đồ án công nghệ sản xuất cồn 96 độ

CHƯƠNG 3
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1. Sơ đồ công nghệ

Sắn, gạo phế
phẩm

Làm sạch
Enzyme Termamyl
Nghiền nguyên liệu

Nấu sơ bộ

Phun dịch hóa

Nấu chín

Hơi thứ

Tách hơi

Làm nguội

Hơi


Enzyme amylaza
Đường hoá
Na2SiF6

Làm nguội

Nấm men phòng thí nghiệm
Nấm men sản xuất

Lên men

Giấm chín

Tháp thô

Bã rượu

Làm lạnh cồn

Hơi

Tháp trung

Cồn đầu

Cồn đã tách cồn

Làm lạnh cồn đầu

Tháp tinh chế

Làm lạnh

Dầu fusel

Cồn 960.


3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ
3.2.1. Làm sạch
3.2.1.1. Mục đích
Nguyên liệu trước khi đưa vào dây chuyền sản xuất phải được làm sạch để tách
tạp chất như đất, đá, kim loại,… nhằm tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm. Nguyên liệu được làm sạch trong sàng rung,kim loại bị nam châm hút
lại.
3.2.1.2. Tiến hành
Cửa nạp liệu
Nam châm
Lưới sàng 1
Lưới sàng 2
Tạp chất bé
Nguyên liệu đạt yêu cầu
Tạp chất lớn
Ống dẫn bụi ra
Hình 2.3. Sàng rung

Nguyên liệu sắn đưa vào máy làm sạch qua cửa nạp liệu (1). Trước khi xuống
lưới sàng 1 (3), nguyên liệu được tách kim loại bằng nam châm (2), sau đó nguyên liệu
rơi xuống lưới sàng 2 (4). Tại đây, với kích thước lỗ lưới lớn hơn nguyên liệu và dưới
tác động của chuyển động rung nên tạp chất lớn được giữ lại, còn nguyên liệu và tạp
chất bé sẽ lọt qua lưới 1 (3) và xuống lưới sàng 2 (4). Do lưới sàng 2 (4) có kích thước
nhỏ hơn nguyên liệu nên tại đây nguyên liệu đạt yêu cầu được giữ lại, tạp chất bé lọt
qua lưới sàng 2 (4) và xuống ngăn cuối, đưa ra ngoài ở (5). Bụi lơ lững được quạt hút
ra ngoài qua đường ống (8). Nguyên liệu đạt yêu cầu đem đi nghiền.

Nguyên liệu gạo cũng sử dụng sàng rung nhưng kích thướt lưới sàng khác sàng sắn.
Đối với nhà máy sử dụng 2 nguyên liệu sắn, gạo phải có 2 máy sàng rung khác nhau.
3.2.2. Nghiền nguyên liệu
3.2.2.1. Mục đích
Làm phá vỡ cấu trúc màng tế bào, 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. [2,tr 33]
3.2.2.2. Tiến hành
Sắn lát khô cho vào máy nghiền búa qua cửa nạp liệu. Do sự va đập của vật liệu
với các cánh búa đang quay và với thành trong của máy, sắn sẽ biến dạng rồi vỡ ra
thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn. Do bị va đập nhiều lần giữa cánh búa và
vỏ máy, nguyên liệu giảm kích thước đến khi nhỏ hơn lỗ lưới, hạt sẽ theo lỗ lưới ra
ngoài dưới tác động của khí động học nhờ quạt hút sinh ra. Còn các hạt vật liệu to chưa
lọt qua lưới lại được các búa tiếp tục nghiền nhỏ. Sau khi nghiền kích thước của bột
sắn khoảng 1,5mm. Ðể nghiền được, động năng của búa khi quay phải lớn hơn công.

