r3 = Gn23 Cn (t’n – tn) . [10, tr 32]

G3: Lượng rượu ra khỏi tháp tinh.

G3 (kg/ngày) = 8316,951(kg/h)

Hơi cồn ra khỏi tháp tinh có nồng độ: 94,1% khối lượng

Tương tự cách tính r1 ta có: r2 = 327,334 (kcal/kg) .

=54448,417(kg/h) =1306,76(m3/ngày)

7.2.5.4. Lượng nước cần làm lạnh dầu fusel

Phương trình cân bằng: Gf Cf (t2 – t1) = Gn 4 Cn (t’n – tn) [10, tr 32]

Gf : Lượng dầu fusel. Gf = 1800 (lít/ngày)

t2 = 80 (0C) , t1 = 30 (0C) , t’n = 70 (0C) , tn = 20 (0C) .



Gn4= (lit/ngày)=1,598(m3/ngày)

7.2.5.5. Lượng nước cần làm lạnh cồn đầu

Phương trình cân bằng: Gđ Cđ (t2 – t1) = Gn 5 Cn (t’n – tn) [10, tr 32]

Gf : Lượng cồn đầu. Gf = 1800 (lít/ngày)

t2 = 80 (0C) , t1 = 30 (0C) , t’n = 70 (0C) , tn = 20 (0C) .

Gn5= (lit/ngày)=1,598(m3/ngày)

7.2.5.6. Lượng nước cần ngưng tụ làm lạnh cồn thành phẩm

Phương trình cân bằng: GTC CTC (t2 – t1) = Gn6 Cn (t’n – tn) [10, tr 32]

GTC : Lượng cồn tinh chế. GTC = 60.000(lít/ngày)

t2 = 78 (0C) , t1 = 30 (0C) , t’n = 70 (0C) , tn = 20 (0C) .

Gn6= (lit/ngày) = 50,112 (m3/ngày) .

7.2.5.7. Lượng nước ở thiết bị thu hồi rượu:

Ta có công thức tính: mN =

m: Lượng CO2 qua thiết bị, m = 45365,853 (kg/ngày)

C: Nhiệt dung riêng của CO2, C = 0,21 Kcal/kg.độ

t1: Nhiệt độ đầu của CO2 khi thu rượu, t1 = 350C

t2: Nhiệt độ cuối của CO2 khi thu rượu, t2 = 250C

CN: Nhiệt dung riêng của nước ở điều kiện thường, CN = 1 Kcal/kgđộ

t’1: Nhiệt độ đầu của nước làm nguội, t’1 =250C

t’2:Nhiệt độ cuối của nước làm nguội, t’2 = 300C

Vậy mN = (kg/ngày) = 19,053 (m3/ngày)

Vậy lượng nước cần dùng trong phân xưởng chưng cất – tinh chế là :



Gn= + m N= 2624,721 (m3/ngày)

7.2.6. Nước cho lò hơi

Lượng hơi dùng cho lò hơi trong 1 ngày:388110,685 (kg/ngày).

Nếu ta cho 1 lít nước sẽ tạo ra 1 kg hơi và giả sử tổn thất là 10% thì lượng

nước dùng cho 1 ngày: 388110,685 × 1,1 = 426921,753 (kg/ngày)= 426,922

(m3/ngày).

7.2.7. Nước rửa thiết bị :

Lấy bằng 5% lượng nước dùng cho sản xuất ở phân xưởng lên men và

chưng cất tinh chế: G = 0,05×(2624,721 + 942,336) = 178,353 (m3/ngày)

7.2.8. Lượng nước dùng cho sinh hoạt

7.2.8.1. Nước dùng cho bể tắm

Tính cho 60% công nhân trong ca đông nhất, dùng 25 lít trong 1 ngày cho 1

người. Vậy lượng nước dùng trong 1 ngày là: 3 × 25 × 65 × 0,6 = 2925 (lít/ngày).

Nên thể tích nước cần cung cấp cho bể tắm: (m3/ngày)

7.2.8.2. Nước dùng cho nhà ăn

Tính 20 lít cho 1 người trong 1 ngày, lượng nước cần: 20×123=2460 (lít).

