BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY BIOETHANOL DUNG QUẤT

1.Giới thiệu công ty:Tên đăng ký: Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí MiềnTrung.Tên viết tắt: BSRBF.Vốn điều lệ: 45.000.000.000 VNĐ (92008)Địa chỉ: Khu Công nghiệp phía Đông, Khu Kinh tế Dung Quất, xã Bình Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.Người đại diện: Ông Đặng Vĩnh NghiChức vụ: Chủ tịch HĐQTĐiện thoại: 055 3614 666Website : www.pcb.com.vnChủ đầu tư của dự án là Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí Miền Trung (BSRBF), được hình thành dưới sự góp vốn của Tổng Công ty Lọc Hóa dầu Bình Sơn (BSR) 61%, Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV OIL) 25%, Tổng Công ty Dịch vụ Tổng hợp Dầu khí (Petrosetco) 14%. Nhà máy sử dụng công nghệ của Allied Process Technologies Inc (APTI) (trước đây là công ty DeltaT). Nhà máy được khởi công xây dựng từ tháng 102009, chính thức đi vào sản xuất từ tháng 022012. Nhà thầu chịu trách nhiệm xây dựng chính là liên doanh nhà thầu PTSC Quảng Ngãi và công ty Alfa Laval Ấn Độ (ALIL).Công suất thiết kế: 100 triệu lít nămDiện tích mặt bằng xây dựng: 24,62 haNguyên liệu: sắn lát

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1 Tổng quan về nhiên liệu sinh học.

1.1. Định nghĩa về nhiên liệu sinh học.

Nhiên liệu sinh học (Biofuels) là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp

chất có nguồn gốc động thực vật:

• Chế xuất từ chất béo động thực vật (mỡ động vât, dầu dừa, …)

• Chế xuất từ ngũ cốc ( lúa mì, ngô, đậu tương, …)

• Chế xuất từ chất thải nông nghiệp (rơm, phân động vật, …)

• Chế xuất từ sản phẩm thải công nghiệp, thủ công nghiệp (mùn cưa, gỗthải)

1.2. Phân loại nhiên liệu sinh học.

1.2.1 Nhiên liệu lỏng

Xăng sinh học trong tiếng anh còn gọi là gasohol hoặc Bio-gasoiline để phânbiệt với gasoiline thông thường đi từ nguồn nguyên liệu hóa thạch Được tạo rabằng cách phối trộn xăng thông thường với cồn ethanol khan theo 1 tỉ lệ nhất định.Bio-diesel là ete của acid béo với rượu no đơn chức (FAME) Được sử dụng

để thay thế diesel đi từ nguồn dầu khoáng Hiện nay Bio-diesel được sản xuất từnhiều nguồn khác nhau như mỡ cá, dầu thực vật,…

1.2.2 Nhiên liệu khí

Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí methane (CH4) và một số khí khácphát sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ trong môi trường yếm khí Thành phầnchính của Biogas là CH4 (50-60%) và CO2 (>30%) còn lại là các chất khác như hơinước N2, O2, H2S, CO, … được thuỷ phân trong môi trường yếm khí, xúc tác nhờnhiệt độ từ 20-40ºC, do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốttrong

1.2.3 Nhiên liệu rắn

Một số loại nhiên liệu sinh học rắn mà các nước đang phát triển sử dụng hàngngày trong công việc nấu nướng hay sưởi ấm là gỗ, và các loại phân thú khô.

Trong giới hạn của bài cáo cáo thực tập em xin đi vào điểm chính là nhiên liệusinh học lỏng

1.2.4. Ưu điểm của nhiên liệu sinh học

Thành phần của chúng giàu oxy cho nên làm cho sự đốt cháy nhiên liệu tốthơn, giảm phát thải một số chất khí gây ô nhiểm và với những chế phẩm từ dầuthực vật còn làm tốt khả năng bôi trơn của nhiên liệu cho động cơ Trong cáctrường hợp này người ta gọi là nhiên liệu kép (cocarburants) hay nhiên liệu phụ gia(additifs) tuỳ theo lượng pha vào nhiên liệu chính

Với các nhà làm chiến lược kinh tế, thì dùng nhiên liệu sinh học mang lại sựđộc lập và chủ động về nguồn nhiên liệu nhờ thay thế nó cho nhiên liệu hoá thạch

- Phát triển nhiên liệu sẽ tạo thêm việc làm cho thị trường lao động

- Cân bằng khí nhà kính, nhất là khí CO2 : sẽ dương

Hiện nay chúng ta đang sử dụng những loại nhiên liệu sinh họcmethanol,ethanol, ETBE vvv Và thêm 1 loại nhiên liệu mới được các nhà nghiêncứu tin tưởng rằng nó thật sự sẽ trở thành nguồn năng lượng thay thế thiết thực chothế giới, đó chính là butanol