Gạo tấm là nguyên liệu sản xuất dạng hạt nên máy nghiền gạo được sử dụng để
nghiền: Máy nghiền kép gồm cặp trục răng, gạo đi vào máy ở cửa vào nhờ trục phân
phối liệu đưa bột vào hai cặp trục nghiền thứ nhất. Ở hai cặp trục nghiền có một trục


quay nhanh và một trục quay chậm hai trục nghiền này quay ngược chiều nhau. Thông
thường thì trục quay nhanh sẽ di động còn trục quay chậm sẽ cố định. Bán thành phẩm
sau khi đi ra ở cặp trục thứ nhất, phần lọt sàng sẽ được đi ra con đường riêng, phần
không lọt sàng sẽ tiếp tục đi vào cặp trục nghiền thứ hai, phần lọt sàng lại tiếp tục đi
vào con đường riêng lúc này chỉ còn phần không lọt sàng sẽ đi ra con đường khác để
tiếp tục qua máy nghiền tiếp theo.
.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Trục nghiền răng nghiền.
Cửa liệu vào
Trục phân phối liệu
Trục quay nhanh
Trục quay chậm
Lưới sàng
Cửa tháo liệu
Hình 2.4. Máy nghiền trục

3.2.3. Nấu nguyên liệu
3.2.3.1. Mục đích
Mục đích của nấu nguyên liệu tinh bột là để phá vỡ màng của hạt tinh bột và
chuyển tinh bột của nguyên liệu sang trạng thái hoà tan để quá trình đường hóa đạt
hiệu quả cao hơn và hiệu suất thu hồi cao hơn [2, tr 36]


3.2.3.2.

Tiến hành
Thùng hòa bột
Bơm
Nồi nấu sơ bộ

Bơm ly tâm
Thiết bị phun dịch hóa
Nồi nấu chín
Điều chỉnh mức khối nấu
Thiết bị tách hơi

Hình 2.5. Sơ đồ nấu liên tục

Nhà máy sử dụng 2 nguyên liệu khác nhau nên sử dụng 2 hệ thống nấu liên tục cho
mỗi loại nguyên liệu nhiệt độ hồ hóa gạo và sắn khác nhau: Bột sắn( bột gạo) và nước
liên tục đi vào thùng hòa trộn (1) theo một tỉ lệ nhất định, nhiệt độ dịch bột đạt 35400C, rồi đưa vào nồi nấu sơ bộ (3). Trong quá trình nấu có bổ sung enzim Termamyl
với tỉ lệ 30% so với tổng lượng tinh bột. Tại nồi nấu sơ bộ khối nấu được nâng lên 80850C (trong 10-15 phút với nguyên liệu sắn, 4-5 phút với nguyên liệu gạo) đây là nhiệt
độ thích hợp cho hoạt động của enzim α-amylaza để phân cắt mạch tinh bột.Tiếp đó
khối nấu nhờ bơm ly tâm (4) bơm sang thiết bị phun dịch hóa (5), 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 với nguyên liệu
sắn,138-1400C với nguyên liệu gạo). Sau đó khối nấu tiếp tục được bơm sang nồi nấu
chín (6), theo đó dịch cháo chảy từ trên xuống còn hơi chính được 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 đối với nguyên


liệu sắn, 138-1400C với nguyên liệu gạo trong khoảng thời gian từ 25-30 phút [2, tr 5354]
Việc điều chỉnh mức khối nấu nhờ phao điều chỉnh (7). Hơi thứ tách ra ở nồi nấu
chín được tách ở thiết bị tách hơi (8), thu hồi và cung cấp cho nồi nấu sơ bộ.
Hệ điều khiển tự động

Hơi vào
Liệu vào

Liệu ra
Hình 2.6. Thiết bị phun dịch hóa

Dịch được bơm lên thiết bị phun dịch hóa, qua khe hẹp. Hơi vào từ phía trên,
được điều chỉnh lượng vào bằng bộ điều khiển tự động. Dịch qua khe hẹp dưới tác
dụng của nhiệt độ cao, độ lớn của khe hẹp được điều chỉnh bởi van chắn. Nhiệt độ hơi
cao làm tăng áp suất và sự thay đổi vận tốc làm cho mạch tinh bột bị phá vỡ, làm cho
khối cháo được mịn hơn.

