Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ rỉ đường năng suất 12,5 triệu lít sản phẩm năm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN 960 TỪ RỈ ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 12,5 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo Số thẻ sinh viên: 107140097 Khoa: Hóa Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Lớp: 14H2A Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Ngày nay, cồn ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nhiên liệu, y tế, mỹ phẩm, dung môi hữu cơ,… Đặc biệt, cồn sử dụng nhiên liệu sinh học Việc sử dụng mật rỉ đường phù hợp với điều kiện: chứa nhiều gluxit, giá rẻ, sản lượng nhiều, sử dụng tiện lợi, nguồn cung cấp phổ biến Vì việc sử dụng rỉ đường để sản xuất cồn tối ưu, mặt sử dụng triệt để phế liệu, mặt khác hạn chế việc sử dụng loại lương thực chứa tinh bột như: sắn, ngơ, khoai để sản xuất cồn Nhờ có nhiều ưu điểm tính ứng dụng rộng rãi nên đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm” tiến hành Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm” bao gồm thuyết minh vẽ A0 - Bản thuyết minh bao gồm chương: + Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật + Chương 2: Tổng quan + Chương 3: Chọn thuyết minh quy trình cơng nghệ + Chương 4: Tính cân vật chất + Chương 5: Tính chọn thiết bị + Chương 6: Tính nhiệt-hơi-nước + Chương 7: Tổ chức tính xây dựng + Chương 8: An tồn lao động vệ sinh nhà máy + Chương 9: Kiểm tra sản xuất - vẽ A0 bao gồm: + Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ + Bản vẽ số 2: Mặt phân xưởng sản xuất + Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất + Bản vẽ số 4: Bản vẽ sơ đồ đường ống hơi-nước phân xưởng sản xuất + Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Phương Thảo Lớp: 14H2A Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107140097 Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nguyên liệu: 100% rỉ đường Năng suất: 12,5 triệu lít sản phẩm/năm Sản phẩm: Cồn 960 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG CHƯƠNG 8: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 5.Các vẽ, đồ thị BẢN VẼ SỐ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ (A0) BẢN VẼ SỐ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ SỐ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ SỐ 4: BẢN VẼ SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG HƠI-NƯỚC PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ SỐ 5: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0) Họ tên người hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 23/01/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 24/05/2019 Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2019 Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm Đặng Minh Nhật Người hướng dẫn Bùi Viết Cường LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, bạn bè Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Bùi Viết Cường, thầy người tận tình hướng dẫn cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt q trình làm đồ án tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Hóa, đặc biệt q thầy mơn Cơng nghệ thực phẩm tận tình giảng dạy giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường Cuối cùng, tơi xin kính chúc q thầy dồi sức khỏe thành công nghiệp CAM ĐOAN i Tôi xin cam đoan đồ án tiến hành thực hiện, số liệu, kết đồ án trung thực Tài liệu tham khảo đồ án trích dẫn đầy đủ quy định Mọi vi phạm quy chế nhà trường, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm đồ án Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Thị Phương Thảo MỤC LỤC ii Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn i Cam đoan ii Mục lục iii Danh sách hình vẽ ix Danh sách bảng xi Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Vị trí địa lý đặc điểm thiên nhiên 1.2 Nguồn nguyên liệu 1.3 Hợp tác hóa .3 1.4 Nguồn cung cấp điện, nước .3 1.5 Nguồn cung cấp 1.6 Nhiên liệu 1.7 Thoát nước 1.8 Giao thông vận tải .4 1.9 Nguồn nhân lực CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu .6 2.1.1 Rỉ đường 2.1.2 Nước 2.1.3 Nấm men 2.1.4 Chất hỗ trợ kĩ thuật .9 2.2 Một số q trình sản xuất cồn 2.2.1 Chuẩn bị dịch đường lên men 2.2.2 Quá trình lên men dịch rỉ đường 10 2.2.3 Quá trình chưng cất tinh chế 14 2.2.4 Quá trình tách nước để thu cồn 96° .18 2.2.5 Các phương pháp sản xuất cồn .20 2.3 Tổng quan cồn 20 2.3.1 Tính chất vật lý 20 2.3.2 Tính chất hóa học 21 iii 2.3.3 Tính sinh lý 21 2.3.4 Ứng dụng 21 2.4 Tình hình sản xuất cồn giới Việt Nam 21 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 23 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 23 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 24 3.2.1 Pha loãng sơ 24 3.2.2 Axit hóa 24 3.2.3 Gia nhiệt lắng 24 3.2.4 Làm nguội 25 3.2.5 Pha loãng đến nồng độ yêu cầu 25 3.2.6 Lên men 26 3.2.7 Chưng cất tinh chế 28 3.2.8 Gia nhiệt 29 3.2.9 Tách nước 30 3.2.10 Làm nguội bảo quản 31 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 32 4.1 Kế hoạch sản xuất 32 4.2 Tính cân vật chất 32 4.2.1 Các thông số ban đầu 32 4.2.2 Lượng chất thêm vào 32 4.2.3 Hiệu suất trình 33 4.2.4 Tính tốn cân vật chất 33 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 45 5.1 Tank chứa rỉ đường 45 5.2 Cân lưu lượng 46 5.3 Thùng pha loãng sơ xử lý dịch rỉ 46 5.4 Thiết bị làm nguội ống lồng ống sau pha loãng xử lý sơ 48 5.5 Thùng pha loãng đến nồng độ yêu cầu 49 5.5.1 Thùng pha loãng đến nồng độ nhân giống 49 5.5.2 Thùng pha loãng đến nồng độ lên men 51 5.6 Thiết bị lên men 52 5.6.1 Thể tích thùng lên men 52 5.6.2 Quan hệ kích thước thùng lên men 52 5.6.3 Thùng nhân giống cấp I 53 5.6.4 Thùng nhân giống cấp 53 iv 5.6.5 Thùng lên men .53 5.7 Thiết bị tách CO2 .54 5.8 Thùng chứa giấm chín .55 5.9 Tính tháp thơ 56 5.9.1 Xác định số đĩa lý thuyết 56 5.9.2 Tính đường kính tháp thơ .56 5.9.3 Tính chiều cao tháp thơ 56 5.10 Tính tháp tinh 56 5.10.1 Xác định số đĩa lý thuyết 56 5.10.2 Tính đường kính tháp tinh 56 5.10.3 Tính chiều cao tháp tinh .57 5.11 Các thiết bị phụ trợ cho tháp thô 57 5.11.1 Thiết bị hâm giấm 57 5.11.2 Thiết bị tách bọt 58 5.11.3 Bình chống giấm 59 5.11.4 Thiết bị ngưng tụ cồn thô 59 5.11.5 Thiết bị làm nguội cồn thô 60 5.12 Các thiết bị phụ trợ cho tháp tinh 61 5.12.1 Thiết bị hồi lưu tháp tinh 61 5.12.2 Thiết bị làm nguội cồn đầu 62 5.13 Thiết bị gia nhiệt 63 5.14 Tháp hấp phụ .64 5.15 Thiết bị làm nguội cồn sản phẩm 65 5.16 Các thùng chứa 66 5.16.1 Thùng chứa cồn thành phẩm .66 5.16.2 Thùng chứa cồn nhạt 67 5.16.3 Thùng chứa cồn đầu 67 5.16.4 Thùng chứa dầu fusel 68 5.16.5 Thùng chứa axit H2SO4 68 5.16.6 Thùng chứa chất dinh dưỡng 69 5.16.7 Thùng chứa chất sát trùng 70 5.17 Thiết bị vận chuyển .70 5.17.1 Bơm mật rỉ để cân pha loãng sơ 70 5.17.2 Bơm mật rỉ sau pha loãng sơ làm nguội .71 5.17.3 Bơm mật rỉ pha loãng đến nồng độ nhân giống .71 5.17.4 Bơm mật rỉ pha loãng đến nồng độ lên men 71 v 5.17.5 Bơm mật rỉ qua thùng nhân giống cấp I 71 5.17.6 Bơm mật rỉ từ thiết bị nhân giống cấp II qua thiết bị lên men 72 5.17.7 Bơm mật rỉ từ thùng pha loãng đến nồng độ lên men đến thiết bị lên men 72 5.17.8 Bơm giấm chín sau lên men qua thùng chứa giấm chín 72 5.17.9 Bơm giấm chín từ thùng chứa giấm chín chưng cất 72 5.17.10 Bơm cồn sản