thiết kế và xây dựng thêm nhà máy sản xuất rượu cồn với năng suất và chất lượng sản phẩm cao

Công nghệ cồn 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

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên: ……………………………………………………………………………… Lớp: ………………………………………………………………………………………… 1. Đầu đề thiết kế: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 2. Các số liệu ban đầu: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 3. Nội dung phần thuyết minh tính toán: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 4. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước các bản vẽ): ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 1 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. 5. Các cán bộ hướng dẫn: Phần: Họ tên cán bộ: -Công nghệ: ………………………………………………………………………… - Kinh tế: …………………………………………………………………………… - Xây dựng: ………………………………………………………………………… 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 7. Ngày hoàn thành đồ án: …………………………………………………………………………………… Ngày … tháng … năm … Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 2 Kết quả đánh giá: - Quá trình thiết kế………………. - Điểm…………………………… - Bản vẽ thiết kế…………………. Sinh viên đã hoàn thành (Và nộp đồ án cho bộ môn) Ngày … tháng … năm … (Ký tên) Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập, nghiên cứu và được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các thầy cô cùng các bạn, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày”. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Viện công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo Nguyễn Thanh Hằng, cô đã hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình em thực hiện bản đồ án này. Em cũng gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Đình Tính hướng dẫn phần xây dựng và thầy Phan Thế Vinh hướng dẫn phần kinh tế để bản đồ án của em được hoàn thiện. Bản đồ án là kết quả của sự nỗ lực học hỏi và nghiên cứu của em nhưng cũng không thể tránh khỏi có những sai sót xảy ra. Do vậy, em rất mong các thầy, các cô đóng góp ý kiến để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn và giúp em có thêm những kinh nghiệm thực tế hơn! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2009. Sinh viên thực hiện Hà thị Yến GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 3 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .3 MỤC LỤC .4 LỜI MỞ ĐẦU .12 CHƯƠNG I - LẬP LUẬN KINH TẾ 13 1.1. Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta 13 1.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn 14 1.2.1. Nguồn cung cấp nguyên liệu 15 1.2.2. Địa hình 15 1.2.3. Giao thông 15 1.2.5. Nguồn điện .16 1.2.6. Nguồn nhân lực .16 1.2.7. Thị trường tiêu thụ 16 1.2.8. Thông tin, liên lạc .16 CHƯƠNG II - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT .17 2.1. Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm .17 2.1.1. Nguyên liệu .17 c) 2.1.1.2. Thành phần cấu tạo hóa học của sắn. 17 2.1.2. Rượu etylic .19 d) .2.1.2.1. Tính chất vật lý của rượu etylic. 19 e) 2.1.2.2. Tính chất hóa học của rượu etylic. 19 f) Tác dụng với NH3: .20 f) 2.1.2.3. Tính chất sinh học. 21 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất 21 2.2.1. Nghiền nguyên liệu .23 g) 2.2.1.1. Mục đích. 23 h) .2.2.1.2. Các phương pháp nghiền. 23 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 4 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. i) 2.2.1.3. Yêu cầu bột sắn sau khi nghiền. 23 2.2.2. Hòa bột .23 j) .2.2.2.1. Mục đích. 23 k) .2.2.2.2. Tiến hành. 23 2.2.3. Công đoạn nấu 24 l) .2.2.3.1. Mục đích. 24 m) .2.2.3.2. Các phương pháp nấu. 24 n) 2.2.3.3. Chọn phương pháp nấu. 27 2.2.4. Công đoạn đường hóa .28 o) 2.2.4.1. Mục đích. 28 p) 2.2.4.2. Tác nhân đường hóa. 28 q) .2.2.4.3. Các phương pháp đường hóa. 28 r) .2.2.4.4. Chọn phương pháp đường hóa. 30 2.2.5. Công đoạn lên men .31 s) 2.2.5.1. Mục đích. 31 t) 2.2.5.2. Các phương pháp lên men. 31 u) .2.2.5.3. Chọn phương pháp lên men. 32 2.2.6. Công đoạn chưng luyện và tinh chế 34 v) 2.2.6.1. Mục đích. 34 w) .2.2.6.2. Các phương pháp chưng luyện. 34 x) 2.2.6.3. Chọn phương pháp chưng luyện. 36 y) 2.2.6.3.1. Tiến hành. 36 CHƯƠNG III - TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM .38 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 5 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. 3.1. Tính hiệu suất lý thuyết 38 3.2.Tính hiệu suất thực tế 38 3.3. Tính cân bằng cho nguyên liệu 39 3.4. Tính cân bằng sản phẩm cho công đoạn nấu và công đoạn đường hóa 40 3.4.1. Tính lượng dịch cháo sau khi nấu .40 3.4.2. Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khô hòa tan) 41 3.4.3. Tính lượng chế phẩm 43 z) 3.4.3.1. Lượng Termamyl. 43 aa) .3.4.3.2. Lượng Sansuper. 43 bb) .3.4.3.3. Tính lượng chất sát trùng Na2SiF6 43 cc) .3.4.3.4. Tính lượng men khô. 43 3.5. Tính cân bằng cho công đoạn lên men 44 3.5.1. Lượng cồn khan thu được sau khi lên men .44 3.5.2. Tính độ cồn trong giấm chín sau lên men .44 3.5.3. Tính lượng urê cần bổ sung 45 3.6. Tính cân bằng cho công đoạn chưng cất .45 3.7. Tính cân bằng cho hệ thống chưng luyện 45 3.7.1. Tính cân bằng cho tháp thô .46 dd) 3.7.1.1. Cân bằng vật chất (tính theo 100 kg giấm chín). 46 ee) 3.7.1.2. Cân bằng hơi rượu. 47 ff) 3.7.1.3. Cân bằng nhiệt lượng. 48 3.7.2. Tính cân bằng cho tháp aldehyt 49 gg) 3.7.2.1. Cân bằng hơi. 49 hh) 3.7.2.2. Cân bằng vật chất. 50 ii) .3.7.3. Cân bằng cho tháp tinh. 51 jj) 3.7.3.1. Cân bằng vật chất. 51 kk) .3.7.3.2. Cân bằng nhiệt lượng. 52 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 6 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. CHƯƠNG IV - TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .55 4.1. Chọn thiết bị cho khâu chuẩn bị nguyên liệu .55 4.1.1. Cân 55 4.1.2. Máy nghiền và thùng chứa bột nghiền 55 4.1.3. Vít tải và gầu tải 56 4.2. Chọn và tính toán cho nồi nấu (hòa bột trong nồi nấu). .56 4.2.2. Tính toán kích thước nồi .56 4.3. Chọn và tính toán cho thiết bị khâu đường hóa. .57 4.3.1. Tính chu kỳ làm việc của nồi đường hóa 57 4.3.2. Tính kích thước cho nồi đường hóa 58 4.3.3. Tính toán cho hệ thống làm lạnh 58 4.4. Tính toán cho thùng lên men. 61 4.4.1. Tính chu kỳ làm việc của thùng lên men. 61 4.4.2.Tính toán thùng lên men 62 4.4.3. Tính toán cho hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống. .62 4.5. Tính và chọn thiết bị hoạt hóa men giống 64 4.5.1. Tính kích thước thùng .65 4.5.2. Tính diện tích truyền nhiệt 65 4.6. Tính và chọn bơm. .66 4.7. Tính và chọn cho thiết bị chưng cất .67 4.7.1. Tính cho tháp thô 67 ll) 4.7.1.1. Đường kính tháp. 67 mm) .4.7.1.2. Chiều cao của tháp. 68 4.7.2. Tính cho tháp aldehyt 68 nn) 4.7.2.1. Đường kính tháp. 68 oo) .4.7.2.2. Chiều cao tháp. 68 4.7.3.Tính cho tháp tinh. 69 pp) .4.7.3.1. Đường kính tháp tinh. 69 qq) .4.7.3.2. Chiều cao tháp. 69 4.7.4. Các thiết bị phụ .69 rr) 4.7.4.1. Bình hâm giấm. 69 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 7 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. ss) 4.6.3.2. Bình ngưng tụ hồi lưu của tháp thô. 72 tt) 4.6.3.3. Bình ngưng tụ hồi lưu và bình khí khó ngưng của tháp aldehyt. 74 uu) .4.6.3.4. Bình ngưng tụ hồi lưu và bình ngưng tụ khí khó ngưng cho tháp tinh 76 vv) .4.6.3.5. Thùng làm mát cồn sản phẩm, bình làm mát cồn đầu và bình làm mát dầu fusel .78 ww) 4.6.3.6. Thùng cao vị. 81 xx)4.6.3.7. Thùng chứa cồn thực phẩm, thùng chứa cồn đầu và thùng chứa dầu fusel .81 yy) .4.6.3.8. Bình tách CO2 và bình chống phụt giấm. 81 CHƯƠNG V - TÍNH ĐIỆN, HƠI, NƯỚC 84 5.1. Tính điện 84 5.1. 