Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4 tấn nguyên liệu giờ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN 960 TỪ
SẮN LÁT KHÔ NĂNG SUẤT 4000 TẤN NGUYÊN
LIỆU/THÁNG
Sinh viên thực hiện: Hà Thị Thu Thanh
Số thẻ sinh viên: 107140094
Lớp:14H2A.

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT

Cồn được sản xuất không những với mục đích là đồ uống mà còn được ứng dụng
trong nhiều ngành công nghiệp khác như dung môi hữu cơ, nhiên liệu, y tế, mỹ phẩm,…
Nhờ tính ứng dụng rộng rãi mà đặc biệt là với ngành nhiên liệu trong tương lai nên đồ
án với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4 tấn
nguyên liệu/giờ” được tiến hành.
Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4 tấn
nguyên liệu/giờ” bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ.
Đồ án bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ A0
-Bản thuyết minh bao gồm 9 chương:
+ Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật;
+ Chương 2: Tổng quan;
+ Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ;
+ Chương 4: Tính cân bằng vật chất;
+ Chương 5: Tính và chọn thiết bị;
+ Chương 6: Tính nhiệt-hơi- nước;

+ Chương 7: Tổ chức và tính xây dựng;
+ Chương 8: Kiểm tra chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm;
+ Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy.
-5 bản vẽ A0 bao gồm:
+ Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ;
+ Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính;
+ Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính;
+ Bản vẽ số 4: Đường ống hơi – nước phân xưởng sản xuất chính;
+ Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy.
Thiết kế “ Nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4 tấn nguyên
liệu/giờ” là thiết kế mới, có khả năng ứng dụng cao.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Hà Thị Thu Thanh;

Số thẻ sinh viên: 107140094;

Lớp:14H2A. Khoa: Hóa;

Ngành: Công nghệ thực phẩm.

1.

Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng.
2.

Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3.

Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Nguyên liệu: 100% sắn lát khô;
Năng suất: 4000 tấn nguyên liệu /tháng;
Sản phẩm: Cồn 960
4.

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC

CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG
CHƯƠNG 8: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO


PHỤ LỤC
5.Các bản vẽ, đồ thị
BẢN VẼ SỐ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (A0)
BẢN VẼ SỐ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)
BẢN VẼ SỐ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)
BẢN VẼ SỐ 4: SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG HƠI - NƯỚC (A0)
BẢN VẼ SỐ 5: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0)
6. Họ tên người hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 23 / 01 /2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 17 / 05 /2019
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2019
Trưởng Bộ môn công nghệ thực phẩm

Đặng Minh Nhật

Người hướng dẫn

Bùi Viết Cường


LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN
Đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cồn đã không còn xa lạ gì với ngành công nghệ
thực phẩm, tuy nhiên với ứng dụng rộng rãi, đa dạng của cồn thì các nhà máy cồn ra

đời vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu đó, do đó tôi được giao đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản
xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng” để mong rằng
sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu ấy.
Trong quá trình làm đồ án, tôi đã được sự giúp đỡ về kiến thức cũng như kinh
nghiệm của các thầy cô trong ngành công nghệ thực phẩm. Tôi xin cảm ơn các thầy cô
đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bài đồ án này, đặc biệt là tôi cảm ơn ThS. Bùi Viết Cường,
người đã hướng dẫn tôi làm bài đồ án một cách tận tình, chi tiết để tôi hiểu biết hơn về
ngành sản xuất cồn, và có một cách nhìn tổng quan hơn về ngành thực phẩm. Tuy nhiên
trong quá trình làm, do kiến thức tôi còn hạn hẹp, tư duy cũng như kinh nghiệm không
cao nên không thể tránh khỏi sai sót và những vấn đề chưa hợp lý. Mong rằng sẽ được
sự chỉ bảo của quý thầy cô để bài đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.

i


CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đồ án này là do tôi tiến hành thực hiện, các số liệu, kết quả
trong bài đồ án là là trung thực. Tài liệu tham khảo trong đồ án được trích dẫn đầy đủ
và đúng quy định. Mọi vi phạm quy chế nhà trường, tôi xin chịu hoàn toàn trách
nhiệm về đồ án của mình.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Hà Thị Thu Thanh

ii


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN ....................................................................................... i

CAM ĐOAN .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... x
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................... xii
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT.................................................. 1
1.1. Vị trí địa lý.............................................................................................................. 1
1.2. Đặc điểm tự nhiên .................................................................................................. 1
1.3. Vùng nguyên liệu ................................................................................................... 2
1.4. Hợp tác hóa và liên hiệp hóa ................................................................................ 2
1.5. Nguồn cung cấp điện ............................................................................................. 2
1.6. Nguồn cung cấp hơi, nhiên liệu ............................................................................ 2
1.7. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước .................................................................... 3
1.8. Giao thông vận tải.................................................................................................. 3
1.9. Nguồn nhân lực ...................................................................................................... 3
1.10. Thị trường tiêu thụ .............................................................................................. 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ........................................................................................ 4
2.1. Nguyên liệu ............................................................................................................. 4
2.1.1. Sắn ........................................................................................................................ 4
2.1.2. Nước ..................................................................................................................... 7
2.1.3. Nấm men............................................................................................................... 8
2.1.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật ............................................................................................... 9
2.2. Các quá trình cơ bản trong sản xuất ................................................................. 10
2.2.1. Quá trình nghiền ................................................................................................. 10
2.2.2. Quá trình nấu ..................................................................................................... 11
2.2.3. Quá trình đường hóa ........................................................................................... 13
2.2.3. Quá trình lên men ............................................................................................... 15
2.2.4. Quá trình chưng cất, tinh chế.............................................................................. 17
2.2.5. Quá trình tách nước ............................................................................................ 21
iii

2.3. Sản phẩm .............................................................................................................. 22
2.3.1. Tính chất vật lý ................................................................................................... 22
2.3.2. Tính chất hóa học ............................................................................................... 23
2.3.3. Tính chất sinh học............................................................................................... 23
2.4. Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm ...................................................................... 24
2.4.1. Chỉ tiêu cảm quan ............................................................................................... 24
2.4.2. Chỉ tiêu hóa học của cồn sản phẩm .................................................................... 24
2.5. Tình hình sản xuất cồn trên thế giới và Việt Nam ........................................... 24
2.5.1. Nhu cầu về cồn .................................................................................................. 24
2.5.2. Tình hình sản xuất cồn trên thế giới ................................................................... 25
2.5.3. Tình hình sản xuất cồn ở Việt Nam .................................................................... 26
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .............................................................. 28
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ .................................................................................. 28
3.2. Thuyết mình quy trình công nghệ ...................................................................... 28
3.2.1. Làm sạch ............................................................................................................. 28
3.2.2. Nghiền ................................................................................................................ 30
3.2.3. Nấu...................................................................................................................... 30
3.2.4. Làm nguội ........................................................................................................... 32
3.2.5. Đường hóa .......................................................................................................... 32
3.2.6. Lên men .............................................................................................................. 33
3.2.7. Chưng cất, tinh chế ............................................................................................. 35
3.2.8. Gia nhiệt ............................................................................................................. 36
3.2.9. Quá trình tách nước ............................................................................................ 36
CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ........................................................ 38
4.1. Biểu đồ nhập liệu ................................................................................................. 38
4.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy ............................................................................ 38
4.3. Tính cân bằng sản phẩm ..................................................................................... 38
4.3.1. Các thông số ban đầu .......................................................................................... 38

4.3.2. Tính toán cân bằng vật chất ................................................................................ 39
CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ.............................................................. 52
5.1. Các thiết bị sản xuất chính ................................................................................. 52
5.1.1. Sàng rung ............................................................................................................ 52
iv


5.1.2. Máy nghiền búa .................................................................................................. 52
5.1.3. Silo chứa nguyên liệu sau khi nghiền ................................................................. 53
5.1.4. Thùng hòa trộn.................................................................................................... 53
5.1.5. Nồi nấu sơ bộ ...................................................................................................... 54
5.1.6. Thiết bị phun dịch hóa ........................................................................................ 55
5.1.7. Thiết bị nồi nấu chín ........................................................................................... 56
5.1.8. Thiết bị tách hơi .................................................................................................. 56
5.1.9. Phao điều chỉnh mức .......................................................................................... 57
5.1.10. Thiết bị làm nguội sau tách hơi ........................................................................ 58
5.1.11. Thùng đường hóa .............................................................................................. 58
5.1.12. Thiết bị làm nguội sau đường hóa .................................................................... 59
5.1.13. Thùng lên men .................................................................................................. 59
5.1.14. Thùng nhân giống cấp I, II ............................................................................... 60
5.1.15. Thiết bị tách CO2 .............................................................................................. 62
5.1.16.

Thùng chứa dấm chín ................................................................................. 62

5.1.19. Các thiết bị bị phụ trợ cho tháp thô .................................................................. 65
5.1.20. Các thiết bị phụ trợ cho tháp tinh ..................................................................... 68
5.1.21. Thiết bị gia nhiệt ............................................................................................... 71
5.1.22. Tháp hấp phụ .................................................................................................... 72
5.1.23. Thiết bị ngưng tụ và làm nguội cồn thành phẩm .............................................. 73

5.1.24. Các thùng chứa ................................................................................................. 74
5.2. Tính thiết bị vận chuyển ..................................................................................... 75
5.2.1. Băng tải vận chuyển sắn từ kho đến sàng làm sạch ........................................... 75
5.3.2. Gàu tải................................................................................................................. 75
5.2.3. Bơm .................................................................................................................... 76
CHƯƠNG 6: TÍNH HƠI- NHIỆT-NƯỚC ............................................................... 82
6.1. Tính hơi cho phân xưởng sản xuất chính .......................................................... 82
6.1.1. Tính nhiệt cho nồi nấu sơ bộ .............................................................................. 82
6.1.2. Tính nhiệt cho thiết bị phun dịch hóa ................................................................. 84
6.1.3. Tính nhiệt cho nồi nấu chín ................................................................................ 84
6.1.4. Tính hơi cho quá trình chưng cất - tinh chế ....................................................... 87
v


6.1.5. Tính lượng hơi cho quá trình gia nhiệt ............................................................... 88
6.1.6. Tính nhiệt lượng cho quá trình hấp phụ - giải hấp ............................................. 88
6.1.7. Tính và chọn lò hơi ............................................................................................. 90
6.1.8. Tính nhiên liệu .................................................................................................... 90
6.2. Tính nước cho phân xưởng sản xuất chính ....................................................... 91
6.2.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu......................................................................... 91
6.2.2. Nước dùng cho đường hóa ................................................................................. 91
6.2.3. Nước dùng cho 2 thiết bị làm nguội ống lồng ống ............................................. 91
6.2.4. Nước dùng cho phân xưởng lên men.................................................................. 91
6.2.5. Lượng nước cần dùng cho phân xưởng chưng cất - tinh chế ............................. 92
6.2.6. Nước cho lò hơi .................................................................................................. 94
CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG ................................................... 95
7.1. Tổ chức của nhà máy........................................................................................... 95
7.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy ........................................................................ 95
7.1.2. Tổ chức lao động ................................................................................................ 95
7.2. Tính các công trình xây dựng ............................................................................. 97

7.2.1. Khu sản xuất chính ............................................................................................. 97
7.2.2. Phân xưởng cơ điện ............................................................................................ 97
7.2.3. Kho chứa nguyên liệu ......................................................................................... 97
7.2.4. Kho thành phẩm.................................................................................................. 98
7.2.5. Phân xưởng lò hơi............................................................................................... 98
7.2.6. Nhà hành chính ................................................................................................... 98
7.2.7. Trạm xử lý nước ................................................................................................. 98
7.2.8. Nhà vệ sinh, nhà tắm .......................................................................................... 98
7.2.9. Nhà ăn, căn tin .................................................................................................... 99
7.2.10. Nhà chứa máy phát điện dự phòng ................................................................... 99
7.2.11. Trạm biến áp ..................................................................................................... 99
7.2.12. Gara ô tô ........................................................................................................... 99
7.2.13. Nhà để xe .......................................................................................................... 99
7.2.14. Phòng thường trực và bảo vệ ............................................................................ 99
7.2.15. Khu xử lý bã và nước thải ................................................................................ 99
vi


7.2.16. Kho nhiên liệu .................................................................................................. 99
7.2.17. Trạm máy nén và thu hồi CO2 ........................................................................ 100
7.3. Tính tổng mặt bằng cần xây dựng nhà máy.................................................... 101
7.3.1. Khu đất mở rộng ............................................................................................... 101
7.3.2. Diện tích khu đất xây dựng nhà máy ................................................................ 101
CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ....................... 102
8.1. An toàn lao động ................................................................................................ 102
8.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động và các biện pháp hạn chế ........... 102
8.1.2. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động ....................................................... 103
8.2. Vệ sinh nhà máy ................................................................................................. 104
8.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân ........................................................................ 104
8.2.2. Vệ sinh máy móc thiết bị .................................................................................. 104

8.2.3. Vệ sinh xí nghiệp .............................................................................................. 104
8.2.4. Xử lý phế liệu trong nhà máy ........................................................................... 104
8.2.5. Xử lý nước thải ................................................................................................. 104
8.2.6. Xử lý nước dùng trong sản xuất ....................................................................... 105
CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM ....... 106
9.1. Kiểm tra nguyên liệu ......................................................................................... 106
9.1.1. Xác định độ ẩm ................................................................................................. 106
9.1.2. Xác định hàm lượng tinh bột ............................................................................ 106
9.2. Xác định hoạt độ của chế phẩm enzyme trong nấu và đường hóa tinh bột . 106
9.3. Kiểm tra dịch đường hóa và giấm chín sau lên men ...................................... 107
9.3.1. Độ rượu trong giấm chín .................................................................................. 107
9.3.2. Xác định làm lượng đường và tinh bột sót trong giấm chín ............................. 107
9.3.3. Xác định nồng độ chất hòa tan của dịch đường ............................................... 108
9.4. Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm .................................................................. 108
9.4.1. Nồng độ rượu .................................................................................................... 108
9.4.2. Hàm lượng acid và este trong cồn .................................................................... 108
9.4.3. Xác định lượng ancol cao phân tử .................................................................... 109
9.4.4. Xác định lượng hàm lượng ancol metylic (CH3OH) ........................................ 109
9.4.5. Xác định hàm lượng furfurol (C5H4O2) ............................................................ 109
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 110
vii


TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

viii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của sắn ...................................................................... 6
Bảng 2.2 Chỉ tiêu cảm quan của cồn sản phẩm ...................................................... 24
Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm ................................................................. 24
Bảng 2.4 Năng suất ethanol từ các nguyên liệu khác nhau ...................................... 25
Bảng 2.5 Dự kiến sản xuất ethanol từ sắn .............................................................. 26
Bảng 2.6 Các nhà máy sản xuất cồn ở Việt Nam..................................................... 26
Bảng 4.1 Biểu đồ nhập liệu năm 2019 ..................................................................... 38
Bảng 4.2 Biểu đồ thời gian sản xuất năm 2019 ....................................................... 38
Bảng 4.3 Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn ............................................ 39
Bảng 4.4 Bảng cân bằng nhiệt lượng ứng với 100 kg giấm chín ............................. 47
Bảng 4.5 Khối lượng riêng rượu và nước thay đổi theo nhiệt độ ........................... 48
Bảng 4.6 Khối lượng riêng rượu và dung dịch với nước thay đổi theo nhiệt độ ..... 49
Bảng 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất ............................................................... 50
Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật sàng rung ..................................................................... 52
Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật máy nghiền búa ........................................................... 52
Bảng 5.3 Thông số kĩ thuật thiết bị phun dịch hóa ................................................. 55
Bảng 5.4 Các yêu cầu cơ bản đối với tháp tinh chế ................................................. 64
Bảng 5.5 Bảng tổng kết thiết bị ................................................................................ 79
Bảng 6.1 Nhiệt hấp thụ của zeolite 3A .................................................................... 88
Bảng 6.2 Nhiệt giải hấp phụ của etanol và nước trên zeolit 3A0 ............................ 89
Bảng 6.3 Bảng tổng kết tính hơi .............................................................................. 89
Bảng 7.1 Nhân lực lao động gián tiếp ...................................................................... 95
Bảng 7.2 Nhân lực lao động trực tiếp ...................................................................... 96
Bảng 7.3 Bảng tổng kết các công trình .................................................................. 100

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cây sắn ........................................................................................................ 4

Hình 2.2 Mặt cắt ngang của sắn ................................................................................. 5
Hình 2.3 Sơ đồ lên men ............................................................................................ 15
Hình 2.4 Đường cong lên men ............................................................................... 15
Hình 2.5 Thùng chưng cất gián đoạn ...................................................................... 19
Hình 2.6. Hệ thống lên men bán liên tục [6] ............................................................ 19
Hình 2.7 Tình hình sản xuất cồn trên thế giới [21] .................................................. 25
Hình 3.1 Sàng rung .................................................................................................. 28
Hình 3.2 Quy trình công nghệ sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô ................................ 29
Hình 3.3 Máy nghiền búa ......................................................................................... 30
Hình 3.4 Hệ thống nấu nguyên liệu ......................................................................... 31
Hình 3.5 Nồi nấu chín .............................................................................................. 32
Hình 3.6 Thiết bị làm nguội ..................................................................................... 32
Hình 3.7 Thiết bị đường hóa .................................................................................... 33
Hình 3.8 Sơ đồ lên men liên tục ............................................................................... 34
Hình 3.9 Hệ thống chưng cất tinh chế 2 tháp liên tục .............................................. 35
Hình 3.10 Thiết bị gia nhiệt ..................................................................................... 36
Hình 3.11 Tháp hấp phụ ........................................................................................... 37
Hình 3.12 Sơ đồ hấp phụ .......................................................................................... 37
Hình 5.1 Sàng rung .................................................................................................. 52
Hình 5.2 Máy nghiền................................................................................................ 52
Hình 5.3 Silo chứa bột sắn ....................................................................................... 53
Hình 5.4 Thùng hòa trộn .......................................................................................... 54
Hình 5.5 Nồi nấu sơ bộ ............................................................................................ 55
Hình 5.6. Thiết bị phun dịch hóa.............................................................................. 56
Hình 5.7 Thiết bị nồi nấu chín ................................................................................. 56
Hình 5.8 Thiết bị tách hơi ........................................................................................ 57
Hình 5.9 Phao điều chỉnh mức ................................................................................. 58
Hình 5.10 Thiết bị làm nguội ................................................................................... 58
Hình 5.11 Thùng đường hóa .................................................................................... 58
Hình 5.12 Thiết bị làm nguội ................................................................................... 59

Hình 5.13 Thiết bị lên men ...................................................................................... 60
Hình 5.14 Thùng nhân giống cấp 2 .......................................................................... 61
x


Hình 5.15 Thùng nhân giống ................................................................................... 61
Hình 5.16 Thiết bị tách CO2 ..................................................................................... 62
Hình 5.17 Thùng chứa dấm chín .............................................................................. 63
Hình 5.18 Tháp thô .................................................................................................. 64
Hình 5.19 Thiết bị hâm giấm ................................................................................... 65
Hình 5.20. Bình chống phụt giấm ............................................................................ 66
Hình 5.21 Thiết bị ngưng tụ cồn thô ........................................................................ 67
Hình 5.22. Thiết bị ống xoắn ruột gà ....................................................................... 68
Hình 5.23. Thiết bị ngưng tụ nằm ngang ................................................................. 68
Hình 5.24 Thiết bị ngưng tụ thẳng đứng .................................................................. 69
Hình 5.25 Thiết bị ống xoắn ruột gà ........................................................................ 70
Hình 5.26 Thiết bị làm lạnh dầu fusel ...................................................................... 71
Hình 5.27 Thiết bị gia nhiệt ..................................................................................... 72
Hình 5.28 Thiết bị hấp phụ Zeolite .......................................................................... 73
Hình 5.29 Thiết bị ống xoắn ruột gà ........................................................................ 74
Hình 5.30 Thùng chứa cồn thành phẩm ................................................................... 74
Hình 5.32 Gàu tải ..................................................................................................... 75
Hình 5.33 Bơm ......................................................................................................... 76

xi


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:

KCN: Khu công nghiệp
H: Chiều cao
D: Đường kính
L x R x C: Dài x Rộng x Cao
R: Chiều rộng
T: Thời gian
t: Nhiệt độ
p: Áp suất
CHỮ VIẾT TẮT:
FO: Dầu Fuel Oil ( còn gọi là dầu mazut)
DO : Dầu Diesel
KCS: Phòng kiểm tra chất lượng.

xii


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1. Vị trí địa lý
Thị xã Hương Thủy nằm ở khu vực trung tâm tỉnh Thừa Thiên Huế, cách trung tâm
thành phố Huế 12 km về phía đông nam. Phía Đông giáp huyện Phú Lộc, phía Tây giáp
thị xã Hương Trà và huyện A Lưới, phía Nam giáp huyện Nam Đông, phía Bắc giáp
thành phố Huế và huyện Phú Vang. Nằm cạnh sân bay quốc tế Phú Bài, đường quốc 1A,
đường sắt Bắc - Nam và cách cảng nước sâu Chân Mây 40 km về phía nam. Và đây
cũng là địa phương có dự án đường cao tốc Quảng Trị – Đà Nẵng đi qua đang được xây
dựng.
Đến nay, Thừa Thiên Huế có diện tích sắn ổn định khoảng 7.000 ha, trong đó có
khoảng 6.000 ha sắn công nghiệp, hàng năm cung cấp khoảng 60 ÷ 80 ngàn tấn nguyên

liệu cho nhà máy chế biến. Ngoài ra, sắn từ các tỉnh lân cận như Quảng Trị, Quảng
Nam,… cũng rất nhiều. [12]
Chính vì những thuận lợi trên nên việc chọn Thừa Thiên Huế là địa điểm đặt nhà máy
sản xuất cồn ethanol 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 Phú Bài, thị xã Hương Thủy rất thích
hợp để xây dựng một nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát.
1.2. Đặc điểm tự nhiên
Khu công nghiệp (KCN) Phú Bài thuộc phường Phú Bài, thị xã Hương Thủy, tỉnh
Thừa Thiên Huế. Là KCN tập trung đầu tiên của tỉnh Thừa Thiên Huế, được thành lập
theo Quyết định 1144/QĐ-TTG ngày 22/12/1998 của Thủ tướng chính phủ, có tổng diện
tích 196,75 ha, chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn I: 53,04 ha, giai đoạn II: 143,71 ha. Là
KCN đầu tiên của tỉnh Thừa Thiên Huế, đã được đầu tư hạ tầng kỹ thuật hoàn thiện, có
nhiều điều kiện thuận lợi về giao thông, lao động, đã có nhà máy xử lý nước thải, kho
ngoại quan và địa điểm làm thủ tục hải quan phục vụ nhu cầu xuất nhập khẩu tại chỗ.
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa có 2 mùa khô và mưa. Mùa khô từ tháng
3 đến tháng 8, với nhiệt độ khá cao từ 35 ÷ 40°C (95 ÷ 104°F). Mùa mưa từ tháng Tám
đến tháng 1, với một mùa lũ từ tháng 10 trở đi. Nhiệt độ trung bình mùa mưa là 20°C
(68°F), thấp nhất là 9°C (48°F). Độ ẩm trung bình 85% ÷ 86%.

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

1


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

Hướng gió chính: gió mùa Tây Nam. Lượng mưa trung bình khoảng 2500 mm/năm,
lượng mưa tháng lớn hơn 1000 mm với tần suất >75% diễn ra trong 4 tháng (9 - 12),

còn mùa ít mưa lại chiếm tới 8 tháng (1 - 8). [13]
1.3. Vùng nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu chính được cung cấp bởi các huyện, thị xã trong tỉnh như Phong
Điền, Quảng Điền, Phú Vang, Hương Trà,… ngoài ra còn có các tỉnh như Quảng Trị,
Quảng Bình,... và cả từ nước Lào. 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 Phú Bài 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,... [13]
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 và sản xuất thức ăn nuôi thủy sản.
1.5. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện do sở điện lực Thừa Thiên Huế cung cấp từ mạng lưới
điện quốc gia 500 kV, có 02 Trạm biến áp 110/22 KV÷25 MVA. [13]
1.6. Nguồn cung cấp hơi, nhiên liệu
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.
Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu DO, dầu FO, gas

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

2


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

1.7. 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 Phú Bài, công suất 15.000 m3/ngày đêm. Đã có hệ thống đường ống cấp nước D50
phục vụ KCN.
Nhà máy xử lý nước thải, công suất 6.500 m3/ngày đêm, công suất xử lý hiện nay:
2.000 ÷ 2.200 m3/ngày đêm. [13]
1.8. 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.
Có quốc lộ 1A và đường sắt Bắc - Nam chạy qua nối Hương Thủy với các đô thị lớn
trong vùng và cả nước, có quốc lộ 49A nối Hương Thủy với vùng ven biển, đầm phá
của tỉnh về phía Đông và nối với đường Hồ Chí Minh đến các cửa khẩu sang Lào và nối
với các tỉnh Tây Nguyên. Trên địa bàn thị xã có sân bay quốc tế Phú Bài, ga hàng hoá
đường sắt Hương Thủy, nằm cách không xa khu kinh tế thương mại Chân Mây - Lăng
Cô và đô thị Đà Nẵng. Và đây cũng là địa phương có dự án đường cao tốc Quảng Trị Đà Nẵng đi qua đang được xây dựng sẽ là lợi thế để giảm chi phí vận chuyển, lưu thông
hoạt động dễ dàng. [14]
1.9. Nguồn nhân lực
Thừa Thiên Huế có nguồn nhân lực dồi dào, ngoài ra còn có một lượng lớn lao động
từ các tỉnh 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, Đại Học Nông Lâm
Huế và các trường đại học khác trên toàn quốc. [14]
1.10. Thị trường tiêu thụ
Nhà máy đưa sản phẩm tiêu thụ ở khắp nơi trên toàn quốc và đặc biệt là khu vực miền
Trung, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Và phấn đấu chiếm lĩnh thị trường Đông Nam Á
và có cơ hội vươn xa tầm thế giới.
Qua những phân tích trên đây thì việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát
cồn ở KCN Phú Bài, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế là phù hợp.

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

3


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Nguyên liệu
2.1.1. Sắn
2.1.1.1. Giới thiệu về sắn
Sắn có tên khoa học: Manihot esculenta
có nguồn gốc ở vùng đông bắc của nước
Brasil thuộc lưu vực sông Amazon và được
trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Cây sắn
được du nhập vào Việt Nam khoảng giữa
thế kỷ XVIII. [1]

Hình 2.1 Cây sắn
Cây sắn cao khoảng 2 ÷ 3 m, lá khía thành nhiều thùy, rễ ngang phát triển thành củ
và tích luỹ tinh bột, thời gian sinh trưởng 6 ÷ 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy giống,
vụ trồng, địa bàn trồng và mục đích sử dụng.
Sắn là cây lương thực hàng năm. Ở nước ta thì sắn được trồng ở mọi vùng miền,
nhưng được trồng tập trung nhất tại Bắc Trung Bộ, Duyên hải miền Trung và Tây
Nguyên, với diện tích tương ứng chiếm 31% và 27% tổng diện tích sắn cả nước, sản
lượng tương ứng đạt 2607 nghìn tấn (31%) và 2180 nghìn tấn (26%). [16]
Sắn gồm nhiều giống khác nhau. Thường căn cứ vào kích thước, màu sắc củ, thân, gân
lá mà tiến hành phân loại:
Sắn dù: cây thấp không quá 1,2 m, đốt ngắn, vỏ cùi và thịt sắn đều trắng, hàm lượng
axit xyanuahydric cao, ăn bị ngộ độc, hàm lượng bột cao.
Sắn vàng: củ sắn dài và to, vỏ cùi màu trắng thịt sắn màu vàng nhạt, khi luộc màu
vàng rõ rệt hơn, mềm, ít xơ và không ngộ độc.
Sắn đỏ: thân cây cao khoảng 3 m, củ dài to, vỏ cùi màu hơi đỏ và dày, thịt trắng.
Sắn trắng: thân cây cao, củ ngắn, mập, vỏ gỗ màu xám nhạt thịt trắng. Khi luộc bở,
thơm, ít nhựa.
Loại sắn được dùng trong sản xuất là loại sắn có hàm lượng tinh bột cao, hay còn
gọi là sắn đắng, có hàm lượng axit xyanuahydric cao, ăn bị ngộ độc. Chúng không
dùng để ăn tươi mà dùng trong sản xuất sắn lát, tinh bột, rượu,…
2.1.1.2. Cấu tạo củ sắn
SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

4


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

Củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài từ 25 ÷ 200 cm, trung bình khoảng 40 ÷ 50 cm.
Đường kính củ 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.
Củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ, lõi sắn, ngoài ra còn có cuống và rễ củ.
Vỏ gồm: vỏ gỗ, vỏ cùi. Vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu
là cellulose, có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác dụng
bên ngoài, đồng thời hạn chế mất nước của củ.
Bản thân vỏ củ cứng nhưng liên kết không bền
với củ nên dễ mất khi thu hoạch và vận chuyển.
Vỏ cùi dày khoảng 1 ÷ 3 mm chiếm 8 ÷ 15%
khối lượng củ. Vỏ cùi gồm lớp tế bào mô cứng
phủ ngoài, thành phần chủ yếu của lớp này là
cellulose, hầu như không chứa tinh bột và chứa
nhiều dịch bào (mủ sắn).

Hình 2.2 Mặt cắt ngang của sắn

Trong thành phần dịch bào có chứa polyphenol, tiếp theo là lớp tế bào mô mềm, lớp
này ngoài dịch bào còn có tinh bột ( khoảng 5%), các polyphenol, enzyme là lilamarin
có tác dụng bảo vệ củ phát triển bình thường trước khi thu hoạch nhưng khi đào bới củ
khỏi đất chúng gây trở ngại cho bảo quản và chế biến.
Thịt củ: Chứa nhiều tinh bột, protein và các chất dầu. 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 chúng chứa trong củ nhưng vẫn gây trở ngại như làm biến
màu, sắn dễ bị chảy mủ và khó thoát nước khi sấy hoặc phơi khô.
Lõi sắn: nằm ở trung tâm dọc theo thân củ, nối từ thân đến đuôi củ. Lõi chiếm từ 0,3
đến 1% khối lượng củ. Thành phần cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicelluloses. [6]
2.1.1.3. Tính chất vật lý của sắn
Nhiệt độ hồ hóa tinh bột sắn trong khoảng 58,5 ÷ 70 0C. Nhiệt độ hồ hóa cũng ảnh

hưởng đến chất lượng nấu của tinh bột, nhiệt độ hồ hóa thấp thường làm chất lượng nấu
thấp do tinh bột dễ bị phá vỡ.
Tinh bột sắn có độ nhớt rất cao. Độ nhớt cao thể hiện ở lực liên kết yếu giữa các phân
tử tinh bột trong cấu trúc hạt. Xử lý hóa học, vật lý (gia nhiệt, xử lý bằng áp suất hơi,
thêm các chất hóa học, thay đổi pH của môi trường) cũng như sự có mặt của các chất
như protein, chất béo, chất có hoạt tính bề mặt đều có ảnh hưởng đến tinh bột sắn.

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

5


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

Độ nở và độ hòa tan cũng là tính chất quan trọng. Tính chất này của tinh bột sắn phụ
thuộc rất nhiều vào giống sắn, điều kiện môi trường sống, thời điểm thu hoạch nhưng
lại không liên quan đến kích thước hạt hay trọng lượng phân tử tinh bột. Cấu trúc gel
của tinh bột sắn có độ bền cao hơn so với nhiều loại ngũ cốc khác nên được ứng dụng
nhiều trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt với những sản phẩm phải bảo quản trong
thời gian dài.
2.1.1.4. Thành phần hóa học của sắn lát khô
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của sắn [1]
Thành phần

% trung bình

Nước

13

Hàm lượng chất khô

87

Gluxit lên men

78

Xenloluza

3,38

Chất tro

1,79

Chất béo

0.87

Protein (%)

1,75

Ngoài các chất kể trên trong sắn còn chứa một số vitamin, khoáng chất và độc tố.
a. Tinh bột
Là thành phần quan trọng của củ sắn, nó quyết định giá trị sử dụng của chúng. Hạt
tinh bột hình tròn, có kích thước 5 ÷ 40 µm. Tinh bột gồm hai thành phần: Amylose:

30% và Amylopectin: 70%.
Tỉ lệ Amylopectin: Amylose trong tinh bột sắn cao (70:30) nên gel tinh bột có độ
nhớt, độ kết dính cao và khả năng gel bị thoái hóa thấp. Hàm lượng tinh bột tập trung
nhiều nhất ở phần sát vỏ, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi. Nên
trong quá trình sản xuất nên loại bỏ vỏ để không tạo màu tối cho tinh bột.
Tinh bột sắn có cấu trúc hạt tương đối xốp, liên kết giữa các phân tử trong cấu trúc
tinh thể yếu, vì vậy nó dễ bị phân hủy bởi các tác nhân như acid và enzyme hơn so với
các loại tinh bột khác như bắp, gạo. [19]
b. Đường