a
c
e
1
3

Cửa vệ sinh
Thông khí
Xả đáy
Thân bồn
Tấm đáy bồn hình

côn elip
5 Chân đế
7 Tấm ga chân đế

Hình 2.7. Nồi nấu chín

b Dịch vào
d Dịch ra
2 Tấm vách ngăn thân bồn

4 Tấm bạ đáy bồn chân đế
6 Tấm nắp bồn hình côn elip
8 Tấm bản mả


9 Tấm ga chân đế

10 Tấm bản mả

Đối với nồi nấu chín, dịch cháo sau khi qua thiết bị phun dịch hóa được bơm vào
nồi nấu chín tại cửa (b). Ở giữa nồi nấu chín có tấm ngăn cách thân bồn (2) dịch cháo
chảy zích zắc từ ngăn này sang ngăn kia cho tới khi đầy nồi nấu. Sau khi dịch cháo đầy
2 nồi thì nhiệt độ dịch cháo lúc này được nâng lên 100-1050C với sắn,138-1400C đối
với gạo và nấu khoảng 25-30 phút. Sau đó dịch cháo được đưa ra thiết bị tách hơi tại
cửa (d). Phía dưới nồi nấu có van xả đáy (e) để xả khi nồi nấu có sự cố.
3.2.4. Làm nguội
3.2.4.1. Mục đích
Hạ nhiệt độ của dịch cháo sau nấu chín từ nhiệt độ 100-1050C với sắn,138-1400C
đối với gạo xuống nhiệt độ 58-600C với nguyên liệu sắn và 70-800C tạo điều cho quá
trình đường hóa xảy ra dễ dàng.
3.2.4.2.

Tiến hành

Ống trong
Ống ngoài
Khuỷu nối
Ống nối
Mối hàn
Hình 2.8. Thiết bị làm nguội ống lồng ống

Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống với dịch cháo đi bên trong ống và
nước làm nguội đi ngoài ống. Dịch cháo trong ống và nước ở phần ống hình vành khăn
sẽ tiến hành trao đổi nhiệt với nhau để thu được dịch cháo đi ra có nhiệt độ 58-60 0C
đưa đi đường hóa và đưa dịch đường sau đường hóa xuống nhiệt độ 300C.
3.2.5. Đường hóa
3.2.5.1.

Mục đích

Xúc tác của enzim amylaza để chuyển hóa tinh bột thành đường. [2, tr 62].
3.2.5.2.

Tiến hành

11
13
15
17

Hình 2.9. Thiết bị đường hóa

a. Dịch vào b. Cấp enzim

d. Cấp hơi e. Dịch ra

Tấm đáy bồn hình nón
Giá chân đế
Thân bồn

Giá nắp bồn
Mô tơ cánh khuấy
Gối đỡ
Nắp bồn
Cánh khuấy
Gối đỡ trục cánh khuấy

Chân đế
Tấm lót chân đế
Cầu thang vệ sinh
Cửa vệ sinh
Hộp giảm tốc
Giá đỡ
Trục cánh khuấy
Khớp nối trục với gối đỡ

10
12
14
16


Đường hóa dịch cháo tiến hành theo phương pháp liên tục. Dịch cháo từ thiết bị làm
nguội được đưa vào thiết bị đường hóa ở nhiệt độ 50-620C được cấp vào cửa (a) từ trên
xuống, khi dịch cháo ngập đến cánh khuấy thì cánh khuấy hoạt động, sau đó bổ sung
enzim amylaza theo cửa (b) [2, tr 95-97].
3.2.6. Lên men
3.2.6.1.

Mục đích

Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường trong dịch đường lên men
thành rượu, CO2 nhờ hoạt động của nấm men. [2, tr 107].
3.2.6.2.

Tiến hành

Thực hiện lên men liên tục: Đặc điểm của lên men liên tục là dịch đường và nấm
men giống được cho vào thùng đầu gọi là thùng lên men chính luôn chứa một lượng
lớn tế bào trong 1ml 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 [1, tr 152-154].

Hình 2.10. Sơ đồ nhân giống và lên men liên tục
1.Thùng lên men cấp I
3.Thùng lên men chính

2.Thùng lên men cấp II;
4.Các thùng lên men tiếp theo


Hai thùng lên men cấp I có dung tích bằng 25-30% so với thùng lên men cấp II.
Thùng len men cấp II có dung tích bằng 30-60% so với thùng lên men chính. Các
thùng lên men cấp I được đặt phía trên thùng cấp II để tự chảy. Thùng lên men cấp II
được đặt cao hơn thùng lên men chính 1m, do quá trình lên men chính xảy ra mạnh,
lượng bọt nhiều. Quy trình lên men:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị men giống tại 2 thùng lên men cấp I lệch nhau 3-4 giờ. Khi đạt
yêu cầu ta tháo giống xuống thùng cấp II. Sau đó vệ sinh và thanh trùng thùng vừa tháo
men ở 750C rồi axit hóa đến độ chua thích hợp. Tiếp đó làm lạnh tới nhiệt độ gây men
rồi cho 25-30% men giống ở thùng còn lại vào. Lượng men từ thùng cấp I còn lại được
cho hết xuống thùng cấp II, lúc này vệ sinh thùng. Sau khi vệ sinh và thanh trùng lại

