tổng quan về công nghệ rượu cồn

LỜI MỞ ĐẦU Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đó là ngành công nghiệp hóa học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản. Hiện nay, trong nhiều ngành sản suất hóa học cũng như sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản suất hoặc nhu cầu sử dụng. Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹû sư hoá- thự c phẩm tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bò trong sản xuất hoá chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹû thuật thực tế một cách tổng hợp. Em chân thành cảm ơn các q thầy cô bộ môn Máy & Thiết Bò, các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong quá trình hoàn thành đồ án không thể không có sai sót, em rất mong q thầy cô góp ý, chỉ dẫn. http://www.ebook.edu.vn 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 0:PHẦN MỞ ĐẦU 0.1. ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………………4 0.2. MỤC TIÊU THIẾT KẾ………………………………………………………….4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RƯỢU CỒN I.1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỒN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 5 I.2. NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU 6 I.3. SẢN PHẨM CỒN TINH LUYỆN………………………………………………7 CHƯƠNG II: CHƯNG CẤT TINH CHẾ CỒN ETYLIC II.1. KHÁI NIỆM…………………………………………………………………….9. II.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT………………………………………… 9 II.3. THIẾT BỊ CHƯNG CẤT……………………………………………………….9 II.4. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢ N XUẤT CỒN TỪ GẠO II.4.1. Sơ đđồ khối……………………………………………………………………10 II.4.2.đSơ đồ công nghệ……………………………………………………………….11 II.4.3 Giải thích quy trình công nghệ…………………………………………………12 CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT III.1. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU…………………………………………………….15 III.2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT III.2.1 . Cân bằng pha-xét hệ cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử A&B………………….15 III.2.2 . Cân bằng vật chất…………………………………………………………….16 III.2.3 . Cân bằng năng lượng…………………………………………………………18 III.3. XÁC ĐỊNH PHÂN MOL-PHÂN KHỐI LƯNG-SUẤT LƯNG MOL CỦA CÁC DÒNG………………………………………………………………………………….19 III.4 . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HOÀN LƯU THÍCH HP III.4.1 . Chỉ số hồi lưu tối thiểu R m …………………………………………………20 III.4.2 . Chỉ số hồi lưu thích hợp R th ………………………………………………… 20 III.5 . PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC III.5.1. Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất…………………………22 III.5.2. Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng…………………….22 CHƯƠNG IV :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT IV.1 . ĐƯỜNG KÍNH THÁP D t IV.1.1 . Đường kính đoạn cất …………………………………………………………23 IV.1.2 . Đường kính đoạn chưng…………………………………………………… 24 IV.2 . CHIỀU CAO THÁP : H=H thân +H đáy +H nắp IV.2.1 Số mâm lý thuyết N lt …………………………………………………………25 IV.2.2 Số mâm thực tế N tt ……………………………………………………………26 IV.2.3 Chiều cao toàn tháp………………………………………………………… 26 IV.3 . MÂM LỖ – TRỞ LỰC CỦA MÂM IV.3.1 Cấu tạo mâm lỗ ………………………………………………………………27 IV.3.2 Bề dày mâm 29 IV.3.3 . Trở lực (độ giảm áp) của pha khí qua một mâm 30 IV.3.4. Kiểm tra hoạt động của mâm………………………………………………31 IV.4 . TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CỦA THÁP http://www.ebook.edu.vn 3 IV.4.1. Bề dày thân tháp ………………………………………………………… 33 IV.4.2. Bề dày đáy và nắp thiết bò 34 IV.4.3. Bích ghép thân, đáy và nắp 34 IV.4.4. Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn 35 IV.4.5. Tai treo và chân đỡ…………………………………………………….38 CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ V.1. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH 40 V.1.1. Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh 40 V.1.2 . Xác đònh bề mặt truyền nhiệt 41 V.1.3 .Cấu tạo thiết bò 43 V.2 . THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐỈNH 43 V.2.1 . Suất lượng nước cần dùng để làm nguôi sản phẩm đỉnh 44 V.2.2 . Xác đònh bề mặt truyền nhiệt 44 V.2.3 .Cấu tạo thiết bò 47 V.3 . THIẾT BỊ ĐUN SÔI ĐÁY THÁP 47 V.3.1 . Suất lượng hơi nước cần dùng để đun sôi sản phẩm đáy 47 V.3.2 . Xác đònh bề mặt truyền nhiệt 47 V.3.3 .Cấu tạo thiết bò 49 CHƯƠNG VII: TÍNH KINH TẾ 50 Lời kết Tài liệu kham thảo http://www.ebook.edu.vn 4 CHƯƠNG 0:PHẦN MỞ ĐẦU 0.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cơng nghệ cồn Etylic là phương pháp và q trình chế biến các ngun liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, Etylen thành sản phẩm Etanol. Đối với hệ Etanol - Nước là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho Etanol. 0.2. MỤC TIÊU THIẾT KẾ Thiết kế dây truyền sản xuất cồn từ nguyên liệu gạo. Thiết bò chính là tháp chưng cất hệ Etanol - Nước hoạt động liên tục với năng suất 100 m 3 /ngày, có nồng độ 95% thể tích etanol với độ thu hồi etanol là 99%,dùng tháp chưng cất loại đĩa lỗ có ống chảy chuyền. http://www.ebook.edu.vn 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RƯỢU CỒN I.1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỒN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu cầu khác như: y tế, nhiên liệu và ngun liệu cho các ngành cơng nghiệp khác. Tuỳ theo tình hình phát triển của mỗi nước, tỷ lệ cồn dùng trong các ngành rất đa dạng và khác nhau. ở các nước có nền cơng nghiệp rượu vang phát triển như Italia, Pháp, Tây ban nha… cồn được dùng để t ăng thêm nồng độ rượu. Một lượng khá lớn cồn được dùng để pha chế các loại rượu mạnh, cao độ như Whisky, Martin, Brandy, Napoleon, Rhum…. Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong cơng nghiệp thực phẩm. Chúng rất đa dạng tuỳ theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng mà các nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau. Tuy nhiên có thể chia thành 3 loại chính: rượu mạnh có nồng độ trên 30% V, rượu thơng thường có nồng độ từ 15 đến 30 % V, và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% V. Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ cơng đã có từ 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, ngơ, khoai, sắn, nấu chín rồi cho lên men, men này được lấy từ một số lá cây hoặc được ni cấy thuần khiết hơn. Sản phẩm nổi tiếng là rượ u cần. ở đồng bằng, nhân dân biết ni cấy và phát triển nấm mốc, nấm men trong thiên nhiên trên mơi trường thích hợp, gạo và các ngun liệu khác nhau có chứa tinh bột đã được nấu chín. Đó gọi là men thuốc bắc. Sau đó một loạt các nhà máy sản xuất rượu từ ngun liệu tinh bột được thành lập như ở Hà Nội, Nam Định, Hải Dương,… Sau này có xây dựng thêm một số nhà máy sản xuất cồn rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ của các nhà máy đường. Trước tình hình đó. Trong hội thảo “Dự án chiến lược phát triển khoa học cơng nghệ ngành rượu bia nước giải khát “,theo đề nghị của các chun gia đến năm 2005 nước ta nên có khoảng 180 đến 200 triệu lít rượu các loại, tương đương khoảng 50 triệu lít cồn tinh khiết. Trong đó cồn từ ngun liệu tinh bột chiếm 30-40 %, số còn lại là cồn từ r ỉ đường. Cồn tinh bột trước mắt do nhà máy rượu Bình Tây, Hà Nội và Thanh Ba đảm nhiệm nhưng cần hồn chỉnh cơng nghệ và thiết bị để có thể sử dụng hết năng suất thiết kế. Đồng thời xây dựng thêm một số nhà máy rượu rỉ đường ở những nơi có mật rỉ. Nếu khơng làm sẽ dẫn đến lãng phí lượng rỉ do các nhà máy đường thải ra. Song song với sản xuấ t các loại rượu uống chúng ta cần nhanh chóng triển khai sản xuất acid axetic, acid xitric từ rỉ đường để cung cấp cho nhu cầu của ngành cao su và các ngành kinh tế khác. Trước mắt có thể phối hợp với chương trình năng lượng nghiên cứu sử dụng cồn vào mục đích thay thế chất đốt. Điều này sẽ vơ cùng có lợi vì cồn cháy sẽ ít ảnh hưởng đến mơi trường như dầu hoả, lại hạn chế được cả tình trạng phá rừng lấy củi đốt. Chúng ta cần đổi mới quan niệm “cồn chỉ để pha rượu uống “. Trong tương lai khơng xa nữa, chắc chắn rằng cồn ở nước ta cũng trở thành ngun liệu cho nhiều ngành sản xuất khác như nhiều nước đã và đang làm. Tuỳ theo nồng độ rượu và mức độ làm sạch tạp chất mà người ta chia cồn thành 2 loại với các chỉ tiêu chất lượng như sau: http://www.ebook.edu.vn 6 Bảng 2.1 – Phân loại cồn theo TCVN – 71 Chỉ tiêu chất lượng Cồn loại I Cồn loại II Nồng độ rượu Etylic, %V ≥ 96 95 Hàm lượng aldehyt tính theo Aldehytaxetic, mg/l 8 20 Hàm lượng este tính theo Axetat etyl, mg/l ≤ 30 50 Hàm lượng dầu fusel tính theo alcol izoamylic và izobutylic với hỗn hợp 3:1, mg/l 30 60 Hàm lượng Metanol, %V 0, 006 0,1 Hàm lượng axit tính theo axit axetic, mg/l 9 18 Hàm lượng furfurol Khơng được có Khơng được có Thời gian oxy hố, phút 25 20 Màu sắc Trong suốt, khơng màu I.2. NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU Ethanol có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học hoặc sinh học.Hiện nay trên thế giới ,ethanol chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp sinh học.Trong phương pháp này người ta có thể sử dụng những nguồn sau đây: Nguyên liệu chứa tinh bột gồm có: +Các loại ngũ cốc như gạo, bắp, lúa mạch, đại mạch,… + Các loại củ như khoai tây, khoai mì,… Nguyên liệu chứa đường: bao gồm saccharose dạng tinh thể hoặc dạng dung dịch, nước mía, dịch chiết từ củ cải đường, các loại syrup glucose, maltose có nguồn gốc từ tinh bột , mật rỉ. Nguyên liệu chứa cellulose như bã mía, dăm bào, mạt cưa,… Những nguồn nguyên liệu khác: huyết thanh sữa(phụ phẩm của công nghiệp sản xuất phô mai),waste sulphite-liquor(phụ phẩm của công nghiệp sản xuất giấy)… Ở nước ta, những nguồn nguyên liệu chính được dùng để sản xuất ethanol là gạo,khoai mì và mật rỉ từ mía. Trong đồ án này giới thiệu qui trình sản xuất ethanol từ gạo. Gạo(Oryza sativa): hạt gạo gồm có 3 thành phần chính là nội nhũ (chiếm 93% trọng lượng hạt), mầm (4%) và lớp vỏ cám (3%). Hàm lượng các hợp chất hóa học trong các thành phần trên được trình bày trong bảng sau: Các hợp chất Tinh bột Protein Chất béo Chất x ơ Khoáng Các chất khác Nội nhũ 90,2 7,8 0,5 0,4 0,6 0,4 Mầm 2,4 20,2 21,6 3,5 7,9 44,4 Lớp vỏ cám 16 15,2 20,1 10,7 9,6 28,4 -Tinh bột là thành phần quan trọng nhất trong gạo để sản xuất ethanol. Hàm lượng tinh bột trong gạo càng cao thì hiệt suất thu hồi sản phẩm sẽ càng cao.Tinh bột gạo gồm có amylose (15-35%) và amylopectin (65-85%). Trong nội nhũ, tinh bột ở dạng hạt vời kích thước trung bình 3-8μm. Các hạt tinh bột gạo có cấu trúc rất chặt chẽ. Đây là lí do khiến cho nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo (61-78 o C) cao hơn so với các loại tinh bột khác. http://www.ebook.edu.vn 7 -Thành phần protein trong hạt gạo gồm: albumin 5%; globulin 10%; prolamin (oryzin) 5% và glutelin (oryzenin) 80%. Phần lớn các protein này không hòa tan được vào môi trường lên men. Chế phẩm enzyme thủy phân tinh bột: - Chế phẩm α-amylase chịu nhiệt: được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus lichemiformis hoặc Bacillus stearothermophilus. Nhiệt độ tối ưu của chúng là 90-95 o C. Khi gia nhiệt đến 105 o C, enzyme vẫn không bị vô hoạt hòan tòan. Enzyme này xúc tác thủy phân liên kết α- 1,4 glycoside ở giữa mạch phân tử tinh bột để làm giảm độ nhớt của khối cháo trong giai đoạn hồ hóa và dịch hóa tinh bột. - Chế phẩm glucoamylase: được thu nhận từ các loài thuộc giống Aspergillus. Rhizopus. Endomycopsis, Endomyces… Nhiệt độ tối ưu là 45-65 o C. Enzyme này xúc tác thủy phâân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử các mạch phân tử tinh bột để tạo sản phẩm glucose. Nước : -Nước công nghệ được sử dụng trong hai giai đoạn : thủy phâân tinh bột trong gạo và hiệu chỉnh nồng độ chất khô của mơi trường trước khi lên men. Theo Marintrenko và cộng sự (1981) thì độ cứng của nước không vượt quá 7mg đương lượng/ lít. Giống vi sinh vật : -Trên thế giới, có hai loài vi sinh vật được dùng để lên men ethanol trong sản xuất công nghiệp: nấm men Saccharomyces cereviside và vi khuẩn Zymomonas mobilis. -Ưu điểm của vi khuẩn là có thể thực hiện quá trình lên men trong môi trường có nồng độ glucose rất cao (40%). Ngoài ra, vi khuẩn có tốc độ sinh trưởng riêng, tốc độ sử dụng cơ chất và sinh tổng hợp sản phẩm cũng cao hơn so với nấm men. Ở nước ta, nấm men là vi sinh vật truyền thống được sử dụng để lên men ethanol. Hiện nay, các nhà máy ở Việt Nam vẫn đang sử dụng nấm men để sản xuất ethanol. -Theo lí thuyết, cứ 100g đường glucose được lên men thì sẽ tạo ra 51 g ethanol. Tuy nhiên,hiệu suất chuyển hóa glucose thành ethanol trong thực tế không thể vượt quá 90-95% so với giá trị lí thuyết. Các nguyên liệu phụ khác : -Các hợp chất dinh dưỡng cho nấm men : do hàm lượng các chất nitơ trong gạo rất thấp và phần lớn không hòa tan được vào môi trường lên men nên việc bổ sung thêm các hợp chất nitơ vào môi trường là rất cần thiết. Các hợp chất nitơ thường được sử dụng là muối ammonium hoặc ure. Ngoài ra ca1cv nhà sản xuất còn bổ sung