2 Giới thiệu chung về Ethanol và cơ chế phụ gia của Ethanol.

2.1 Giới thiệu về Ethanol

Ethanol (C2H5OH) là một hợp chất hữu cơ dạng lỏng, nằm trong dãy đồngđẳng của rượu metylic, dễ cháy, không màu, mùi thơm, có vị cay, nhẹ hơn nước(khối lượng riêng 0,789 g/ml ở 15oC), sôi ở nhiệt độ 78.39oC, hóa rắn ở -114.15oC,tan vô hạn trong nước Sở dĩ ethanol tan trong nước vô hạn và có nhiệt độ sôi caohơn nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự tạo thànhliên kết hydro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước

Hình 1.1 Công thức 3D của ethanol

Ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nước có thành phần 95% khối lượng (tươngđương 96% thể tích ethanol) Nên không thể dùng chưng cất thông thường để thuđược độ tinh khiết của ethanol lớn hơn 95%

Hình 1.2 Hỗn hợp đẳng phí của Ethanol và H 2 O

Sau đây là bảng thống kê một vài thông số thể hiện tính chất của ethanol:

Bảng 1.1 – Bảng thống kê các tính chất của ethanol

Tổng quan

Công thức phân tử C2H5OH hay C2H6O

2.2 Cơ chế phụ gia của Ethanol

Ethanol bản chất là nguyên liệu cháy, có trị số octan cao RON = 120÷135, chỉ

số MON = 100÷106, thường được pha vào xăng với hàm lượng 10÷15% khốilượng Khi pha ethanol vào xăng do bản thân nó là chất có trị số octane cao do đó

sẽ làm tăng trị số octan của xăng

Mặt khác, do bản thân quá trình cháy trong động cơ xăng là quá trình cháycưỡng bức, việc tận dụng không khí trong buồng đốt sẽ không hoàn toàn Do đó sẽ

có một phần nhiên liệu cháy trong điều kiện thiếu oxy, dẫn đến sản phẩm cháykhông hoàn toàn (chứa CO và các khí thải độc hại khác) Khi ta đưa ethanol vào ởdạng phụ gia thì quá trình cháy trong động cơ sẽ:

• Cháy hoàn toàn nhờ có oxy sẵn có trong ethanol nên ta giảm thiểuđược quá trình thải các khí độc ra môi trường

• Giảm tiêu tốn nhiên liệu khoáng sản.

2.3 Ưu nhược điểm của xăng sinh học Ethanol

Chính sự bổ sung thêm oxy vào hỗn hợp cháy để đảm bảo quá trình cháy hoàntoàn, sản phẩm cháy sạch hơn Việc sử dụng ethanol pha vào xăng đang là hướngphát triển có triển vọng nhất nhờ có những đặc điểm sau:

• Ưu điểm:

- Có trị số octan cao thay thế những phụ gia độc hại khác

- Cồn cháy sạch, Có hàm lượng oxy cao hơn so với những phụ giakhác như MTBE, ETBE, TAME, …

- Động cơ sử dụng xăng pha Ethanol dễ khởi động và vận hành dễhơn so với các loại phụ gia khác

- Công nghệ sản xuất đơn giản, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có

- Tăng cường tính độc lập về năng lượng

- Tạo thị trường tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp cho nông dân

- Do tính hút nước mạnh nên gây tích tụ nước trong động cơ, bồnchứa xăng trên xe

- Ăn mòn các bình xăng cấu thành từ vật liệu sợi thuỷ tinh, ống cao

su và đường dẫn bằng plastic

- Do có sự khác biệt về trọng lượng riêng nên xăng và cồn thường có

sự phân tách làm cho tỉ lệ nhiên liệu/không khí không chính xác

- Giá thành nhiên liệu tương đối cao

- Cần có chính sách cân bằng an ninh năng lượng – lương thực

2.4 Tình hình sản xuất Ethanol hiện nay

2.4.1 Tình hình sản xuất Ethanol trên thế giới.

Dẫn đầu trong công nghiệp sản xuất ethanol năm 2006 là Hoa Kỳ với 4.855 tỷgallon và Brazil với 4.49 tỷ gallon, chiếm 70% tổng lượng ethanol của thế giới là13.5 tỷ gallon (khoảng 40 triệu tấn) Năm 2007, Hoa Kỳ và Brazil tiếp tục chiếm88% trong tổng số 13.1 tỷ gallon ethanol được sản xuất trên thế giới Được khuyếnkhích mạnh mẽ, công nghiệp sản xuất ethanol cũng phát triển nhanh ở một số quốcgia như Thái Lan, Colombeer và một số quốc gia Trung Mỹ

2.4.2 Tình hình sản xuất Ethanol của Việt Nam.

Việt Nam có nhiều tiềm năng về NLSH xăng dầu có nguồn gốc dầu mỏ Nhiềuloại cây như sắn, ngô, mía,… có thể sản xuất cồn sinh học mà ở Việt Nam lại cónhiều vùng đất rất thích hợp với các loại cây trồng này Sản lượng sắn cả nước năm

2007 là hơn 7 triệu tấn, mía đường hơn 14 triệu tấn và ngô gần 4 triệu tấn Với sảnlượng này có thể đáp ứng được cho nhu cầu sản xuất cồn sinh học ở quy mô vừa vànhỏ Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học mỗi năm nếu như có

sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng Về sản xuất điêzen sinh học cóthể đi từ các loại dầu thực vật và mỡ động vật Ở Việt Nam, các loại cây trồng tiềmnăng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất điêzen sinh học như cây cọc rào, dầu cọ,hạt bông…

Điều kiện đất đai và khí hậu Việt Nam cho phép hình thành những vùngnguyên liệu tập trung Mỡ cá, dầu thực phẩm thải được sử dụng cho sản xuất điêzensinh học có thể giúp giải quyết được các vấn đề về môi trường trong chế biến thủysản Ước tính Việt Nam có thể sản xuất khoảng 500 triệu lít điêzen sinh học mỗinăm nếu như tổ chức quy hoạch và thực hiện vùng nguyên liệu theo hướng sử dụngđất triệt để, tạo ra nhiều loại giống có sản lượng cao và sở hữu các công nghệ táchdầu từ nguyên liệu

• Nhà máy Nhiên liệu sinh học Phú Thọ

Địa điểm: Huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ

Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm

• Nhà máy Nhiên liệu sinh học Quảng Ngãi

Địa điểm: Khu Kinh tế Dung Quất, tỉnh Quảng Ngãi

Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm

• Nhà máy Nhiên liệu sinh học Bình Phước

Địa điểm: Huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước

Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY

1. Giới thiệu công ty:

− Tên đăng ký: Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí MiềnTrung

− Tên viết tắt: BSR-BF

− Vốn điều lệ: 45.000.000.000 VNĐ (9/2008)

− Địa chỉ: Khu Công nghiệp phía Đông, Khu Kinh tế Dung Quất, xã BìnhThuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.

− Người đại diện: Ông Đặng Vĩnh Nghi Chức vụ: Chủ tịch HĐQT

− Điện thoại: 055 3614 666

− Website : www.pcb.com.vn

− Chủ đầu tư của dự án là Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí MiềnTrung (BSR-BF), được hình thành dưới sự góp vốn của Tổng Công ty LọcHóa dầu Bình Sơn (BSR) 61%, Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV OIL) 25%,Tổng Công ty Dịch vụ Tổng hợp Dầu khí (Petrosetco) 14%

− Nhà máy sử dụng công nghệ của Allied Process Technologies Inc (APTI)(trước đây là công ty Delta-T)

− Nhà máy được khởi công xây dựng từ tháng 10/2009, chính thức đi vào sảnxuất từ tháng 02/2012

− Nhà thầu chịu trách nhiệm xây dựng chính là liên doanh nhà thầu PTSCQuảng Ngãi và công ty Alfa Laval Ấn Độ (ALIL)

− Công suất thiết kế: 100 triệu lít / năm

− Diện tích mặt bằng xây dựng: 24,62 ha

− Nguyên liệu: sắn lát

− Sản phẩm: sản xuất Etanol làm nhiên liệu, chất độn gia súc DDFS, CO2

2 Tổ chức bộ máy công ty.

Các khu vực trong nhà máy:

Mặt bằng tổng thể của nhà máy được chia làm 3 khu vực chức năng bao gồmkhu vực nhà máy chính, khu vực phụ trợ và khu vực ngoại vi, được thể hiện chi tiếttrong hình theo sau:

Hình 2.1: Mặt bằng tổng thể của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất.

• Phân xưởng chính bao gồm:

- Phân xưởng thu nhận và tồn trữ sắn lát (Unit 8500)

- Phân xưởng nghiền sắn lát (Unit 8500)

- Phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát (Unit 1100)

- Phân xưởng hồ hóa và nấu dịch sắn(Unit 2200)

- Phân xưởng lên men (Unit 3100)

- Phân xưởng chưng cất (Unit 4100)

- Phân xưởng làm khan cồn (Unit 4300)

• Khu vực phụ trợ bao gồm:

- Phân xưởng cung cấp và phân phối nước (Unit 7300)

- Phân xưởng sản xuất nước làm lạnh (Unit 8200)

- Phân xưởng sản xuất nước làm mát (Unit 7100)

- Phân xưởng sản xuất hơi nước và ngưng tụ condensate (Unit 7200)

• Khu vực ngoại vi bao gồm:

- Hệ thống khí nén (Unit 7500)

- Khu vực tồn chứa ethanol (Unit 6100)

- Khu vực nhập và tồn chứa chất biến tính (Unit 6100)

- Khu vực trạm xuất ethanol bằng xe bồn (Unit 6100)

- Khu vực thu hồi và xuất CO2 (Unit 8600)

- Khu vực lắng, sấy và tồn chứa DDFS (Unit 8300)

- Khu vực tồn chứa hóa chất (Unit 9000)

- Khu vực thu hồi methane và xử lý nước thải (Unit 8700)

- Khu vực thoát nước và tập trung chất thải

3 Sản phẩm thương phẩm của nhà máy.

Sản phẩm chính của nhà máy là ethanol 99,8% với công suất thiết kế 100 triệul/năm, ngoài ra còn các phụ phẩm có giá trị là CO2 với công suất 20000 tấn/ năm vàDDFS với công suất 20000 tấn/ năm

Bảng 2.1: Chỉ tiêu sản phẩm ethanol sau tách nước

Chỉ tiêu Giá trị tới hạn Đơn vị

Hàm lượng Ethanol +

Hàm lượng rượu no mạch

Hàm lượng dung môi làm

Bảng 2.2: Chỉ tiêu ethanol sau biến tính

Chỉ tiêu Giá trị giới hạn Đơn vị

Chỉ tiêu Giá trị giới hạn Đơn vị

Bã hèm sau khi chưng cất vẫn chưa một lượng tinh bột được tách nước vàsấy để sản xuất DDFS làm chất độn thức ăn gia súc:

Chỉ tiêu sản phẩm:

- Độ ẩm: 10÷14 % wt

CHƯƠNG III: AN TOÀN LAO ĐỘNG

1 Trang bị bảo hộ lao động cá nhân:

Bảng 3.1: Danh mục trang bị bảo hộ lao động.

