Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 5000 lítngày

LờI CảM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu đợc giúp đỡ bảo tận tình thầy cô bạn, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất rợu cồn suất 5000 lít/ngày Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Viện công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm, trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thy giáo Nguyễn Duy Thnh, thy hớng dẫn em tận tình suốt trình em thực đồ án để đồ án em đợc hoàn thiện Bản đồ án kết nỗ lực học hỏi nghiên cứu em nhng tránh khỏi có sai sót xảy Do vậy, em mong thầy, cô đóng góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn thiện giúp em có thêm kinh nghiệm thực tế hơn! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2012 Sinh viên thực Nguyn Th Qu LI M U Công nghệ cồn etylic khoa học phơng pháp trình chế biến nguyên liệu chứa tinh bột, đờng, xenluloza, etylen thành sản phẩm rợu etylic hay etanol Đây ngành công nghệ đợc biết đến sớm ngày đợc quan tâm phát triển cồn có nhiều ứng dụng lĩnh vực đời sống xã hội Cồn pha với nớc thành rợu để uống, chế biến thức ăn, chế biến loại hơng hoa Trong y tế cồn đợc dùng để sát trùng, sản xuất dợc phẩm, để chữa bệnh Cồn sản phẩm hoá học cồn sử dụng trực tiếp nguyên liệu trung gian để sản xuất axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat hoá chất khác, tạo hoá chất dầu mỏ Cồn đợc dùng công nghiệp để làm chất đốt, làm dung môi hòa tan hợp chất vô hữu cơ, cao su tổng hợp Ngoài cồn tuyệt đối ( 99,5%V) đợc dùng để thay phần nhiên liệu cho động ô tô Cồn thay 20%_22% tổng lợng xăng thành "gasohol" để sử dụng ôtô phơng tiện khác dùng động xăng Đây hớng phát triển đầy triển vọng ngành công nghiệp việc sử dụng cồn thay phần cho xăng làm giảm bớt ô nhiễm môi trờng, để tiết kiệm lợng loại động Nó làm tăng số octan xăng, ngăn cản cháy kích nổ dẫn đến thay tetra etyl chì chất độc hại Cồn có nhiều ứng dụng, sản xuất cồn công việc cần thiết đợc quan tâm phát triển Nớc ta với tảng quốc gia có sản xuất nông nghiệp, sản phẩm ngũ cốc dồi dào, phong phú tạo nên đa dạng nguồn nguyên liệu chứa tinh bột cung cấp cho ngành sản xuất rợu cồn ứng dụng cồn ngành công nghiệp cha đợc rộng rãi, công suất nhà máy sản xuất thấp Do vậy, thiết kế xây dựng thêm nhà máy sản xuất rợu cồn với suất vàchất lợng sản phẩm cao hoàn toàn phù hợp với yêu cầu ngành công nghiệp rợu cồn nh yêu cầu kinh tế nớc nhà CHNG I: LP LUN KINH T 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rợu cồn nớc ta Việt Nam, nghề nấu rợu có từ lâu đời bắt đầu phát triển mạnh vào cuối kỷ thứ X Cho đến nay, có hai doanh nghiệp quốc doanh trung ơng có công suất sản xuất rợu cồn lớn nớc ta: Công ty rợu Hà Nội, công suất thiết kế 10 triệu lít/năm; Nhà máy rợu Bình Tây, công suất thiết kế 20 triệu lít/năm 26 doanh nghiệp quốc doanh địa phơng có công suất thiết kế khoảng 25.8 triệu lít/năm Tuy nhiên nhà máy khai thác đợc 74% công suất thiết kế Ngoài có sở sản xuất t nhân cổ phần: Tổng công suất thiết kế sở khoảng 4,55 triệu lít/năm Các sở phần lớn thiết bị chế tạo nớc, thờng có vốn đầu t thấp, công suất nhỏ nên thiết bị thờng chấp vá, không đồng bộ, lao động hoàn toàn thủ công, công nghệ sản