Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu giờ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.73 MB, 141 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN 96O TỪ
NGUYÊN LIỆU RỈ ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 5 TẤN
NGUYÊN LIỆU/GIỜ
Người hướng dẫn: ThS. BÙI VIẾT CƯỜNG
Sinh viên thực hiện:
PHAN THỊ HẰNG
Số thẻ sinh viên: 107140064
Lớp: 14H2A
Đà Nẵng, 5/2019
TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất
5 tấn nguyên liệu/giờ.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Số thẻ SV: 107140064
Lớp: 14H2A
Cồn 96o được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công
nghiệp in, dệt may, sản xuất mĩ phẩm, sản xuất cồn khô, dung làm nhiên liệu,… Tuy
nhiên ở nước ta hiện công nghiệp sản xuất cồn 96o vẫn chưa được mở rộng và đa dạng
về nguyên liệu sản xuất. Trong bối cảnh khi các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần
cạn kiệt thì việc xây dựng các nhà máy sản xuất cồn 96o từ nhiều nguyên liệu khác
nhau là rất cần thiết.
Đồ án bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ Ao:
Bản thuyết minh gồm có 9 chương:
-
Chương 1: Lập luận kinh tế kĩ thuật: Trình bày về đặc điểm thiên nhiên,
vùng nhiên liệu, nguồn nhân lực,… phù hợp cho việc xây dựng nhà máy.
Chương 2: Tổng quan: Trình bày về tổng quan nguyên liệu, phương pháp
sản xuất và tình hình tiêu thụ - sản xuất cồn 96o trong nước và trên thế giới.
Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ: Chọn và thuyết
minh quy trình cơng nghệ sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường.
Chương 4: Tính cân bằng vật chất: Dựa vào các thơng số ban đầu tính tốn
cân bằng vật chất qua các công đoạn sản xuất.
Chương 5: Tính và chọn thiết bị: Dựa vào tính cân bằng vật chất tính và
chọn thiết bị phù hợp với từng cơng đoạn.
Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước: Tính nhiệt – hơi – nước sử dụng cho
phân xưởng sản xuất chính.
Chương 7: Tổ chức và tính xây dựng: Tính số nhân cơng và tính xây dựng
cho tồn nhà máy.
Chương 8: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy: Các điều kiện về an toàn
lao động và vệ sinh trong nhà máy.
Chương 9: Kiểm tra chất lượng nguyên liệu và sản phẩm: Trình bày các
phương pháp kiểm tra chất lượng nguyên liệu và sản phẩm.
5 bản vẽ Ao bao gồm:
Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ: Vẽ đường đi của dây chuyền công
nghệ sản xuất cồn 96o.
Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: Trình bày cụ thể, đầy đủ
các thiết bị theo mặt bằng.
Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính: Trình bày cụ thể hình
dáng và kích thước thiết bị theo chiều đứng và chiều cao nhà.
Bản vẽ số 4: Sơ đồ đường ống hơi – nước phân xưởng sản xuất chính: Trình
bày đường đi và cách bố trí các đường ống trong phân xưởng sản xuất chính.
Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy: Trình bày các khu đất, cơng trình
trong tồn bộ nhà máy.
Thiết kế “Nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn
nguyên liệu/ giờ là phù hợp với kĩ thuật, khả năng cung cấp nguyên liệu và có khả
năng ứng dụng cao.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA: HÓA
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Phan Thị Hằng
Lớp: 14H2A
1. Tên đề tài đồ án:
Khoa: Hóa
Số thẻ sinh viên: 107140064
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên
liệu/giờ.
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:
- Năng suất: 5 tấn nguyên liệu/giờ.
- Thành phần nguyên liệu: rỉ đường 85% nồng độ chất khô.
- Nồng độ dịch lên men: 18%.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ
CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
CHƯƠNG 6: TÍNH HƠI – NHIỆT – NƯỚC
CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG
CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY
CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
5. Các bản vẽ, đồ thị
BẢN VẼ SỐ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ (AO)
BẢN VẼ SỐ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (AO)
BẢN VẼ SỐ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (AO)
BẢN VẼ SỐ 4: SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG HƠI – NƯỚC PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT
CHÍNH (AO)
BẢN VẼ SỐ 5: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (AO)
6. Họ tên người hướng dẫn: Thạc sĩ: Bùi Viết Cường
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 23/ 01/ 2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 24/ 05/ 2019
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2019
Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm
Đặng Minh Nhật
Người hướng dẫn
Bùi Viết Cường
LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 tháng thực hiện đồ án tốt nghiệp, tơi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến cùng những lời động viên từ thầy cô, bạn bè và người thân – những
người đã cùng tôi trải qua suốt những năm tháng đại học, đã cho tôi những kỉ niệm
thật đẹp nơi mảnh đất Đà Nẵng thân yêu này. Năm năm không phải quá dài cũng
không phải quá ngắn để tôi trải hết cái khoảng thời gian đẹp nhất của tuổi trẻ như
người ta vẫn thường nói. Cảm ơn bố mẹ và gia đình đã cho con cơ hội bước vào cổng
trường đại học Bách khoa này, nơi mở ra những cánh cổng thật đẹp khác cho tương
lai. Cảm ơn các bạn, những người đã cùng mình đi hết những ngày tháng sinh viên từ
lúc bắt đầu học chính trị đầu khóa buổi đầu tiên cho đến những ngày tháng cuối cùng
ngồi trên ghế giảng đường. Cảm ơn các thầy, các cô đã truyền đạt cho em không chỉ
những kiến thức cho công việc, ngành nghề sau này mà còn cả những kinh nghiệm, bài
học về cuộc sống để em có thể trưởng thành hơn, sống nghiêm túc, đạo đức và kỉ luật
hơn. Cũng có những lúc các thầy, các cô thật nghiêm khắc, thật “ghét”. Nhưng sau tất
cả, em biết rằng đó là những gì tốt đẹp nhất mà thầy cơ giành cho chúng em, để chúng
em phải biết cố gắng hơn nữa, để chúng em hồn thiện mình hơn nữa. Em cũng xin
gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ trong Khoa Hóa, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn
Công nghệ thực phẩm và Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng đã ln tạo
điều kiện để em có thể hoàn thành 5 năm đào tạo tại trường.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy, Thạc sĩ Bùi
Viết Cường đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện
đề tài tốt nghiệp này. Tuy em cịn nhiều thiếu sót, nhưng thầy đã ln ân cần động
viên, hướng dẫn để em hoàn thành đề tài một cách hồn chỉnh nhất có thể.
Cuối cùng em xin kính chúc q thầy cơ, gia đình và bạn bè ln dồi dào sức
khỏe, thật hạnh phúc và luôn thành công trong cuộc sống.
Dù cho tung cánh bốn phương
Ơn thầy, nghĩa bạn, tình trường khơng qn!
i
LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT
Tơi xin cam đoan rằng đồ án này là do tơi hồn tồn thực hiện, các số liệu, kết
quả trong bài đồ án là hồn tồn trung thực và chính xác. Tài liệu tham khảo trong đồ
án được trích dẫn đầy đủ và đúng theo quy định liêm chính học thuật. Mọi vi phạm
quy chế nhà trường, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.
Đà Nẵng ngày 24 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Phan Thị Hằng
ii
MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn .................................................................................................. i
Lời cam đoan về liêm chính học thuật.......................................................................... ii
Mục lục ..................................................................................................................... iii
Danh sách các bảng biếu, hình vẽ và sơ đồ ................................................................ .ix
Danh sách các cụm từ viết tắt..................................................................................... .xi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... ix
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ...................................................... 2
1.1. Đặc điểm thiên nhiên .......................................................................................... 2
1.2.Vùng nguyên liệu ................................................................................................. 2
1.3.Nhiên liệu.............................................................................................................. 3
1.4.Nguồn cung cấp điện ............................................................................................ 3
1.5.Nguồn cung cấp hơi ............................................................................................. 3
1.6.Nguồn cấp nước, xử lý và thốt nước.................................................................. 3
1.7.Hệ thống giao thơng vận tải ................................................................................. 3
1.8.Nguồn nhân lực .................................................................................................... 3
1.9.Thị trường tiêu thụ .............................................................................................. 4
Chương 2: TỔNG QUAN ......................................................................................... 5
2.1.Tổng quan về nguyên liệu .................................................................................... 5
2.1.1.Rỉ đường ............................................................................................................. 5
2.1.2.Nước ................................................................................................................... 7
2.1.3.Nấm men ............................................................................................................ 7
2.1.4.Nguyên liệu phụ .................................................................................................. 8
2.2.Tổng quan về phương pháp sản xuất cồn ........................................................... 8
2.2.1.Một số q trình chính trong sản xuất cồn ........................................................... 8
2.2.2.Các phương pháp sản xuất cồn .......................................................................... 20
2.3.Sản phẩm ............................................................................................................ 20
2.3.1.Tính chất của rượu ............................................................................................ 20
2.3.2.Ứng dụng .......................................................................................................... 21
2.4.Tình hình sản xuất và sử dụng cồn trên thế giới và ở Việt Nam...................... 22
2.4.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới........................................................ 22
iii
2.4.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam .........................................................22
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .............. 24
3.1.Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn 96o .............................................................. 24
3.2.Thuyết minh quy trình ...................................................................................... 25
3.2.1.Pha lỗng sơ bộ .................................................................................................25
3.2.2.Acid hóa ............................................................................................................25
3.2.3.Xử lí nhiệt và lắng .............................................................................................25
3.2.4.Làm nguội .........................................................................................................26
3.2.5.Pha lỗng đến nồng độ lên men .........................................................................27
3.2.6.Nuôi cấy nấm men giống ...................................................................................28
3.2.7.Lên men dịch đường ..........................................................................................28
3.2.8.Chưng cất và tinh chế ........................................................................................30
3.2.9.Gia nhiệt ............................................................................................................31
3.2.10.Tách nước........................................................................................................32
3.2.11.Ngưng tụ, làm nguội, bảo quản ........................................................................33
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 vật chất ...................................................................................... 35
4.3.1.Các thông số ban đầu.........................................................................................35
4.3.2.Lượng chất thêm vào. ........................................................................................35
4.3.3.Hiệu suất q trình ............................................................................................35
4.3.4.Tính tốn cân bằng vật chất ...............................................................................36
Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................................... 47
5.1.Tank chứa rỉ đường........................................................................................... 47
5.2.Cân định lượng .................................................................................................. 48
5.3.Thùng pha lỗng sơ bộ và xử lí mật rỉ.............................................................. 48
5.4.Thiết bị làm nguội ống lồng ống ....................................................................... 50
5.5.Cân định lượng 2 ............................................................................................... 51
5.6.Thùng pha loãng đến nồng độ yêu cầu ............................................................. 51
5.6.1.Thùng pha loãng đến nồng độ nhân giống .........................................................51
5.6.2.Thùng pha loãng đến nồng độ lên men ..............................................................53
5.7.Thiết bị lên men ................................................................................................. 54
5.7.1.Thể tích thùng lên men ......................................................................................54
5.7.2.Thùng nhân giống cấp 1 ....................................................................................54
