thiết kế phân xưởng sản xuất cồn etylic với năng suất 2000 lítngày thiết kế phân xưởng sản xuất cồn etylic với năng suất 2000 lítngày

TOM TAT DE TAI Sau một thời gian nghiên cứu học hỏi, em đã hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp của mình : “ Thiết kế phân xưởng sản xuất rượu etylic từ nguyên liệu tinh bột gạo tắm năn

————————s—-*E=›«**<X»—=_-‡©=————

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIET KE PHAN XUONG SAN XUAT CON ETYLIC VOI

NANG SUAT 2000 LIT/NGAY

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THUC HIEN

TS.VŨ TRƯỜNG SƠN Trần Trọng Nguyên

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC - W -

Can Tho, ngay 06 thang 01 nam 2012

DE CUONG LUAN VAN TOT NGHIEP

NAM HOC 2011 — 2012

1 Tên đề tài thực hiện:

Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất cthanol, năng suất thiết kế:

2000 lít sản phẩm / ngày

2 Họ và tên sinh viên thực hiện:

Họ tên sinh viên: Trần Trọng Nguyên Mã số sinh viên: 2082231 Ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 34

5 Muc dich yéu cau:

Thiết kế phân xưởng sản xuất rượu sử dụng nguyên liệu là gạo tắm-một phụ phẩm nông nghiệp Nhằm tận dụng hiệu quả sử dụng sản phẩm nông nghiệp và nâng cao giá trị nông sản

6 Địa điểm, thời gian thục hiện:

- Địa điểm: Trường Đại Học Cần Thơ

- Thời gian thực hiện: từ ngày 09/01/2012 đến ngày 15/4/2012

7 Giới thiệu về thực trạng có liên quan tới vẫn đề trong đề tài:

Ở Việt Nam, nghề nấu rượu có tử lâu đời và bắt đầu phát triển mạnh vào cuối thế kỷ thứ X Hiện nay, nhìn chung có hai hình thức sản xuất rượu phô biến

là sản xuất rượu với quy mô lớn do các nhà máy có vốn đầu tư cao và các cơ sở sản xuất địa phương với quy mô và chỉ phí đầu tư thấp hơn Các cơ sở này phan lớn thiết bị chế tạo trong nước, thường có vốn đầu tư thấp, công suất nhỏ nên thiết bị thường chấp vá, không đồng bộ, lao động hoàn toàn thủ công, công nghệ sản xuất trong nước Một số cơ sở có đầu tư thường xuyên cho công nghệ và thiết

bị nên sản phẩm tương đối tốt và ôn định, còn phân lớn các cơ sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tượng bán hàng chủ yếu tập trung ở các vùng nông thôn, miền núi, chất lượng sản phẩm kém, không ổn định nhưng giá thành thấp, nên kinh

doanh vẫn có hiệu quả Mặt khác, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị

trường, rượu do dân tự nấu có chất lượng tốt cũng được sản xuất như một ngành nghề, tạo nên những làng nghề nấu rượu Ngoài ra hàng năm nước ta còn nhập một lượng lớn các loại rượu ngoại để đáp ứng nhu cầu trong nước

8 Các nội dung chính đề tài:

e Mở đầu đặt vẫn đề

e©_ Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng phân xưởng

e_ Thiết lập quy trình sản xuất

e Cân bằng vật chat

e Tính toán và chọn thiết bị: chính và phụ

e Tính kinh tế

e Kết luận

sản xuât rượu Đông thời, kêt hợp với việc tham quan một sô mô hình sản xuât

thực tê đê năm rõ hơn về quy trình

viêt báo cáo

SINH VIÊN THỰC HIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

DUYET CUA BO MON DUYET CUA HD LV&TLTN

TRUONG DAI HOC CANTHG CONG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAM KHOA CONG NGHE Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

BO MON CONGNGHEHOA -=======

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA CAN BO HUONG DAN

1 Cán bộ hướng dẫn: Ths Vũ Trường Sơn

2 Đề tài: “Thiết kế phân xưởng sàn xuất cồn etylic với năng suất 2000 lít/ ngày”

3 Sinh viên thực hiện: Trần Trọng Nguyên

MSSV: 2082231 Ngành: Công nghệ hóa học-Khóa 34

4 Nội dung nhận xét

a Nhận xét về hình thức

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp

-_ Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012

Cán bộ hướng dẫn

Ths Vũ Trường Sơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

BỘMÔNCÔNGNGHỆHÓAO —m—————_—

NHAN XET VA DANH GIA CUA CAN BO PHAN BIEN

1 Cén b6 cham phan DiGME oo cece esesseseeseseeseseesesesessesesseseesesneees

2 Dé tai: “Thiét ké phan xưởng sản xuất cồn etylic với năng suất 2000 lit/ ngày”

3 Sinh viên thực hiện: Trần Trọng Nguyên

MSSV: 2082231 Ngành: Công nghệ hóa học-Khóa 34

4 Nội dung nhận xét

a Nhận xét về hình thức

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp

-_ Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

Cần Thơ, ngày thang năm 2012

Cán bộ phản biện

Loi cam on

LOI CAM ON

đờ KS

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Bộ môn Công

Nghệ Hoá Học, Khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ vì đã tạo nhiều điều

kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Vũ Trường Sơn, cán bộ hướng dẫn khoa học đã tận tình chỉ bảo và hỗ trợ cho em trong quá trình thực hiện luận văn Thầy đã truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức quý giá để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Từ đó, em phát triển thêm vốn hiểu biết của mình vận dụng trong công việc sau này

Bên cạnh đó, trong thời gian qua em cũng đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ của của các thầy cô khác trong Bộ môn Công Nghệ Hoá Học Em chân thành cảm ơn những lời khuyên và nhận xét của thầy cô đã góp phần quan trọng vào nội dung báo cáo của em

Con xin ghi ơn công lao to lớn của ba mẹ, ba mẹ đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con được đến truờng và luôn là chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt thời gian con theo học tại trường

Cảm ơn tất cả các bạn lớp trong tập thể Lớp Công Nghệ Hóa học K34, trường Đại học Cần Thơ đã cùng trao đôi và hỗ trợ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập trao đồi kiến thức Qua đó đã góp một phần không nhỏ trong việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn

TOM TAT DE TAI

Sau một thời gian nghiên cứu học hỏi, em đã hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp của mình : “ Thiết kế phân xưởng sản xuất rượu etylic từ nguyên liệu tinh bột (gạo tắm) năng suất 2000 lítngày ” Để phần thiết kế một phân xưởng sản xuất mang tính khả thi ta cần xét đến những yếu tố quan trọng sau đây:

- _ Những điều kiện cần thiết để xây dựng một phân xướng sản xuất rượu

- _ Quy trình công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật

- _ Những biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá

thành và tự động hóa trong sản xuất rượu

Tuy nhiên, do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian có hạn nên những sai sót trong quyên luận văn này là điều khó tránh khỏi Rất mong được sự đóng góp của thây cô và các bạn đê đê tài này được hoàn thiện hơn