Bộ/người/năm

Bảo hộ thân thể

2 Nón bảo hộ Mua Cái/người/năm02 vùng đầuBảo hộ

4 Khẩu trang Mua Cái/người/năm10 hệ hô hấpBảo hộ

5 Giày bảo hộ Mua Đôi/người/năm02 vùng chânBảo hộ

02Cặp/người/nă

Trên đây là số lượng thiết bị bảo hộ lao động được trang bị cho mỗi côngnhân trong một năm Trong quá trình sử dụng, khi các trang thiết bị này bị hư hỏng,

cũ mòn thì sẽ được thay thế bằng trang thiết bị mới nhằm đảm bảo an toàn và sứckhỏe cho công nhân

2 Các biện pháp bảo vệ sức khỏe.

2.1 Ký kết hợp đồng lao động

- Ký hợp đồng lao động với tất cả người lao động theo luật lao động ViệtNam;

- Mua bảo hiểm lao động cho tất cả CBCNV trong công ty;

- Thực hiện các chế độ về lao động và sức khỏe theo quy định của Nhà nước;

- Đảm bảo chế độ lương, phụ cấp theo đúng quy định hiện hành;

- Thực hiện tốt các chế độ đãi ngộ đầy đủ với người lao động (phụ cấp độchại, phụ cấp chuyên cần, … thưởng lễ tết);

- Đảm bảo giờ giấc làm việc theo đúng quy định của Nhà nước.

• Tổ chức y tế cộng đồng.

- Tổ chức khám sức khỏe định kỳ 1 lần/năm cho toàn thể cán bộ, công nhânviên trong Công ty tại trạm y tế địa phương;

- Mua bảo hiểm y tế cho tất cả CBCNV;

- Nhân viên được cung cấp nước uống ở những nơi làm việc

- Nhà vệ sinh luôn được lau chùi sạch sẽ, hợp vệ sinh

- Công tác vệ sinh trong khuôn viên công ty sẽ do tổ vệ sinh phụ trách thựchiện hàng ngày

3 Các biện pháp an toàn lao động.

- Thường xuyên tổ chức các lớp học định kỳ 01 lần/năm về đào tạo và hướngdẫn về an toàn, sức khỏe môi trường và cách vận hành an toàn hệ thống máymóc thiết bị, quy trình xử lý, các biện pháp phòng tránh khi có sự cố xảy ra;

- CBCNV khi được nhận vào làm việc tại các vị trí đều phải trải qua lớp họchuấn luyện các biện pháp an toàn trong vận hành, sau thi kiểm tra đạt trình

độ thì mới được tham gia vào quá trình sản xuất;

- Những công nhân mới vào thường được một công nhân khác có kinh nghiệmkèm cặp trong vòng 03 tháng;

- Các hệ thống trang thiết bị máy móc kiểm soát ô nhiễm phải đầy đủ và đúngcác yêu cầu kỹ thuật;

- Các hệ thống trang thiết bị, máy móc, công nghệ, các công trình luôn được tusửa, bảo trì định kỳ 03 tháng/lần;

- Trang bị bảo hộ lao động phù hợp với công tác mà người lao động phải thựchiện, được thay mới định kỳ;

- Giữ vệ sinh trong công sở và nơi công cộng

4 Công tác phòng ngừa và ứng biến sự cố.

4.1 Mục đích của công tác phòng ngừa và ứng biến sự cố

Nhằm bảo đảm an toàn và hạn chế mức thấp nhất các tai nạn và thiệt hại vềngười và vật chất trong quá trình lao động, sản xuất của Công ty

Các bản hướng dẫn rút gọn sẽ được gắn/dán tại nơi đông người trong khuvực nguy hiểm cũng như trên các phương tiện, thiết bị liên quan

Bảng 3.2: Một số ký hiệu hóa chất nguy hiểm trong nhà máy.

Cảnh báo về nguy cơ dễcháy của chất thải

có chứa hóa chất độc hại

Trên phương tiện, bao bì chứachất độc hại

Cảnh báo về điện Đặt tại vị trí trạm giảm điện ápcủa nhà máy.