5.7.3.Thùng nhân giống cấp 2 ....................................................................................55
iv
5.7.4.Thùng lên men .................................................................................................. 56
5.8.Thiết bị tách CO2 ............................................................................................... 56
5.9.Thùng chứa giấm chín ....................................................................................... 57
5.10.Tính tháp thơ .................................................................................................... 58
5.10.1.Xác định số đĩa lí thuyết.................................................................................. 58
5.10.2.Tính đường kính tháp ...................................................................................... 58
5.10.3.Tính chiều cao tháp ......................................................................................... 59
5.11.Tính tháp tinh .................................................................................................. 59
5.11.1.Tính số đĩa lí thuyết ........................................................................................ 59
5.11.2.Tính đường kính tháp ...................................................................................... 59
5.11.3.Tính chiều cao tháp ......................................................................................... 60
5.12.Các thiết bị phụ trợ cho tháp thơ .................................................................... 60
5.12.1.Bình hâm giấm ................................................................................................ 60
5.12.2.Thiết bị tách bọt .............................................................................................. 61
5.12.3.Bình chống phụt giấm ..................................................................................... 61
5.12.4.Bình ngưng tụ cồn thơ ..................................................................................... 62
5.12.5.Bình làm làm nguội ống xoắn ruột gà.............................................................. 62
5.13.Các thiết bị phụ trợ cho tháp tinh ................................................................... 63
5.13.1.Thiết bị ngưng tụ hồi lưu ................................................................................. 63
5.13.2.Thiết bị ngưng tụ cồn đầu................................................................................ 63
5.14.Thiết bị gia nhiệt .............................................................................................. 64
5.15.Tháp hấp phụ ................................................................................................... 65
5.16.Thiết bị làm nguội cồn thành phẩm ................................................................ 66
5.17.Các thùng chứa ................................................................................................ 66
5.17.1.Thùng chứa cồn sản phẩm ............................................................................... 66
5.17.2.Thùng chứa cồn đầu ........................................................................................ 67
5.17.3.Thùng chứa dầu fusel ...................................................................................... 68
5.17.4.Thùng chứa cồn nhạt ....................................................................................... 68
5.17.5.Thùng chứa acid H2SO4 .................................................................................. 69
5.17.6.Thùng chứa chất sát trùng ............................................................................... 69
5.17.7.Thùng chứa chất dinh dưỡng ........................................................................... 70
5.18.Thiết bị vận chuyển .......................................................................................... 70
5.18.1.Bơm mật rỉ để cân và pha loãng sơ bộ ............................................................. 70
5.18.2.Bơm mật rỉ vào thiết bị làm nguội ................................................................... 71
5.18.3.Bơm mật rỉ để cân vào thiết bị pha loãng đến nồng độ yêu cầu ....................... 71
5.18.4.Bơm rỉ đường vào thiết bị pha loãng đễn nồng độ nhân giống ......................... 71
v
5.18.5.Bơm rỉ đường vào thiết bị pha loãng đễn nồng độ lên men ..............................71
5.18.6.Bơm dịch vào thùng nhân giống cấp 1 .............................................................72
5.18.7.Bơm dịch vào từ thùng nhân giống cấp 2 đi lên men........................................72
5.18.8.Bơm giấm chín sau lên men vào thùng chứa giấm ...........................................72
5.18.9.Bơm giấm chín vào thiết bị chưng cất..............................................................72
5.18.10.Bơm cồn thành phẩm đi làm nguội và bảo quản.............................................72
Chương 6: TÍNH HƠI – NHIỆT – NƯỚC ............................................................ 76
6.1.Tính hơi.............................................................................................................. 76
6.1.1.Tính hơi cho q trình pha lỗng và xử lí sơ bộ .................................................76
6.1.2.Tính hơi cho q trình chưng cất – tinh chế .......................................................77
6.1.3.Tính hơi cho q trình gia nhiệt .........................................................................77
6.1.4.Tính hơi cho q trình hấp phụ - giải hấp ..........................................................78
6.1.5.Tính và chọn lị hơi............................................................................................79
6.1.6.Tính nhiên liệu ..................................................................................................79
6.2.Tính nước cho phân xưởng sản xuất ................................................................ 80
6.2.1.Nước dùng cho pha loãng sơ bộ.........................................................................80
6.2.2.Nước dùng cho thiết bị làm nguội ống lồng ống ................................................80
6.2.3.Nước dùng cho pha loãng đến nồng độ nhân giống............................................80
6.2.4.Nước dùng cho pha lỗng đến nồng độ lên men.................................................80
6.2.5.Tính nước cho cơng đoạn lên men .....................................................................80
6.2.6.Tính nước cho cơng đoạn chưng cất – tinh chế ..................................................82
6.2.7.Lượng nước cần dùng cho làm nguội cồn thành phẩm .......................................85
6.2.8.Nước cần dùng cho lò hơi ..................................................................................85
6.2.9.Nước dùng cho vệ sinh thiết bị ..........................................................................85
Chương 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG .................................................... 86
7.1.Tổ chức nhà máy ............................................................................................... 86
7.1.1.Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy ........................................................................86
7.1.2.Tổ chức lao động ...............................................................................................86
7.2.Tính các cơng trình xây dựng ........................................................................... 86
7.2.1.Khu sản xuất chính ............................................................................................86
7.2.2.Phân xưởng cơ điện ...........................................................................................87
7.2.3.Kho nguyên liệu ................................................................................................87
7.2.4.Kho thành phẩm ................................................................................................87
7.2.5.Phân xưởng lò hơi .............................................................................................88
7.2.6.Nhà hành chính .................................................................................................88
7.2.7.Trạm xử lý nước ................................................................................................88
vi
7.2.8.Phòng vệ sinh, phòng tắm ................................................................................. 88
7.2.9.Nhà ăn, căn tin .................................................................................................. 88
7.2.10.Nhà chứa máy phát điện dự phòng .................................................................. 88
7.2.11.Trạm biến áp ................................................................................................... 88
7.2.12.Gara ôtô .......................................................................................................... 89
7.2.13.Nhà để xe ........................................................................................................ 89
7.2.14.Phòng thường trực và bảo vệ ........................................................................... 89
7.2.15.Khu xử lý bã và nước thải ............................................................................... 89
7.2.16.Kho nhiên liệu................................................................................................. 89
7.2.17.Trạm máy nén và thu hồi CO2 ......................................................................... 89
7.2.18.Trạm bơm ....................................................................................................... 89
7.3.Tính tổng mặt bằng cần xây dựng nhà máy ..................................................... 89
7.3.1.Khu đất mở rộng ............................................................................................... 89
7.3.2.Diện tích khu đất xây dựng nhà máy ................................................................. 89
7.3.3.Tính hệ số sử dụng ............................................................................................ 90
Chương 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ............................ 91
8.1.An toàn lao động ................................................................................................ 91
8.1.1.Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động ...................................................... 91
8.1.2.Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ........................................................ 91
8.1.3.Yêu cầu cụ thể về an toàn lao động ................................................................... 91
8.1.4.Trách nhiệm của người sử dụng lao động trong việc bảo đảm an toàn, vệ sinh lao
động tại nơi làm việc ................................................................................................. 92
8.1.5.Trách nhiệm của người lao động trong việc bảo đảm an toàn, vệ sinh lao động tại
nơi làm việc ............................................................................................................... 93
8.1.6.Biện pháp xử lý sự cố kỹ thuật gây mất an toàn, vệ sinh lao động nghiêm trọng
và ứng cứu khẩn cấp .................................................................................................. 93
8.1.7.Cải thiện điều kiện lao động, xây dựng văn hóa an tồn lao động...................... 94
8.2.Vệ sinh nhà máy ................................................................................................. 95
8.2.1.Vệ sinh cá nhân của công nhân ......................................................................... 95
8.2.2.Vệ sinh máy móc thiết bị................................................................................... 95
8.2.3.Vệ sinh xí nghiệp .............................................................................................. 95
8.2.4.Xử lý phế liệu trong nhà máy ............................................................................ 95
8.2.5.Xử lý nước thải ................................................................................................. 95
8.2.6.Xử lý nước dùng trong sản xuât ........................................................................ 95
Chương 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ....... 96
9.1. Kiểm tra nguyên liệu......................................................................................... 96
vii
9.1.1.Xác định mức độ nhiễm tạp ...............................................................................96
9.1.2.Xác định hàm lượng chất khô ............................................................................96
9.1.3.Xác định hàm lượng đường ...............................................................................96
9.2. Kiểm tra giấm chín sau lên men ...................................................................... 96
9.2.1.Độ rượu trong giấm ...........................................................................................96
9.2.2.Xác định hàm lượng đường sót trong giấm chín ................................................96
9.2.3.Xác định nồng độ chất hòa tan của dịch đường trong giấm chín ........................96
9.3. Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm.................................................................. 97
9.3.1.Nồng độ cồn ......................................................................................................97
9.3.2.Hàm lượng acid và ester trong cồn ....................................................................97
9.3.3.Xác định hàm lượng ancol cao phân tử ..............................................................97
9.3.4.Xác định lượng ancol metylic ............................................................................97
9.3.5.Xác định hàm lượng furfurol .............................................................................97
9.3.6.Xác định thời gian oxy hóa ................................................................................97
KẾT LUẬN...............................................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................100
PHỤ LỤC
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ
BẢNG 2.1. Tình hình sản xuất cồn etylic ở một số nước theo thống kê 1958............. 22
BẢNG 2.2. Tình hình sử dụng cồn ở Mỹ ................................................................... 22
BẢNG 4.1. Biểu đồ nhập liệu .................................................................................... 35
BẢNG 4.2. Biểu đồ sản xuất...................................................................................... 35
BẢNG 4.3. Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn ............................................ 36
BẢNG 4.4. Bảng cân bằng nhiệt lượng sau chưng cất................................................ 43
BẢNG 4.5. Bảng cân bằng nhiệt lượng sau tinh chế .................................................. 44
BẢNG 4.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất .............................................................. 46
BẢNG 5.1. Bảng tổng hợp thiết bị ............................................................................. 73
BẢNG 6.1. Nhiệt hấp thụ của Zeolite 3A................................................................... 78
BẢNG 6.2. Nhiệt giải hấp phụ của etanol và nước trên zeolite 3A ............................. 78
BẢNG 6.3. Bảng tổng kết hơi .................................................................................... 79
BẢNG 7.1. Nhân lực lao động gián tiếp..................................................................... 86
BẢNG 7.2. Nhân lực lao động sản xuất trực tiếp ....................................................... 86
BẢNG 7.3. Bảng tổng kết các cơng trình ................................................................... 89
..................................................................................................................................…
HÌNH 2.1. Đường cong lên men ................................................................................ 12
HÌNH 2.2. Sơ đồ lên men bán liên tục ....................................................................... 12
HÌNH 2.3. Sơ đồ lên men liên tục .............................................................................. 13
HÌNH 2.4. Đường cong cân bằng của hỗn hợp rượu – nước ....................................... 14
HÌNH 2.5. Tháp chưng cất gián đoạn ......................................................................... 15
HÌNH 2.6. Sơ đồ chưng luyện bán liên tục................................................................. 16
HÌNH 2.7. Hệ thống 2 tháp gián tiếp 1 dịng .............................................................. 17
HÌNH 2.8. Hệ thống chưng luyện 3 tháp làm việc gián tiếp ....................................... 18
HÌNH 3.1. Cấu tạo thiết bị pha lỗng và xử lí mật rỉ .................................................. 26
HÌNH 3.2. Thiết bị làm nguội ống lồng ống .............................................................. 26
HÌNH 3.3. Cấu tạo thiết bị pha lỗng liên tục............................................................. 27
HÌNH 3.4. Sơ đồ gây men và lên men liên tục ........................................................... 30
HÌNH 3.5. Hệ thống chưng cất tinh chế hai tháp liên tục ........................................... 31
HÌNH 3.6. Thiết bị gia nhiệt ...................................................................................... 32
HÌNH 3.7. Sơ đồ hấp phụ - giải hấp ........................................................................... 33
HÌNH 3.8. Thiết bị làm nguội ống lồng ống ............................................................... 33
ix
HÌNH 5.1. Tank chứa rỉ đường.................................................................................. 47
HÌNH 5.2. Cân định lượng ........................................................................................ 48
HÌNH 5.3. Thùng pha lỗng sơ bộ và xử lí mật rỉ ...................................................... 49
HÌNH 5.4. Thiết bị làm nguội ống lồng ống .............................................................. 50
HÌNH 5.5. Thùng pha lỗng liên tục.......................................................................... 52
HÌNH 5.6. Thùng pha lỗng liên tục.......................................................................... 53
HÌNH 5.7. Thiết bị nhân giống và lên men ................................................................ 54
HÌNH 5.8. Thiết bị tách CO2 ..................................................................................... 57
HÌNH 5.9. Thùng chứa giấm chín ............................................................................. 57
HÌNH 5.10. Tháp chưng luyện .................................................................................. 58
HÌNH 5.11. Thiết bị hâm giấm .................................................................................. 60
HÌNH 5.12. Thiết bị tách bọt ..................................................................................... 61
HÌNH 5.13. Bình ngưng tụ cồn thơ............................................................................ 62
HÌNH 5.14. Thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà....................................................... 63
HÌNH 5.15. Thiết bị ngưng tụ hồi lưu ....................................................................... 63
HÌNH 5.16. Thiết bị ngưng tụ cồn đầu ...................................................................... 64
HÌNH 5.17. Thiết bị gia nhiệt .................................................................................... 64
HÌNH 5.18. Thiết bị hấp phụ zeolite.......................................................................... 65
HÌNH 5.19. Thiết bị làm nguội cồn thành phẩm ........................................................ 66
HÌNH 5.20. Thùng chứa cồn sản phẩm...................................................................... 67
HÌNH 5.21. Thùng chứa cồn đầu ............................................................................... 67
HÌNH 5.22. Thùng chứa dầu fusel ............................................................................. 68
HÌNH 5.23. Thùng chứa cồn nhạt.............................................................................. 68
HÌNH 5.24. Thùng chứa H2SO4................................................................................. 69
HÌNH 5.25. Thùng chứa chất sát trùng ...................................................................... 69
HÌNH 5.26. Thùng chứa chất dinh dưỡng.................................................................. 70
.................................................................................................................................. ...
SƠ ĐỒ 2.1. Sơ đồ điều kiện pha loãng tới nồng độ lên men ...................................... ..9
SƠ ĐỒ 3.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất cồn 96o .......................................... 24
SƠ ĐỒ 7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy ............................................................ 84
x
DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
H: Chiều cao
D: Đường kính
D x L x H: Rộng x Dài x Cao
D x L: Rộng x Dài
D x H: Rộng x Cao
R: Bán kính
T: Thời gian
t: Nhiệt độ
p: Áp suất
CHỮ VIẾT TẮT:
FO: Dầu Fusel Oil (dầu mazut)
DO: Dầu Diesel Oil
KCS: Phòng kiểm tra chất lượng
xi
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
MỞ DẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học – công nghệ, nền kinh tế - xã hội trên thế
giới nói chung và của Việt Nam nói riêng, nhu cầu đời sống về vật chất lẫn tinh thần
của con người cũng tăng lên. Cùng với nền phát triển đó thì công nghiệp sản xuất cồn
cũng phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây.
Cồn công nghiệp mà cụ thể là cồn 96o có ứng dụng đa dạng và phong phú trong
các ngành công nghiệp khác nhau như: công nghiệp in, dệt may, sản xuất mĩ phẩm,
công nghiệp điện tử, làm dung mơi trong ngành hóa chất,... đặc biệt cồn 96o còn được
sử dụng chủ yếu để pha xăng sinh học E5 5% etanol. Đây là một hướng đi mới đầy
triển vọng có tác động thân thiện với mơi trường và trong điều kiện nguồn năng lượng
hóa thạch đang dần cạn kiệt.
Ở Việt Nam, cơng nghệ sản xuất cồn 96o cịn khá ít với quy mơ nhỏ, năng suất
thấp. Sản phẩm sản xuất ra không cung cấp đủ cho nhu cầu sử dụng nên chủ yếu vẫn
phải nhập khẩu cồn với khoảng 33 cơng ty trong nước và có vốn đầu tư nước ngồi có
giấy phép nhập khẩu etanol. Lượng etanol được nhập khẩu rất lớn, khoảng trên 80000
tấn (theo thống kê năm 2011).
Ngành công nghiệp thực phẩm là ngành khoa học – kỹ thuật cực kỳ quan trọng
trong nền kinh tế cũng như đời sống con người. Hiện nay Việt Nam đã và đang có
những chuyển biến tích cực trong ngành này. Với nền tảng là một quốc gia nông
nghiệp mà thế mạnh là trồng trọt, các sản phẩm như mía, ngơ, khoai, sắn,... ngày càng
nhiều, đa dạng và phong phú hơn. Tuy nhiên các phụ phẩm, phế phẩm vẫn chưa được
khai thác và sử dụng hết khả năng ứng dụng của nó. Nắm bắt được tình hình đó về
ngun liệu, xu hướng phát triển, nhu cầu ngày càng lớn về sử dụng và tình hình sản
xuất cồn 96o ở Việt Nam hiện nay, việc xây dựng thêm nhà máy sản xuất cồn quy mô
lớn là vô cùng quan trọng và cần thiết. Với những lí do trên, tơi được giao nhiệm vụ
“Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên
liệu/ giờ”.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
1
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1.
Đặc điểm thiên nhiên
Ðịa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch và đảm bảo sự phát
triển chung về kinh tế ở địa phương. Việc chọn địa điểm để xây dựng nhà máy có ý
nghĩa rất quan trọng vì nó không những quyết định khả năng thành công của dự án mà
còn ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy sau này.
Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là Khu công nghiệp Phủ Quỳ, huyện Nghĩa
Đàn, nằm trong vùng sinh thái phía Tây Bắc Nghệ An, cách thành phố Vinh 95 km về
phía Tây Bắc. Nghĩa Đàn có phía đơng giáp huyện Quỳnh Lưu, phía tây giáp 2 huyện
Quỳ Châu và Quỳ Hợp, phía nam giáp huyện Tân Kỳ và phía bắc giáp huyện Như
Xn, Thanh Hóa. Khoảng cách từ Nghĩa Đàn tới các huyện có nhà máy đường (Quỳ
Hợp, Tân Kỳ, Anh Sơn,… ) không quá xa, cự li nằm trong khoảng 50 ÷ 80 km, phù
hợp để xây dựng nhà máy [4].
Nghĩa Đàn là huyện có điều kiện địa hình khá thuận lợi so với các huyện trung
du, miền núi trong tỉnh. Đồi núi không quá cao, chủ yếu là thấp và thoải dần; bao
quanh huyện từ phía Tây sang phía Bắc, phía Đơng và Đơng Nam là những dãy núi
tương đối cao. Diện tích đất rộng, tùy khu vực mà có các loại đất khác nhau [7]. Đặc
biệt có đất cát và nguồn nước ngầm tương đối sâu rất phù hợp cho việc làm móng xây
dựng [8].
Nghĩa Đàn cịn là huyện có vị trí kinh tế, chính trị, an ninh – quốc phịng quan
trọng, được coi là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của vùng Tây Bắc tỉnh Nghệ An.
Nghĩa Đàn có những đặc điểm chung của khí hậu Bắc Trung Bộ: nhiệt đới ẩm
gió mùa; đồng thời có thêm những đặc điểm riêng của khu vực trung du đồi núi. Hàng
năm, có 2 mùa rõ rệt, mùa hè khơ nóng và mùa đơng lạnh giá. Nhiệt độ trung bình
hàng năm là 23°C, độ ẩm trung bình 86 ÷ 87%. Hướng gió chính là Tây – Nam.
Tại đây, khu đất xây dựng có diện tích đủ rộng, địa hình bằng phẳng, có khả
năng mở rộng thuận lợi, nguồn cung cấp điện nước thuộc mạng lưới của khu cơng
nghiệp,… Đó là những điều kiện thuận lợi ban đầu để xây dựng một nhà máy [7].
1.2. Vùng nguyên liệu
Nghệ An là tỉnh Bắc Trung Bộ có diện tích trồng mía khá lớn là 20123 ha, năng
suất bình quân đạt 53,34 tấn/ha với sản lượng trên 1 triệu tấn. Có các nhà máy đường
lớn trong cả nước được đặt tại huyện Quỳ Hợp (Cơng ty TNHH mía đường NASU,
cơng suất ép 9000 tấn mía/ngày [10]), huyện Tân Kỳ (Cơng ty CP mía đường Sơng
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
2
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
Con, công suất ép đạt 5000 tấn/ngày [11]), huyện Anh Sơn (Cơng ty CP mía đường
Sơng Lam, cơng suất ép 749 tấn/ngày [12]. Ngồi ra có tỉnh lân cận là Thanh Hóa
cũng có diện tích đất trơng mía lớn với 22745 ha trong niên vụ 2015 ÷ 2016, với nhiều
nhà máy đường có khả năng cung cấp nguyên liệu cho nhà máy [9].
1.3. Nhiên liệu
Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu dầu Diesel, dầu Mazut. Khả năng cung cấp
nhiệt của nhiên liệu phải đủ để cung cấp cho việc sản xuất của nhà máy.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng. Nguồn cung cấp
điện cho nhà máy sản xuất lấy từ lưới điện quốc gia. Ngồi ra cịn sử dụng nguồn điện
từ trạm điện của nhà máy (máy phát điện dự phịng) nhằm đảm bảo sản xuất liên tục
khi khơng sử dụng được lưới điện quốc gia.
1.5. 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.
1.6. Nguồn cấp nước, xử lý và thốt nước
Nguồn nước chính được lấy từ giếng khoan. Nước được đưa vào sử dụng cần
được xử lí, kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh, hóa lí,... trước khi đưa vào sử dụng.
Nước từ nhà máy thải ra cần phải được xử lý kĩ, cần có đường dẫn nước thải đến
khu vực riêng để xử lí, tách rác và chất độc hại đến khi đạt tiêu chuẩn mới thải ra mơi
trường.
1.7. Hệ thống giao thơng vận tải
Nghệ An nói chung và Nghĩa Đàn nói riêng hiện nay đang phát triển với một tốc
độ nhanh chóng. Hệ thống cơ sở hạ tầng, đường xá, cầu cống, bến cảng đã được xây
mới và sữa chữa rất nhiều, có quốc lộ 48 và đường Hồ Chí Minh đi qua, thuận lợi cho
việc phát triển, giao thương và hội nhập kinh tế. Ngoài ra, Nghệ An cịn có Sân bay
quốc tế Vinh và cảng quốc tế Nước sâu Cửa Lò thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên
liệu từ các địa phương trong nước và quốc tế về đây cũng như việc nhập khẩu nguyên
liệu và bao tiêu sản phẩm sẽ rất thuận lợi.
1.8. Nguồn nhân lực
Nguồn nhân lực được lấy chủ yếu ở trong tỉnh và các tỉnh lân cận như Hà Tĩnh
và Thanh Hóa. Trên địa bàn tỉnh Nghệ An và các tỉnh miền Trung có các trường đại
học, cao đẳng, trung cấp,... Đây là nơi cung cấp cán bộ kỹ thuật cho nhà máy.
Bên cạnh đó, nhà máy sẽ tuyển một số lao động tại địa phương cho đi học thêm
để về phục vụ khi nhà máy đi vào hoạt động. Làm một số hợp đồng lao động với các
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
3
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
lao động với các lao động phổ thông ngay tại khu vực nhà máy để bốc dỡ hàng khi cần
thiết.
1.9. Thị trường tiêu thụ
Nghệ An là tỉnh có diện tích lớn nhất Việt Nam thuộc vùng Bắc Trung Bộ. Trung
tâm hành chính của tỉnh là thành phố Vinh, nằm cách thủ đơ Hà Nội 291 km về phía
nam. Phía bắc giáp tỉnh Thanh Hóa, phía nam giáp tỉnh Hà Tĩnh, phía đơng giáp Biển
Đơng, phía tây bắc giáp tỉnh Hủa Phăn (Lào), phía tây giáp tỉnh Xiêng Khoảng (Lào),
phía tây nam giáp tỉnh Borikhamxay (Lào) [13]. Với vị trí thuận lợi, sản phẩm sản xuất
ra sẽ được phân bố khắp cả nước và có thể xuất khẩu ra nước ngồi theo đường bộ,
đường sắt, đường thủy và đường hàng không, làm nguyên liệu cho các ngành công
nghiệp chế biến khác.
Kết luận: Với các điều kiện về điều kiện thiên nhiên, vùng nhiên liệu và các đặc
điểm khác nêu trên thì việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn tại Khu công nghiệp Phủ
Quỳ, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An là hợp lí.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
4
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
Chương 2: TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1. Rỉ đường
2.1.1.1 Giới thiệu
Rỉ đường hay còn gọi là mật rỉ đường, gọi tắt là mật, là chất lỏng đặc sánh cịn lại
sau khi đã rút đường bằng phương pháp cơ đặc và kết tinh. Đây là sản phẩm phụ của
công nghiệp chế biến đường. Chất lượng của rỉ đường phụ thuộc độ chín của nguyên
liệu, lượng đường chiết được và phương pháp chiết đường.
Khoảng 75% tổng lượng mật rỉ của thế giới có nguồn gốc từ mía và khoảng 25%
từ củ cải đường. Sản lượng rỉ mật bằng khoảng 1/3 sản lượng đường sản xuất, cứ
khoảng 100 tấn cây mía đem ép thì có 3 ÷ 4 tấn rỉ mật được sản xuất. Trong rỉ đường
mía cịn một lượng đường nhỏ, chứa một lượng vết vitamin và một lượng đáng kể một
số chất khoáng như canxi, magie, kali và sắt. Mỗi thìa cà phê rỉ đường có thể cung cấp
20% giá trị hàng ngày cần thiết đối với các khoáng chất này [14].
2.1.1.2. Thành phần hóa học
Thành phần của rỉ đường mía gồm có:
Thành phần
Hàm lượng (%)
Nước
15 ÷ 20
Chất khơ:
-saccarose
-glucose, fructose
80 ÷ 85
35 ÷ 40
20 ÷ 25
-chất hữu cơ
-chất vơ cơ
+ K2 O
+ Na2O
+ CaO
30 ÷ 32
8 ÷ 10
76,4
11,1
3,5
+ MgO
+ SO3
+ Cl+ Các oxyt khác
0,4
2,8
5,0
0,8
Hợp chất hữu cơ gồm các chất chứa nitơ, carbon, oxy và hydro, chất hữu cơ
không chứa nitơ gồm có: pectin, chất nhầy furfurol và oxymetyl furol, acid,... Ngồi
ra cịn chứa các chất khử nhưng khơng lên men được như caramen, chất màu,... Hợp
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
5
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
chất hữu cơ chứa nitơ phần lớn là dạng amin như glutamic, lơxin, alanin,... Lượng
nitơ trong rỉ đường mía chỉ khoảng 0,5 ÷ 1%. Do chứa ít nitơ nên khi lên men rỉ đường
chúng ta phải bổ sung lượng nitơ từ ure hoặc amoni sunfat. Ngoài bổ sung ngồn nitơ,
cần thêm nguồn photpho để giúp cho sự phát triển bình thường của nấm men [2].
Trong rỉ đường mía thường có nhiều vitamin với hàm lượng khác nhau:
Vitamin:
Thiamin:
µg/g mật rỉ
8,3
Riboflavin:
Acid pantotenovic:
2,5
21,4
Piridoxyn:
Acid nicotinic:
6,5
21,0
Acid folic:
0,038
Biotin:
12,0 [1]
2.1.1.3 pH và độ đệm của mật rỉ
Bình thường pH của mật rỉ từ 6,8 ÷ 7,2; rỉ mới sản xuất ra có thể có pH = 7,2 ÷
8,9; hiện nay hầu hết các nhà máy đường đều xử lí bằng lưu huỳnh nên pH của rỉ
đường thấp hơn và vào khoảng 5,6 ÷ 6. Độ kiềm của rỉ khoảng 0,5 ÷ 2o (1º kiềm tương
đương với 1 ml dung dịch H2SO4 1 N trung hòa hết 100 g rỉ). Độ kiềm gây ra bởi các
muối canxi của acid carbonic và các acid hữu cơ khác.
Độ đệm được biểu thị bằng thể tích dung dịch H2SO4 1 N cần thiết để điều chỉnh
dung dịch gồm 100 g rỉ và 100 g nước tới pH = 4,5. Tùy theo pH của mật rỉ, độ đệm
có thể từ 14 đến 45 [2].
2.1.1.4 Vi sinh vật trong mật rỉ
Mật rỉ luôn chứa một lượng vi sinh vật trong đó nguy hiểm nhất là vi khuẩn lactic
và acetic. Mức độ nhiễm khuẩn được xác định bằng sự tăng độ chua khi để mật rỉ “tự
lên men”, mức tăng độ chua (khi tự lên men sau 24 giờ) trong phạm vi 0,2 ÷ 0,3o được
xem là bình thường.
Thực tế trong 1 g mật rỉ chứa tới 100000 vi sinh vật không nha bào và 15000 có
khả năng tạo bào tử. Ở mật rỉ bị nhiễm nặng con số vi sinh vật có thể đạt 500000. Tuy
nhiên, đối với rỉ đường có nồng độ trên 70% hầu hết các vi sinh vật trong mật rỉ đều
chịu nằm yên, nhưng khi pha loãng chúng bắt đầu hoạt động trở lại và làm giảm lượng
đường nhanh, dẫn đến tổn thất. Trong quá trình sản xuất cần có biện pháp xử lí phù
hợp nhằm diệt bớt và hạn chế hoạt động của tạp khuẩn [2].
2.1.1.5 Bảo quản
Rỉ đường được bảo quản trong các thùng sắt hình trụ hoặc các bồn bằng bê tơng
cốt thép. Thể tích của các thùng chứa thường từ 600 ÷ 5000 m3 sao cho lượng rỉ đường
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
6
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ nguyên liệu rỉ đường năng suất 5 tấn nguyên liệu/giờ.
dự trữ đủ để sản xuất trên ba tháng. Trong các thùng chứa thường có các thiết bị kiểm
tra: phao báo mức, nhiệt kế,... Rỉ đường được vận chuyển đến nơi sản xuất nhờ bơm
và hệ thống ống dẫn dưới đáy thùng. Bên cạnh hệ thống ống dẫn cần lắp hệ thống ống
hơi gia nhiệt nhằm tránh hiện tượng rỉ dường bị sánh đặc, làm tắc ống dẫn vào mùa
đông. Ngồi ra, cần có hệ thống bơm đảo trộn để rỉ đường được đồng nhất và có chất
lượng đồng đều trước khi đưa vào sản xuất.
Quá trình bảo quản rỉ đường luôn tổn thất một lượng đường. Lượng tổn thất vào
khoảng 0,2% khối lượng hàng tháng. Nguyên nhân chủ yếu do sự bốc hơi nước và
hiện tượng kết tinh mầm tinh thể.
Chất lượng rỉ đường được đảm bảo ít thay đổi khi hàm lượng chất khơ đạt 75 ÷
80%. Trong khoảng này lượng nấm men dại và tạo thành acid rất ít. Nếu hàm lượng
chất khơ nhỏ hơn 70% thì lượng tổn thất tăng đáng kể, khoảng 1,3% so với khối lượng
rỉ đường. Nếu trong rỉ đường có chứa nấm men thì lượng tổn thất càng tăng lên. Ngồi
ra phản ứng tạo melanoit của đường khử với acid amin cũng gây tổn thất và cịn gây
khó khăn cho q trình lên men.
Để tránh hiện tượng vi sinh vật phát triển trong q trình bảo quản cần tránh việc
pha lỗng rỉ đường bằng cách đậy kín thùng chứa, giữ độ pH ≥ 6,8. Ngồi ra cịn bổ
sung các chất sát trùng: formol và fluosilicat natri (Na2SiF6) [3].
2.1.2. Nước
Trong công nghiệp sản xuất cồn, nước được sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích
như nước dùng để xử lí nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ
sinh thiết bị, cấp nước cho lị hơi,... Ngồi ra, nước cịn dùng cho sinh hoạt, chữa cháy
trong khu vực sản xuất. Nguồn nước cung cấp cho nhà máy sản xuất cồn là nước ngầm
hay nước máy từ địa phương.
Chất lượng nước phải đảm bảo các yêu cầu: Trong suốt, không màu, không mùi,
độ cứng khơng q 7 mgЭ/l. Khả năng oxy hóa 1 lít nước khơng q 2 ml KMnO4
0,01 N. Chất cặn khơng vượt q 1000 mg/l, khơng có muối kim loại nặng Hg, Ba,...
Hàm lượng các muối không vượt quá yêu cầu (mg/l): Cl- ≤ 0,5 mg/l; SO42- ≤ 80 mg/l;
NO3- ≤40 mg/l. Khơng cho phép có NH3 và muối của acid nitric (HNO3) [3].
2.1.3. Nấm men
Trong sản xuất cồn người ta thường sử dụng chủng Saccharomyces. Trong đó
chủ yếu là Sac.cerevisiae.
2.1.3.1. Yêu cầu
Nấm men đưa vào sản xuất phải có những đặc tính sau: Tốc độ phát triển sinh
khối nhanh và lên men được nhiều loại đường khác nhau. Nấm men phải chịu được
nồng độ lên men cao, đồng thời ít bị ức chế bởi những sản phẩm của sự lên men, tức là
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Hằng
Hướng dẫn: Bùi Viết Cường
7