Thể tích nước cần cấp cho bể tắm trong 1 ngày:

(m3/ngày)

7.2.8.3. Nước dùng rửa xe

Sử dụng : 4 (m3/ngày).

7.2.8.4. Nước dùng các mục đích khác

Sử dụng 2 m3/h = 48 (m3/ngày).

Tổng lượng nước cần cấp cho nhà máy trong một ngày: 4820 (m3/ngày).

CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH

GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM



Kiểm tra chất lượng sản phẩm là vấn đề hàng đầu của ngành công nghệ thực

phẩm và của các ngành công nghiệp khác nhằm đảm bảo chất lượng nhà máy. Trên

cơ sở kiểm tra sản xuất ta có thể đánh giá được tình hình sản xuất của nhà máy và đề

ra biện pháp, kế hoạch hợp lý,đảm bảo cho nhà máy hoạt động bình thường, không

ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

8.1. Kiểm tra nguyên liệu

Trong công nghệ lên men nói chung và sản xuất rượu nói riêng, việc kiểm tra

hay xác định hàm ẩm, % tinh bột và đường có ý nghĩa rất quan trọng, vì nó ảnh

hưởng đến số lượng và chất lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất.

8.1.1. Xác định độ ẩm

Thông thường độ ẩm trong nguyên liệu được xác định theo phương pháp sấy

và chỉ cho kết quả gần đúng. Vì sấy ở nhiệt độ cao, một số chất hữu cơ trong

nguyên liệu sẽ bị phân hủy và bay hơi cùng nước, khi đó lại có một lượng nhỏ nước

liên kết không bay hơi hết. Để hạn chế sai số người ta chỉ sấy ở 1001050C và kéo

dài trong 34 giờ. Đôi khi muốn rút ngắn thời gian sấy người ta thực hiện ở 1300C

trong 140 phút. Cách tiến hành xem [7, tr 213-214]

8.1.2. Xác định hàm lượng tinh bột

Tinh bột là thành phần chủ yếu của nhiều loại củ và hạt. Việc xác định chúng

sẽ giúp ta dự kiến chính xác lượng sản phẩm thu được cũng như tổn hao trong quá

trình sản xuất. Cách tiến hành xác định hàm lượng tinh bột theo phương pháp hóa

học xem [7, tr 214-217].

8.1.3. Xác định hàm lượng protein thô và nitơ hoà tan trong nguyên liệu

Xác định hàm lượng protein thường được theo phương pháp Kjeldal xem [ 7,

tr 225-228].



8.2. Xác định hoạt độ của chế phẩm enzyme trong nấu và đường hoá tinh bột

Đánh giá chất lượng chế phẩm amylaza theo khả năng đường hóa chung được

biểu diễn dưới dạng hệ số Linơ. Cách tiến hành xem [7, tr 238-239].

8.3. Kiểm tra dịch đường hoá và giấm chín sau lên men

8.3.1. Độ rượu trong giấm chín

Sau khi lên men trước hết ta cần kiểm tra nồng độ rượu trong giấm chín,

ngoài ra ta còn phải kiểm tra rượu sót ở đáy tháp thô và tháp tinh. Muốn xác định ta

phải chưng cất để tách rượu ra khỏi các chất hoà tan. Lấy 100ml dung dịch lọc giấm

chín có nhiệt độ khoảng 200C cho vào bình định mức 100ml, rót dịch giấm vào bình

rồi tráng bằng 100ml nước cất rồi đổ vào bình cất. Cách tiến hành xem [ 7, tr 240-

242].

8.3.2. Đường và tinh bột sót trong giấm chín

Xác định hàm lượng tinh bột và đường theo phương pháp dùng antron:

( C6H4COCH2C6H4).

Cơ sở phương pháp: Trong dung dịch axit sunfurit đậm đặc antrim sẽ phản

ứng với gluxit lên men và tạo chất màu xanh da trời. Cách tiến hành xem [ 7, tr 242-

246].

8.3.3. Xác định nồng độ chất hoà tan của dịch đường và giấm chín

Trong dịch đường hoá chứa một lượng chất hoà tan chủ yếu là tinh bột hoà

tan, dextrin, đường có gốc glucoza khác nhau. Ngoài ra còn chứa protein, khoáng.

Các chất này mang tên chung là chất khô của dịch đường và đo bằng đường kế ở

nhiệt độ 200C.

Đường hoá xong ta đem lọc dịch đường rồi lấy dịch trong cho vào ống đong

để đo. Nồng độ chất hoà tan sau khi lên men còn gọi là độ lên men hay đường sót

cũng được đo bằng đường kế ở điều kiện 200C.

8.4. Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm

8.4.1. Nồmg độ rượu:

Đo độ rượu bằng rượu kế thủy tinh còn gọi là tửu kế hay thước đo độ rượu.

Cách tiến hành xem [7,tr 251- 252].



8.4.2. Hàm lượng axit và este trong cồn:

Trong cồn chứa nhiều loại axit khác nhau, đều tạo thành trong quá trình lên

men, nhưng chủ yếu là axit axetic. Vì thế người ta thường biểu diễn độ axit trong

cồn theo axit axetic và tính theo mg trong một lít cồn khan. Cách tiến hành xem [7,

tr 255 – 256]

8.3.3. Xác định hàm lượng aldehyt.

Trong cồn chứa chủ yếu là aldehyt axetic. Để xác định có thể dung nhiều

phương pháp khác nhau nhưng hay dung là phương pháp iod, cách tién hành được

trình bày theo [7,tr 257].

8.4.4. Xác định hàm lượng furfurol.

Cơ sở: nếu cồn có chứa furfurol thì khi phản ứng với aniline trong môi

trường HCl, màu của dung dịch hồng – da cam. Cường độ màu tỉ lệ thuận với hàm

lượng furfurol. Cách xác định theo [7,tr 262].

8.4.5.Xác định hàm lượng alcol cao phân tử.

Alcol cao phân tử là sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu. Trong thành

phần của nó chứa chủ yếu là alcol amylic và alcol butylic. Cách xác định hàm lượng

alcol cao phân tử xem [7,tr 259].

8.4.6.Xác định hàm lượng alcol metylic.

Alcol metylic là chất lỏng rất linh động và không màu, hòa tan trong nước theo

bất cứa tỷ lệ nào. Alcol metylic là chất độc đối với cơ thể.

Tiêu chuẩn của các nước tiên tiến và hiện nay ta cũng áp dụng là hàm lượng

alcol metylic trong cồn thô không được quá 0,13%. Đối với cồn tinh chế không

được quá 0,05% và đối với cồn hảo hạng không quá 0,03%. Cách tiến hành xác

định hàm lượng alcol metylic xem [7,tr 261].

8.4.7. Xác định thời gian oxy hóa.

Thời gian oxy hóa càng dài thì cồn có chất lượng càng cao. Cồn tinh khiết khử

chất oxy hóa KMnO4 rất chậm. Nhưng nếu trong cồn chứa các tạp chất không no thì

sẽ bị oxy hóa nhanh và do đó rút ngắn thời gian oxy hóa. Cách tiến hành xác định

thời gian oxy hóa xem [7,tr 262].



CHƯƠNG 9 VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG – PHÒNG CHÁY – CHỮA CHÁY

9.1. An toàn lao động

An toàn lao động trong nhà máy đóng vai trò rất quan trọng. Nó ảnh hưởng

rất lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng của công nhân cũng như tình

trạng máy móc, thiết bị. Vì vậy cần phải được quan tâm đúng mức, phổ biến rộng

rãi để công nhân hiểu được tầm quan trọng của nó. Nhà máy phải đề ra nội quy, biện

pháp chặt chẽ để đề phòng.

9.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn

- Tổ chức lao động và sự liên hệ giữa các bộ phận không chặt chẽ.

- Các thiết bị bảo hộ lao động còn thiếu hoặc không đảm bảo an toàn.

- Ý thức tổ chức kỷ luật lao động của công nhân chưa cao.

- Vận hành máy móc, thiết bị không đúng theo quy trình kỹ thuật.