xuất nớc Một số sở có đầu t thờng xuyên cho công nghệ thiết bị nên sản phẩm tơng đối tốt ổn định, phần lớn sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tợng bán hàng chủ yếu tập chung vùng nông thôn, miền núi, chất lợng sản phẩm kém, không ổn định nhng giá thành thấp, nên kinh doanh có hiệu Mặt khác, với phát triển kinh tế thị trờng, rợu dân tự nấu có chất lợng tốt đợc bung sản xuất nh ngành nghề, tạo nên làng nghề nấu rợu Tổng sản lợng rợu dân tự nấu lớn, theo báo cáo tỉnh số liệu thống kê đạt: 242,412 triệu lít/năm Trong loại rợu nấu địa phơng có truyền thống khoảng 82,412 triệu lít/năm Sản lợng rợu dân tự nấu rải rác địa phơng lại không thống kê đợc, ớc khoảng: 160 triệu lít Ngoài hàng năm ta nhập lợng lớn loại rợu ngoại để đáp ứng nhu cầu nớc Nhìn chung, ngành công nghiệp rợu cha phát triển, công nghệ, thiết bị lạc hậu, chất lợng sản phẩm cha cao, cồn nhà máy làm nói chung cha đạt TCVN-71, nhng thân TCVN-71 cồn rợu thuộc loại thấp so với nớc tiên tiến giới Chủng loại sản phẩm nghèo nàn, cha đáp ứng đợc nhu cầu tiêu dùng nớc xuất Nguyên nhân thiếu vốn để đầu t, đổi thiết bị công nghệ, nâng cao chất lợng sản phẩm Do khả cạnh tranh Trong đó, rợu nấu phơng pháp thủ công cha thể quản lý, rợu lậu, rợu giả trốn thuế cha có biện pháp khả thi để ngăn chặn, gây khó khăn cho việc tiêu thụ sản phẩm rợu doanh nghiệp nhà nớc Các doanh nghiệp FDI thơng hiệu sản phẩm cha thực mạnh, nên huy động đợc 17% công suất thiết kế Trớc thực trạng ngành công nghiệp rợu cồn Việt Nam, lên vấn đề cần quan tâm phát triển: - Cần nâng cao hiệu suất thu cồn tinh khiết (hiện hiệu suất tổng thu hồi cồn từ sắn lớn Việt Nam 85%.) - Phát triển TCVN_71 cho phù hợp với giới, để tạo thuận lợi cho pha chế, sử dụng triệt để sản phẩm ngành công nghiệp sản xuất cồn etylic: Cồn cho ngành công nghiệp, dầu furel cho ngành lợng, bã rợu cho công nghiệp - Xây dựng cải tiến công nghệ thiết bị để sử dụng hết suất thiết kế nhà máy rợu 1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rợu cồn Sau tìm hiểu thực trạng ngành công nghiệp rợu cồn nớc phân tích vấn đề cần quan tâm ngành, điều kiện thuận lợi để thiết kế nhà máy sản xuất rợu cồn suất 5000 lít/ngày với nguyên liệu từ sắn, em xin chọn địa điểm xây dựng nhà máy khu công nghiệp ỡnh Trỏm Địa điểm hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi nh sau: I.2.1 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy Theo nghị tỉnh ủy Bắc Giang phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Tỉnh tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, để thu hút nhà đầu t doanh nghiệp sản xuất kinh doanh Tỉnh lập khu công nghiệp nh Đình Trám (huyện Việt Yên), Song Khê- Nội Hoàng (Huyện Yên Dũng) Khu công nghiệp Đình Trám có tổng diện tích 101 ha, có 25 dự án đợc cấp phép đầu t với vốn đầu t đăng kí 608.500 triệu VNĐ 2,9 triệu USD diện tích đất cho thuê 50,15 Có 14 nhà đầu t triển khai thực dự án với tổng mức đầu t đạt khoảng 50 tỷ VNĐ, có doanh nghiệp vừa đầu t xây dựng vừa sản xuất, doanh thu tính từ 01- 2001 đến 3110-2004 đạt 23 tỷ VNĐ, tuyển dụng đào tạo 1027 lao động Khu công nghiệp Song Khê- Nội Hoàng: Tổng diện tích 150 ha, có 16 dự án đợc cấp phép đầu t với số vốn đầu t 192,8 tỷ VNĐ 0,35 triệu