1. Tính phụ tải chiếu sáng 84 zz) 5.1.1.1. Lựa chọn và tính toán chung. 84 aaa) 5.1. 1.2. Tính toán cụ thể cho từng phòng và từng phân xưởng sản xuất. 86 5.1.2. Tính phụ tải động lực. 103 5.1.3. Tính hệ số cos F và dung lượng bù. .104 bbb) 5.1.3.1. Tính hệ số cos F. 104 ccc) .5.1.3.2. Xác định dung lượng bù. 105 5.1.4. Tính lượng điện tiêu thụ hằng năm 105 ddd) 5.1.4.1. Điện thắp sáng Acs. 105 eee) 5.1.4.2. Điện động lực Ađl. 106 fff) .5.1.4.3. Điện cả nhà máy. 106 5.2. TÍNH HƠI. 106 5.2.1. Hơi dùng cho xưởng chưng luyện 107 5.2.2. Lượng hơi dùng trong phân xưởng nấu, đường hóa, và cho hệ thống xông hơi sát trùng. 107 5.2.3. Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu 107 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 8 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. ggg) 5.2.3.1. Chọn nồi. 107 hhh) 5.2.3.2.Tính nhiên liệu cho nồi hơi. 108 5.3. TÍNH NƯỚC. .108 5.3.1. Tính nước dùng cho sản xuất 109 iii) 5.3.1.1. Nước dùng cho nấu ( hòa bột và nấu). 109 jjj) .5.3.1.2. Nước dùng cho đường hóa. 109 kkk) 5.3.1.3. Nước dùng trong lên men. 110 lll) .5.3.1.4. Nước dùng cho chưng cất. 110 mmm) .5.3.1.5. Lượng nước cấp cho lò hơi 112 nnn) 5.3.1.6. Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng. 112 5.3.2. Tính nước dùng cho sinh hoạt 113 CHƯƠNG VI - TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 114 6.1. Giới thiệu sơ bộ luận chứng xây dựng nhà máy 114 6.1.1. Vị trí địa lý 114 6.1.2. Địa chất công trình .114 6.2. Thuyết minh về khu đất và bố trí tổng mặt bằng nhà máy. .116 6.2.1. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng .116 6.2.2. Tính diện tích nhà máy .117 ooo) 6.2.2.1. Khu sản xuất. 117 ppp) .b. Khu vực kho. 120 qqq)Kho cồn thành phẩm, kho rượu thành phẩm và phân xưởng rượu mùi, kho chứa vỏ chai 121 rrr) 6.2.2.2. khu vực đảm bảo năng lượng. 121 sss) a. Phân xưởng lò hơi. 121 ttt) .b. Xưởng cơ điện. 121 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 9 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày. uuu) .c. Trạm biến áp. 121 vvv) .d. Trạm xử lý nước sạch, trạm bơm và trạm xử lý nước thải. 121 www) .b. Nhà ăn và hội trường. 122 xxx) .c. Nhà để xe đạp, xe máy và bãi đỗ xe ô tô. 122 yyy) d. Phòng bảo vệ. 122 6.2.2.4. Các công trình giao thông, cây xanh và đất dự trữ 123 6.3. Thuyết minh về giải pháp kiến trúc và kết cấu xây dựng phân xưởng sản xuất và các công trình. 123 6.3.1. Khu sản xuất .123 zzz) 6.3.1.1. Phân xưởng nấu – đường hoá 123 aaaa) .6.3.1.2. Phân xưởng lên men. 124 bbbb) .6.3.1.3. Phân xưởng chưng cất. 125 6.3.2. Các công trình khác 125 cccc) .6.3.2.1. Khu hành chính. 125 6.3.3. Cách bố trí thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính .126 6.4. Kết luận 127 6.5. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản .129 6.4.1. Hệ số xây dựng .130 6.4.2. Hệ số sử dụng .130 CHƯƠNG VII - TÍNH KINH TẾ 132 7.1. Mục đích và ý nghĩa của việc tính kinh tế 132 7.2. Nội dung tính toán kinh tế 132 7.2.1. Chi phí nhân công. 132 7.2.1.1. Chi phí lao động trực tiếp 132 7.2.2. Chi phí sản xuất trong 1 năm của nhà máy .134 dddd) .7.2.2.1. Chi phí nguyên liệu sản xuất trực tiếp. 134 eeee) 7.2.2.2. Chi phí sản xuất chung của nhà máy. 136 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 10 [...]... hậu, năng suất và chất lượng sản phẩm chưa cao, chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ Ứng dụng của cồn trong các ngành công nghiệp chưa được rộng rãi, công suất của các nhà máy sản xuất còn thấp Do vậy, thiết kế và xây dựng thêm nhà máy sản xuất rượu cồn với năng suất và chất lượng sản phẩm cao hơn là hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của ngành công nghiệp rượu cồn cũng như yêu... nghệ và thiết bị để có thể sử dụng hết năng suất thiết kế của các nhà máy rượu 1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn Sau khi tìm hiểu thực trạng ngành công nghiệp rượu cồn trong nước và phân tích các vấn đề cần quan tâm của ngành, các điều kiện thuận lợi để thiết kế một nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày với nguyên liệu từ sắn, em xin chọn địa điểm xây dựng nhà máy. .. công suất sản xuất rượu cồn lớn nhất nước ta: Công ty rượu Hà Nội, công suất thiết kế 10 triệu lít/năm; Nhà máy rượu Bình Tây, công suất thiết kế 20 triệu lít/năm và 26 doanh nghiệp quốc doanh địa phương có công suất thiết kế khoảng 25.8 triệu lít/năm Tuy nhiên các nhà máy mới chỉ khai thác được 74% công suất thiết kế Ngoài ra còn có các cơ sở sản xuất tư nhân và cổ phần: Tổng công suất thiết kế của các... nâng cao năng suất cồn lên 10÷12 lít cồn / tấn tinh bột so với nấu gián đoạn - Năng suất riêng trên 1 m3 thiết bị tăng khoảng 7 lần - Tiêu hao kim loại để chế tạo thiết bị giảm khoảng 1/2 so với bán liên tục GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 25 Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày - Dễ cơ khí và tự động hóa - Năng suất cao. .. đưa vào tháp làm sạch để tách tạp chất đầu và tạp chất cuối Do vậy chất lượng cồn được nâng cao GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 35 Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày  Ngoài ra ở một số nước người ta thiết kế hệ thống chưng luyện gồm 5 hoặc 6 tháp Hệ thống có ưu điểm là tách được nhiều tạp chất và nhận được cồn có chất. .. khăn cho việc tiêu thụ sản phẩm rượu của GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 13 Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày các doanh nghiệp nhà nước Các doanh nghiệp FDI do thương hiệu sản phẩm chưa thực sự mạnh, nên chỉ huy động được 17% công suất thiết kế Trước thực trạng hiện nay của ngành công nghiệp rượu cồn Việt Nam, nổi lên... với nhiệt độ cao  Nhược điểm - Không hạn chế được lão hóa tinh bột do enzyme cho vào khi dịch bột ở 700C GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 28 Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày - Năng lượng tốn nhiều do cánh khuấy bị cản trở lớn (dịch đặc, độ nhớt cao) và thời gian dài - Khó cơ khí và tự động hóa - Năng suất thấp - Chất. .. nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày 7.2.3 Tổng giá thành sản phẩm 138 7.2.4 Vốn đầu tư cố định của nhà máy 139 ffff) 7.2.4.1 Vốn đầu tư xây dựng 139 gggg) .7.2.4.2 Vốn đầu tư thiết bị 141 7.2.5 Doanh thu, lợi nhuận và vốn đầu tư của nhà máy 142 7.2.6 Nguồn vốn của nhà máy 143 7.2.7 Điểm hòa vốn và. .. được giao nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn từ tinh bột sắn Đây là nguồn nguyên liệu có sản lượng lớn ở nước ta, đồng thời giá nguyên liệu để sản xuất ra một lít cồn từ sắn cũng tương đối thấp so với các nguồn nguyên liệu khác Đó là yếu tố thuận lợi ban đầu khi thiết kế nhà máy bởi sắn thỏa mãn yêu cầu chung sau: - Hàm lượng tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao - Vùng nguyên... Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 16 Lớp CN các sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày CHƯƠNG II - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 2.1 Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất rượu etylic là những nguyên liệu chứa đường lên men hoặc từ các polysaccharit có khả năng chuyển hóa thành đường lên men như: