ĐỒ ÁN THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN

THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU Trang •Hình ảnh. Hình 2.1. Cấu tạo của mạch amylose………………………………………………… 13 Hình 2.1. Cấu tạo của mạch amylopectin……………………………………………….14 Hình 2.3. Thân cây sắn và cấu tạo của thân sắn……………………………………….15 Hình 2.4. Lá sắn và cấu tạo của lá sắn………………………………………………….16 Hình 2.5. Củ sắn và cấu tạo của củ sắn…………………………………………………17 Hình 2.6. Hình ảnh nấm men Saccharomyces cerevisiae……………………………… 20 Hình 3.1. Cấu tạo của sàng rung. ……………………………………………………….23 Hình 3.2. Máy nghiền búa. …………………………………………………………… 24 Hình 3.3. Sơ đồ lên men liên tục. ………………………………………………………28 Hình 3.4. Sơ đồ ba tháp chưng gián tiếp một dòng…………………………………….30 Hình 5.1. Sàng rung.…………………………………………………………………….53 Hình 5.2. Máy nghiền búa. …………………………………………………………… 53 Hình 5.3. Cân định lượng. …………………………………………………………… 53 Hình 5.4. Nồi nấu sơ bộ. ………………………………………………………………55 Hình 5.5. Nồi nấu chín.…………………………………………………………………56 Hình 5.6. Nồi đường hóa. ………………………………………………………………57 Hình 5.7. Tank lên men.……………………………………………………………… 60 • Bảng biểu. Bảng 2.1. Bảng tổng hợp thành các chất có trong 100g tinh bột sắn……………… 18 GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 1 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Bảng 4.1. Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn.…………………………… 32 Bảng 4.2. Bảng độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu. ………………… 32 Bảng 4.3. Bảng cân bằng nhiệt lượng ứng với 100kg giấm chín. ……………………42 Bảng 4.4. Bảng tổng hợp cân bằng vật chất. …………………………………………44 Bảng 4.5. Bảng tổng hợp cân bằng nhiệt lượng. …………………………………… 52 Bảng 5.1. Các thông số kỹ thuật của các thiết bị. ……………………………………62 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT D: Đường kính của thiết bị H: Chiều cao thiết bị V: Thể tích thiết bị m: Khối lượng nguyên liệu C%: Nồng độ % các chất trong nguyên liệu Q: Nhiệt lượng C: Nhiệt rung riêng P: Áp suất T: Thời gian lên men, thời gian nấu nguyên liệu F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt k: Hệ số bốc hơi ᵠ: Độ ẩm tương đối trong không khí ᵟ : Bề dầy thiết bị η : Hiệu suất thu hồi LỜI NÓI ĐẦU Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác được phục vụ cho nhu cầu năng lượng như xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lò… Có thể nói dầu mỏ là nền tảng GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 2 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY của sự tăng trưởng và phát triển kinh tế của bất kì một quốc gia nào.Trong những năm gần đây, với sự leo thang của giá xăng dầu gây nhiều tác động tiêu cực đến nền kinh tế thế giới. Vì vậy việc tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề cấp thiết và được nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hướng đi hiệu quả là sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Ngày nay thế giới đang đứng trước nguy cơ khủng hoảng về năng lượng. Theo dự báo của các nhà khoa học trên thế giới, nguồn năng lượng hóa thạch sẽ cạn kiệt trong vòng 40 – 50 năm nữa. Để đảm bảo an ninh năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và khí nhà kính, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp, các nghiên cứu về sản xuất các nhiênliệu thay thế, trong đó có nhiên liệu sinh học đang được phát triển mạnh mẽ. Bio–ethanol hay còn gọi là cồn sinh học, một dạng nhiên liệu được sản xuất bằng con đường sinh học, chủ yếu bằng phương pháp lên men và chưng cất các loại ngũ cốc chứa tinh bột có thể chuyển hóa thành đường đơn. Ngoài ra, ethanol sinh học còn được sản xuất từ cây cỏ có chứa hợp chất từ cellulose (celluloic ethanol). Việt nam là một nước nông nghiệp nên nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong phú và đa dạng. Ở nước ta sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long. Đây là vùng sản xuất nguyên liệu lí tưởng, là tiền đề cho sự ra đời của nhà máy sản xuất ethanol từ tinh bột và cellulose (tinh bột sắn, gạo, rơm rạ…).Với những cấp thiết của việc phát triển nguồn nguyên liệu sinh học, cũng như nhu cầu sử dụng nguồn nguyên