- Trình độ công nhân còn yếu và các máy móc thiết bị được trang bị chưa tốt.

9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động

- Tại các bộ phận phải có biển báo an toàn và quy trình sử dụng từng thiết bị.

- Bố trí, lắp đặt các thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất.

- Các đường ống hơi nhiệt phải có lớp bảo ôn, áp kế.

- Kho xăng dầu phải đặt xa nguồn nhiệt, phải có các bình CO2 chống cháy,

không được hút thuốc.

- Người công nhân vận hành phải thực hiện đúng chức năng của mình, phải

chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu máy móc hư hỏng do quy trình vận hành của mình.

- Kỷ luật của nhà máy phải thực hiện nghiêm để xử lí các trường hợp vi

phạm.

9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động

9.1.3.1. Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng khi làm việc

Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu trong nhà sản xuất. Ban ngày cần tận dụng

ánh sáng tự nhiên, ban đêm sử dụng ánh sáng nhân tạo phải đảm bảo đủ ánh sáng.



9.1.3.2. Thông gió

Nhà sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt.

9.1.3.3. An toàn về điện

Các thiết bị điện phải có hệ thống báo động khi có sự cố, phải có rơle đề

phòng khi quá tải, các mạch điện phải kín, đặt nơi khô ráo.

9.1.3.4. An toàn sử dụng thiết bị

- Thiết bị, máy móc phải sử dụng đúng chức năng đúng công suất.

- Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn

giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lí.

- Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, có chế độ vệ sinh,

sát trùng vô dầu mỡ thiết bị.

9.1.3.5. Phòng chống cháy nổ

Đối với nhà máy rượu việc phòng chống chảy nổ là rất quan trọng do sản

phẩm nhà máy là cồn rất dễ cháy nổ, phải có đủ nước và thiết bị chữa cháy.

9.1.3.6. An toàn về hoá chất

Các hoá chất phải đặt đúng quy định. Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề

ra tránh gây độc hại, ăn mòn và hư hỏng thiết bị.

9.1.3.7. Chống sét

Để đảm bảo an toàn cho các công trình nhà máy, phải có cột thu lôi cho các

công trình ở vị trí cao.

9.2. Vệ sinh nhà máy

Vấn đề vệ sinh xí nghiệp có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với nhà máy sản

xuất cồn. Nếu tiêu chuẩn vệ sinh trong nhà máy không đảm bảo sẽ tạo điều kiện cho

vi sinh vật gây bệnh phát triển.

9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân

- Công nhân phải mặc áo quần sạch sẽ, đội mũ, đeo khẩu trang, đi ủng và mang

găng tay và phải có bịt tai.

- Không được ăn uống trong khu sản xuất.

- Thực hiện tốt chế độ khám sức khoẻ định kì cho công nhân.



9.2.2. Vệ sinh máy móc thiết bị

Máy móc, thiết bị phải được vệ sinh sạch sẽ. Đặc biệt các thùng lên men phải

được vệ sinh, sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch tiếp theo, nhằm hạn chế

tối đa sự nhiễm tạp khuẩn làm giảm hiệu suất lên men.

9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp

Trong phân xưởng sản xuất, sau mỗi ca cần phải vệ sinh khu làm việc.

9.2.4. Xử lí phế liệu trong quá trình sản xuất

Phế liệu trong quá trình sản xuất như bã hèm là phế liệu dễ gây nhiễm bẩn.

Sau mỗi mẻ sản xuất cần chứa đúng quy định và xử lí để sản xuất phân bón vi sinh,

hoặc thức ăn gia súc.

9.2.5. Xử lí nước thải

Nước thải chứa nhiều tạp chất hữu cơ nên vi sinh vật dễ phát triển gây ô

nhiễm môi trường sống của con người. Vì vậy vấn đề xử lí nước thải rất quan trọng

đối với nhà máy. Nhà máy sử dụng phương pháp sinh học để xử lí nước thải.

Nguyên tắc làm việc hệ thống như sau:

Nước thải chảy xuống bể lắng và đi ra ngoài. Do sự tiếp xúc của nước thải và

vi sinh vật trên bề mặt vật liệu xốp nên quá trình xử lý được tiến hành khá nhanh.

Vật liệu xốp ở đây có thể là gốm, sứ, đá dăm với độ xốp cao. Ưu điểm của bể lắng

sinh học là quá trình làm sạch nhanh, liên tục thiết bị đơn giản, dễ làm, rẻ tiền và dễ

ứng dụng.

9.2.6. Xử lí nước dùng cho sản xuất

Các nguồn nước đều không đạt tiêu chuẩn về chất lượng để sản xuất rượu. Do

đó cần phải xử lý nước trước khi đưa vào sản xuất. Nhà máy sử dụng phương pháp

kết tủa các ion Ca2+, Mg2+.



KẾT LUẬN

Sau hơn 3 tháng dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Xuân Ngạch, với

những kiến thức đã học cùng với sự nghiên cứu, tham khảo một số tài liệu sách

báo, tài liệu mạng, tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: “Thiết kế

nhà máy sản xuất cồn etylic từ tinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất 60.000 lít

cồn 960 /ngày”.

Qua đồ án, giúp tôi hiếu thêm về các vấn đề:

Những điều kiện cần thiết để xây dựng một nhà máy cồn.

Quy trình công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật nước ta.

Tính và chọn thiết bị phù hợp với dây chuyền công nghệ.

Những phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản

phẩm.

Cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính.

Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi đã nắm bắt được nhiều kiến thức công

việc thiết kế một nhà máy cồn nói riêng và nhà máy thực phẩm nói chung.

Tuy nhiên do kiến thức, kinh nghiệm thực tế và thời gian còn hạn chế nên khó

tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn

để tôi được hoàn thiện đồ án này hơn.

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Trần Thị Thu Hải



TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

1. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến

(1998), Công nghệ emzym, NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh.

2. Đoàn Dụ, Bùi Đức Hợi, Mai Văn Lề, Nguyễn Như Thùi (1983), Công nghệ

và các máy chế biến lương thực, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

3. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi,

Trần Xoa, Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học (2), NXB Đại

học và Trung học chuyên nghiệp.

4. TS. Lê Văn Hoàng (1994), Nghiên cứu - ứng dụng và triển khai các quy

trình công nghệ sau thu hoạch, NXB Đà Nẵng.

5. KS. Nguyễn Văn Phước (1979), Kỹ thuật sản xuất rượu Etylic, Bộ lương

thực và thực phẩm.

6. Nguyễn Thọ, Lê Văn Hoàng, Lê Thị Liên Thanh, Trần Thế Truyền, Phan

Bích Ngọc, Trần Xuân Ngạch (1998), Thí nghiệm công nghệ thực phẩm,

Trường Đại học Kỹ Thuật Đà Nẵng.

7. PGS.TS. Nguyễn Đình Thưởng, TS. Nguyễn Thanh Hằng (2005), Công nghệ

sản xuất và kiểm tra cồn Etylic, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

8. Trần Thế Truyền (1999), Cơ sở thiết kế nhà máy hóa, Khoa Hóa – Trường

Đại học Kỹ Thuật, Đà Nẵng.

9. PTS. Trần Xoa, PTS. Nguyễn Trọng Khuông, KS. Hồ Lê Viên (1992), Sổ tay

quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập I, NXB Khoa học và Kỹ thuật,

Hà Nội.

10. PTS. Trần Xoa, PTS. Nguyễn Trọng Khuông, KS.Hồ Lê Viên (1992), Sổ tay

quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập II, NXB Khoa học và Kỹ thuật,

Hà Nội.



Website

11. http://bomcongnghiep.vn/TD05/185/386/pentax---cm.html.

12. http://www.doanhnghieponline.com.vn/raovat/sang-rung-tron-yzs/chitiet/

13. http://nguyenthithuhuyen.wordpress.com/2011/07/21/cong- ngh%E1%BB%87- s%E1%BA A3n-xu%E1%BA%A5t-c%E1%BB%93n/ .

14.http://tanthienphu.com/index.php/may-nghien-cong-suat-loi-ngo-cong-xuat-

lo.html.

15.http://www.vietnamseed.com.vn/webui/web/master/default.aspx?

TabID=ScienceDetail&ItemID=72&IDNHOM=2

16. http://www.q-jet.com/mixing-jet.htm

17.http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%C3%B4ng_H%C3%A0.


http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%C3%B4ng_H%C3%A0

http://www.q-jet.com/mixing-jet.htm

http://www.vietnamseed.com.vn/webui/web/master/default.aspx?TabID=ScienceDetail&ItemID=72&IDNHOM=2

http://www.vietnamseed.com.vn/webui/web/master/default.aspx?TabID=ScienceDetail&ItemID=72&IDNHOM=2

http://tanthienphu.com/index.php/may-nghien-cong-suat-loi-ngo-cong-xuat-lo.html

http://tanthienphu.com/index.php/may-nghien-cong-suat-loi-ngo-cong-xuat-lo.html

http://nguyenthithuhuyen.wordpress.com/2011/07/21/cong-%20%20%20%20%20ngh%E1%BB%87-%20s%E1%BA

http://nguyenthithuhuyen.wordpress.com/2011/07/21/cong-%20%20%20%20%20ngh%E1%BB%87-%20s%E1%BA

http://www.doanhnghieponline.com.vn/raovat/sang-rung-tron-yzs/chitiet/

http://bomcongnghiep.vn/TD05/185/386/pentax---cm.html


MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬTLẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT...........................................2

1.1. Vị trí địa lý .........................................................................................................2

1.2. Đặc điểm tự nhiên..............................................................................................2

1.3. Vùng nguyên liệu................................................................................................3

1.4. Hợp tác hóa và liên hiệp hóa.............................................................................3

1.5. Nguồn cung cấp điện..........................................................................................4

1.6. Nguồn cung cấp hơi...........................................................................................4

1.7. Nhiên liệu............................................................................................................4

1.8. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước................................................................4

1.9. Giao thông vận tải..............................................................................................4

1.10. Nguồn nhân lực................................................................................................4

1.11. Thoát nước........................................................................................................5

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN.......................................................................6

2.1. Tổng quan về nguyên liệu.............................................................................6

2.2. Nước .................................................................................................................10

2.3. Nấm men ..........................................................................................................11

2.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật.........................................................................................14

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. . .16

3.1. Lựa chọn dây chuyền công nghệ.....................................................................16

3.2. Lập và thuyết minh dây chuyền công nghệ...................................................23

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT..................................................35

4.1. Biểu đồ nhập liệu..............................................................................................35

4.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy........................................................................35



4.3. Tính cân bằng sản phẩm.................................................................................35

CHƯƠNG 5 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ........................................................52

5.1. Các thiết bị sản xuất chính..............................................................................52

5.2. Tính cơ cấu vận chuyển...................................................................................78

CHƯƠNG 6 TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG.............................................82

6.1. Tổ chức của nhà máy.......................................................................................82

6.2. Tính xây dựng..................................................................................................83

6.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy....................................................................88

CHƯƠNG 7 TÍNH NHIỆT - HƠI – NƯỚC.....................................................91

7.1. Tính hơi.............................................................................................................91

7.2. Tính nước..........................................................................................................98

CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN

PHẨM ...................................................................................................................106

8.1. Kiểm tra nguyên liệu.....................................................................................106

8.2. Xác định hoạt độ của chế phẩm enzyme trong nấu và đường hoá tinh bột

.................................................................................................................................107

8.3. Kiểm tra dịch đường hoá và giấm chín sau lên men..................................107

8.4. Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm..............................................................107

CHƯƠNG 9 VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TOÀN...............................109

9.1. An toàn lao động............................................................................................109

9.2. Vệ sinh nhà máy.............................................................................................110

KẾT LUẬN............................................................................................................112

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................113

PHỤ LỤC




Documents

LỜI MỞ ĐẦUi.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang03/06/thiet-ke-nha... · Web view+ Môi trường 10 lít, có thể lấy dịch trực tiếp ở thùng đường hóa trong