tiếp tục chu kỳ lên men giống khác.
Giai đoạn 2: Tại thùng lên men cấp II, ta tiếp tục cho dịch đường hóa tới đầy. Axit
hóa đến độ chua cần thiết để cho lên men tiếp tới khi độ men biểu kiến còn 5-6%. Sau
đó cho toàn bộ dịch ở thùng cấp II vào một trong hai thùng lên men chính (3) rồi liên
tục cho dịch đường vào.
Giai đoạn 3: Dịch lên men sẽ tiếp tục chảy từ (3) sang các thùng (4) tiếp theo cho
tới thùng cuối cùng thì lên men kết thúc, ta thu đƣợc giấm chín.
Lên men chính chủ yếu ở thùng (3), các thùng tiếp theo là lên men phụ. Phải luôn
khống chế số tế bào ở thùng (3) luôn vào khoảng 100-200 triệu tế bào/ml. Hai thùng
(3) thay phiên nhau làm việc sau 24-30 giờ để giải phóng thùng cho việc vệ sinh, thanh
trùng. Các thùng (4) cũng luân phiên thay nhau vệ sinh thanh trùng sau 65-75 giờ. Ưu
điểm của phương pháp này là dung một lượng lớn men giống ở thùng (3) nên lên men
nhanh, hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn. Trong điều kiện kể trên, lên men sẽ
kết thúc sau 60-62 giờ [2, tr 152-154]
3.2.7. Chưng luyện và tinh chế


3.2.7.1.
Mục đích
Chưng cất: Là quá trình tách rượu và tạp chất dễ bay hơi ra khỏi giấm chín
và cuối cùng nhận được rượu thô hoặc cồn thô.
Tinh chế: Là quá trình tách các tạp chất ra khỏi cồn thô và nâng cao nồng
độ cồn và cuối cùng sản phẩm thu được gọi là cồn tinh chế hay cồn thực phẩm có
nồng độ trong khoảng 59,5-96,5%V.
3.2.7.2 Tiến hành
Nhờ sự phát triển khoa học kỹ thuật và qua thực tiễn người ta nhận thấy rằng:
trong sản suất cồn từ nguyên liệu tinh bột, hệ thống chưng luyện ba tháp cho phép
nhận cồn có chất lượng cao. Để ổn định chất lượng chỉ cần thêm 1 tháp làm sạch khi
phải sử dụng nguyên liệu chất lượng không tốt. Vì vậy trong đồ án em chọn hệ thống
chưng cất 3 tháp làm việc gián tiếp một dòng. [2, tr 186]

Hình 2.11. Sơ đồ chưng cất ba tháp gián tiếp một dòng.
1.Thùng chứa giấm; 2. Bình hâm giấm; 3. Bình tách CO2; 4. Tháp thô;
5. Bình chống phụt giấm; 6. Bình ngưng tụ cồn thô; 7. Bình làm lạnh ruột gà;


8. Tháp aldehyt; 9,10. Bình ngưng tụ; 11. Tháp tinh chế;
12. Bình ngưng tụ hồi lưu; 13. Bình làm lạnh sản phẩm
Giấm chín được bơm vào thùng cao vị (1), sau đó tự chảy vào bình hâm (2).
Ở đây giấm chín được hâm bằng hơi rượu ngưng tụ đến nhiệt độ 70-800C rồi qua
bình tách CO2 (3) vào tháp (4). Khí CO2 và hơi rượu bay lên được ở bình ngưng (6)
qua bình làm lạnh (7) rồi ra ngoài. Tháp thô (4) đƣợc đun bằng hơi trực tiếp, hơi rượu
đi từ dưới lên, giấm chảy từ trên xuống nhờ đó quá trình truyền khối được thực hiện,
sau đó hơi rượu ra khỏi tháp qua (2) được ngưng tụ ở (6) qua (7) ra ngoài.
Chảy xuống tới đáy nồng độ rượu trong giấm còn khoảng 0,015-0,030% V được
thải ra ngoài gọi là bã rượu. Phần lớn rượu thô (90-95%) liên tục đi vào tháp aldehyt
(8) dùng hơi trực tiếp. Hơi rượu bay lên đƣợc ngưng tụ và hồi lưu đến 95%, chỉ điều
chỉnh lượng nước làm lạnh và lấy ra khoảng 3-5% gọi là cồn đầu, một phần rượu thô
(5-6 %) ở (6) được hồi lưu và tháp aldehyt. Sau khi tách bớt tạp chất, rượu thô từ đáy
tháp aldehyt liên tục đi vào tháp tinh (11) với nồng độ 35-45% thể tích.
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 bình ngưng (12) rồi hồi lưu lại tháp.
Bằng cách điều chỉnh lượng nước ta lấy ra 1,5-2 % cồn đầu rồi cho hồi lưu về đỉnh (8).
Cồn sản phẩm được lấy ra ở dạng lỏng cách đĩa hồi lưu 3-6 đĩa và làm lạnh ở bình làm
lạnh (13).
Nếu sơ đồ trên có lấy một phần hơi rượu thô ở đỉnh (4) (theo đường nét đứt) để
cấp nhiệt cho đáy tháp tinh (11) thì sẽ biến thành sơ đồ liên tục ba tháp vừa gián tiếp
vừa trực tiếp hai dòng. Sơ đồ gián tiếp một dòng có ưu điểm là dễ thao tác, chất lượng
cồn tốt và ổn định nhưng tốn hơi. Còn sơ đồ vừa gián tiếp vừa trực tiếp hai dòng tiết
kiệm được hơi nhưng đòi hỏi sự tự động hoá tốt và chính xác.

Bảng 2.5. Thông số cần đảm bảo ở các tháp. [2, tr187]

Đỉnh tháp
Đáy tháp

Tháp thô
93-970 C
103-1050 C

Tháp aldehyt
78-790 C
80-850 C

Tháp tinh
78,3-78,50 C
103-1050C


3.2.8. Thiết bị tách nước
3.2.8.1.

Mục đích

Tách nước trong cồn thô, để thu được etanol có nồng độ 96%V bằng cách sử
dụng chất hấp thụ zeolit.
3.2.8.2.

Tiến hành

Cồn nguyên liệu sẽ được bơm vào thiết bị bốc hơi – quá nhiệt, tác nhân gia nhiệt

là hơi nước có nhiệt độ 250÷260oC. Cồn nguyên liệu sau khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt
được nâng lên 102÷110oC. Sau khi hơi cồn đi ra thiết bị quá nhiệt thì nó được đi vào
thiết bị hấp phụ, nguyên liệu (hỗn hợp etanol – nước có nồng độ thấp) được đưa qua
cột hấp phụ chứa zeolit 3A ở pha hơi. Nước sẽ bị hấp phụ và giữ lại trên tháp, etanol
không bị hấp phụ đi ra khỏi tháp.
Để quá trình làm việc liên tục, thông thường phải có ít nhất 2 tháp chứa chất hấp
phụ. Khi tháp A tiến hành hấp phụ thì tháp B phải tiến hành tái sinh xúc tác và ngược
lại. Cồn đi ra khỏi tháp là cồn khan. Cồn khan tiếp tục đưa đi ngưng tụ và đưa vào kho
chứa. Sau giải hấp ta thu được một lượng cồn nhạt quay về tháp chưng cất và tinh chế.
Thiết bị hấp thụ và giải hấp sử dụng chất hấp phụ là zeolit.


Dòng tuần hoàn

Hình 1: Sơ đồ hấp phụ- giải hấp


CHƯƠNG 4

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1.