phẩm làm nguội 73 CHƯƠNG 6: TÍNH – NHIỆT – NƯỚC 75 6.1 Tính 75 6.1.1 Tính cho pha lỗng xử lý sơ rỉ đường 75 6.1.2 Tính cho q trình chưng cất – tinh chế 76 6.1.3 Tính cho q trình hấp phụ 76 6.1.4 Tính chọn lị 77 6.1.5 Tính nhiên liệu 77 6.2 Tính nước cho phân xưởng sản xuất 77 6.2.1 Nước dùng cho pha loãng sơ 77 6.2.2 Nước dùng cho thiết bị ống lồng ống 78 6.2.3 Nước dùng cho pha loãng đến nồng độ nhân giống 78 6.2.4 Nước dùng cho pha loãng đến nồng độ lên men 78 6.2.5 Nước dùng cho phân xưởng lên men 78 6.2.6 Lượng nước cần dùng cho phân xưởng chưng cất – tinh chế 78 6.2.7 Lượng nước cần dùng để làm nguội cồn thành phẩm 80 6.2.8 Nước cho lò 80 6.2.9 Nước vệ sinh thiết bị 81 CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 82 7.1 Tổ chức nhà máy 82 7.1.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 82 7.1.2 Tổ chức lao động 82 7.2 Tính cơng trình xây dựng 84 7.2.1 Khu sản xuất 84 7.2.2 Phân xưởng điện 84 7.2.3 Kho nguyên liệu 84 7.2.4 Kho thành phẩm 84 7.2.5 Phân xưởng lò 85 7.2.6 Nhà hành 85 7.2.7 Trạm xử lý nước 85 7.2.8 Phòng vệ sinh, phòng tắm 85 vi Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm Bảng 7-1 Nhân lực lao động cho sản xuất nhà máy STT Chức Số người Số ca Tổng Trưởng ca 3 Pha loãng xử lý sơ nguyên liệu Làm nguội 3 Pha loãng liên tục 3 Khu lên men 6 Khu chưng cất – tinh chế– hấp phụ 3 Phân xưởng điện 12 Khu thu hồi CO2 3 Khu nhân giống 3 10 Lò 11 Xử lý nước 12 Kho nguyên liệu 3 13 Kho thành phẩm 3 14 Kho nhiên liệu 3 15 Tổ bơm 16 Tổ lái xe 3 17 Lái xe lãnh đạo nhà máy 18 Trạm máy nén Tổng 34 3 100 Tổng số lao động nhà máy: 33 + 100 = 133 (người) Số người ca đông tổng số người lao động gián tiếp số người lao động trực tiếp ca: 33 + 33 = 66 (người) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 83 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 7.2 Tính cơng trình xây dựng 7.2.1 Khu sản xuất Khu sản xuất gồm khu: Khu xử lý nguyên liệu-làm nguội-pha loãngnhân giống, khu lên men, khu chưng cất-tinh chế-hấp phụ 7.2.1.1 Khu xử lý nguyên liệu-làm nguội-pha loãng-nhân giống Khu xây dựng tầng, diện tích 180 (m2) Tầng 1: Bước cột 6m, nhịp nhà 15m, kích thước: 12 × 15 × 9,6 (DxRxC) (m) 7.2.1.2 Khu lên men Ở khu lên men thùng lên men đặt trời Phần đặt trời thùng lên men có kích thước: 12×27×15 (DxRxC) (m), diện tích: 324 (m2) 7.2.1.3 Khu chưng cất-tinh chế-hấp phụ Khu chứa thiết bị có chiều cao, tải trọng lớn nên đặt trời Phần đặt trời khu chưng cất – tinh chế, hấp phụ có kích thước 12 × 12 × 25 (DxRxC) (m) Diện tích: 144 (m2) 7.2.2 Phân xưởng điện Phân xưởng nhà tầng, nơi đặt thiết bị sửa chữa khí, điện Phân xưởng có kích thước × × (DxRxC) (m) Diện tích: 54 (m2) 7.2.3 Kho nguyên liệu Đây nơi dự trữ mật rỉ đường Lượng nguyên liệu kho chứa thùng có thân hình trụ, chế tạo thép Lượng mật rỉ sản xuất ngày là: 50671,2 (kg/ngày) = 35,12 (m3/ngày) Kho ngun liệu xây dựng có kích thước đủ để chứa lượng nguyên liệu sản xuất 15 ngày: 15×35,12=526,8 (m3) Chọn thùng thân hình trụ có đường kính 3m, chiều cao thùng m Thể tích thùng là: V = 3,14 × 1,52 × = 42,39 (m3) Số thùng cần dùng là: 526,8 = 12,43 Chọn 13 thùng 42,39 Chọn ba dãy thùng chứa song song nhau, dãy thùng cách 1m Kích thước kho chứa nguyên liệu là: 13 x 21 x 9,6 (DxRxC) (m) Diện tích kho: 273 (m2) 7.2.4 Kho thành phẩm Lượng cồn sản xuất ngày 37425,84 (lít) = 37,43 (m3) Kho thành phẩm có kích thước chứa thành phẩm 15 ngày: 37,43 × 15 = 561,45 (m3) Chọn thùng thân hình trụ có đường kính 3m, chiều cao thùng m Thể tích thùng là: V = 3,14 × 1,52 × = 42,39 (m3) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 84 