USD diện tích 32,09 Có doanh nghiệp xây dựng nhà xởng trị giá khoảng 45 tỷ VNĐ có doanh nghiệp vừa xây dựng vừa sản xuất, doanh thu từ 10-2001 đến 31-01-2004 đạt 18 tỷ VNĐ, sử dụng 214 lao động Trong hai khu công nghiệp khu công nghiệp Đình Trám khu công nghiệp lớn, có nhiều điều kiện cho sản xuất nh thuận lợi giao thông, nguồn nguyên liệu, nguồn điện, nguồn nớc Đặc biệt có u đãi giá thuê đất với 0,12 USD/m 2/năm Do em định đặt nhà máy khu công nghiệp Đình Trám huyện Việt Yên Tỉnh Bắc Giang I.2.2 Điều kiện tự nhiên xã hội Bắc Giang tỉnh có vị trí địa lý thuận lợi cho phát triển kinh tế vùng miền núi phía bắc Tỉnh đợc thành lập ngày 01/01/1997, thành lập nhng có phấn đấu lớn, tiêu biểu đa thị xã Bắc Giang lên thành phố Bắc Giang ngày 01/07/2005, thành phố Bắc Giang cách Hà Nội 55 km Tỉnh Bắc Giang tiếp giáp với nhiều tỉnh, phía bắc giáp với Lạng Sơn, phía nam giáp với Bắc Ninh, phía tây giáp với Thái Nguyên, phía đông giáp với Quảng Ninh Theo thống kê năm 2004 : Diện tích tỉnh Bắc Giang 3.822 km2; Dân Số 1.565.980 ngời; Mật độ dân số 409 ngời/km2 Thu nhập bình quân 3.924.000 đồng/ngời/năm Bình quân lơng thực 381,6 kg /ngời/năm, GDP tăng 9%/năm, công nghiệp tăng 21,1%/năm, dịch vụ tăng 7,6%/năm, tỷ lệ tăng dân số 1,2% Nhiệt độ trung bình 24 0C, lợng ma trung bình 1485,6 mm Bắc Giang vốn mảnh đất có lịch sử lâu đời, giàu truyền thống văn hóa, ngời giàu truyền thống yêu nớc, cần cù, chăm chỉ, sáng tạo yêu lao động, đội ngũ lao động dồi dào, đặc điểm mạnh tỉnh Bắc Giang Nh thuận lợi sử dụng nguồn nhân lực chỗ để sản xuất I.2.3 giao thông vận tải Trên địa bàn tỉnh có ba tuyến quốc lộ quan trọng chạy qua, quốc lộ 1A, 1B (đờng cao tốc), quốc lộ 13A Quốc lộ 1A 1B chạy từ hớng Hà Nội Bắc Giang - Lạng Sơn Khu công nghiệp Đình Trám nằm tiếp xúc với quốc lộ 1B, gần quốc lộ 1A thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đến đa sản phẩm tiêu thụ Quốc lộ 13A nối huyện tỉnh với nối Bắc Giang - Lạng Sơn Ngoài Bắc Giang có tuyến đờng sắt Hà Nội-Lạng Sơn chạy qua thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu Về đờng thủy, địa bàn tỉnh có ba sông lớn thuộc hệ thống sông Thái Bình Sông Cầu, Sông Thơng Sông Lục Nam, thuận lợi cho việc giao lu trao đổi hàng hóa đờng sông Đặc biệt việc chở nhiên liệu đốt nh than, dầu đốt từ Quảng Ninh, Hải Phòng khu sản xuất Tóm lại Bắc Giang có hệ thống giao thông thuận lợi cho việc giao l u kinh tế, xã hội, trao đổi hàng hóa với tỉnh khác Hà Nội I.2.4 Nguồn nguyên, nhiên liệu Để nhà máy vào vận hành đợc cần phải nhập nguyên liệu từ nơi khác, cụ thể Malt đại mạch đợc nhập từ công ty Đờng - Malt Từ Sơn - Bắc Ninh, cách nhà máy 20 km, theo hớng quốc lộ 1B Hà Nội Còn nguyên liệu thay nhà máy nhập gạo tẻ từ Thái Bình tỉnh lân cận Nhiên liệu để cung cấp cho lò phổ biến than dầu Với nguyên liệu than có u điểm rẻ tiền, nhiệt lợng lớn, vận chuyển dễ dàng, nhng gây bụi, ô nhiễm môi trờng tiêu thụ với lợng lớn Còn dầu đốt có nhiệt lợng lớn, nhng đắt tiền em chọn nguyên liệu đốt than để sản xuất Than đợc vận chuyển từ Qảng Ninh theo đờng sông lên cảng Sông Thơng đa nhà máy, chở xe chuyên dụng theo quốc lộ 5, qua quốc lộ 1A 1B nhà máy, theo đờng chiều dài quãng đờng khoảng 140 km I.2.5 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia địa bàn tỉnh Hiện địa bàn tỉnh có nhà máy sản xuất bia công ty cổ phần bia HABADA với sản lợng 2005 triệulít/năm, tiêu thụ khắp huyện tỉnh Ngoài địa bàn tỉnh co số sản phẩm bia công ty khác nh công ty bia NADA (Nam Định) khoảng 10% thị phần, công ty bia Việt Hà (Hà Nội), nhiều xởng sản xuất nhỏ khắp huyện tỉnh chiếm thị phần lớn, xởng có đặc điểm sản xuất theo nhu cầu thị trờng, chủ yếu sản xuất vào mùa hè, sản xuất loại bia bia hơi, sản lợng năm sở cha thống kê xác đợc Về giá cả, địa bàn tỉnh giá bia từ 3.000 8.000đ/lít, bia chai từ 5.000 25.000đ/lít, bia lon từ 15.000 30.000đ/lít I.2.6 Chọn suất Bắc Giang mảnh đất giàu tiềm để phát triển công nghiệp Hệ thống giao thông thuận lợi xả đờng sông, đờng đờng sắt Tuy Bắc Giang có đến 70% miền núi, đời sống nhân dân mức thấp, thu nhập bình quân đầu ngời cha đợc cao Do thành lập nhà máy sản xuất bia ta phải xác định thị trờng tiêu thụ không địa bàn tỉnh mà phải xâm nhập vào tỉnh phụ cận nh Thái Nguyên, Bắc Ninh, Hải Dơng số tỉnh khu vực miền núi phía bắc Trong vòng hai năm dân số Bắc Giang khoảng 1,8 triệu ngời, ta xác định thị trờng tỉnh khoảng 1.8 triệu ngời, bình quân tiêu thụ 15 lít/ngời/năm Vậy lợng bia tiêu thụ khoảng 27 triệulít/năm Sản lợng công ty HABADA công ty khác 12 triệulít/năm, thiếu 15 triệulít/năm Do em chọn suất ban đầu 15 triệulít/năm, sau tăng 15 triệulít/năm tùy thuộc vào mùa tiêu thụ mức tiêu thụ thực tế 1.2.7 Thị trờng tiêu thụ Nhu cầu cồn rợu lớn, mà khu vực lại có nhiều nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu cồn: chế biến thực phẩm, chế biến gỗ, y tếMặt khác địa điểm nằm trục đờng quốc lộ 1A, cửa ngõ giao thông Bắc Nam, nên thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm đến vùng miền khác toàn quốc 1.2.8 Thông tin, liên lạc Hệ thống thông tin liên lạc sử dụng mạng thị xã, tổng đài đặt trung tâm điều hành khu công nghiệp Hơn nữa, khu công nghiệp lại nằm trục đờng quốc lộ 1A, trục giao thông toàn quốc nên thuận tiện thông tin giao dịch, liên lạc nớc CHƯƠNG II - CHọN Và THUYếT MINH DÂY CHUYềN SảN XUấT 2.1 Tổng quan nguyên liệu sản phẩm 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất rợu etylic nguyên liệu chứa đờng lên men từ polysaccharit có khả chuyển hóa thành đờng lên men nh: gạo, ngô, khoai, sắn, rỉ đờng Trong đồ án tốt nghiệp, em đợc giao nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất rợu cồn từ tinh bột sắn Đây nguồn nguyên liệu có sản lợng lớn nớc ta, đồng thời giá nguyên liệu để sản xuất lít cồn từ sắn tơng đối thấp so với nguồn nguyên liệu khác Đó yếu tố thuận lợi ban đầu thiết kế nhà máy sắn thỏa mãn yêu cầu chung sau: - Hàm lợng tinh bột cao, có khả đem lại hiệu kinh tế cao - Vùng nguyên liệu tập trung đủ thỏa mãn nhu cầu sản xuất 2.1.1.2 Thành phần cấu tạo hóa học sắn Củ sắn gồm thành phần chính: vỏ, thịt củ, lõi sắn, có cuống rễ củ - Vỏ gồm: vỏ gỗ, vỏ cùi Vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu xenluloza, có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác dụng bên ngoài, đồng thời hạn chế nớc củ Bản thân vỏ củ cứng nhng liên kết không bền với củ nên dễ thu hoạch vận chuyển Vỏ cùi dày khoảng 1#3 mm chiếm 8#15% khối lợng củ Vỏ cùi gồm lớp tế bào mô cứng phủ ngoài, thành phần chủ yếu lớp xenluloza, hầu nh không chứa tinh bột chứa nhiều dịch bào (mủ sắn) Trong thành phần dịch bào có chứa polyphenol, lớp tế bào mô mềm, lớp dịch bào có tinh bột (khoảng 5%), polyphenol, enzyme lilamarin có tác dụng bảo vệ củ phát triển bình thờng trớc thu hoạch nhng đào bới củ khỏi đất chúng gây trở ngại cho bảo quản chế biến - Thịt củ: Chứa nhiều tinh bột, protein chất dầu Đây phần dự trữ chủ yếu chất dinh dỡng củ Các chất polyphenol, độc tố enzyme chứa thịt củ không nhiều 10#15% so với chúng chứa củ nhng gây trở ngại nh làm biến màu, sắn dễ bị chảy mủ khó thoát nớc sấy phơi khô - Lõi sắn: Nằm trung tâm củ, dọc suốt chiều dài Thành phần lõi sắn chủ yếu xenluloza, có chức dẫn nớc chất dinh dỡng củ đồng thời giúp thoát nớc sấy phơi khô Thành phần củ sắn tơi dao động lớn bao gồm: Tinh bột: 203 - 4% Protein: 0.8 - 1.2 % Chất béo: 0.3 - 0.4 % Chất tro: 0.54% Polyphenol: 0.1 - 0.3 % Nớc: 60 - 74.2 % Xenluloza: 1-3 % Ngoài chất kể sắn chứa lợng vitamin độc tố Vitamin sắn thuộc nhóm B, B1, B2 loại chiếm 0.03 mg %, B6 0.006 mg% Các vitamin bị phần chế biến sản xuất rợu Còn độc tố bị loại bỏ bã rợu Sắn dùng sản xuất rợu chủ yếu sắn lát khô Yêu cầu sắn khô đợc chọn làm nguyên liệu (tính theo phần trăm trung bình): - Sắn trắng thơm, mùi mốc - Hàm lợng tinh bột đạt 63% - Độ ẩm: 14% - Gluxit lên men: 67.6% - Protit: 1.75% - Chất tro: 1.79% - Chất béo: 0.87% 4.4.3 Tính toán cho hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống # Lợng nhiệt cần làm mát lúc nhiều Q= G.S.146,6 100 Trong đó: - G = 91553.27kg: - S = %: Lợng dịch thùng Sự giảm nồng độ lúc lớn - 146.6 kcal/kg: Nhiệt lợng tỏa lên men kg đờng đơn Thay số vào có Q = 91553.27 146.6 100 = 140928 Kcal Lợng nớc cần làm mát t = 28 - 22 = 60C Mặt khác ta có: Q = Gn.Cnt - Gn: Lợng nớc cần để làm mát thùng lên men - Cn: Nhiệt dung riêng nớc Gn = Q 140928 = = 23488kg Cn t 1.6 # Tính diện tích thiết bị ống lồng ống Mặt khác: Q = Kx F ## t Kcal Trong trình lên men nhiệt độ lên men từ 30 0C tăng cao lên đến 37#400C trung bình 380C nhiệt độ nớc làm mát tăng từ 220C lên 280C Do thiết bị ống lồng ống trao đổi nhiệt ngợc chiều nên ta tính theo công thức (***): tmin = 30 22 = 8oC 10 = 8,96 o t = ln 10 C W1 = 0.5 m/s: vận tốc nớc làm mát ống làm lạnh W2 = 0.8 m/s: vận tốc dịch lên men bên ống làm lạnh Thay vào ta tính đợc: 200 K= 1 + + 1 + = 575 kcal/m2.độ Thay vào công thức tính diện tích truyền nhiệt: F= Q 140928 = = 27,35m K t 575.8,96 Do bám cặn hệ số truyền nhiệt giảm 0.85 nên bề mặt truyền nhiệt phải tăng lên để bù vào Vậy Ft = F 27,35 = = 32,18m 0,85 0,85 Chọn ống dẫn đồng có: Đờng kính dt = 200 mm Đờng kính d = 204 mm Đờng kính trung bình ống là: dtb = 202 mm Ta tính đợc chiều dài ống truyền nhiệt theo công thức: L= F 32,18 = = 50, 73m dtb 3,14.202.10 4.5 Tính chọn thiết bị hoạt hóa men giống Lợng dịch đờng hoạt hóa men giống 10% cho thùng lên men Vdịch = 10% X 84225.67= 8422.567 lít = 8.4 m3 Chọn hệ số chứa đầy thùng 0.8, thể tích thực thùng hoạt hóa là: Vt = 8, = 10,5m3 0,8 Vì ca sản xuất đổ đầy đợc thùng lên men nên cần thùng hoạt hóa men giống, mà chu kỳ hoạt động thùng giờ.Vì em chọn thùng hoạt hóa men giống Thùng làm thép không gỉ, dày mm, thân