Biểu đồ nhập liệu

Tháng

1

2

3

4

5

6

7

Nguyên liệu

x

x

x

x

x

x

x

8

9

10

x

x

11 12
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 l ễ
lớn.
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, s ố

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

Số ngày sản xuất

26

28

31

29

30

30

31

0

29

31

30

2
3

Số ca sản xuất

78

84

93

87

90

90

93

0

87

93

90

1
9
3

Tổng số ngày sản xuất: 326 ngày, tổng số ca sản xuất: 978 ca.
4.3
4.3.1
•
•
•
•

Tính cân bằng sản phẩm
Các thông số ban đầu
Năng suất: 900.000 lít/ngày.
Thành phần nguyên liệu: 50% sắn lát khô và 50% gạo phế phẩm
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 tách nước: 98%
Hiệu suất thu hồi:

η = η dh × η lm × η cc = 0,98 × 0,98 × 0,97 = 0,931 = 93,1%
• 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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13
14

Công đoạn
Làm sạch
Nghiền
Nấu sơ bộ
Phun dịch hóa
Nấu chín
Tách hơi
Làm nguội
Đường hóa
Làm lạnh
Lên men
Chưng cất
Tinh chế
Tách nước
Tiêu hao do vận chuyển
nguyên liệu, bán sản phẩm
và sản phẩm

Hao hụt và tổn thất(%)
1.5
1
1
0.5
1
0.5
0.5
2
0.5
2
1

1
2
2

TỔNG TIÊU HAO

14,5

Bảng 4.2 Độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu [1, tr 36] và[10]
Nguyên liệu
Sắn

Độ ẩm
13%

Chất khô
87%

Tinh bột
73%


Gạo phế
phẩm

11,8%

88,2%

77,38%

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 của mỗi nguyên liệu: M (kg)
Lượng nguyên liệu thu được sau làm sạch của mỗi nguyên liệu:

m1 =

M × (100 − 1,5)
= 0,985× M
100

(kg)

Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau làm sạch:
(kg)
=

m 1 × 88,2 0,985 × M × 88,2
=
= 0,869 × M (kg)
100
100

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

=

m 1 × 73 0,985 × M × 73

=
= 0,719 × M
100
100

(kg)

m 1 × 77,38 0,985 × M × 77,38
=
= 0,762 × M (kg)
100
100

Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau làm sạch:
m1H 2O ( san) =

m1H 2O ( gao) =

m1 ×13 0,985 × M ×13
=
= 0,128 × M
100
100

(kg)

m1 × 13 0,985 × M × 11,8
=
= 0,116 × M
100

100

(kg)


4.3.2.2.

Công đoạn nghiền

Khối lượng nguyên liệu thu được sau khi nghiền của mỗi nguyên liệu:

m2 =

m 1 × (100 − 1) 0,985× M × 99
=
= 0,975× M
100
100

(kg)

Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau khi nghiền:
m 2ck San =

m 2ck gao =

m 2 × 87 0,975 × M × 87
=
= 0,848× M
100

100

(kg)

m 2 × 87 0,975 × M × 88,2
=
= 0,860 × M (kg)
100
100

Khối lượng tinh bột có trong nguyên liệu sau khi nghiền:
m 2tb san =

m 2tb gao =

m 2 × 73 0,975 × M × 73
=
= 0,712 × M
100
100

(kg)

m 2 × 77,38 0,975 × M × 77,38
=
= 0,754 × M(kg)
100
100

Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau khi nghiền:

m 2H2O san =

m 2H2O gao =

m 2 × 13 0,975 × M × 13
=
= 0,127 M
100
100

(kg)

m 2 × 13 0,975 × M × 11,8
=
= 0,115 M ( kg )
100
100

4.3.2.3. Công đoạn nấu sơ bộ

Gọi X là lượng nước bổ sung và hơi ngưng tại công đoạn nấu sơ bộ để sau khi
nấu chín nồng độ chất khô đạt 18%.
Lượng enzim bổ sung quá trình nấu và đường hóa bằng 1‰ so với lượng tinh bột
có trong nguyên liệu:


m E (san) =

m E (gao) =

m 2tb san 0,712 × M
=
= 7,12 × 10− 4 × M
1000
1000
m 2tb gao
1000

=

(kg)

0,754 × M
= 7,54 × 10 − 4 × M (kg)
1000

Trong quá trình nấu sơ bộ bổ sung một lượng enzim bằng 30% so với tổng lượng
enzim bổ sung quá trình nấu và đường hóa:
m3E (san) =

m3E (gao) =

30
30
× m E (san) =
× 7,12 × 10− 4 × M = 2,136 × 10− 4 × M
100
100

(kg)

30
30
× m E (gao) =
× 7,54 × 10− 4 × M = 2,262 × 10 − 4 × M(kg)
100
100

Do lượng enzim 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.
Khối lượng của dịch cháo sau khi nấu sơ bộ là:
m3 =

(m 2 + X) × (100 − 1)
99
= (0,975 × M + X) ×
100
100

= 0,965 × M + 0,99 × X

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:
m3ck san =

m3ck

gao

=

m 2ck san × (100 − 1) 0,848 × M × 99
=
= 0,840 × M
100
100
m 2ck gao × (100 − 1)
100

=

(kg)

0,860 × M × 99
= 0,851× M (kg)
100

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:
m3tb san =

m 2tb san × (100 − 1) 0,712 × M × 99
=
= 0,704 × M
100
100

(kg)

m3tb gao =

m 2tb gao × (100 − 1)
100

=

0,754 × M × 99
= 0,746 × M (kg)
100

Khối lượng nước trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:
m3H 2 O (san) = (m 2H 2 O(san) + X) ×

(100 − 1)
99
= (0,127 × M + X) ×
100
100

= 0,126 × M + 0,99 × X

m3H 2 O (gao) = (m 2H 2 O(gao) + X) ×

(kg)

(100 − 1)
99
= (0,115 × M + X) ×
100

100

= 0,114 × M + 0,99 × X (kg)

4.3.2.4.

Công đoạn phun dịch hóa
Khối lượng của dịch cháo thu được sau khi phun dịch hóa:
m4 =

m3 × (100 − 0,5)
99,5
= (0,965 × M + 0,99 × X) ×
100
100

= 0,960 × M + 0,985 × X

(kg)

Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
m 4ck san =

m 4ck gao =

m3ck san × (100 − 0,5) 0,840 × M × 99,5
=
= 0,836 × M
100
100

m3ck gao × (100 − 0,5)
100

=

(kg)

0,851× M × 99,5
= 0,847 × M (kg)
100

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
m 4tb san =

m3tb san × (100 − 0,5) 0,704 × M × 99,5
=
= 0,700 × M
100
100

(kg)


m 4tb gao =

m3tb gao × (100 − 0,5)
100

=

0,746 × M × 99,5
= 0,742 × M (kg)
100

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
m 4H 2 O(san) =

m 4H 2 O(san) × (100 − 0,5)
100

= 0,125 × M + 0,985 × X

m 4H 2 O (gao) =

=

(0,126 × M + 0,99 × X) × 99,5
100

(kg)

m 4H 2 O (gao) × (100 − 0,5)
100

=

(0,114 × M + 0,99 × X) × 99,5
100

= 0,113 × M + 0,985 × X (kg)

4.3.2.5.

Công đoạn nấu chín
Sau công đoạn nấu chín nồng độ chất khô đạt được là 18% nên ta có:
C 00 =

mck
m5ck
=
m dd
m5ck + m5H 2 O

(*)
Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
m5ck san =

m5ck gao =

m 4ck san × (100 − 1) 0,836 × M × 99
=
= 0,828 × M
100
100
m 4ck gao × (100 − 1)
100

=

(kg)

0,847 × M × 99
= 0,839 × M (kg)
100
m5H 2 O

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau nấu chín (
) chính là lượng nước
trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa và lượng hơi ngưng tụ trong quá trình nấu chín(
m( ngtu) H 2O

).

Cứ 1kg nguyên liệu chưa hòa nước đưa vào nấu chín cần cung cấp 2kg hơi và
lượng nước ngưng tụ sau khi nấu chín bằng 50% lượng hơi cấp vào.


Khối lượng nước ngưng tụ sau khi nấu:
m(ngtu)H 2 O (san) =

m (ngtu)H2 O (gao) =

50
m
× 100 0,836 × M × 100
× 2 × 4ck san
=
= 0,961 × M
100
87

87

(kg)

m 4ck gao × 100 0,847 × M × 100
50
× 2×
=
= 0,960 × M (kg)
100
88,2
88,2

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

m5H 2 O (san) = (m 4H 2 O (san) + m (ngtu)H 2 O (san) ) = (0,125 × M + 0,985 × X + 0,961× M)
= 1,086× M + 0,985× X

(kg)

m5H 2 O (gao) = (m 4H 2 O (gao) + m (ngtu)H 2 O (gao) ) = (0,113 × M + 0,985 × X + 0,960 × M)
= 1,073× M + 0,985× X (kg)

C 0 0 (san) =

m ck (san)
mdd (san)

=

m5ck (san)
m5ck (san) + m5H 2 O (san)

⇔

18
0,828 × M
=
100 0,828 × M + 1,086 × M + 0,985 × X

⇔ X = 2,729 × M

C 0 0 (gao) =

m ck (gao)
m dd (gao)

=

m 5ck (gao)
m 5ck (gao) + m 5H 2 O (gao)

⇔

(kg)

18
0,839 × M
=
100 0,839× M + 1,073 × M + 0,985 × X

⇔ X = 2,785 × M (kg)

Khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:
m5 (san) =

(m 4 + m(ngtu) H 2 O (san) ) × (100 − 1)
100

= 1,902 × M + 0,975 × X

=

=

(0,960 × M + 0,985 × X + 0,961× M) × 99
100

1,902× M + 0,975× 2,729 × M = 4,563× M

(kg)


m5 (gao) =

(m 4 + m(ngtu) H 2 O (gao) ) × (100 − 1)
100

=

(0,960 × M + 0,985 × X + 0,974 × M) × 99
100

= 1,915 × M + 0,975 × X = 1,915× M + 0,975× 2,785× M = 4,630× M (kg)

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
m5tb san =

m5tb gao =

m 4tb san × (100 − 1) 0,700 × M × 99
=
= 0,693 × M
100
100

m 4tb gao × (100 − 1)
100

=

(kg)

0,742 × M × 99
= 0,735 × M (kg)
100

Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
m 5H2 O (san) =

m 5H 2 O (gao) =
4.3.2.6.

(1,086M + 0,985X) × 99 (1,086M + 0,985 × 2,729M) × 99
=
= 3,736M
100
100

(kg)

(1,073M + 0,985X) × 99 (1,073M + 0,985 × 2,785M) × 99
=
= 3,778M (kg)
100
100

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 là hơi không
ngưng hoặc chưa ngưng chiếm 50% so với lượng hơi cung cấp cho quá trình nấu chín:
m hoi (san) =

m hoi (gao) =

50
m
× 100 0,836 × 100
× 2 × 4ck san
=

× M = 0,961 × M
100
87
87

(kg)

m
× 100 0,847 ×100
50
× 2 × 4ck gao
=
× M = 0,960 × M (kg)
100
88,2
88,2

Khối lượng dịch cháo thu được sau khi tách hơi:
m 6 (san) =

m 5 (san) × (100 − 0,5)
100

=

4,563× M × 99,5
= 4,540× M
100

(kg)

m 6 (gao) =

m 5 (gao) × (100 − 0,5)

=

100

4,630× M × 99,5
= 4,607 × M (kg)
100

Lượng chất khô có trong dịch cháo sau tách hơi:
m 6ck san =

m 6ck gao =

m 5ck san × (100 − 0,5) 0,828 × M × 99,5
=
= 0,824 × M
100
100
m 5ck gao × (100 − 0,5)
100

=

(kg)

0,839 × M × 99,5
= 0,835× M (kg)
100

Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi tách hơi:
m 6tb san =

m 6tb gao =

m 5tb san × (100 − 0,5) 0,693 × M × 99,5
=
= 0,690 × M
100
100
m 5tb gao × (100 − 0,5)
100

=

(kg)

0,735× M × 99,5
= 0,731× M (kg)
100

Khối lượng của nước có trong dịch cháo sau khi tách hơi:
m 6H 2 O (san) =

m 6H 2 O (gao) =

m 5H 2 O (san) × (100 − 0,5)
100
m 5H 2 O (gao) × (100 − 0,5)
100

=

=

3,736× M × 99,5
= 3,717 × M
100

3,778× M × 99,5
= 3,759× M (kg)
100

4.3.2.7. Công đoạn làm nguội

Khối lượng dịch cháo sau khi làm nguội:
m 7 (san) =

m 7 (gao) =

m 6 (san) × (100 − 0,5)
100
m 6 (gao) × (100 − 0,5)
100

=

=

(kg)

4,54× M × 99,5
= 4,517× M
100

(kg)

4,607 × M × 99,5
= 4,584× M (kg)
100

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