liệu sinh học hiện nay. Từ những cơ sở đó, em được giao đề tài “ Thiết kế bình phản ứng sản xuất ethanol sinh học từ tinh bột sắn, năng suất 1 tấn tinh bột/ngày”. CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ- KỸ THUẬT 1.1. Tình hình phát triển của nhiên liệu sinh học. 1.1.1. Vài nét về lịch sử sử dụng nhiên liệu ethanol sinh học. GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 3 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Trong thời gian đầu khi ethanol được sản xuất thì chủ yếu dùng trong y tế, trong mỹ phẩm, dùng làm dung môi và sau này nó được biết đến như nguồn nhiên liệu sử dụng cho động cơ đốt trong và được sử dụng phổ biến ở nhiều nước như Anh, Pháp, Mĩ, Canada, Brazil… Ethanol là cấu tử phối trộn trong xăng để làm tăng trị số octane của xăng và giúp tránh hiện tượng cháy nổ của nhiên liệu. Trước đây, để tăng chỉ số octane, người ta thường dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho hệ thần kinh trung ương, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho chúng ta thấy dùng nhóm phụ gia là hợp chất hữu cơ chứa oxy như: methanol, ethanol… Khi pha vào xăng sẽ làm tăng chỉ số octane của xăng, làm xăng cháy tốt hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm. Mặt khác, công nghệ sản xuất cũng không phức tạp, giá thành tương đối rẻ, thị trường dễ chấp nhận. Ngày nay có thể thấy ethanol sinh học hoàn toàn có khả năng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch. Ethanol được dùng 2 dạng cụ thể sau: - Ethanol được pha vào xăng với tỉ lệ nhỏ hơn 15%. Với tỉ lệ này thì không cần thay đổi hay hiệu chỉnh gì động cơ xăng. Tuổi thọ, độ bền của động cơ không hề thay đổi. - Ethanol là nhiên liệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt trong có cải tiến về mặt kỹ thuật của một số động cơ.[1] 1.1.2. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới. 1.1.2.1. Tình hình sản xuất. Hiện nay ethanol được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, đi từ các nguồn nguyên liệu khác nhau và khá là phong phú. Trong đó phải kể đến một số công nghệ sản xuất phổ biến sau. • Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp: ethanol được tổng hợp bằng phương pháp hoá học, thời gian sản xuất nhanh. • Công nghệ tổng hợp ethanol hóa dầu bằng phương pháp hydrat hóa hoặc cacbonyl hoá. - Hydrat hoá sử dụng đối với khí etylen: CH 2 =CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH - Cacbonyl hóa sử dụng đối với methanol: CH 3 OH + CO + 2H 2 → C 2 H 5 OH + H 2 O Công nghệ sản xuất ethanol sinh học: Công nghệ này dựa trên quá trình lên men các nguồn hydratcacbon có trong tự nhiên như: tinh bột gạo, ngô, sắn, nước ép quả, nước thải men bia, mùn cưa, gỗ (C 6 H 10 O 5 )n + n H 2 O → nC 6 H 12 O 6 + 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Q 1.1.2.2. Tình hình sử dụng ethanol trên thế giới. GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 4 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Hiện nay, tình hình sử dụng ethanol trên thế giới đang có nhu cầu tăng nhanh và phát triển rất mạnh mẽ, tiêu biểu ở một số quốc gia. •Ở Brazil: Sản lượng tiêu thụ ethanol đạt tới 14-15 triệu tấn/năm và đứng đầu thế giới. • Tại Mỹ: Hình thành vành đai nông nghiệp gồm nhiều ban chuyên sản xuất ngô, làm nhiêu liệu cho hơn 50 nhà máy sản xuất ethanol sinh học với sản lượng tiêu thụ 13 triệu tấn/năm. • Ở Các nước như: Canada, Mexico, Pháp, Thụy Điển, Úc, Nam Phi, Trung Quốc đều đã có từng bước phát triển công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học mạnh mẽ, chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch pha ethanol sinh học. • Tại Đông Nam Á, Thái Lan là nước đứng đầu về sản xuất và sử dụng ethanol làm nhiên liệu, khoảng 1,5-1,6 triệu tấn/năm.[2] 1.1.3. Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nước ta. Ở nước ta, công nghệ sản xuất ethanol sinh học còn rất đơn giản và lạc hậu. Ngành sản xuất ethanol sinh học mà nguồn nguyên liệu chủ yếu đi từ tinh bột (sắn, ngô, khoai…) và từ rỉ đường. Chưa có nhiều các nhà máy sản xuất ethanol đi từ các nguồn nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ, mùn cưa, cây cỏ…). Sản phẩm chủ yếu là ethanol thực phẩm (nồng độ 40% đến 45%) và cồn công nghiệp (nồng độ từ 95,57% đến 96%), một lượng nhỏ được làm khan thành ethanol tuyệt đối (nồng độ 99,5%). Ngày 09/03/2007 Petrosetco (thuộc PetroVietnam) ký kết thỏa thuận hợp tác thành lập liên doanh xây dựng nhà máy sản xuất ethanol sinh học đầu tiên tại Việt Nam với tập đoàn Itochu của Nhật Bản. Toàn bộ sản phẩm của nhà máy là cồn 99,8% sẽ cung ứng cho thị trường trong nước để pha vào xăng, phục vụ cho các hoạt động công nghiệp và giao thông vận tải. Với công suất 100 triệu lít ethanol/năm, liên doanh giữa Petrosetco & Itochu mới đáp ứng được 1/7 nhu cầu hiện tại. Trong tương lai Petrovietnam sẽ xây dựng ít nhất 6 nhà máy nữa với nguồn nguyên liệu đầu vào không chỉ là sắn lát mà còn từ mật rỉ, ngô và gạo. Có thể nói việc ra đời liên doanh giữa Petrosetco & Itochu trong dự án này là bước ngoặc quan trọng mở đường cho sự phát triển của xăng pha cồn nói riêng và nhiên liệu sinh học nói chung ở Việt Nam. Không lâu sau GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 5 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY lễ ký liên doanh giữa Petrosetco & Itochu, Việt Nam đã có thêm một nhà máy sản xuất ethanol khan nữa.[3] Ngày 12/04/2007 vừa qua, công ty Đồng Xanh hợp tác với UBNN tỉnh Quảng Nam tiến hành khởi công xây dựng nhà máy sản xuất ethanol 99,5% tại Đại Tân- Đại Lộc- Quảng Nam. Mẻ cồn đầu tiên của Công ty cổ phần Đồng Xanh (Quảng Nam) đạt 120.000 lit/ngày đã ra lò vào tháng 10/2009, góp phần đưa tổng sản lượng cồn của Việt Nam trong năm này đạt 50 triệu lit/năm. [4] Ngày 20/11/2007, Thủ Tướng Chính Phủ đã chính thức phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, trong đó đưa ra mục tiêu đến 2010 sản xuất 100.000 tấn xăng E5/năm và 50.000 tấn B5/năm, đảm bảo 0,4% nhu cầu nhiên liệu cả nước và đến năm 2025 sẽ có sản lượng hai loại sản phẩm này đủ đáp ứng 5% nhu cầu thị trường nội địa. Đề án cũng đưa ra 6 giải pháp quan trọng nhằm phát triển năng lượng sinh học và kiến lập thị trường để đưa ngành này từng bước hội nhập với thế giới. Để thực hiện chiến lược này, PetroVietNam dự kiến từ 2011 đến 2015 sẽ đưa 3 nhà máy ethanol sinh học ở Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước vào hoạt động với tổng công suất 230.000 tấn/năm và từ sản phẩm này sẽ pha thành nhiên liệu E5-E10, đáp ứng khoảng 20% tổng nhu cầu tiêu thụ xăng sinh học cả nước. Từ năm 2008 đến nay Việt Nam đã có 4 dự án sản xuất ethanol sinh học từ sắn lát hoặc rỉ đường để trộn với xăng thành gasohol Tuy nhiên giá cồn trên thị trường trong nước đã tăng từ 5000 đồng/lit năm 2001 lên 13.000 đồng/lit năm 2010, cao hơn giá bán trong khu vực. Sở dĩ có thực trạng này vì quy mô sản xuất nhỏ, công nghệ còn lạc hậu, chưa sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác rẻ hơn, chưa tận dụng các phụ phẩm để hạ giá thành sản phẩm.[5] 1.2. Lợi ích và hạn chế của việc sử dụng ethanol sinh học. 1.2.1. Lợi ích. Sử dụng ethanol làm nhiên liệu không chỉ là một biện pháp hiệu quả nhằm làm tăng chỉ số octane của xăng, thay thế cho những phụ gia khác gây ô nhiễm môi trường sinh thái, mà còn GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 6 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY đảm bảo an toàn năng lượng cho mỗi quốc gia vì đây là nguồn năng lượng có khả năng tái tạo được. • Lợi ích về kinh tế: Sản xuất ethanol làm nhiên liệu góp phần thúc đẩy nền nông nghiệp phát triển vì ethanol được sản xuất theo dây chuyền công nghệ sinh học, nguyên liệu sản xuất ethanol là tinh bột của các loại củ hạt như: sắn, khoai, ngô, lúa, gạo, trái cây… Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào trong tự nhiên, tạo ra nhiều công ăn việc làm cho nhiều lao động ở nông thôn, giải quyết được lượng lương thực cũng như các phụ phẩm nông nghiệp bị tồn đọng và đặc biệt khuyến khích được tinh thần lao động sản xuất của người dân. Ngoài ra việc sử dụng nhiên liệu sinh học nói chung cũng như ethanol nói riêng giúp cho các quốc gia chủ động trong chính sách năng lượng của mình. Nước nào càng có nhiều xăng sinh học thì càng ít phụ thuộc vào nước khác và từ đó có thể phát triển nền kinh tế của mình một cách bền vững. • Lợi ích về môi trường: Việc dùng ethanol làm nhiên liệu có tác dụng ngăn cản, giảm thiểu hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Vì vậy nó được mệnh danh là “xăng xanh” của xã hội hiện đại. Theo các tính toán cho thấy: nếu thay thế việc đốt một lít xăng bằng một lít ethanol thì sẽ giảm 40% lượng phát sinh khí CO 2 vào khí quyển, giúp môi trường được xanh, sạch hơn. Khi đốt ethanol sự cháy xảy ra hoàn toàn hơn so với khi đốt xăng. Ta thường thấy trong các động cơ xăng thường xuất hiện các bụi bẩn chính là do các hydrocacbon cháy không hết. Điều đó phải tốn thời gian lau chùi, sửa chữa động cơ. Khi pha ethanol vào xăng làm cho xăng cháy hoàn toàn giảm phát thải các khí gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, ethanol được sản xuất từ sản phẩm nông nghiệp vì vậy sẽ góp phần kích thích sự phát triển nông nghiệp, làm tăng diện tích đất trồng cây.[6] 1.2.2. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol. Hạn chế cơ bản của ethanol nhiên liệu là tính hút nước của nó. Ethanol có khả năng hút ẩm và hoà tan vô hạn trong nước. Do đó ethanol phải được lưu trữ và bảo quản trong hệ thống bồn chứa đặt biệt. GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 7 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Về hiện tượng gây ô nhiễm: Tuy làm giảm hàm lượng các chất gây ô nhiễm thoát ra ngoài môi trường như HC, CO. Nhưng trong quá trình hoạt động lại gây ra một số hợp phần khác là các andelhyt không có lợi cho môi trường. Do nhiệt trị của ethanol nói riêng (PCIethanol =26,8 MJ/kg) và các loại ancol khác nói chung đều thấp hơn so với xăng (PCIxăng =42,5 MJ/kg) nên khi dùng ethanol để pha trộn vào xăng sẽ làm giảm công suất động cơ so với khi dùng xăng. Tuy nhiên sự giảm công suất này là không đáng kể nếu ta pha với số lượng ít. Tóm lại, việc sử dụng ethanol có nhiều ưu điểm nhưng cũng có những mặt hạn chế. Tuy nhiên khi phân tích tương quan giữa các mặt lợi và hại người ta vẫn thấy mặt lợi lớn hơn, mang ý nghĩa chiến lược hơn.[7] GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 8 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1.Tổng quan về tinh bột, tinh bột sắn. 2.1.1.Tổng quan về tinh bột. 2.1.1.1.Đặc điểm của tinh bột . • Tinh bột là một polysacrit màu trắng, thường tồn tại ở trạng thái rắn, không tan trong nước ở nhiệt độ thường. Tan được trong nước nóng tạo thành dung dịch keo. Thường tập trung chủ yếu trong hạt, củ, thân cây và lá cây. • Tinh bột có công thức hóa học là: (C 6 H 10 O 5 ) n . Là một polysacarit carbohydrates chứa hỗn hợp amyloza và amylopectin. a) Amyloza. - Amyloza là polime có mạch không phân nhánh, phân tử khối khoảng 3x10 5 - 10 6 đvC. - Trong amyloza các gốc glucoza gắn với nhau bằng liên kiết 1-4. - Amyloza có mạch dài, liên kiết với nhau rất chặt chẽ nên khó bị phá vỡ và trương ra. Hình 2.1. Cấu tạo của mạch amylose b)Amylopectin. - Amylopectin cũng là polime nhưng có mạch phân nhánh, phân tử khối khoảng 5x10 4 - 10 6 đvC. - Trong amylopectin các gốc glucoza gắn với nhau bằng liên kết 1-4 và liên kết 1-6. - Amylopectin có cấu tạo mạch nhánh ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử rất yếu, do đó độ bền vững trong phân tử yếu. GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 9 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Hình 2.2. Cấu tạo của mạch amylopectin • Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành phần hóa học khác nhau. Chúng đều là các polymer carbohydrat phức tạp của glucose công thức phân tử là (C 6 H 12 O 6 ). Tinh bột được thực vật tạo ra trong tự nhiên trong các quả, củ và các loại hạt ngũ cốc. Tinh bột cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc nhất trong chế độ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài động vật khác. Ngoài sử dụng làm thực phẩm ra, tinh bột còn được dùng trong công nghiệp sản xuất giấy, rượu, băng bó xương. Tinh bột được tách ra từ hạt như lúa, ngô, lúa mì, từ rễ và củ như: sắn, khoai tây, dong là những loại tinh bột chính dùng trong công nghiệp sản xuất. 2.1.1.2.Hình dạng, kích thước hạt tinh bột. a)Hình dạng, kích thước. Tinh bột tồn tại trong cây và các loại củ dưới dạng hạt với hình dạng và kích thước khác nhau. Tùy theo loài cây và tùy theo độ trưởng thành của cây mà hình dáng và kích thước thay đổi, về hình dáng thì có thể có dạng hình cầu, hình trứng, hình nhiều góc…Kích thước của hạt tinh bột có thể từ 1-100µm. GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 10 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh [...]...THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY b) Các loại hạt tinh bột hay gặp - Hạt hình trứng hay hình thận Tinh bột khoai tây chế từ củ cây khoai tây Solanum tuberosumL, thuộc họ Cà Solanaceae Hạt tinh bột hình trứng, kích thước trung bình 50µm nhưng có hạt lớn đến 80100µm Tinh bột đậu, chế từ hạt của nhiều loại đậu -... 13 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY • Lõi sắn: Lõi sắn nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài của củ Thành phần chủ yếu là cenlulose Lõi sắn có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ, đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô • Thịt củ: Thịt củ sắn chứa nhiều tinh bột, protein và các chất khác... khi nghiền kích thước của bột sắn khoảng 1,5 mm GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 20 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY 3.2.3 Nấu 3.2.3.1 Mục đích Mục đích của quá trình nấu là nhằm phá vỡ màng tế bào dự trữ tinh bột trong nội nhũ của hạt hay trong phần thịt củ, để phân tán các mạch tinh bột tự do trong nước, tạo... SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY 3.2.4.1 Mục đích Dùng enzym amylaza chuyển hóa tinh bột phân tán trong dịch hồ hóa trong quá trình nấu thành đường lên men được, quyết định hiệu suất lên men, khâu này là khâu then chốt trong sản xuất cồn Muốn đạt hiệu quả cao trong quá trình thủy phân tinh bột thì vấn đề quan trọng... đường hóa sử dụng cho 100 lít cồn 100%V là 1,5÷2 kg GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 35 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Theo lý thuyết 100 kg tinh bột sản xuất được 72 lít cồn 100%V Nên 100kg tinh bột cần bổ sung 1,08kg H2SO4 30oBe Vậy lượng axit H2SO4 300Be bổ sung cho quá trình nấu chín là: mH 2 SO4 = Gọi Y... trúc thực vật của củ sắn, tạo điều kiện giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô, làm tăng bề mặt tiếp xúc của tinh bột với nước, giúp cho quá trình trương nở, hòa tan tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa, hồ hóa GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 19 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY 3.2.2.2 Các... tổn thất 2% 0,5% 1% 0,5% 1% 0,5% 0,5% 2% 0,5% 2% 1% 1% Bảng 4.2 Bảng độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu Nguyên liệu Sắn Độ ẩm 13% Chất khô Tinh bột 87% 73% GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 29 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY 4.1.1 Công đoạn làm sạch Khối lượng nguyên liệu đem vào làm sạch: 1000 (kg) Lượng... Thân cây sắn và cấu tạo của thân sắn GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 11 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY • Các giống sắn khác nhau thì thân sắn có màu sắc khác nhau Thông thường thân non có màu xanh hoặc có màu đỏ tía, thân càng già màu sắc thân cũng biến đổi thành màu vàng tro hay xám lục • Trên thân sắn có nhiều... cùng nhận được cồn tinh chế 3.2.6.2 Phương pháp thực hiện Tiến hành chưng cất và tinh chế theo sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 26 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY Hình 3.4 Sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng 1.Thùng chứa dấm chín 7 .Bình làm lạnh ruột gà 2 .Bình hâm dấm 8.Tháp... cồn khan (ethanol) ta phải trải qua công đoạn tách nước ra khỏi hỗn hợp GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 28 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT- NHIỆT LƯỢNG 4.1.Tính toán cân bằng vật chất • Các thông số ban đầu - Năng suất: 1 tấn tinh bột/ 1 ngày - Thành phần nguyên liệu: 100% sắn lát