Tom tat dé tai

LOI MO DAU

đờ KS

Công nghệ sản xuất rượu etylic là khoa học về phương pháp và quá trình chế biến các nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, etylen thành sản phẩm rượu etylic hay etanol Đây là ngành công nghệ được biết đến rất sớm và ngày càng được quan tâm phát triển bởi rượu etylic có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực và đời sống xã hội như: y tế, mỹ phẩm, hóa chất, thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác Ngày nay nhu cầu sử dụng xăng sinh học - một nguồn nhiên liệu sạch cho môi trường cũng được xã hội quan tâm Trong cuộc sống thường nhật, sau một ngày làm việc mệt mỏi hay những bữa tiệc vui cùng bạn bè cũng cần đến một chút hơi men, một chút rượu để thư giãn, để bù đắp sinh lực và cũng để niềm vui thật sự trọn vẹn

Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thực phẩm Chúng rất đa dạng tuỳ theo truyền thống và thị hiểu của người tiêu

dùng mà các nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau Có nhiều

cách phân loại rượu, phân loại theo nồng độ cồn có thể chia thành 3 loại chính: rượu mạnh có nồng độ trên 30% V, rượu thông thường có nông độ từ 15 đến 30

% V, và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% V Hoặc phân loại theo phương pháp sản xuất, rượu có thể được chia thành hai loại: rượu chưng cất và rượu không qua chưng cất, trong đó phần lớn rượu bán trên thị trường là rượu chưng cất Đối với rượu chưng cất, một trong những yếu tố quyết định năng suất và chất lượng rượu thành phẩm là công đoạn chưng cắt

Nước ta với nên tảng của một quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời, các sản phẩm ngũ cốc phong phú và đa dạng như: lúa, khoai, sắn (khoai mì), bắp (ngô), mía đó là những loại cây chứa nhiều tinh bột và đường là những nguồn nguyên liệu thích hợp trong công nghiệp sản xuất rượu cồn Để đáp ứng nhu cầu

sử dụng cồn ngày càng tăng nên việc sản xuất cồn được phát triển ngày càng mạnh ở nước ta Do đó, việc thiết kế và xây dựng thêm một phân xưởng sản xuất rượu hiện nay là hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của ngành công nghiệp rượu cũng như yêu cầu của nền kinh tế nông nghiệp nước nhà Đồ án này trình bày về

việc thiết kế phân xưởng sản xuất côn etylic từ nguyên liệu tinh bột (gạo tắm) với

Muc luc

MUC LUC

Chương 1 Lập luận kinh tế kỹ thuật 2 2 + + k+EEE£E£EE£EeEeExxerckd 1

1.1 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta 1

1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn 1

1.2.1 Nguồn cung cấp nguyên liệu ¿- + + + *+k£EeEEEeEEEeErkrkerered 2

1.2.3 Nguồn nƯỚC 2 - << SE+EESEEE SE E31 1311111111511 1511 1xck 2

1.2.4 Nguỗn điện ¿22k Sx E3 EE 3011115 13111115 1511.1111 E1 ck tren 3

2.2.3 Gluco-amylaza ( -armyÌaZ8) + 25s xxx vvxrxrkrrrrrrereee 6

2.3 Nam men trong san xuất cỒn 2 ¿<< k+s+k£EeEECk*EEkeEeErErrsrkrrsred 7

“0o 0 8

2.5 Rurgu Etylic 05/000 8

Chương 3 Day chuyén cong ngh@ cccccsccccceescesssscssesesesesscstssessestseesteees 9

3.1 Phương án công nghỆ - << 1+4 1 1S HH HH HH ch 9

3.1.1 Phương pháp tông hợp hoá học -¿- 2 2s 2 E+E+E£kE£ssereree 9

3.1.2 Phương pháp lên men bằng vi sinh vật . - - 2 - 2s se s5 9

3.2 Quy trình công nghệ sản Xuất - 2s se Sex RE xe, 11 3.2.1 Nghién nguyén Liu oo ecceccsecsesessesesecscscsesscsscsesssestsssstssasstesssteeesen 11

3.2.2 Hòa bột - LẠ HH HH HH HH HH HH HH 12

k2 Neoj na 12 3.2.3.1 Nấu gián đoạn - «Sẻ StSS S315 k1 TT TT 1e re 13

3.2.3.2 Nấu bán liên tục . -cc+-+cctcrrkcrrtttrirtrrrrtrirrrrrrrirrrrerreo 13 k0 6 0 13

3.2.3.4 Chọn phương pháp nấu . - + - sE s+k+Ee ke SEEEESEEEEeErkrkerered 14 3.2.4 Cong doan dung HOA 2.0 15

3.2.4.1 Cac yéu té anh hưởng đến quá trình đường hóa tinh bột 16

3.2.4.2 Chọn phương pháp đường hóa 5-5 Ă 11 ssseeeers 17 3.2.5 Công đoạn lên Imei .- - +6 + 1139311183381 115 821.1593118 ngư 18

3.2.5.1 Cơ chế lên men ¿-¿©+++Y+++ExttEExtEEktttrtrrrkrrrkrrrrkrrrkrrrrrrrrree 18

3.2.5.2 Phương pháp lên men giản đoạn - 55+ +< s1 11 eeg 19 3.2.5.3 Lên men bán liên tục - - 5555 + 333 vn vn 19 3.2.5.4 Lên men liên tục EE E6 5E E 11111523 n1 vớ 20 3.2.5.5 Chọn phương pháp lên men - << S191 SH HH ch 20 3.2.6 Công đoạn chưng luyện và tinh chế 2-2-2 +s£E+Ex£xzEzzxxerred 21 3.2.6.1 Chưng luyện gián đoạn .- - Ă S11 ng ng ng ng re 22 3.2.6.2 Phương pháp chưng luyện bán liên tục - 5 5< ++<<<c+s<ee+s 22 3.2.6.3 Phương pháp chưng luyện liên tục - 5< << s<<ssseseeeeeees 22 3.2.6.4 Chọn phương pháp chưng luyện . - - Ăn re 23

Chương 4 Cân bằng vật chất . ¿+ 5622 SSzSxS* SE 2E E111 Ekrreo 25 4.1 Tính hiệu suất lý thuyẾt - ¿2 + <k+ESEE£E SE SE EEE kg ckgErxrkrrrkd 25

4.2 Tính hiệu suất thực tẾ . -c+-©c+c+cxxttEktttEErtrkrrrrttrrrrrrrrrirrrrrree 25

4.3 Tính cân bằng cho nguyên liệu . + 2-2 2 +E£E+E£E#E£EvEzrxreerred 26

4.4 Tính cân bằng sản phẩm cho công đoạn nẫu và công đoạn đường hóa 27 4.4.1 Tính lượng dịch cháo sau khi TIẤU S2 ccceSESESESESESESESESEEEEEEEeErrerrrerved 27

4.4.2 Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khô hòa tan) - 28

4.5 Tính lượng chế phẩm - + - 2 5£ <2 +E£ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEeverkeee 29

Muc luc

4.5.2 Lượng Spyr1zym Plus ( enzym đường hóa ) -. «+55 <<s <2 30 4.5.3 Tính lượng nắm men Angel Trung Quốc - 2-2 2 <2 exzcxd 32

4.6 Tính lượng chất sát trùng Na2SiF6 + ©cSckESEExE chk chư, 33

4.7 Tính cân bằng cho công đoạn lên men -. 2-2 2 S++z+E£Ez£x+xezzxd 33 4.7.1 Lượng côn khan thu được sau khi lên men - 2 2 +c+£+£+E+z+zes+ 33 4.7.2 Tính độ cồn trong giẫm chín sau lên men - 2 - 2 s+2z s2 34 4.8 Tính cân bằng cho công đoạn chưng cất ¿- << s+z<+kesexrxerckd 34 4.9 Tính cân bằng cho hệ thống chưng luyện . 2 25 2 s2 sec: 35

4.9.1 Tính cân bằng cho tháp thÔ 2 ¿- +6 +s+ + SEEEeEEEEEErkrErereerrkd 35 4.9.1.1 Cân bằng vật chất (tính cho 100 kg giẫm) . 25+ 55s: 35 4.9.1.2 Cân bằng nhiệt lượng . - < ẻ k+k+E+EEEktk‡ESESEEEEcEErvrkrrrr, 36 4.9.2 Tính cân bằng cho tháp aldehyt 2-5 2 +s+E+E£E#EcxrEzrxreerered 38 4.9.2.1 Cân bằng hơi - + Set S3 15 1 113131311 11311 11111111111 tk 38 4.9.2.2 Cân bằng vật chất - - «tk E1 TT 1g gi 38 4.9.2.3 Cân bằng nhiệt lượng - 2E +E+EEE+EE+EEESEEEEEEErkrErkreerered 38

4.9.3 Cân bằng cho tháp tinh - - + 2© +©E+Sẻ 2 +E£ SE £ESEEEEEEEkrErkrserered 40

4.9.3.1 Cân bằng vật chất .- - - «tk SE SE CEH TT cty ro 40 4.9.3.2 Cân bằng nhiệt lượng - 2 E++++E+E+EE+E+EEEEESEEEEEEErkrErrkreerered 41 Chương 5 Tính toán và chọn thiết bị ¿25-5652 2SzcESkcEkeEvrrrererred 43

5.1 Chọn thiết bị cho khâu chuẩn bị nguyên lIỆu - -«- + «« «<< «x<2 43

5.1.1 CâÂn c-Se <3 S1 1111 111 1511 1111101111111 0111111111110 0110111 01g 43 5.1.2 Máy nghiền và thùng chứa bột nghiễn - 2- + 5552252 Sv+cxeced 43

5.2 Tính toán và chọn thiết bị cho công đoạn TAU .-ccccccccccececec, 43

5.2.1 Thùng hòa bột . -¿- - 2©5< SE S3 S33 1110131115 111 11511131111 L0, 43 5.2.2 Nồi nấu sơ bộỘ -¿ ¿+ 5S S213 1011111215 11111111 015111111111 re 44

"0n o0 0 45

5.3 Tính toán và chọn thiết bị khâu đường hóa - -ĂS se sssx2 46

5.3.2 Thiết bị bốc hơi -c¿-5c++2cxs2rtrtrrrrrrtrtrrrrrrtrrrrrrrrrrrrrirrrrrrrree 46

5.3.3 Thiết bị ngưng tỤ - 2 Sẻ ctS cv SE EE TT ST TT xxx rrki 47

xì voan 47

5.3.5 Tính toán cho hệ thống làm lạnh kiểu ống lồng ống 48

5.4 Tính toán cho công đoạn lên men lên men . - 5 «+ «£+<*<£<++s 49 5.4.1 Quan hệ các kích thước cơ bản của thùng lên men - - - 49 5.4.2 Thùng lên men cấp l ¿- 2 2£ Sẻ +*£EEE£ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEeverkee, 49 5.4.3 Thùng lên men cấp ÏT .- ¿- 2 2 kẻ +*+E+EE£ESEE£EECEeEEEEEEExck ke, 50 5.4.4 Thing én men chin 0 50 5.4.5 Cac thing lén men phu 50 5.5 Tính toán và chọn thiết bị khâu chưng luyỆn - - «+ s<s+< <2 50

hh Mì voi 50 hh¬ Ni J‹( (00:19 e 50

5.5.1.2 Chiéu cao thap th6 c.cccccccsccscsessescssssesessesessestesessesessssessnsnsseseeeen 51

5.5.2.1 Đường kính tháp aldehyf - - - «<< S319 119 9x 1 9 1g g 51

5.5.2.2 Chiều cao tháp aldelhhyt .-¿ - 52k Sx+EEEEESEkE TRE E1 1x 11 xe, 52

5.5.3 Tinh cho thap 0 o 52 N0?) si: 0ì) ải na 52 5.5.3.2 Chiều cao tháp tỉnh - - ¿2 s2 2x E E2 1215111252311 212 11121 Ee xe, 53

5.5.4 Tính toán các thiết bị phu c.cccccccsesescsecsescsscsessssesesassesecsssesasseseeseseees 53 5.5.4.1 Bình hâm giắm ¿5£ Sẻ S2*kESEk SE E15 1 11 1117151111111 x00, 53 5.5.4.2 Bình ngưng tụ hồi lưu của tháp thô 2-2 2s z+s+Ee£E£eerereveee 55

5.5.4.3 Bình ngưng tụ hồi lưu và bình ngưng khí khó

Muc luc

5.5.4.4 Bình ngưng tụ hồi lưu và bình ngưng khí khó

ngưng của thấp tỉnh - - - - - + S S113 1909 9 9 9x ng gi ng

5.5.4.5 Thùng làm mát cồn sản phẩm, bình làm mát cồn đầu,

i88: 11

5.5.4.6 Thùng CaO VỊ - ÁLQQQHnHnnHnnH TH nọ ng HH ng 5.5.4.7 Thùng chứa cồn sản phẩm, thùng chứa cồn đầu và thùng chứa dầu fusel 2 - + + k£ESEE£Et SE SE EEExck gxrkrrrki 5.5.4.8 Bình tách CO; và bình chống phụt giắm -. - 2s s+s+Eerecxd h bi: ¡(0/1900 0 Ằ ‹-ä Chương 6 Tính tổ chức và tính xây dựng 2- 2 252 zzs+Ezcx+zsrxced 6.1 Tổ chức của nhà my + + kẻ kẻ + EEe S3 E13 T gxcr rk, 6.1.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 2-2-5 se vx£xgEzrxrrerxred 6.1.2 Tổ chức lao động - - 5-5 s¿ nrtYtHHtHH tt HH re 6.1.2.1 Nhân lực lao động gián tiẾp . -+- +5 ©5+ <+Sz Sex ExeExvEecrereered 6.1.2.2 Nhân lực lao động trực tiẾp 2 5s Ssx+SSkeESEkckvrkrrrxrrerered 5Ä 00) vv.vvii-0ï0ýì)) 0

6.2.1 Nhà sản xuất chính -s-c++++Ykt+2vktkEEttEEtrtrkktrrkrrrrkrrrrrrrrrrree 6.2.1.1 Phân xưởng nghiền, nấu và đường hóa - 2 2 2 s+£z+x+zsrxcxd 5# Vy ¡p0 2n

6.2.1.3 Phân xưởng chưng cất — tỉnh chễ - 5-52 ©5e +2 x+csvEzsrzcsered 5# y6 ván

6.2.3 Kho nguyên lIỆU .- -G Ă< + SE SE KH re 6.2.4 Kho thành phẩm . - + 2-2 +< SE S333 E271 111.11 ck 6.2.5 Phan xudng 10 hO1

6.2.6 Nhà chứa may phát điện dự phòng và trạm biến áp -

6.2.7 Kho nhién i6U ooo

X18) 0 8ì 0i 0

6.2.9 Tram 6v 0i 6

6.2.10 Nha vé sinh, nha tam o ceccecccesessessesessesessescsesessesessssessesessesesseeneaee 71 6.2.11 Nhà ăn 5c 5< S111 12111111111 1111 1111 111111 1.11011111111110 ke 71

6.2.12 Phòng trực và bảo vVỆ - << cọ HH HH HH 71

6.2.13 Nhà để xe máy, Xe Gap .ccececccccsecsssescsscsescsscsesscsesecaescsecersscavsnsneanseees 71 6.3 Tính khu đất xây đựng nha MAY escesssessesescsssesececsscsssnsseanseees 71 6.3.1 Diện tích khu đất xây dựng nhà máy . - 2 2s+czcszzsrxreerred 71 6.3.2 Tính hệ số sử dụng . ©- ©s+E+Ee ke S*SkEESEEEEEEkEErkrkererkd 72

Chương 7 Tính Điện-Hơi-NưỚc - (c5 211111311 11511118111 xx re 74 rwš ¡8 74

7.1.1 Điện chiếu sángg - + SE TH TT TT g1 kg ke rrki 74

7.1.1.1 Phân xưởng nghiền, nâu và đường hóa . -2- 2555552 75 7.1.1.2 Phân xưởng lên men - + + + S331 1338 152 55352511 eerrs 75 7.1.1.3 Phân xưởng chưng cất — tinh chế - ¿- + ss + +x+E+Ex£keEerxrkerered 75 7.1.1.4 Phần xưởng cơ điện SH HH HH HH 75 7.1.1.5 Kho nguyén 1160 75

7.1.1.6 Kho thành pham o cccccccccsscscssescsescsccscsssessessssstsssesssesesssstsesesessssen 76

r2) i0 — 78

7.1.3 Xác định phụ tải tiêu thụ thực tẾ - + 2 + se sEcEeExckrEerxreerred 79 7.1.3.1 Phụ tải chiếu sáng -¿- ¿+ ©5+ SE SH E11 11 111111111111 rre 79

7.1.3.2 Phụ tải động lỰC .- - GÀ S S1 SH ng HH re 79 7.1.4 Tính điện năng tiêu thụ hàng nắm - (5S S12 gen 79 7.1.4.1 Điện năng chiếu sáng .- 6-5252 SE SE cEEkEEkerkrrrrrrkrred 79 I9) ốc 79 7.1.4.3 Điện năng tiêu thụ hàng năm của nhà my . - - - «+ +<<s<+5 79

7.1.4.4 Điện năng tiêu thụ thực tế của nhà máy .-. - 5 252 cccsecs¿ 80 7.1.5 Chọn máy biến áp 2 +c< + C3 3H E111 11111 11Erk 80

7.1.6 Chọn máy phát điện dự phòng . 5 2555322 Sssseseeessssers 80

Muc luc

7.2.1 Hơi dùng cho xưởng chưng luyện - - -Ă Ăn nen 80 7.2.2 Hơi dùng cho công đoạn nấu, đường hóa, và hệ thống

xông hơi sắt trÙng - - - 5S cv S11 91H HH HH HH 81 7.2.3 Chọn lò hơi và tính nhiên liỆU - - G5 + S219 13 1 8 re 81 7.2.3.1 CHOM 10 81 7.2.3.2 Tih mhién 16 81

Chương 8 Tính kinh tẾ - + + 5< + EE£E£EE£EEEEEE£kEEEEEEEEEEEEEEEEErrerkee 86

8.1 Mục đích và ý nghĩa của việc tính kinh tẾ . + +5 s©52+++cszcs2 86

8.2 N6Oi dung tinh todn kimh t6 0 cece esessssesscsesecessessescsseststesestseassesaeeess 86

6.2.1 Chi phí nhần côÔng . - - < ĂG E < 1E 11191 1T ng ng 86

8.2.1.1 Chi phí lao động trutc ti€p cceceeccscsscesessesssssesessesssssessseessssesseseesteseees 86 8.2.1.2 Chi phí lao động gián tiẾp -¿ - 5-56 eSEcEEEEESEEEEEEErkrrerkee 86 8.2.2 Chi phí sản Xuất -¿- ¿22 SE SE S2 SESEE E11 311121011 111121 111.1 rk 87

8.2.2.1 Chi phi nguyén 1i6u chimh 87 8.2.2.2 Chi phí nguyên liệu phụ . - .- - GĂ <1 9991113 11 811 re 87 8.2.2.3 Chi phí sản xuất chung của nhà máy -2- + + 5 s+cs+x+zxscsd 87

8.2.3 Tổng giá thanh sam pham 0 cecccececesecsssessesesesessesscscsscsrsteseseseatsnsaeees 88

8.2.4 Vốn đầu tư cỗ định của phân xưởng . 2= + 2+ ket, 88

8.2.4.1 Vốn đầu tư xây dựng . - ¿+ St EE1111011 11111111111 88

SVTH: Tran Trọng Nguyên

8.2.4.2 Von dau tur thiét Di essecssessseessseessseesnscesaseeserecsecesneesseseenseeenseesees 90

8.2.5 Nguồn vốn của nhà máyy ¿+ + «+ SE *+k£EEE£ESEEEEEcErkrrerkee 91 8.2.6 Thời gian hoàn vốn . ¿- + 2© Ek+EE£EE+EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrrrkrred 92

Chương 9 An toàn lao động và vệ sinh xí nghiỆp - s5 55 5<<s+<<<s 93

9.1.1 An toàn mấy THỐC - - +5 22 + 111388991 101118999 1 101 11 9 01 1 ng vn ve 93 9.1.2 An toàn cho người lao ỔỘng - 5S 1S SH ng ng ng re 93 9.2 Vệ sinh công nghiỆp - - << SH re 94 9.3 Phòng chống cháy nỖ 2 % se +E£ECE€E 3E SE EEEEEEECEErerkerered 94

Chương 10 Kết luận và kiến nghị . + - 2 2 +<+Sz£E£ES£EeEEcErkrrerkee 95

Muc luc

DANH MUC HINH

Hình 2.1: VỊ trí tác động của các enzym lên mạch tỉnh bột 7

Hình 3.1: Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất rượu . - 2+ s©s«¿ 11

Hình 3.2: Máy nghiền bila ceceseescsesecsesesseeesscsesessestsesessessesesseareees 12

Hình 3.3: Sơ đồ nấu liên tục Michurini 5- 2 2 s52 s+z<£szszcse£ 14

Hình 3.4: Sơ đồ đường hóa liên tục kết hợp làm lạnh dịch cháo

bằng chân không - G52 + SEEE£EEEESE RE 1 rkrrrkred 17

Hình 3.5: Sơ đồ gây và lên men liên tục ¿- 2-25 s+csccscxxed 20

Hình 3.6: Sơ đồ chưng cất ba tháp gián tiếp một dòng - 23

Hình 4.1: Sơ đồ cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt cho hệ thống

901040158105)-100770707078Ề 35

Hình 5.1: Thiết bị nẫu chín . 25 2 ¿SE £E£E£E+EE£EzEEevzrsrecsee 44

Hình 5.2: Thiết bi nẫu chín thêm . ¿2 2š 2£ £2£E2£E£££xz£zcsez 45

Hình 5.3: Thiết bị tách hơi khối nẫu 2-2 2 ©5255 Ss+z*cczcx+zed 46

Hình 5.4: Thiết bị bốc hơi - + +2 2s *+E2£E£E2EEEEEESEEEEEErEererrereee 47

Danh muc bang

DANH MUC BANG

Bang 2.1: Sản lượng ethanol từ những nguyên liệu

chế biến khác nhau +-©+++©++£+£++tSEEEtEEEtttEkettrkrrrrkrtrrkrrrrrrrrriee 4

Bảng 2.2: Thành phân hóa học của một số nguyên

liệu sản xuất rượU -c- tt Set Sex S33 Ex SE SE E11 EErererererd 5

Bảng 3.1: Thông số cần đảm bảo ở các tháp -¿- + s+c<cs+sscse¿ 24

Bảng 4.1: Tốn thất nguyên liệu trong các công đoạn sản xuất 26

Bảng 4.2: Tỷ lệ sử dụng enzym dịch hóa

ermamyl SC trên nguyên liỆu ØạO - << 5S x1 1 kg r 29

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của pH đến hoạt động của

enzym Termamyl SC - - - - << 5 << 4 1.1 gà 30

Bảng 4.4: Chỉ tiêu của dịch đường hóa khi sử dụng các loại

enzym khác nhau cùng liều lượng (0,65 1f/1000kg tinh bột) 30

Bảng 4.5: Chỉ tiêu đường hóa khi sử dụng tỷ lệ enzym

SJ5VÀ¿0830)184((140:) 0 08A e 31

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của pH đến hoạt động của

enzym Spyr1zym PPÏUS - - << << 1 9.1 gà 32

Bảng 4.7: Ảnh hưởng nhiệt độ đến sự lên men của

nắm men Angel Trung QuỐc - 2 22+ x+E£E*£+2£k+Evrcvzrxered 32

Bảng 4.8: Tổng hợp cân bằng sản phẩm . 2 scczcecszcze: 42

Bảng 5.1: Thống kê các thiết bị sản xuất của nhà máy -. - 61

Bảng 6.1: Biểu đồ sản xuất của nhà máy . - 2-25 sccsccscx+ced 65

Bảng 6.2 Nhân công lao động trực tiẾp 2s + +s+s+rzreerzvererrees 66

Bang 6.3: Téng két cong trinh xAy dung esesseseseesesesseseseateees 73

Bảng 7.1: Bảng tổng kết công suất chiếu sáng ở các phân xưởng 77

Bảng 7.2: Công suất tiêu thụ của các thiết bị động lực - 78

Bảng §.1 Chi phí xây dựng các công trình - 5-55 sex 89

Bang 8.2 Chi phí xây dựng các cOng trinh eee eeeeeneeeeeeeeeeeeteeeeees 90

Danh muc bang

Chương 1 Lập luận kinh tế kỹ thuật

CHUONG 1 LAP LUAN KINH TE KY THUAT

1.1 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta

Ở nước ta, nghề nẫu rượu thủ công đã có tử ngàn xưa và chưa có tài liệu nào cho biết chính xác có từ khi nào Ở miền núi, đồng bào các dân tộc dùng gạo, ngô, khoai, sẵn, nấu chín rồi cho lên men, men này được lấy từ một số lá cây

hoặc được nuôi cấy thuần khiết hơn Sản phẩm nổi tiếng là rượu cần Ở đồng

bằng, nhân dân biết nuôi cây nắm mốc, nắm men trong thiên nhiên trên môi trường thích hợp như gạo và các nguyên liệu khác nhau có chứa tinh bột đã được nau chin, d6 gọi là men thuốc bắc

Từ năm 1990 trở lại đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường nghành sản xuất rượu đã có những bước phát triển khá nhanh với sự tham gia của nhiều thành phần kinh tế: rượu quốc doanh, rượu tư doanh, rượu liên doanh, rượu 100% vốn nước ngoài Tổng sản lượng ước tính đạt hàng trăm triệu lít trên năm Tuy nhiên, các làng nghề, cơ sở sản xuất rượu địa phương vẫn giữ vị trí nhất định trong việc kinh doanh sản xuất rượu Những làng nghề nấu rượu nỗi tiếng như:

rượu Làng Vân (Bắc Ninh), rượu Bầu Đá (Bình Định), rượu Gò Đen (Long

An), Bên cạnh đó cũng có thêm một số nhà máy sản xuất rượu côn từ mật rỉ tận dụng mật rỉ của các nhà máy đường

Ngoài ra, hằng năm còn có một lượng không nhỏ rượu nhập ngoại bằng các

con đường khác nhau (nhập khẩu và nhập lậu) từ các nước khác trên thế giới vào

thị trường rượu nước ta

1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn

Yêu cầu: Thiết kế phân xưởng sản xuất rượu năng suất 2000 lít/ngày từ nguyên liệu tinh bột (gạo tắm)

Để tiến hành xây dựng phân xưởng sản xuất rượu, ta cần khảo sát, tìm hiểu

về địa chất, thuỷ văn, đường giao thông vận chuyển, vùng nguyên liệu, nguồn

tiêu thụ và nhiều yếu tô khác Tiến hành khảo sát thì ta thấy rằng khu công nghiệp Trà Nóc — thành phố Cần Thơ là nơi có nhiều ưu điểm thích hợp cho việc

xây dựng nhà máy sản xuất rượu

Vài nét sơ lược về khu công nghiệp Trà Nóc:

Khu công nghiệp Trà Nóc có diện tích 300 ha (gồm Trà Nóc I và II)

Khu công nghiệp Trà Nóc I: có diện tích 135 ha, tại phường Trà Nóc, quận Bình Thuỷ Được khởi công từ năm 1995, đến năm 2005 Khu công nghiệp Trà Nóc I đã có hạ tầng kỹ thuật được xây dựng hoàn chỉnh và đã cho thuê 100%

diện tích đất công nghiệp

Khu công nghiệp Trà Nóc II: có diện tích 165 ha, tại phường Phước Thới, quận Ô Môn (liền kề với Khu công nghiệp Trà Nóc I) Kết câu hạ tầng được xây dựng từ đầu năm 1999 Hiện nay, khu công nghiệp này đã và đang thu hút nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước đến thuê đất xây đựng nhà máy

Ngoài việc thực hiện những chính sách ưu đãi chung do Nhà nước qui định (giảm miễn thuế, tiền thuê đất .), thành phố Cần Thơ còn thực hiện thủ tục cấp phép đầu tư nhanh, gọn nhưng hấp dẫn nhất là nhờ hạ tầng tại khu công nghiệp Trà Nóc đã hoàn chỉnh, nhà đầu tư không phải tốn thêm thời gian, công sức, đặc

biệt là giao thông thủy, bộ hết sức thuận lợi Địa điểm này có nhiều điều kiện

thuận lợi như sau:

1.2.1 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu được dùng để sản xuất rượu trong đề tài này là gạo tắm - một phụ phẩm trong nông nghiệp sản xuất lúa gạo Cây lúa được trồng rất phố biến ở các vùng lận cận khu công nghiệp như An Giang, Đồng Tháp Các tỉnh này nỗi tiếng là vựa lúa của vùng đồng bằng sông Cửu Long Và ngay cả ở các quận, huyện tiếp giáp khu công nghiệp Trà Nóc trong địa phận Cần Thợ, thì tổng sản lượng thu hoạch lúa gạo hàng năm cũng rất lớn Điều này cho ta thấy rằng nguồn cung cấp nguyên liệu cho việc sản xuất rượu rất déi dao và thuận lợi

1.2.2 Địa hình và giao thông

Khu công nghiệp nằm cách trung tâm thành phố Cần Thơ 10 km về phía bắc, dọc theo quốc lộ 91A đi An Giang, Kiên Giang và cặp bờ hữu ngạn sông Hậu đi Campuchia và ra biển Đông, cách sân bay Cần Thơ 02 km, cách cảng Cần Thơ 03 km Đường giao thông nội bộ của khu công nghiệp được xây dựng bằng nhựa đạt tiêu chuẩn và hoàn chỉnh, không chỉ nối liền đến tận hàng rào nhà máy

mà còn nối với các quốc lộ trọng yếu trên địa bàn thành phó

1.2.3 Nguồn nước

Hệ thống cung cấp nước từ Nhà máy nước Cần Thơ và từ Nhà máy nước tại Khu công nghiệp Trà Nóc II có khả năng đáp ứng tốt nhu cầu của các nhà đầu tư

Chương 1 Lập luận kinh tế kỹ thuật

Rượu là một thức uống khá phô biến không chỉ riêng khu vực Nam bộ mà

còn rộng khắp toàn quốc và đã trở thành nét văn hóa âm thực đặc trưng luôn xuất hiện trong các dịp lễ hội, ngày tết, ngày hi ở nước ta Nhu cầu về cồn rượu là rất lớn, mà trong khu vực lại có nhiều nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu về cồn: chế biến thực phẩm, chế biến gỗ, y tế

1.2.6 Thong tin lién lạc

Mạng lưới bưu chính, viễn thông trong khu công nghiệp cho phép cung ứng các dịch vụ như kết nối điện thoại qua Internet, sử dụng mạng thương mại điện tử

và đường truyền internet tốc độ cao

1.2.7 Các tiện ích khác

Kho ngoại quan: nằm cách Khu công nghiệp Trà Nóc I khoảng 3 km, cạnh cảng biển Cần Thơ, là nơi cung cấp các dịch vụ xuất khẩu, vận tải, giao nhan ngoai thuong phuc vu viéc xuất, nhập khẩu hàng hoá của các doanh nghiệp trong

và ngoài khu công nghiệp

Trạm y té: cung cap các dịch vụ khám, chữa bệnh, cấp cứu tai nan lao động; nhận bảo hiểm y tế cho cán bộ, công nhân viên toàn khu công nghiệp; tham gia

và kiểm tra công tác vệ sinh môi trường trong khu công nghiệp Được cung cấp đầy đủ các dịch vụ về ngân hàng, bưu chính viễn thông, nhà hàng, khách sạn và đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật, công nhân lành nghề phục vụ cho sản xuất công nghiệp

Tóm lại, việc xây dựng phân xưởng sản xuất rượu tại đây là rất thuận tiện

và hợp lí Các điều kiện trên cho phép giảm bớt chỉ phí, giảm được giá thành sản phẩm, đảm bảo cho sự hoạt động liên tục của phân xưởng rượu

CHUONG 2 TONG QUAN VE NGUYEN LIEU

VA SAN PHAM

2.1 Gao tam

Đề sản xuất cồn etylic, về nguyên tắc ta có thể dùng bất kì nguyên liệu nào chứa đường hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được Trong thực tế, nguyên liệu dùng để sản xuất rượu phổ biến hiện nay là những nguyên liệu chứa tinh bột hàm lượng cao và một phần mật rỉ Đối với mỗi loại nguyên liệu chứa tinh bột khác nhau thì hàm lượng tỉnh bột cũng như cẫu trúc các hạt tinh bột cũng khác nhau Do vậy, tùy theo hàm lượng tinh bột có trong nguyên liệu mà số lượng nguyên liệu tiêu hao để tạo ra rượu là khác nhau Bảng 2.1: Sản lượng ethanol từ những nguyên liệu chế biến khác nhau [7, 11]

Nguon: (*) Các giá trị trung bình (sản lượng thực tế có thể khác nhau phụ thuộc vào tiễn độ sản xuất và

chất lượng nguyên liệu chế biến)

Chương 2 Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Trong để tài này với nhiệm vụ thiết kế phân xưởng sản xuất rượu từ gạo tam Đây là nguồn nguyên liệu có sản lượng lớn ở nước ta và tập trung nhiều ở vùng Đồng Bằng sông Cửu Long, đồng thời giá nguyên liệu để sản xuất ra một lít cồn từ gạo tắm cũng tương đối thấp Đó là yếu tô thuận lợi ban đầu khi thiết kế phân xưởng rượu bởi gạo tắm đáp ứng được yêu cầu chung sau:

Hàm lượng tính bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao

Vùng nguyên liệu tập trung đủ thỏa mãn nhu cầu sản xuất

Gạo tắm là phụ phẩm trong nông nghiệp sản xuất lúa gạo Nó thực chất là những mảnh gãy vỡ của hạt gạo trong quá trình bóc vỏ Vì thế gạo tắm có chất lượng cảm quan và giá trị kinh tế thấp hơn hẳn so với gạo thành phẩm Tuy

nhiên, về mặt thành phần hóa học và giá trị đinh đưỡng thì không khác nhiều so

với gạo thành phẩm

Về thương mại, tắm được phân chia thành 3 loại: tắm, tấm hang 2 va tam nau rượu chúng có kích thước khác nhau Tắm nấu rượu là một loại hạt bể đã lọt qua sàng máy xay có chiều đài ít hơn hoặc bằng phân nửa hạt nguyên Thường tam nấu rượu được loại ra khỏi gạo, còn hai loại kia dùng để sản xuất các loại gạo thương mại khác theo ý muốn của nhà máy xay Thành phần hóa học chính

trong gạo tam: bao gôm tinh bột chiếm tỉ lỆ cao, nước và một số it vitamin

Bảng 2.2: Thành phân hóa học của một số nguyên liệu sản xuất ruou [8]

2.2 Enzym amylaza

2.2.1 œ-amylaza

œ-amylaza chỉ tác dụng lên nối œ-1,4 glucoxit ở vị trí bất kỳ nhưng tập trung vào giữa mạch amylose và amylopectin, nhờ đó tinh bột nhanh chóng được phân cắt thành những đơn phân nhỏ hơn tạo thành các dextrin, đường maltose va một ít glucose Đồng thời làm giảm nhanh độ nhớt của dịch tinh bột œ-amylaza cũng thủy phân cả hạt tinh bột nguyên lành, song tốc độ rất chậm

Quá trình thủy phân tỉnh bột bởi œ-amylaza là quá trình đa giai đoạn Ở giai đoạn đầu (dextrin hóa) chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một

lượng lớn dextrin phân tử thấp làm giảm nhanh độ nhớt dịch hồ tinh bột Ở giai

đoạn thứ hai các dextrin phân tử thấp vừa được tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iốt

2.2.2 B-amylaza

Enzym này cũng phân cắt nối œ—-1,4 glucoxit nhưng bắt đầu từ vòng không

có nhóm khử và cắt từng hai gốc glucose một trong phân tử amylose và một trong amylopectin Sản phẩm tạo thành là đường maltose nén B—amylaza còn được gọi là enzym đường hóa B-amylaza bền với axit nhưng kém bền nhiệt hơn œ-amylaza