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

6


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

Đường trong sắn chủ yếu là glucoza và một ít maltoza, saccaroza. Sắn càng già thì
hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến, đường hoà tan trong nước được thải ra
trong nước dịch.
c. Protein
Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng ít ảnh hưởng đến
quy trình công nghệ. Từ ngoài vào trong hàm lượng đạm tăng lên một ít.
d. Độc tố trong 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

Trong sắn, các chất polyphenol và hệ enzyme polyphenoloxydase có ảnh hưởng nhiều
tới chất lượng trong bảo quản và chế biến. Polyphenoloxydase xúc tác quá trình oxy hoá
polyphenol tạo thành octoquinon sau đó trùng hợp các chất không có bản chất phenol
như axitamin để hình thành sản phẩm có màu. Sau một số chuyển hoá các quinon này
sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin. Đây là một trong những nguyên nhân làm
cho thịt sắn có màu đen mà thường gọi là sắn chảy nhựa.
Ngoài tirozinase các enzim oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất khô.
Hàm lượng tannin trong sắn ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là chất flobafen có màu
sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe tạo thành sắt tannat cũng
có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu sắc của tinh bột nếu như trong
chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để.
2.1.2. Nước
Trong công nghiệp sản xuất, nước được sử dụng rất rộng rãi, với nhiều mục đích khác
nhau. 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. Nước dùng để nấu thì phải có yêu cầu tuần theo
các yêu cầu của tiêu chuẩn y tế cũng như thuận lợi cho quá trình nấu vì độ cứng trong
nước quá lớn ảnh hưởng đến quá trình nấu nguyên liệu, đường hoá và lên men. Một số
chỉ tiêu quan tâm như độ cứng không quá 7 mg/lit và các chỉ số kim loại nặng. [4]

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

7

Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

Fe ≤ 0,3 mg/l
Cl ≤ 0,5 mg/l

F ≤ 3 mg/l
SO42-: 60÷80 mg/l

Zn ≤ 5 Mn ≤ 0,05 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..., sunfuahydro (H2S), chất cặn không vượt quá: 1 mg/lít.
2.1.3. Nấm men
2.1.3.1. 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
đặc biệt là đối với chất sát trùng.
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.

Chọn nấm men chủng XII (Saccharomyces cerevisiae Rase XII) để lên men dịch
đường hóa từ tinh bột vì tốc độ phát triển nhanh và ít sinh bọt. Có thể lên men ở nhiệt
độ cao và lên men được nhiều loại đường. Lên men ở nồng độ chất khô của dịch lên
men 16-18%, có thể lên men đạt 13% rượu trong môi trường. Nấm men Rase XII thuộc
loại lên men nổi, được phân bố rất đều trong toàn bộ dịch lên men, không tạo thành đám
trắng. [4]
2.1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men
Nhiệt độ: Nấm men chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 28 ÷ 320C. Nếu lên men
ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ cao hơn và kéo dài hơn, hạn chế được sự phát
triển của tạp khuẩn. Ở nhiệt độ cao hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh, dễ bị nhiễm
lactic và nấm men hoang dại, mặc khác sẽ tạo nhiều aldehyt và tổn thất rượu theo CO2.
pH: nồng độ H+ ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men, chúng có khả năng làm
thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu các chất
dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men. Trong điều kiện lên men rượu
pH tối ưu để tạo ancol etylic là 4,5 ÷ 5,0. Nếu tăng pH thì dễ bị nhiễm khuẩn, glyxerin
sẽ tạo nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu suất lên men. Chính vì vậy khi gây men giống
trong điều kiện sản xuất người ta điều chỉnh pH tới 3,8 ÷ 4,0 để hạn chế phát triển của
tạp nhiễm, từ lúc nào đó nấm men đã phát triển được nhiều và đủ mạnh ta tăng pH đến
tối ưu cho nấm men phát triển nhanh hơn.
SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

8


Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô năng suất 4000 tấn nguyên liệu/tháng

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.
2.1.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật
2.1.4.1. Các hóa chất
Acid sunfuric: Có tác dụng điều chỉnh pH môi trường, tiêu diệt vi sinh vật lạ trong
quá trình đường hóa, tạo kết tủa với các ion Ca2+ và Mg2+.
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.
2.1.4.2. Chế phẩm enzyme [2]
Trong công nghệ sản xuất ancol, emzym xúc tác cho quá trình thủy phân tinh bột
thành đường là các emzym thuộc loại amylase. Chế phẩm enzym Novo amylase 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 α - amylase cô đặc ở dạng lỏng hoạt động ổn định
nhiệt độ cao. Hoạt động của nó là thủy phân tinh bột thành dextrin. Termamyl 60L có
thể hoạt động tốt trong qua trình thủy phân ở pH = 5,0. Nhiệt độ thích hợp 900C.

SVTH: Hà Thị Thu Thanh

GVHD: Bùi Viết Cường

9