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm Số thùng cần dùng là: 561,45 = 13,25 Chọn 14 thùng 42,39 Chọn ba dãy thùng chứa song song nhau, dãy thùng cách m Kích thước kho chứa cồn thành phẩm là: 13 x 21 x 9,6 (DxRxC) (m) Diện tích kho: 273 (m2) 7.2.5 Phân xưởng lị Xây dựng phân xưởng có kích thước: 12 × × (DxRxC) (m), diện tích: 72 (m2) 7.2.6 Nhà hành - Phịng giám đốc: × = 24 (m2) - Phịng phó giám đốc: × (6 × 4) = 48 (m2) - Phịng kế tốn: × = 24 (m2) - Phịng tài vụ: × = 24 (m2) - Phịng kinh doanh: × = 24 (m2) - Phịng hành chính: × = 24 (m2) - Phịng y tế: × = 16 (m2) - Phịng kỹ thuật: × = 24 (m2) - Phịng KCS: × = 24 (m2) - Hội trường: 18 × = 108 (m2) Diện tích: 340m2 Xây dựng nhà hai tầng kích thước tầng: 26 × × (DxRxC) m 7.2.7 Trạm xử lý nước Dùng để xử lý nước dùng cung cấp cho lị hơi, pha lỗng rỉ đường, lên men, chưng cất, sinh hoạt, vệ sinh thiết bị Kích thước × × (DxRxC) (m), diện tích: 36m2 7.2.8 Phịng vệ sinh, phịng tắm Tính cho 60% ca đơng nhất: 60% × 66 = 40 (người) Dùng lít ca cho người Vậy lượng nước dùng ca là: × 40 = 360 (lít/ca) Nên thể tích nước cần cung cấp cho vệ sinh tắm: 0,36 (m3/ca) Xây dựng phòng tắm vệ sinh riêng cho khu nam nữ, nhà máy có tỉ lệ nam khoảng 65%, tỉ lệ nữ khoảng 35% Số phịng tính trung bình: (người/phịng) Xây dựng phịng tắm, có phịng nam phịng nữ Kích thước phịng: 0,9 × 0,9 × (DxRxC) (m) Phịng vệ sinh tương tự phịng Kích thước phịng: 0,9 × 1,2 × (DxRxC) (m) Vậy kích thước phịng vệ sinh phịng tắm: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 85 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 4,5 × 4,5 × (DxRxC) (m) 4,5 × 6,0 × (DxRxC) (m) Diện tích: 47,25 (m2) 7.2.9 Nhà ăn, tin Tính cho 2/3 số lượng công nhân ca đông nhất:  66  44 người Tính lít cho người ca, lượng nước cần: x 44 = 308 (lít/ca) Diện tích cho người 2,25 (m2), diện tích nhà ăn: 44 × 2,25 = 99 (m2) Kích thước × 12 × (DxRxC) (m) nên diện tích nhà ăn, tin: 108 (m2) 7.2.10.Nhà chứa máy phát điện dự phòng Để đảm bảo cho nhà máy sản xuất liên tục điện đột ngột, nhà máy có trang bị máy phát điện dự phịng Kích thước:   (DxRxC) (m) Diện tích: 36 (m2) 7.2.11.Trạm biến áp Trạm biến áp để hạ đường cao áp xuống lưới điện nhà máy sử dụng Kích thước trạm:   (DxRxC) (m), diện tích: 16 (m2) 7.2.12.Trạm bơm Kích thước trạm bơm: × × (DxRxC) (m), diện tích trạm bơm: 36 (m ) 7.2.13.Gara ơtơ Đây nơi để xe nhà máy trạm bảo quản sửa chữa xe Số xe nhà máy: xe lãnh đạo nhà máy, xe đưa đón cơng nhân, xe chở hàng Kích thước gara: 24 × × (DxRxC) m, diện tích gara ơtơ: 144 (m2) 7.2.14.Nhà để xe Tính 40% công nhân ca đông nhất: 66 x 40% = 27 người 1m2 cho xe máy nên diện tích là: 27 (m2) Kích thước là: × × (DxRxC) (m), diện tích nhà để xe : 27 (m2) 7.2.15.Phòng thường trực bảo vệ Xây dựng phòng gần cổng vào nhà máy, phòng cổng trước phòng cổng sau Kích thước phịng: × × (DxRxC) (m), diện tích hai phịng: 32 (m2) 7.2.16.Khu xử lý bã nước thải Kích thước khu xử lý bã nước thải: 12 × (DxR) (m), diện tích: 72 (m2) 7.2.17.Kho nhiên liệu Dùng để chứa dầu đốt cho lị hơi, xăng xe Kích thước: 12 × × (DxRxC) (m), diện tích kho nhiên liệu: 72 (m2) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 86 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 7.2.18.Trạm máy nén thu hồi CO2 Kích thước: 12 × × (DxRxC) (m), diện tích trạm máy nén thu hồi CO2: 72 (m2) Bảng tổng kết cơng trình thể bảng 7-2 ST T Bảng 7-2 Tổng kết cơng trình Ghi Tên cơng trình Kích thước (m) Khu xử lý-pha loãng-nhân Khugiống lên men Khu chưng cất-tinh chế, hấp phụ 12 × 15 × 9,6 DxRxC Diện tích (m2180 ) (m2) 12 × 27 × 15 DxRxC 324 12 × 12 × 25 DxRxC 144 Phân xưởng điện 6×9×6 DxRxC 54 Kho nguyên liệu 13 × 21 × 9,6 DxRxC 273 Kho thành phẩm 13 × 21 × 9,6 DxRxC 273 Phân xưởng lị 12 × × DxRxC 72 Nhà hành 26 × × DxRxC 340 Trạm xử lý nước 6×6×6 DxRxC 36 10 Phịng vệ sinh – phịng tắm 4,5 × 10,5 × DxRxC 47,25 11 Nhà ăn – tin × 12 × DxRxC 108 12 Trạm biến áp 4×4×6 DxRxC 16 13 Trạm bơm 6×6×6 DxRxC 36 14 Nhà chứa máy phát điện dự 6×6×4 DxRxC 36 15 phịng Gara ơtơ 24 × × DxRxC 144 16 Nhà để xe 9×3×3 DxRxC 27 17 Phịng thường trực bảo vệ × (4 × × 4) DxRxC 32 18 Bể xử lý bã nước thải 12 × DxRxC 72 19 Kho nhiên liệu 12 × × DxRxC 72 20 Trạm máy nén thu hồi COcộng Tổng 12 × × DxRxC 72 DxRxC 2431,25 7.3 Tính tổng mặt cần xây dựng nhà máy 7.3.1 Khu đất mở rộng Trong thực tế suất nhà máy chưa lớn nên việc quy hoạch từ ban đầu để có khu đất mở rộng cần thiết, thường khu đất dùng để dự trữ cho việc mở rộng nhà máy chiếm từ 30 ÷ 100% diện tích đất xây dựng phân xưởng sản xuất Chọn 50% Diện tích khu đất mở rộng: Fmr = 50% × 810 = 405 (m2) Kích thước khu đất mở rộng là: 27 × 15 (m) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 87 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 7.3.2 Diện tích khu đất xây dựng nhà máy FXD [6], FKD: Diện tích khu đất K XD FKD = FXD: Diện tích xây dựng nhà máy FXD = 2431,25 (m2) KXD: Hệ số xây dựng Nhà máy thực phẩm KXD = 35 ÷ 50% Chọn Kxd = 35% 2431,25 = 6946,43 (m2) 0,35 FKD = Chọn diện tích khu đất là: 90 x 80 (m) 7.3.3 Tính hệ số sử dụng FKD = FSD [6] K SD KSD: Hệ số sử dụng, đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật tổng mặt FSD: Diện tích sử dụng khu đất, FSD = FCX + FGT + Fhè, rãnh + FXD Trong đó: FCX: Diện tích trồng xanh: FCX = 0,3 × 2431,25 = 729,4 (m2) FGT: Diện tích giao thơng: FGT = 0,4 × 2431,25 = 972,5 (m2) Fhè rãnh: Diện tích hè rãnh: Fhè rãnh = 0,3 × 2431,25 = 729,4 (m2) Nên: FSD = 729,4 + 972,5 + 729,4 + 2431,25 = 4862,55 (m2) KSD = FSD 4862,55 = = 0,70 Vậy KXD = 35%, KSD = 0,70 FKD 6946,43 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 88 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm CHƯƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 8.1 An toàn lao động An toàn lao động điều cần thiết quan trọng nhà máy có liên quan đến luật lao động, ảnh hưởng đến tiến trình sản xuất, sức khỏe tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc thiết bị Vì cần quan tâm mức, phổ biến rộng rãi nhà máy để công nhân hiểu rõ tầm quan trọng Đồng thời nhà máy phải đặt nội quy, biện pháp chặt chẽ để đề phòng tai nạn lao động 8.1.1 Những nguyên nhân gây tai nạn lao động biện pháp hạn chế 8.1.1.1 Nguyên nhân gây tai nạn - Do vấn đề tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Do thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý - Do thiếu khơng có hỏng khơng đảm bảo an tồn phận rào, che chắn, bảo hiểm - Do ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Do điều kiện làm việc không cải thiện, vị trí làm việc khơng hợp lý, thiếu điều kiện ổn định trình làm việc - Thiếu phương tiện dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết 8.1.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất - Điều kiện làm việc nhà máy cồn liên tục, thiết bị máy móc lớn, bố trí phức tạp, phải trang bị rào, che chắn, phận bảo hiểm hợp lý Cần quan tâm vùng nguy hiểm Thường xuyên theo dõi thay phận theo quy định sử dụng - Công tác tổ chức quản lý nhà máy: có nội quy, quy chế làm việc cụ thể cho phận, phân xưởng sản xuất Máy móc thiết bị phải có hướng dẫn vận hành sử dụng cụ thể Phải bố trí cơng việc cho người lao động cách hợp lý phù hợp với trình độ kỹ thuật, điều kiện sức khoẻ người - Công nhân nhân viên phải thường xuyên học tập thực hành cơng tác phịng chống cháy nổ Mỗi năm nhà máy tổ chức thi nâng bậc để công nhân cán kỹ thuật nhà máy nắm vững nâng cao trình độ - Kỷ luật nhà máy phải thực nghiêm để xử lý trường hợp vi phạm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 89 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 8.1.2 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 8.1.2.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc Các phòng, phân xưởng sản xuất phải có đủ ánh sáng thích hợp với cơng việc Ban ngày tận dụng ánh sáng tự nhiên qua cửa sổ, cửa mái để tiết kiệm lượng điện Ban đêm sử dụng đèn chiếu sáng phải đảm bảo đủ độ sáng 8.1.2.2 Thơng gió Tận dụng tối đa lưu thơng khơng khí nhà máy, cách xây dựng cửa sổ, cửa trời mái Bảo đảm chênh lệch nhiệt độ phân xưởng môi trường không 50C Tại phận sinh nhiệt như: nấu sơ bộ, nấu chín, làm nguội, có bố trí quạt gió để tăng cường phân tán nhiệt Tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc 8.1.2.3 An toàn điện Hệ thống điều khiển phải tập trung vào bảng điện, có hệ thống chuông điện báo đèn màu báo động Các đường dây dẫn điện cách điện an toàn bố trí dọc tường hay ngầm mặt đất Các thiết bị điện phải che chắn bảo hiểm Phải có phương tiện bảo vệ cá nhân biện pháp cấp cứu người bị nạn Phòng chống phát sinh tĩnh điện vận hành Phải có rơ le để đề phịng q tải 8.1.2.4 An tồn sử dụng thiết bị Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, công suất Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, có chế độ vệ sinh, sát trùng vô dầu mỡ thiết bị 8.1.2.5 Phòng chống cháy nổ Nguyên nhân xảy cháy nổ do: Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, thiết bị đóng cặn, bị ăn mịn lâu ngày bị nổ, phản ứng hoá học xảy trình sản xuất Ðể hạn chế cháy nổ cần có biện pháp sau: - Khơng hút thuốc kho ngun liệu, xăng dầu, gara ơtơ - Bố trí sản xuất có khoảng cách thích hợp để tránh lây lan - Các phận gây cháy nổ như: lò phải đặt cuối hướng gió - Những thiết bị dùng điện phải có vỏ an tồn - Có bể chứa nước chữa cháy, thiết bị chữa cháy phải trang bị đầy đủ 8.1.2.6 An tồn hóa chất Các hoá chất phải đặt quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 90 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 8.1.2.7 Giao thông nhà máy Nhà máy cần thiết kế lối lại có chiều rộng hợp lý, cầu thang rộng chịu lực, dễ dàng lại Ngồi bố trí cửa vào hợp lý để có cố dễ dàng hiểm 8.1.2.8 Chống sét Để đảm bảo an toàn cho cơng nhân nhà máy cần phải có cột thu lơi cho vị trí cao là: phân xưởng sản xuất chính, đỉnh tháp thơ tháp tinh 8.2 Vệ sinh nhà máy Vấn đề vệ sinh xí nghiệp có ý nghĩa quan trọng nhà máy sản xuất cồn Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện cho vi sinh vật gây bệnh phát triển 8.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân Công nhân phải mặc áo quần sẽ, đội mũ, đeo trang, ủng mang găng tay, cần thiết phải bịt tai Không ăn uống khu sản xuất Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân 8.2.2 Vệ sinh máy móc thiết bị Máy móc, thiết bị phải vệ sinh Đặc biệt thùng lên men phải vệ sinh, sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch tiếp theo, nhằm hạn chế tối đa nhiễm tạp khuẩn làm giảm hiệu suất lên men 8.2.3 Vệ sinh xí nghiệp Trong phân xưởng sản xuất, sau ca cần phải vệ sinh khu làm việc 8.2.4 Xử lý phế liệu nhà máy Phế liệu trình sản xuất bã hèm phế liệu dễ gây nhiễm bẩn Sau ca sản xuất cần chứa quy định xử lý để sản xuất phân bón vi sinh 8.2.5 Xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất hữu nên vi sinh vật dễ phát triển gây nhiễm mơi trường sống người Vì vấn đề xử lý nước thải quan trọng nhà máy Nhà máy sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải Nguyên tắc làm việc hệ thống sau: nước thải chảy xuống bể lắng Do tiếp xúc nước thải vi sinh vật bề mặt vật liệu xốp nên trình xử lý tiến hành nhanh Vật liệu xốp gốm, sứ, đá dăm với độ xốp cao Ưu điểm bể lắng sinh học trình làm nhanh, liên tục thiết bị đơn giản, dễ làm, rẻ tiền dễ ứng dụng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 91 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 8.2.6 Xử lý nước dùng sản xuất Các nguồn nước không đạt tiêu chuẩn chất lượng để sản xuất rượu Do cần phải xử lý nước trước đưa vào sản xuất Nhà máy sử dụng phương pháp kết tủa ion Ca2+, Mg2+ để làm mềm nước cứng trình sản xuất Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 92 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1 Kiểm tra nguyên liệu Rỉ đường đưa vào sản xuất cần phải kiểm tra thông số hàm lượng chất khô, pH, vi sinh vật mức độ nhiễm tạp - Xác định mức độ nhiểm bẩn bắng phương pháp lắng lọc - Hàm lượng chất khô đo Bx kế, khúc xạ kế Bome kế - Xác định hàm lượng đường mật rỉ: Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng đường mật rỉ, phương pháp Bectran phương pháp ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm xem xác so với phương pháp khác [1] + Cơ sở phương pháp: (phụ lục 5) + Cách tiến hành: (phụ lục 5) Căn vào KMnO4 tiêu hao nhân với 6,36 nhận số mg Cu Sau tra bảng Bectran biết lượng đường chứa mẫu thí nghiệm 9.2 Kiểm tra dịch giấm chín sau lên men 9.2.1 Độ rượu giấm - Cơ sở cách tiến hành: (phụ lục 5) Độ rượu giấm: (A − A )  1,15 20  100 (mg/100ml) A: số ml Na2S2O3 tiêu hao thí nghiệm A0: số ml Na2S2O3 tiêu hao mẫu trắng 1,15: lượng rượu tương ứng với 1ml Na2S2O3 0,1N 9.2.2 Xác định hàm lượng đường sót giấm chín Xác định hàm lượng đường theo phương pháp thủy phân acid [1] - Cách tiến hành: (phụ lục 5) Hàm lượng đường sót giấm chín tính: 18,9  (D1 − D )  n (%) 1000 9.2.3 Xác định nồng độ chất hịa tan dịch đường giấm chín Nồng độ chất hòa tan sau lên men đo đường kế nhiệt độ 200C Lấy dịch lọc giấm chín cho vào ống đong 250ml dùng đường kế đo đọc kết vạch chia độ sau quy 20oC cách tra bảng [1] Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 93 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm 9.3 Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm 9.3.1 Nồng độ cồn Dùng cồn kế Gayluytsac chia độ ÷ 1000, nhiệt kế đo đến 500C - Tiến hành: (phụ lục 5) 9.3.2 Hàm lượng axit este cồn - Cách tiến hành: (phụ lục 5) Hàm lượng axit tính theo cơng thức: V   10  100 (mg/l) C Trong đó: V: Số dung dịch NaOH 0,1N tiêu hao định phân 6: Số mg acid axetic ứng với 1ml NaOH 0,1N 10: Hệ số chuyển thành lít 100: Hệ số chuyển thành cồn 100% C: Nồng độ cồn dung dịch đem phân tích Hàm lượng este cồn xác định: E = V  8,8  10  100/C, mg/l V: số ml NaOH 0,1N tiêu hao chuẩn H2SO4 dư 8,8: lượng este etylic ứng với 1ml NaOH 0,1N 9.3.3 Xác định hàm lượng acol cao phân tử - Cơ sở cách tiến hành: (phụ lục 5) Hàm lượng ancol cao phân tử tính theo cồn: a  100 (mg/l hay %) C a: hàm lượng dầu fusel mẫu C: nồng độ cồn mẫu thí nghiệm 9.3.4 Xác định lượng ancol metylic Cơ sở: Trong môi trường axit, tác dụng KMnO4, ancol metylic bị oxi hóa tạo aldehyt fomic, aldehyt fomic tác dụng với sunsfit fucxin tạo phản ứng màu Tiến hành: (phụ lục 5) 9.3.5 Xác định hàm lượng furfurol Cơ sở: Cồn có chứa furfurol phản ứng với aniline môi trường HCl, màu dung dịch hồng – da cam, cường độ màu tỉ lệ thuận với hàm lượng furfurol Tiến hành: (phụ lục 5) 9.3.6 Xác định thời gian oxy hóa Dùng ống đong 50ml có nút nhám cho vào 50ml cồn thí nghiệm đặt vào nồi giữ nhiệt 200C, sau 15 phút dùng ống hút cho vào 1ml dung dịch KMnO4 0,02% Đậy nút nhám lắc đặt vào nồi giữ tiếp 200C Màu KMnO4 thay đổi đạt tới màu dung dịch mẫu rót đầy vào ống đong khác Thời gian từ cho KMnO4 vào kết thúc xem thời gian oxy hóa Thời gian dài chứng tỏ cồn có chất lượng tốt Dung dịch mẫu: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 94 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm Cân xác 0,25g CoCl2 0,28g UO2(NO2)2 hịa tan thành 100ml Nên dùng mẫu cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng Việt Nam [1] Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 95 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm KẾT LUẬN Sau gần tháng làm đồ án tốt nghiệp, với hướng dẫn tận tình thầy Bùi Viết Cường với nỗ lực thân đến tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ rỉ đường với suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm” Qua q trình làm đồ án, tơi phần tích lũy kiến thức thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất cồn nói riêng, có cách nhìn tổng quan nhà máy, công nghệ sản xuất, cách bố trí lựa chọn thiết bị hợp lý Tuy nhiên thời gian kiến thức thân hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Vì mong giúp đỡ, đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 96 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/năm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt: [1] Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn Etylic (2007), NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [2] Nguyễn Văn Phước, Kỹ thuật sản xuất rượu etylic (1979), Bộ lương thực thực phẩm [3] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên (1992), “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập I”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên (1992), “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập II”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Bin, “Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm (2001)’’, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội [6] Trần Thế Truyền, “Cơ sở thiết kế nhà máy”, Đại học Đà Nẵng-Trường Đại học Bách khoa (2006) Tài liệu web: [7] https://vi.wikipedia.org/wiki/Ho%C3%A0ng_Mai_(th%E1%BB%8B_x%C3%A3), ngày truy cập: 28/01/2019 [8] http://nghean.gov.vn:10040/wps/portal/mainportal/ctittodayct/!ut/p/c4/04_SB8K8x LLM9MSSzPy8xBz9CP0os_jQMG8jvyBDY29_HwtzA8eQIAOzYANXT1MLQ_ 2CbEdFAO20vZU!/?WCM_PORTLET=PC_7_UVK2NR13KOL870ATR06S0EI5I 7_WCM&WCM_GLOBAL_CONTEXT=/wps/wcm/connect/web+content/portal_n a/gtna/v2_tnxn/v2_dktn/53d06d804697923aaf77bf4b46d042f9, ngày truy cập: 28/01/2019 [9] http://www.vinasugar.vn/hoi-vien/cong-ty-tnhh-mia-duong-nghe-an.html, ngày truy cập 28/01/2019 [10] http://www.zbook.vn/ebook/thiet-ke-day-chuyen-tinh-che-san-xuat-con-tu-nguyenlieu-ri-duong-nang-xuat-5-trieu-litnam-35993/, ngày truy cập: 28/01/2019 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thảo Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 97 ... để sản xuất cồn Nhờ có nhiều ưu điểm tính ứng dụng rộng rãi nên đồ án ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/ năm? ?? tiến hành Đồ án ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất. .. Cường Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/ năm CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Rỉ đường 2.1.1.1 Giới thiệu Rỉ đường hay mật rỉ đường sản phẩm phụ... Viết Cường 31 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96° từ rỉ đường suất 12,5 triệu lít sản phẩm/ năm CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Kế hoạch sản xuất Trong năm rỉ đường nhập nhà máy bảng 4-1 Bảng