4.2 Thứ tự công việc ưu tiên khi xáy ra sự cố

- Ưu tiên số 1: Cứu chữa cho con người dù có bất kỳ sự cố nào xảy ra

- Ưu tiên số 2: Hạn chế phát tán ô nhiễm

- Ưu tiên số 3: Sơ tán tài sản vật chất

4.3 Biện pháp, quy trình chuẩn bị ứng phó sự cố

- Biện pháp quy trình về quản lý:

Tổ chức tập huấn thường xuyên cho cán bộ, nhân viên trong Công ty về trình

tự và kỹ thuật ứng phó sự cố, Sơ cấp cứu Đặc biệt là tập huấn cho nhân viên trựctiếp tham gia làm việc trong xưởng

- Biện pháp kỹ thuật:

Trang bị đầy đủ các trang thiết bị máy móc cần thiết cho công tác ứng phó sự

cố khi xảy ra Bao gồm: hệ thống thiết bị PCCC, dụng cụ cấp cứu…

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRONG NHÀ MÁY

1 Tổng quan công nghệ trong nhà máy:

1.1 Lý thuyết quá trình chế biến cồn nhiên liệu từ tinh bột

Hình 4.1: Sơ lượt lý thuyết quá trình.

Tinh bột dưới tác dụng của Enzyme Amylase thủy phân thành dạng trunggian Dextrin Sau đó Dextrin dưới tác dụng của Enzyme Amylase bị thủy phânthành các cấu trúc đường đôi có thể thủy phân tạ thành Glucozơ được Sau đó nhờtác dụng của Enzyme Gluco Amylase, Matozơ bị thủy phân thành Glucozơ.Glucozơ dưới tác dụng của các men vi sinh sẽ thủy phân tạo Ethanol và CO2

• Phương trình phản ứng.

1.2 Sơ đồ công nghệ nhà máy.

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ toàn nhà máy.

• Thuyết minh Sơ đồ công nghệ.

Khu vực nhà máy chính sản xuất Etanol sử dụng công nghệ của APTI (Mỹ)với đặc điểm chính là công nghệ lên men gián đoạn và chưng cất đa áp suất

Sắn nguyên liệu sau khi nghiền nhỏ ở nhà nghiền, được đưa đến khu vựcchuẩn bị dịch và tách cát, ở đây sẽ tạo thành dung dịch bột đồng nhất ( cassava

slurry) Tinh bột trong dung dịch bột được chuyển hóa thành đường có khả năng lênmen dựa trên hoạt động của các Enzyme và quá trình gia nhiệt ( công đoạn hồ hóa).Sau đó, đường được chuyển hóa thành ethanol và CO2 dưới tác dụng của nấmmen( công đoạn lên men).

Khí CO2 thô sẽ được rửa Sơ bộ bằng dung dịch KMnO4 để tách lượng tạpchất hữu cơ (chủ yếu là Ethanol) bị cuốn theo, sau đó được đưa đến phân xưởng thuhồi và hóa lỏng CO2

Dịch sau lên men( giấm chín) có nồng độ ethanol thấp( 9-14%v/v), được làmtinh và loại bỏ tối đa lượng nước bằng phương pháp chưng cất, tinh luyện Tuynhiên, do tính chất điểm đẳng phí của hỗn hợp ethnol-nước nên phương pháp chưngcất chỉ thu được ethanol 95-95,6% v/v Để được sử dụng làm nhiên liệu, ethanol sauchưng cất được đưa đến phân xưởng tách nước bằng phương pháp rây phân tử đểtách nước đạt đến nồng độ Ethanol 99,8%v/v

Dịch hèm thải ra từ đáy của 2 tháp chưng cất thô được đưa đến máy ly tâm(decanter) để tách phần rắn (chất Sơ) có trong dịch hèm Các bước tiếp theo là sấy

bã để sản xuất DDFS và xử lí nước thải có thu hồi khí methane

2 Sơ lược về nguyên liệu sắn.

Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí Miền Trung sử dụng nguyênliệu sắn lát khô, được thu mua chủ yếu từ các tỉnh miền Trung- Tây Nguyên So vớisắn tươi sắn lát khô có lượng ẩm cũng như các tạp chất ít hơn, do đó, giảm lượngtiêu hao nước cũng như chi phí trong quá trình xử lí và làm sạch

Về cơ bản sắn gồm 3 thành phần chính: vỏ, thịt củ và lõi (ngoài ra còn cuống

và rễ củ):

• Vỏ sắn gồm 2 phần : vỏ gỗ và vỏ cùi

- Vỏ gỗ có tác dụng bảo vệ củ và chống mất nước Tuy nhiên, vỏ gỗ dễ bịtách ra khi thu hoạch, vận chuyển

- Vỏ cùi là một lớp tế bào cứng phủ bên ngoài, thành phần chủ yếu làxenluloza, ngoài ra còn các thành phần khác như: polyphenol, enzim,linamarin.

• Phần thịt củ chứa nhiều tinh bột, protein Ngoài ra, thịt củ còn chứa một ítPolyphenol, độc tố và Enzyme…

• Lõi sắn nằm ở tâm, dọc suốt chiều dài củ, thành phần chủ yếu là xenluloza.Lõi có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa thân và củ Nó còngiúp thoát nước trong quá trình phơi và sấy sắn

Thành phần sắn tươi dao động trong khoảng giới hạn khá lớn: Tinh bột 30%, Protein 0,8-1,2%, chất béo 0,3-0,4%, Xenluloza 1-3,1%, tro 0,5%, Polyphenol0,1-0,3% và nước 60-74% Ngoài ra trong sắn còn chứa một lượng Vitamin và cảđộc tố Vitamin trong sắn tươi chủ yếu là các vitamin nhóm B, chúng sẽ mất đitrong quá trình lên men chưng cất Độc tố trong sắn có tên chung là Phazéolunatin,gồm 2 Glucozit Linamarin và Lotaustralin Các độc tố này thường tập trung ở vỏcùi Bình thường các Phazéolunatin không độc nhưng khi bị thủy phân thì cácGlucozit này sẽ giải phóng HCN – là một chất độc mạnh Sắn tươi đã thái lát vàphơi khô sẽ giảm đáng kể lượng độc tố nói trên Đặc biệt trong sản xuất cồn côngnghiệp, khi nấu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước nên với hàm lượng ít chưa ảnhhưởng tới nấm men Hơn nữa, các muối xyanat khi chưng cất không bay hơi nênđược loại ra cùng với bã

20-3 Quá trình sơ chế nguyên liệu.

3.1 Phân xưởng nghiền nguyên liệu

Kho chứa và nhà nghiền được STOLZ ASIA thiết kế theo model hiện đạinhất hiện tại của khu vực, với công suất kho chứa đạt 45000 tấn bột sắn tương ứngvới thời gian hoạt động của nhà máy là 2 tháng.

b Quy mô và hoạt động:

3.2 Phân xưởng trộn dịch sắn và tách cát

a Mục đích.

Mục đích của giai đoạn là tạo dịch bột và tách toàn bộ cát và các tạp chất lơlửng bên trong bột sắn để tránh làm mài mòn cũng như đóng cặn trong các thiết bịsản xuất.

b Sơ đồ công nghệ.

Hình 4.3: Sơ đồ công nghệ quá trình tách cát.

c Thuyết minh sơ đồ công nghệ.

Bột sắn sau khi nghiền sẽ được hệ thống vít tải vận chuyển với lưu lượng

31500 kg/h đến thùng hòa bột TK-1101 Nước công nghệ (19895 kg/h ở 26.7oC) vàdịch hèm loãng ( 33967 kg/h ở 80.6oC) sau decanter tách bã cũng được cấp vàothùng TK-1101, tại đây nhờ hệ thống khuấy trộn AG-1101 bột sắn sẽ được trộn đềutạo thành hỗn hợp đồng nhất gọi là dịch bột Nhiệt độ sau khi khuấy trộn của dịchbột vào khoảng 51oC

Dịch bột từ thùng TK-1101 sẽ được bơm PC-1101 A/B với lưu lượng 111036kg/h áp lực dòng 4 bar đến hệ thống cyclone thứ nhất (gồm 6 cyclone), dòng ra phía

trên của hệ thống là dòng dịch bột đã được tách cát sẽ được đưa về thùng chứatrung gian TK-1104 Dòng ra phía dưới là dịch bột chứa nhiều cát kết hợp với dòngphía trên của hệ thống cyclone thứ 3 đến thùng tiếp nhận (một phần của hệ thốngcyclone) để lắng, phần lỏng được lắng phía trên chứa ít cát sẽ kết hợp với dòng đi raphía trên của hệ thống cyclone thứ 2 đưa về lại thùng TK-1101 để tiếp tục tách cát,phần lỏng được lắng nằm dưới chứa nhiều cát được bơm PC-1106 A/B bơm qua hệthống cyclone thứ 2 (gồm 2 cyclone), dòng ra phía dưới chứa nhiều cát của hệthống cyclone thứ 2 được bơm PC-1107 A/B bơm đến hệ thống cyclone thứ 3 (chỉ 1cyclone) Dòng đáy của hệ thống cyclone thứ 3 chủ yếu là cát được đưa đến thùngchứa VS-1101, tại đây cát được rửa bởi nước công nghệ để tận thu lượng bột sắn,dòng nước sau khi rửa sẽ được dẫn về thùng TK-1101 để hòa trộn Cát sau khi rửa

sẽ được tháo ra xe tải và đem đi xử lý

Quá trình tách cát đạt chuẩn khi độ Brix trong dòng dịch bột đạt dưới 25%,thông thường nhà máy vận hành ở khoảng 18 – 22%

4 Quá trình hồ hóa.

a Sơ lược về Enzyme Alpha Amylaza.

Hình 4.3: Cấu trúc không gian Enzyme α – Amylase

Enzyme Alpha Amylase là Enzyme xúc tác thủy phân tinh bột nhờ thủy phâncác liên kết α – 1,4 – Glucoside

Đây là một Enzyme kim loại, không có sự hiện diện của ion Canxi (phầnmàu bạc) trong phân tử nó không hoạt động được Có thể hiểu, ion Canxi là tâmhoạt động của Enzyme

b Mục đích quá trình:

Tiếp tục pha loãng dịch bột rồi tiến hành nấu dịch bột để phá vỡ cấu trúcmàng tế bào nhằm giải phóng tinh bột, sử dụng Enzyme Alpha Amylase chuyển hóatinh bột thành đường đôi (chủ yếu là Mantose) giúp cho quá trình đường hóa và lênmen chuyển hóa thành cồn đạt hiệu quả cao

c Thuyết minh Sơ đồ công nghệ:

Hình 4.5: Sơ đồ công nghệ quá trình hồ hóa

Dịch bột sau khi tách cát ở thùng TK-1104 được bơm PC-1104 A/B bơm đếnthùng trộn dịch TK-2101 Enzyme Alpha Amylase từ thùng chứa TK-7706, nướcngưng công nghệ từ TK-7601, Amoniac từ TK-7704 Hỗn hợp trong thùng đượckhuấy trộn đồng đều nhờ hệ thống khuấy AG-2101, sau đó được bơm PC-2101 A/B

bơm qua thiết bị lọc phân loại CS-2101 để tách dòng có kích thước hạt lớn, để đưaqua thiết bị gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp để nấu loãng bớt dòng dịch rồi hồi lưulại thùng TK-2101, dòng dịch bột đi ra thiết bị lọc phân loại CS-2101 còn lại sẽ dẫnđến thùng TK-2201.

Tại thùng TK-2201 dưới tác dụng của Enzyme Alpha Amylase tinh bột sẽ bịthủy phân thành Dextrin và Mantose, làm cho độ nhớt của dịch bột lúc này giảmđáng kể Sau đó dịch bột sẽ được bơm PC-2201A/B bơm đến thiết bị gia nhiệt bằnghơi nước gián tiếp E-2201 để tiến hành nấu dịch bột Acid H2SO4 từ thùng chứaTK-7702 cũng được bơm vào dòng dịch trước khi đi vào thiết bị gia nhiệt E-2201

để điều chỉnh pH của dòng dịch, dòng dịch sau khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt E-2201

sẽ được chuyển qua 3 tháp nấu VS-2201, VS-2202, VS-2203 để tăng thời gian lưucủa dòng dịch, điều này đồng nghĩa với việc làm tăng hiệu suất hồ hóa

Dịch hồ sau khi ra khỏi hệ thống cooking vessel có nhiệt độ 110oC sẽ đượctận dụng nhiệt để đun nóng dòng beer trước khi đi vào tháp chưng cất

• Một số hóa chất được bổ sung cho quá trình

- Enzyme Alpha Amylase: được bổ sung vào thùng TK-2101 với lưu lượng 11kg/h Mục đích của việc bổ sung Enzyme Alpha-Amylase là để thủy phântinh bột thành Dextrin và Mantose có thể thủy phân tạo Glucozơ

- Amonia: Lưu lượng của dòng ammonia lỏng cho vào thùng TK-2101 là 218kg/h Mục đích của việc bổ sung ammonia là điều chỉnh pH của dịch và cungcấp dinh dưỡng cho Enzyme nhằm làm tăng hoạt tính của Enzyme

- Acid H2SO4: Lưu lượng của dung dịch H2SO4 bơm vào dòng dịch là 91 kg/h.Mục đích của việc tiêm dung dịch H2SO4 vào dòng dịch là điều chỉnh pH củadòng dịch (pH của dòng dịch sau khi thêm H2SO4 là 4.8) để khi tiến hành quátrình nấu dịch bột thì khả năng phá vỡ cấu trúc màng tế bào được xảy ra dễdàng tức tăng hiệu suất quá trình hồ hóa

d Điều kiện vận hành:

Quá trình được vận hành liên tục với dòng nguyên liệu đầu vào của quá trình

là dịch bột và dòng sản phẩm của quá trình là dịch bột đã được hồ hóa

• Một số thông số dòng trong quá trình vận hành như sau:

- Dòng dịch bột từ TK-1102 bơm vào TK-2101: 91329 kg/h, 1,4 bar, 51,1oC

- Dòng ammonia từ TK-7704 bơm vào TK-2101: 218 kg/h, 7,9 bar, 26,7oC

- Dòng process condensate bơm vào TK-2101: 17932 kg/h, 6 bar, 107,2oC

- Dòng dịch loãng bơm vào TK-2101: 944 kg/h, 3,8 bar, 80,6oC

- Dòng dịch từ TK-2101 bơm qua TK-2201: 110400 kg/h, 3,6 bar, 83,3oC

- Dòng dịch sau khi hồ hóa: 110382 kg/h, 5,2 bar, 33,3oC

- pH của dòng dịch trước khi vào TK-2201: 5,8

- pH của dòng dịch trước khi vào thiết bị E-2201: 4,8

5 Quá trình lên men.

5.1 Phân xưởng nhân men

a Mục đích:

Nhằm tăng cường số lượng nấm men để đạt đến mật độ cần thiết trong mộtthể tích dịch, đủ để cung cấp cho các bể lên men làm việc gián đoạn

b Thuyết minh quá trình:

Dòng dịch sau khi hồ hóa đã được làm mát sẽ bơm một phần vào thùng

TK-3102 để tiến hành nhân men Tại đây một lượng men sau khi pha trộn với nước ởthùng TK3101, Enzyme Gluco Amylase, acid H2SO4 và process water được cấp vào

để tiến hành quá trình nhân nấm men

Để tăng khả năng phát triển của nấm men, tại thùng TK-3102, không khíđược sục khí vào dịch và được khuấy trộn bởi hệ thống AG-3102 Ngoài ra nhiệt độcủa dịch trong thùng cũng được ổn định bởi hệ thống bơm tuần hoàn trao đổi nhiệtPC-3102 A/B và E-3102

• Hóa chất sử dụng cho quá trình

- Enzyme Gluco Amylase: Lưu lượng của dòng Enzyme Gluco Amylase chovào là 1 kg/h Mục đích của việc bổ sung Enzyme Gluco Amylase ở giai

đoạn này là thủy phân Dextrin và Mantose thành đường Glucose, để tiếp đến

là quá trình lên men đường Glucose thành cồn

- Acid H2SO4: Lưu lượng của acid H2SO4 cho vào là 91 kg/h Mục đích củaviệc thêm acid H2SO4 vào giai đoạn này là điều chỉnh pH của môi trườngdịch để tạo điều kiện thuận lợi cho men giống sinh trưởng

- Men giống: Lượng men giống cho vào là 5 kg/h bột men Mục đích của việccho men giống vào giai đoạn này là để giống men tăng trưởng số lượng đếnmột lượng cần thiết để cấp cho các thùng lên men sau

- Process water: được cấp vào với lưu lượng 1513 kg/h Mục đích của việcnày là nhằm pha loãng dịch để làm giảm độ Brix của dịch, vì lúc đầu nấmmen còn yếu nên độ Brix thấp sẽ giúp tránh gây hiện tượng sốc cho nấmmen

c Điều kiện vận hành:

Quá trình nhân men được tiến hành liên tục Một số thông số dòng cơ bảntrong quá trình vận hành như sau:

- Dòng dịch sau khi hồ hóa cấp vào TK-3102: 5028 kg/h, 5,2 bar, 33,3oC

- Lượng men cho vào TK-3102: 5 kg/h, 3,4 bar, 26,7oC

- Lượng Enzyme Gluco Amylase cho vào TK-3102: 1 kg/h, 7,9 bar, 26,7oC

- Lượng khí thổi vào TK-3102: 550 kg/h, 4,1 bar, 30oC

- Lượng acid H2SO4 cho vào TK-3102: 91 kg/h, 7,9 bar, 26,7oC

- Lượng process water cấp vào TK-3102: 1513 kg/h, 3,4 bar, 26,7oC

5.2 Phân xưởng lên men

a Sơ lược về Ezyme Gluco Amylase:

Các acid amin cấu tạo nên trung tâm hoạt động của Enzyme: Glutamic,trytophan, trytosin, asparagin, acid aspatic, lysin, serin Trong đó acid Glutamicđóng vai trò chính trong việc thủy phân liên kết O-Glucozit

Hình 4.6: Cấu trúc không gian của Enzyme Gluco Amylase

Trong không gian, phân tử GlucoAmylase được chia làm ba vùng với chứcnăng riêng biệt:

- Vùng SBD (Starch binding domain: vùng gắn kết với tinh bột) có kích thướckhoảng 30 A0 Giữ chức năng liên kết với phân tử cơ chất

- Vùng CD (Catalyse Domain: vùng xúc tác) có kích thước khoảng 60 A0, giữchức năng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết O– Glucozit

- Vùng Linker có độ dài khoảng 100 A 0 liên kết hai vùng trên lại với nhau

b Mục đích:

Chuyển hóa tinh bột từ dịch sau hồ hóa thành đường Glucose dưới tác dụngcủa Enzyme Gluco Amylase, rồi sau đó chuyển đường Glucose thành cồn dưới tácdụng của nấm men

c Sơ đồ công nghệ:

Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ quá trình lên men.

• Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Vì đây là quá trình lên men gián đoạn, tiến hành lên men ở các bồn là nhưnhau nên ta chỉ cẩn nói cho một bồn

Dòng dịch sau hồ hóa được làm lạnh rồi bơm vào bồn lên men TK-3104(TK-3105, TK-3106, TK-3107) quá trình cấp dịch cho mỗi bồn là 16h cùng với thờiđiểm cấp dịch thì lượng men giống ở thùng TK-3102 cũng được bơm PC-3102 A/Bbơm chuyển qua bồn TK-3104 (TK-3105, TK-3106, TK-3107) Tại bồn lên mencũng được bổ sung thêm một số hóa chất như: Enzyme Gluco Amylase từ TK-7707,ure từ TK-7705, anti foam từ TK-7709 Trong quá trình cấp dịch và hóa chất, dịch

sẽ được hòa trộn bởi hệ thống khuấy AG-3104 (AG-3105, AG-3106, AG-3107) và

ổn định nhiệt nhờ hệ thống bơm tuần hoàn trao đổi nhiệt 3104 (3105,

PC-3106, PC-3107) và E-3104 (E-3105, E-PC-3106, E-3107)

Quá trình xảy ra trong một chu kỳ lên men của bồn lên men được diễn ratrong 42 – 48h như sau: Dưới tác dụng của Enzyme Gluco Amylase, Mantose sẽchuyển thành Đường Glucose, lượng đường Glucose tạo ra sẽ được nấm men