hình trụ, đáy đỉnh hình chóp Trên đỉnh có cửa cho dịch đờng cửa vệ sinh, cửa quan sát Đáy có phận truyền động cánh khuấy, ống thoát dịch van vệ sinh 4.5.1 Tính kích thớc thùng Tính theo công thức (*) chọn: H = 1.2 h = 0.15D Ta có công thức tính D: D= 40.Vt 40.10,5 =3 = 2, 2m 13 13.3,14 Vậy: H = 1.2 x 2.2= 2.64 h = 0.15 x 2.2= 0.33 m Chọn chiều cao động cánh khuấy = 0.3 m, chiều cao ống dẫn dịch 0.2 m Tổng chiều cao thùng hoạt hóa men giống: Ht = H + h + h1 + h2 = 2.64 + 0.33 + 0.2 +0.3 =3.47 m 4.5.2 Tính diện tích truyền nhiệt Theo kinh nghiệm chế tạo sử dụng thùng hoạt hóa men giống thì: Cứ 1m dịch cần 0.6 m2 diện tích truyền nhiệt (làm mát) 8.4 m3 dịch cần 0.6 x 8.4 = 5.04 m2 Do bám cặn hệ số truyền nhiệt giảm 0.85 nên bề mặt truyền nhiệt phải tăng lên để bù vào Ft = 5, 04 = 6m 0,85 Chọn ống truyền nhiệt giống với ống truyền nhiệt thùng hoạt hóa - dtr = 20 mm - dng=24mm - dtb = 22 mm chiều dài ống truyền nhiệt là: L= F = = 86,85m d tb 3,14.2.103 Bố trí hệ thống ống tơng tự nh nồi đờng hóa nhng có vòng - Vòng nằm cách vỏ 0.25 m đờng kính vòng d1 = D - x 0.5 = 2.3 x - 0.5= 1.82 m Chọn bớc xoắn h = 0.1 m chiều dài vòng xoắn lớp là: l1 = ( d1 ) + h2 = ( 3,14.1,82 ) + 0,12 = 5,17 m - Vòng cách vòng 0.25 m Đờng kính vòng d2 = D - x (0.25) = 2.3 x - = 1.32 m l2 = ( d ) + h2 = ( 3,14.1,32 ) + 0,12 = 4,15 m Tổng chiều dài vòng ống là: T = l1 + l2 = 5,17 + 4,15 = 9.32 m Vậy số tầng ống thùng là: n= L 86,85 = =9 T 9,32 4.6 Tính chọn bơm Trong phân xởng nấu, đờng hóa lên men cần bơm vị trí sau: Bơm dịch đờng từ nồi đờng hóa sang thùng lên men thùng hoạt hóa men giống - Lợng dịch cần chuyển sang thùng lên men (chuyển 90% dịch bột nồi đờng hóa sang thùng lên men): 39796.65 lít thời gian 15 phút - Chọn bơm làm việc Vậy cần chọn bơm có suất tối thiểu: Q = 39796, 65 60 = 79, 6m3 / h 2.15.10 Do lựa chọn bơm có suất 80 m3/h Bơm sử dụng để chuyển 10% dịch đờng sang thùng hoạt hóa men giống Do đặc tính dịch đờng có độ nhớt cao nhiều váng nên em lựa chọn loại bơm ly tâm v Bơm giấm chín từ thùng lên men sang hệ thống chng luyện, bơm cho hệ thống làm lạnh, bơm nớc lạnh cho hệ thống làm lạnh, bơm đảo trộn tuần hoàn cho hệ thống chng cất em chọn bơm ly tâm có công suất 50 m3/h 4.7 Tính chọn cho thiết bị chng cất 4.7.1 Tính cho tháp thô 4.7.1.1 Đờng kính tháp Đờng kính tháp thô đợc tính theo công thức sau: D1 = 4V Trong đó: V: Thể tích bốc lên chng cất tháp thô ù: Tốc độ vào tháp Chọn ù = 0.5 m/s Mặt khác ta có: V= G.Vi 3600 Vi: Thể tích riêng hỗn hợp rợu nớc áp suất 1.1 atm có nồng độ 37.456 % KL Tra bảng phụ lục V nội suy ta có Vi = 1.175 m3/kg G: lợng từ tháp thô bốc lên 1h G = 1956.825 kg/h 1956,825.1,175 = 0, 64m3 / s 3600 4.0, 64 = 1, 27 D= 3,14.0,5 V= L y tròn 1.3 m (vì thực tế ta thờng sử dụng đờng kính tháp lớn so với tính toán để đảm bảo suất hệ thống chng luyện) 4.7.1.2 Chiều cao tháp Theo kinh nghiệm ta chọn thông số cho tháp thô loại mâm chóp là: - Khoảng cách đĩa: h = 350 mm - Số đĩa là: n = 26 - Chiều cao khoảng trống đỉnh tháp: h1 = 600 - Chiều cao khoảng trống đáy tháp: h2 = 950 - Chiều cao tổng tháp là: H1 = h(n-1) + h1 + h2 H1 = 10300 mm 4.7.2 Tính cho tháp aldehyt 4.7.2.1 Đờng kính tháp Theo kinh nghiệm với suất 5000 lít/ngày em chọn đờng kính tháp aldehyt D2 = 250 mm 4.7.2.2 Chiều cao tháp - Khoảng cách đĩa: h = 170 mm - Số đĩa là: n = 46 - Chiều cao khoảng trống đỉnh tháp: h1 = 450 - Chiều cao khoảng trống đáy tháp: h2 = 700 Chiều cao tổng tháp là: H2 = h(n-1) + h1 + h2 H2 = 8800 mm 4.7.3.Tính cho tháp tinh 4.7.3.1 Đờng kính tháp tinh Theo kinh nghiệm với suất 5000 lít/ngày em chọn đờng kính tháp tinh D3 = 325 mm 4.7.3.2 Chiều cao tháp - Khoảng cách đĩa: h = 160 mm - Số đĩa là: n = 80 - Chiều cao khoảng trống đỉnh tháp: h1 = 600 - Chiều cao khoảng trống đáy tháp: h2 = 1000 - Chiều cao tổng tháp là: H3 = h(n-1) + h1 + h2 H3 = 14240 mm 4.7.4 Các thiết bị phụ 4.7.4.1 Bình hâm giấm Các thông số: - Nhiệt độ ban đầu giấm vào bình hâm giấm là: t1 = 250 C - Nhiệt độ giấm đợc hâm nóng lên sau qua bình hâm giấm: t2 = 700C - Nhiệt độ ngng tụ rợu nồng độ 37.456% KL 93.20C Diện tích truyền nhiệt: F= Q K ttb Trong đó: Q: Nhiệt lợng cần thiết để đun nóng giấm từ nhiệt độ 250 C đến 700C k: Hệ số truyền nhiệt #ttb : Hiệu số nhiệt độ trung bình Tính Q Q đợc tính theo công thức sau: Q = GC(t2 - t1) Trong đó: - G = 10778.75 kg/h: Lợng giấm cần gia nhiệt 1h - C = 0.95 Kcal/Kgđộ: Nhiệt dung riêng giấm chín Q = 10778.75 x 0.95 x (70 - 25) = 460791.56 Kcal/h v Tính k: k = B Ta có công thức thực nghiệm: k = B ù - B = 700 w/m2độ: Hệ số truyền nhiệt riêng ống đồng - = 0.4 m/s: Tốc độ chất lỏng chảy ống Nhng thực tế trình làm việc có lắng cặn nên hệ số truyền nhiệt giảm nửa hệ số truyền nhiệt thực tế là: # k = B = 0, 42 = 380.02 Kcal/m2độ kH = 380, 02 = 190 kcal/m2độ # Tính ttb - Nhiệt độ ngng tụ 93.350C - tmax = 93.2 25 = 63.20C - tmin = 93.2 70 = 23.2 0C tmax 63, = = 2, 71 > tmin 23, tmax tmin 63, 23, = = 41,9o C 63, ln tmax ln 23, tmin Vậy diện tích truyền nhiệt thiết bị là: (Thay vào công thức (****)) F= 460791,56 = 57,88m2 190.41,9 Chọn ống truyền nhiệt có thông số sau: - dt = 50 mm - Chiều dày ống: mm # Đờng kính ống: dn = 50 + x = 54 mm # Đờng kính trung bình ống là: dtb = 54 + 50 = 52m # Tổng chiều dài ống truyền nhiệt là: L = F 57,88 = = 354, 48 m dtb 3,14.52.103 Bố trí ống truyền nhiệt theo hình lục lăng, số ống xếp đờng chéo là: b = 13 ống Số ống xếp tiết diện bình hâm giấm là: n= 3 b 1) + = ( 132 1) + = 127 ống ( 4 Vậy chiều dài ống là: l = L 354, 48 = = 2, 79 n 127 v Đờng kính thiết bị bình hâm giấm: D = t(b - 1) + 2C Trong đó: t: Khoảng cách tâm hai ống liền hình lục lăng c: Khoảng cách từ tâm ống đến thành thiết bị Chọn: t = 2dn = x 54 = 108 mm 2C = 54 # D = 108 (13 - 1) + 54 = 1350 mm # Chiều dài bình hâm giấm: Lb = l + x d0 = 2.79 + x 0.25 = 3.29 m d0: khoảng cách từ ống truyện nhiệt đến đầu thiết bị Vậy chọn bình hâm giấm có thông số sau: - F = 57.88 m2 - D = 1350 mm - L = 3290 mm Bảng thống kê thiết bị STT 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Các thiết bị Cân Máy nghiền Vít tải Gầu tải Nồi nấu Nồi đờng hoa Bơm Thùng hoạt hóa lên men giống Thùng lên men Bộ phận làm mát tuần hoàn ống lồng ống Thùng cao vị Bình hàm giấm Bình tách CO2 Tháp thô Bình chống gụt giấm Bình ngng tụ hồi lu tháp thô Tháp andehyt Bình ngng tụ hồi lu tháp andehyt Bình ngng tụ khí khó ngng tháp andehyt Tháp tinh Bình ngng tụ hồi lu tháp tinh Bình ngng tụ khí khô ngng tháp tinh Bình làm mát dầu Bình làm mát dầu cồn Thùng chứa cồn dầu Thùng chứa dầu fuset Bình làm mát cần TP Thùng chứa cồn TP Thùng chứa bột nghiền Số lợng 1 2 10 1 1 2 1 1 2 2 Đặc tính kỹ thuật 1000Kg, 1500 x 1200 Q = 2000Kg/h, 1100 x 900 Q = 2000Kg/h Q = 2000Kg/h V = 27,26m3, D = 3200, H = 4220 V = 32,82m3, D = 4100, H = 3620 Q = 80m3/h, Q = 40m3 V = 10,5m3; D = 4700; H = 6840 V = 105,3m3; D = 4700; H = 6840 25000 x 2500 x 2500 F = 57,88m3, D = 1350, L = 3290 D = 300, H = 600 D = 1300, h = 350, n = 26, H = 10300 D = 300, H = 600 F = 8,9m2, D = 630, L = 189 D = 1000, h = 170, n = 46, H = 8800 F = 8,9m2, D = 630, L = 1890 F = 2,22m2, D = 800, L = 1940 D = 1200, h = 160, n = 80, H = 14240 F = 32,25m2, D = 1144, L = 3760 F = 2,22m2, D = 800, L = 1000 F = 1,2m2, D = 300, L = 1000 F = 1,2m2, D = 300, L = 1000 D = 400, H = 800 D = 400, H = 800 F = 3,62m2, D = 900, L = 2780 D = 1500, H = 2000 D = 1800, H = 2000 CHƯƠNG V: AN TOàN LAO ĐộNG - Vệ SINH CÔNG NGHIệP - PHòNG CHốNG CHáY Nổ Trong nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất cồn nói riêng trình sản xuất thải lợng nớc thải lớn Nếu biện pháp vệ sinh tốt ảnh hởng tới môi trờng, sức khỏe ngời chất lợng sản phẩm Do công tác vệ sinh xí nghiệp phải đợc đặc biệt quan tâm Mặt khác, trình sản xuất có nhiều công đoạn, công đoạn liên quan trực tiếp gián tiếp đến ngời lao động nhà máy nh dân c xung quanh nhà máy Do vấn đề an toàn sản xuất phải đợc coi trọng, an toàn điện, máy móc thiết bị Cồn sản phẩm rễ cháy nên việc phòng chống cháy nổ phân xởng chng cất nhà máy sản xuất cồn phải đợc đặc biệt ý 5.1 An toàn lao động Nhà máy sản xuất cồn có phận liên kết với chặt chẽ Để đảm bảo sản xuất đợc liên tục, ổn định, công nhân cần nắm vững quy trình công nghệ, thao tác vận hành thiết bị cách thành thạo, đồng thời phải nghiêm chỉnh chấp hành nội quy, quy định an toàn lao động 5.1.1 An toàn máy móc Mọi thiết bị phải có bảng nội quy vận hành nơi làm việc Tại cửa ngập nguyên liệu số máy nh máy bơm phải đợc đặt lới để ngăn không cho tạp chất lớn, rơm rác rơi vào gây tắc đờng ống Các đờng ống dẫn cần đợc lắp phận cách nhiệt, tháp chng cất cần đợc cách nhiệt, nồi có van an toàn van áp kế Các ống khói lò đốt máy nghiền phải có phận thu bụi Các tủ điện, cầu dao phải có đủ phơng tiện vận hành cho công nhân, thiết bị điện phải có dây tiếp đất 5.1.2 An toàn cho ngời lao động Nhà máy phải thờng xuyên tổ chức cho công nhân cán tham gia lớp học tập an toàn lao động Đồng thời thờng xuyên tổng kết đúc rút kinh nghiệm từ tai nạn lao động xảy đề biện pháp khắc phục Các phận máy móc thiết bị nh: Dây curoa, động bắt buộc phải có phận che chắn Công nhân vận hành phải mặc bảo hộ lao động, đặc biệt công nhân điện phải đợc trang bị thêm phơng tiện bảo hộ chuyên dụng khác nh: Găng tay cao su, ủng Nơi làm việc công nhân phải bố trí cho thuận tiện việc lại để dễ thao tác vận hành khoảng cách thiết bị thiết bị với tờng phải thiết kế cho hợp lý Các cửa vào phải bố trí hợp lý, đảm bảo quy định để dễ giải gặp cố 5.2 Vệ sinh công nghiệp Trong nhà máy thực phẩm, đặc biệt nhà máy sản xuất cồn dùng lợng nớc lớn Chất lợng nớc nhân tố ảnh hởng trực tiếp tới chất lợng sản phẩm thiết bị Nớc sử dụng cho nồi yêu cầu phải có độ cứng