2.2.3 Gluco—amylaza (7 -amylaza)

Khác với amylaza thu được từ thóc mâm, amylaza thu được từ nâm môc còn chứa gluco-amylaza, 1somaltaza và oligo-1,6-glucosidaza

Gluco-amylaza (amylo- glucosidaza) không chỉ có khả năng cắt nối œ—1,4

mà còn phân cắt được cả nối œ-1,6 glucoxit và biến đổi 100% tỉnh bột thành

đường glucose Enzym này chứa nhiều trong một số nắm mốc như Aspegilus usamii, A.niger, A,awamori, va nam men Endomycosip Tay theo nguồn thu nhận enzym mà chúng có những đặc tính pH và nhiệt độ khác nhau

Chương 2 Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Hình 2.1: VỊ trí tác động của các enzym lên mạch tinh bột [1, 90]

2.3 Nâm men trong sản xuât côn

Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay dùng nẫm men Saccharomyces và chủ yếu chia thành hai dạng lên men: lên men nỗi và lên men chìm Trước đây đối với sản xuất cồn người ta thường sử dụng chủng Saccharomyces cerevisiae (nam men noi) nhưng ngày nay người ta cũng dùng cả loại Saccharomyces carbergensic (nẫm men chìm) để lên men đạt hiệu quả tốt hon Dac diém nam men dùng trong sản xuất cồn là có đầy đủ đặc trưng của nắm men:

Tốc độ phát triển mạnh, hoạt lực cao, lên men được nhiều loại đường khác nhau, có khả năng lên men các loại nguyên liệu khác nhau, chịu được độ đồn cao

Chịu được những điều kiện không thuận lợi của môi trường đặc biệt là đối với chất sát trùng với nông độ 0,02-0,025%

Có khả năng hoạt động ở pH thấp vì khi lên men rượu thường tạo ra một lượng lớn axit, phải ôn định và chịu được những biến đổi hóa học của canh trường

2.4 Nước

Trong công nghiệp sản xuất rượu nước được sử dụng rất rộng rãi, với nhiều mục đích Trong quá trình công nghệ, nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ sinh thiết bị, cắp nước cho lò hơi Ngoài ra, nước còn dùng cho sinh hoạt, chữa cháy trong khu vực sản xuất Trong công nghệ yêu cầu chất lượng nước giống như nước sinh hoạt, độ cứng không quá 7mg/lít, phải trong suốt, không màu, không mùi Hàm lượng muối không vượt quá yêu cầu sau:(mg/J)

2.5 Rượu Etylic (Ethanol)

Công thức hóa học của rượu Etylic là C;H:OH, viết tóm tắt là CạH,O Do cầu trúc phân tử gồm hai thành phần: 1géc etyl va 1nhóm hydroxyl nén tính chất hóa học của rượu Etylic phụ thuộc vào bản chất của hai thành phần này

Rượu Etylic nguyên chất là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, có mùi thơm đặc trưng, có vị cay, hút âm mạnh, dễ bay hơi, dễ cháy Rượu hòa tan trong

nước ở bất cứ tỉ lệ nào, có kèm theo các hiện tượng tỏa nhiệt và co thê tích Etylic tạo hỗn hợp đẳng phí với nước có thành phần 95,57% khối lượng (97,2% thể tích), nhiệt độ sôi của Etylic là 78,39°C ở áp suất 760 mmHg Tỷ trọng

d?„ =0,789 Nhiệt cháy ở thể tích cố định là 1370,82 kJ/mol Năng suất tỏa nhiệt:

66427100 kJ/kg.độ

Etylic còn được biết đến như là rượu ngũ cốc hoặc cồn Nó là một trong những hợp chất hữu cơ được điều chế và tinh chế đầu tiên từ ngũ cốc và đường qua quá trình lên men từ hàng nghìn năm trước và được tinh chế từ thế ký XI Trong cách nói dân dã, thông thường nó được nhắc đến một cách đơn giản là Tượu

Chương 3 Dây chuyển công nghệ

3.1.2 Phương pháp lên men bằng vi sinh vật

Nếu đi từ nguyên liệu là nước ép quả, nước rỉ đường thì sau khi xử lý, cho giống nẫm men vào và cho lên men Sau đó đem chưng cất, tỉnh chế thu được rượu Etylic Nếu đi từ nguyên liệu chứa tỉnh bột thì tuỳ theo cách sử dụng tác nhân để thuỷ phân tinh bột thành đường mà phương pháp sản xuất rượu có thể có

nhiều cách khác nhau, do tác nhân của quá trình này quyết định đến hiệu suất

tổng thu hồi rượu nên phương pháp sản xuất rượu được mang tên của các phương pháp đường hoá:

Phương pháp Axit: sử dụng axit clohydric hoặc sunfuric để thuỷ phân tinh

bột thành đường Ưu điểm: không những chuyển hoá triệt để tinh bột thành

đường mà còn chuyển hoá một phần xenluloza thành đường Nhược điểm: tạo

nhiều sản phẩm phụ, sử dụng thiết bị chịu axit, hiệu suất thu hồi thấp

Phương pháp Maltaza (phương pháp Malt- Amylaza): sử dụng enzyme amylaza của malt để chuyển hoá tỉnh bột thành đường lên men Ưu điểm: thời gian đường hoá ngắn, sản phẩm chất lượng tốt, ít bị nhiễm khuẩn Nhược điểm: hiệu suất đường hoá không cao, không triệt để, giá thành sản phẩm cao,chỉ áp dụng đối với các nước xứ lạnh, tỉ lệ malt sử dụng so với hàm lượng tính bột có trong nguyên liệu cao

Phương pháp MTB (phương pháp men thuốc bắc): men thuốc bắc là một chế phẩm có môi trường cơ bản là tinh bột, bài thuốc cái, và men gốc Ưu điểm: rượu có mùi vị thơm ngon Nhược điểm: hiệu suất đường hoá không cao, dễ nhiễm tạp khuẩn, tạo nhiều sản phẩm phụ, hiệu suất tổng thu hồi thấp

Phương pháp Amylomyces — Rouxii: thuỷ phân tinh bột bằng nắm mốc

Ưu điểm: hiệu suất tổng thu hồi cao, dé cơ giới hoá và tự động hoá Nhược điểm:

chu kì sản xuất kéo dài, dễ nhiễm khuẩn, tiêu hao điện, nước, không khí nén vô

trùng và hơi nhiệt nhiều hơn so với phương pháp khác

Phương pháp Mycor — Malt: nguyên liệu chứa tính bột được thuỷ phân bằng amylaza của malt hoặc amylaza của nấm mốc Apergillus niger hoặc Apergillus oryzae Thời gian thuỷ phân từ 4+6 giờ, dịch thuỷ phân được tiệt trùng và lên men trong 48 giờ rồi đem đi chưng cất, tinh chế Ưu điểm: rút ngắn chu trình sản xuất, đỡ nhiễm khuẩn hơn, hiệu suất thu hồi cao hơn Phương pháp này được sử dụng rất phô biến trong công nghiệp sản xuất rượu etylic

Từ những ưu nhược điểm của các phương pháp nêu trên kết hợp với nội dung đề tài “ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn Etylic từ nguyên liệu tinh bột (gạo tắm) năng suất 2000 lít cồn thành phẩm/ngày” cùng với những kiến thức đã học,

em chọn sản xuất cồn theo phương pháp Mycor — Mailt

Chương 3 Dây chuyển công nghệ

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất

Côn thanh pham

Hình 3.1: Sơ đồ khối đây chuyền sản xuất rượu

trúc màng tế bào, tạo điều kiện giải phóng các hạt tính bột khỏi các mô, làm tăng

bề mặt tiếp xúc của tỉnh bột với nước, giúp cho quá trình trương nở, hòa tan tốt hơn Do đó sẽ rút ngắn thời gian nẫu đường hóa, tiết kiệm hơi, nâng cao hiệu suất

thu hồi rượu

Nguyên liệu có thể được nghiền với nhiều loại máy nghiền khác nhau máy nghiền búa, máy nghiền trục, máy nghiền dia, may nghién siêu tốc Gạo tâm là nguyên liệu sản xuất dạng hạt nên ta chọn máy nghiền búa để nghiền và loại máy nghiền này cũng được sử dụng phô biến ở Việt Nam

Hình 3.2: Máy nghiền búa

Trong quá trình nghiền: các phần nhỏ lọt qua rây được quạt hút và đây ra ngoài, phần chưa lọt qua rây tiếp tục được nghiền nhỏ Tùy theo chế độ nẫu mà rây có kích thước khác nhau

Yêu cầu bột tắm sau khi nghiên: Bột nghiền càng mịn càng tốt, kích thước bột đồng đều Đạt chỉ tiêu chất lượng cảm quan: Không có lẫn tạp chất, không mối mọt, bột màu trắng, min, co mui dac trưng

3.2.2 Hòa bột

Hoà bột nhằm làm cho bột phân tán đều trong nước giúp cho quá trình nâu được nhanh, không bị vón cục, vón hòn Chuyển dich sau khi nau xuống đường hoá không bị tắc vì các phế liệu được lắng xuống đáy khi hoà bột (sạn, cặn ban)

Cách tiến hanh: Bom du luong nudéc 4m 35+40°C vào thùng hòa bột với tỉ lệ nước: bột là 4:1 Bật cánh khuấy và tiến hành xả bột xuống thùng để tránh vón

Cục

3.2.3 Công đoạn nấu

Mục đích: để đường hóa tỉnh bột dé dàng cần tiễn hành nấu nguyên liệu để

chuyển tinh bột sang trạng thái hòa tan Do hạt tỉnh bột do có màng tế bào bảo vệ nên men amylaza không thể tác dụng trực tiếp được Khi nghiền chỉ một phần rất

ít màng tế bào tỉnh bột bị phá vỡ, phần còn lại sẽ ngăn cán sự tiếp xúc giữa enzyme và tinh bột khi đường hóa

Chương 3 Dây chuyển công nghệ

Mặt khác, tỉnh bột sống không hòa tan trong nước, khi đường hóa, men amylaza tác dụng rất chậm Vì vậy, mục đích của nau nguyén liéu tinh bot la dé

phá vỡ tế bào tinh bột và chuyển tinh bột của nguyên liệu sang trạng thái hoà tan

để quá trình lên men đạt hiệu quá hơn và hiệu suất thu hồi cao hơn Các phương pháp nấu:

3.2.3.1 Nấu gián đoạn

Đặc điểm: toàn bộ quá trình nấu thực hiện trong một nồi, được tiến hành trong áp suất và nhiệt độ cao trong thời gian dài Dùng nhiệt độ và áp suất cao nấu từng ngày với các thông sé nau: t°.4,= 100+115°C, P= 4+4,2 kg/cmƒ, thời gian nấu 2h30”

Ưu điêm: tôn ít vật liệu chê tạo thiệt bị, cầu tạo đơn giản, dễ vệ sinh, sửa chữa

Nhược điểm: không sử dụng hơi thứ, nấu lâu ở nhiệt độ và áp suất cao nên

gay ton thất đường, hiệu suất thu hôi thấp

3.2.3.2 Nấu bán liên tục

Đặc điêm: nầu được tiên hành trong 3 nôi thành 3 giai đoạn: nâu sơ bộ, nâu chín và nâu chín thêm Nâu sơ bộ và nâu chín là giáắn đoạn, còn nâu chín thêm là liên tục Ấp suât và thời gian ít hon nau gián đoạn

Ưu điểm: giảm được thời gian nau ở nhiệt độ và áp suất cao do đó làm giảm tốn thất đường tăng hiệu suất Dùng được hơi thứ nên giảm được 15+30 % hơi dùng cho nấu Năng suất thiết bi tăng so với nấu gián đoạn

Nhược điểm: tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết bị, thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích Nhiệt độ nấu chín vẫn cao gây tổn thất đường và tạo các

sản phẩm không mong muốn Khó vệ sinh do nhiều thiết bị và thiết bị nẫu chín

thêm có cẫu tạo phức tạp

3.2.3.3 Nấu liên tục

Đặc điểm: quá trình nấu chia ra làm 3 giai đoạn và trong 3 thiết bị khác

nhau: nổi nấu sơ bộ, nồi nấu chín và nồi nẫu chín thêm Thiết bị nấu chín là trao

đổi nhiệt ngược chiều đi từ đưới lên, cháo đi từ trên xuống cho nên hiệu quả trao đôi nhiệt rất cao và rút ngắn thời gian nấu dịch cháo ở nhiệt độ cao

Ưu điểm: tận dụng được nhiều hơi thứ do đó giảm được chỉ phí hơi khi nấu Cho phép nấu ở nhiệt độ thấp hơn hoặc rút ngắn thời gian nấu ở nhiệt độ cao nên giảm tốn thất đường, nâng cao năng suất côn so với nấu gián đoạn

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

Dễ cơ khí và tự động hóa Năng suất cao cho chất lượng dịch cháo ôn định vì thế cho chất lượng cồn ôn định.Tốn ít nhân lực do tự động hóa cao

Nhược điểm: Yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước bột nghiền: thường trên rây d = 3 mm không quá 10 % va lot ray d= 1 mm > 40 % Yêu cầu vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao Yêu cầu về điện nước đầy đủ và 6n định

Khi điều kiện kỹ thuật cho phép thì sử dụng phương pháp này là tốt nhất

trong các nhà máy sản xuất cồn đo nó mang tính công nghiệp: dễ cơ giới hoá,tự động hoá

3.2.3.4 Chọn phương pháp nấu

Dựa vào việc phân tích những ưu nhược điểm của các phương pháp nấu nêu trên em xin chọn phương pháp nấu lên tục Xin giới thiệu sơ đồ nấu liên tục Michurini do GS.Eremen và Ustinhicop thiết kế:

Hình 3.3: Sơ đồ nấu liên tục Michurini [1, 53]

1.Thùng hòa bột; 2.Bình góp hơi thứ; 3.Nôi nấu sơ bộ;

4.Thùng chứa tạm, 5.Bơmpittông, 6.Nôi nấu chín;

7.Nỗi nấu chín thêm; 8.Nỗi tách hơi

Quá trình nấu được tiễn hành như sau:

Theo tỷ lệ tính trước: bột và nước liên tục đi vào thùng hòa bột, nhiệt độ của dịch bột 35+40°C, cánh khuấy trong thùng hòa bột quay với vận tốc