phosphore và các hợp chất vi lượng(là chất chiết nấm men hoặc dòch chiết từ mầm ngũ cốc) cho nấm men để sử dụng cho quá trình lên men ethanol . -Chất chỉnh pH : thường sử dụng acid vô cơ như HCl, H 2 SO 4 , -CaCl 2 :xúc tác sử dụng trong qúa trình thủy phân tinh bột để ổn định hoạt tính của enzyme α-amylase I.3. SẢN PHẨM CỒN TINH LUYỆN Chất lượng của cồn tinh luyện được đánh giá thông qua hai nhóm chỉ tiêu: cảm quan & -Chỉ tiêu cảm quan +Trạng thái: chất lỏng trong suốt +Màu sắc: không màu +Mùi: đặc trưng của ethanol. http://www.ebook.edu.vn 8 -Chỉ tiêu hóa lí : (tiêu chuẩn của CHLB Nga) Stt Tên chỉ tiêu Đơn vị đo Mức chất lượng 1 Độ cồn %.v/v Không thấp hơn 96,5 2 Aldehyde (tính theo aldehydehyde acetic) mg/L Không lớn hơn 2 3 Rượu cao phân tử mg/L Không lớn hơn 25 4 Ester (tính theo ethyl acetate) mg/L Không lớn hơn 3 5 Acid tổng (trừ CO2) mg/L Không lớn hơn 12 6 Methanol Không phát hiện 7 Futurol Không phát hiện Cồn tinh luyện được bảo quản trong thiết bị kín bằng thép không rỉ. Thiết bị được đặt nơi thóang mát. Để hạn chế sự tổn thất rượu trong quá trình bảo quản, các nhà sản xuất thường sử dụng một dụng cụ được gọi là bẫy rượu và được lắp đặt tại đỉnh của các thiết bị chứa sản phẩm. http://www.ebook.edu.vn 9 CHƯƠNG II: CHƯNG CẤT TINH CHẾ CỒN ETYLIC II.1. KHÁI NIỆM Chưng là q trình tách hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt bằng cách đun sơi hỗn hợp,tách hơi tạo thành để ngưng tụ cơ sở của q trình chưng là dựa vào dộ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp. Chưng luyện là q trình phân tách hổn hợp lỏng xảy ra ở nhiều bậc;lặp lại q trình bay hơi và ngưng tụ riêng phần; các hỗn hợp được phân tách trên bề mặ t tiếp xúc pha. II.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT Phân loại theo áp suất làm việc - Áp suất thấp: dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hoặc có nhiệt độ sơi q cao. - Áp suất thường: hay đđược sử dụng (chưng rượu,acid,dầu mỏ,…) - Áp suất cao: khi hỗn hợp khơng hóa lỏng ở nhiệt độ thường (sản xuất O2, N2 từ khơng khí) Phân loại theo nguyên lý làm việc - Chưng cất đơn giản - Chưng bằng hơi nước trực tiếp - Chưng cất đa cấu tử Phân loại theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp - Cấp nhiệt trực tiếp - Cấp nhiệt gián tiếp Vậy đối với hệ ethanol - nước, ta nên chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp. II.3. THIẾT BỊ CHƯNG CẤT -Gồm 2 đđoạn: Đoạn cất:từ vị trí nhập liệu lên đỉnh; qui trình xảy ra nhằm làm ăng nồng độ cấu tử dễ bay hơi. Đoan chưng: từ vị trí nhập liệu xuống đáy; q trình xảy ra nhằm làm tang nồng độ cấu tử khó bay hơi. Trong sản xuất thường dùng nhiều loại thiết bò khác nhau để tiến hành chưng cất. Tuy nhiên yêu cầu cơ bản chung của các thiết bò vẫn giống nhau nghóa là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ thuộc vào mức độ phân tán của một lưu chất này vào lưu chất kia. Nếu pha khí phân tán vào pha lỏng ta có các loại tháp mâm, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp chêm, tháp phun,… Ở đây ta khảo sát 2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp chêm. - Tháp mâm: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo giống nhau, trên đó pha lỏng và pha hơi được cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đóa, ta có: - Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chóp dạng tròn, xupap, chữ s… - Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm có nhiều lỗ hay rãnh - Tháp chêm (tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều bậc nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp: http://www.ebook.edu.vn 10 Tháp chêm Tháp mâm xuyên lỗ Tháp mâm chóp Ưu điểm - Cấu tạo khá đơn giản. - Trở lực thấp. - Làm việc được với chất lỏng bẩn. - Trở lực tương đối thấp. - Hiệu suất khá cao. - Khá ổn đònh. - Hiệu suất cao. Nhược điểm - Do có hiệu ứng thành nên hiệu suất truyền khối thấp. - Độ ổn đònh thấp, khó vận hành. - Khó tăng năng suất. - Thiết bò khá nặng nề. - Không làm việc được với chất lỏng bẩn. - Kết cấu khá phức tạp. - Có trở lực lớn. - Tiêu tốn nhiều vật tư, kết cấu phức tạp. Trong báo cáo này ta sử dụng tháp mâm xuyên lỗ để chưng cất hệ ethanol - nước. THÁP ĐĨA LỖ CĨ ỐNG CHẢY TRUYỀN Ưu điểm : chế tạo đơn giản , vệ sinh dễ dàng , trở lực thấp hơn tháp chóp , ít tốn kim loại hơn tháp chóp ,sự tiếp xúc giữa 2 pha lỏng –khí là khá tốt nên có độ chuyển hóa tốt Nhược điểm :u cầu lắp đặt cao : mâm lắp phải rất phẳng , đối với những tháp có đường kính q lớn (>2.4m) ít dùng mâm xun lỗ vì khi đó chất lỏng phân phối khơng đều trên mâm;phải điều khiển tốc độ của dòng khí sao cho đĩa làm việc ở chế độ tốt nhất (nghĩa là lớp chất lỏng trên đĩa khơng còn mà chỉ còn bột linh động và xốy) II.4. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN TỪ GẠO II.4.1. Sơ đồ khối Chưng cất và tinh luyện ấ Cấy giống Nghiền Thủy phân tinh bột Chuẩn bị mơi trường Làm nguội Lên men Tách tạp chất Gao Ethanol tinh luyện Tạ p chất Nước Chế phẩm amylase Chất chỉnh pH. CaCl2 Hợp chất chứa N P, chất vi lượng Nhân i ố Nấm men 1 số chất dễ bay hơi Hèm [...]...II.4.2 Sơ đồ công nghệ http://www.ebook.edu.vn 11 II.4.3 Giải thích quy trình công nghệ II.4.3.1 Tách tạp chất: Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị Gạo có thể bị lẫn các tạp chất, đáng chú ý nhất là các tạp chất kim loại Chúng sẽ ảnh hưởng đến thiết bị nghiền Do đó việc tách kim... tinh chế, các nhà sản xuất cần tách cồn ra khỏi dịch dấm chín, đồng thời tách tiếp các tạp chất nói trên ra khỏi cồn thơ để thu được sản phẩm là cồn tinh luyện Các biến đổi của ngun liệu Trong q trình chưng cất xảy ra chủ yếu là những biến đổi hóa lý Các hợp chất dễ bay hơi trong dịch dấm chín sẽ chuyển sang trạng thái hơi, sau đó sẽ được phân tách và ngưng tụ để chuyển về dạng lỏng Ngồi ra, trong dịch... 250 mm Vậy: Khi hoạt động thì mâm ở phần chưng sẽ không bò ngập lụt ⇒ khi hoạt động đảm bảo tháp sẽ không bò ngập lụt Kết luận :Tổng trở lực thủy lực của toàn tháp hay độ giảm áp tổng cộng của toàn tháp là :(xem độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua mâm nhập liệu bằng độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua một mâm ở phần chưng ) ΔP = Nttc.ΔPmâmc + NttchΔPmâmch = 33 698,095 + 6 609,584 =26694,653 (N/m2) http://www.ebook.edu.vn... bị và thơng số cơng nghệ: Q trình lên men ethanol có thể được thực hiện theo phương pháp chu kỳ hoặc liên tục Ơû một số nước trên thế giới, người ta đã áp dụng thành cơng phương pháp lên men ethanol liên tục, sử dụng nấm men hoặc vi khuẩn cố định trên các chất mang vơ cơ hoặc hữu cơ Phương pháp này làm tăng năng suất sản xuất của nhà máy do tốc độ lên men và hiệu suất sinh tổng hợp rượu gia tăng Tại... bằng nhơm hoặc đồng thau sẽ quay xung quanh bộ phận điện từ Gạo từ phễu nạp liệu sẽ rơi xuống thùng quay.Các tạp chất từ sẽ bám vào thùng quay Gạo đã được làm sạch sẽ thốt ra ngồi II.4.3.2 Nghiền gạo Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị Việc nghiền gạo sẽ giúp cho q trình thủy phân tinh bột tiếp theo diễn ra nhanh và đạt hiệu suất cao Các biến đổi của ngun liệu Biến đổi quan trọng nhất trong q trình nghiền... = 1,955 III.4.2 Chỉ số hồi lưu thích hợp Rth http://www.ebook.edu.vn 20 1 Chỉ tiêu kinh tế-kó thuật: tổng chi phí đầu tư S1 + chi phí vận hành S2 + chi phí gián tiếp S3 là nhỏ nhất S=S1+S2+S3 Khi R tăng, số mâm sẽ giảm nhưng đường kính tháp ,thiết bò ngưng tụ ,nồi đun và công để bơm cũng tăng theo Tổng chi phí sẽ giảm dần đến cực tiểu rồi tăng đến vô cực khi hoàn lưu toàn phần ,lượng nhiệt và lượng... chỉnh pH hỗn hợp về 5,6-6,2, sau đó bổ sung chế phẩm alpha-amylase chịu nhiệt vào Thời gian phản ứng kéo dài 30 phút Cuối cùng, hạ nhiệt độ hỗn hợp trong thiết bị đường hóa về 55-600C, chỉnh pH và bổ sung chế phẩm glucoamylase vào Q trình đường hóa sẽ kết thúc khi dịch thủy phân khơng làm biến màu dung dịch I2 0,02N II.4.3.4 Làm nguội, chuẩn bị mơi trường lên men và cấy giống Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị... mối hàn: http://www.ebook.edu.vn 33 Vì sử dụng phương pháp hàn hồ quang điện, kiểu hàn giáp mối 2 phía ⇒ ϕh = 0,95 (Bảng XIII.8, trang 362, [2]) Do trên thân có khoét lỗ nên hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc được tính theo công thức : ϕ = ϕh H thân − ∑ d 20,5 − 6.0, 45 ) = 0,88 = 0,95.( 20,5 H thân (Xem tương đương 6 lỗ quan sát đường kính φ = 45(cm), chưa tính đến một số lỗ nối ống dẫn... nhiều phản ứng hóa học khác nhau như phản ứng oxy hóa các aldehyde, phản ứng Maillard giữa đường khử sót và acid amin, phản ứng ester hóa giữa rượu và acid, phản ứng phân hủy đường, phản ứng desamin hóa các acid amin… Thiết bị Hiện nay, các nhà máy sản xuất cồn thường kết hợp thực hiện đồng thời hai q trình: chưng cất và tinh luyện trên cùng một hệ thống thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục... tháp chưng cất để đi vào bộ phận ngưng tụ Dịch ngưng tụ sẽ được đưa tiếp vào tháp aldehyde ,để tách nhóm tạp chất đầu, sau đó sẽ đi vào tháp tinh luyện Cuối cùng, người ta sẽ thu được cồn tinh luyện và dầu fusel (hỗn hợp rượu cao phân tử) Phần bã hèm sẽ được lấy ra từ phía đáy tháp chưng cất ,còn nước thải sẽ được thốt ra từ đáy tháp tinh luyện http://www.ebook.edu.vn 14 CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT . THIẾT KẾ………………………………………………………….4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RƯỢU CỒN I.1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỒN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN. http://www.ebook.edu.vn 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RƯỢU CỒN I.1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỒN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN