Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô năng suất 4 tấn nguyên liệu giờ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN 960 TỪ SẮN LÁT KHÔ NĂNG SUẤT 4000 TẤN NGUYÊN LIỆU/THÁNG Sinh viên thực hiện: Hà Thị Thu Thanh Số thẻ sinh viên: 107140094 Lớp:14H2A Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Cồn sản xuất khơng với mục đích đồ uống mà ứng dụng nhiều ngành công nghiệp khác dung môi hữu cơ, nhiên liệu, y tế, mỹ phẩm,… Nhờ tính ứng dụng rộng rãi mà đặc biệt với ngành nhiên liệu tương lai nên đồ án với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/giờ” tiến hành Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/giờ” bao gồm thuyết minh vẽ Đồ án 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: Kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản phẩm; + Chương 9: An toàn lao động vệ sinh nhà máy -5 vẽ A0 bao gồm: + Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ; + Bản vẽ số 2: Mặt phân xưởng sản xuất chính; + Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính; + Bản vẽ số 4: Đường ống – nước phân xưởng sản xuất chính; + Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy Thiết kế “ Nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/giờ” thiết kế mới, có khả ứng dụng cao ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI 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: Hà Thị Thu Thanh; Số thẻ sinh viên: 107140094; Lớp:14H2A Khoa: Hóa; Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nguyên liệu: 100% sắn lát khô; Năng suất: 4000 nguyên liệu /tháng; Sản phẩm: Cồn 960 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: MỤC LỤC LỜI 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: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 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: SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG HƠI - NƯỚC (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: 17 / 05 /2019 Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2019 Trưởng Bộ môn công nghệ thực phẩm Đặng Minh Nhật Người hướng dẫn Bùi Viết Cường LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cồn khơng cịn xa lạ với ngành công nghệ thực phẩm, nhiên với ứng dụng rộng rãi, đa dạng cồn nhà máy cồn đời chưa đáp ứng đủ nhu cầu đó, tơi giao đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng” để mong đáp ứng phần nhu cầu Trong q trình làm đồ án, tơi giúp đỡ kiến thức kinh nghiệm thầy cô ngành công nghệ thực phẩm Tôi xin cảm ơn thầy cô giúp đỡ hoàn thành tốt đồ án này, đặc biệt cảm ơn ThS Bùi Viết Cường, người hướng dẫn tơi làm đồ án cách tận tình, chi tiết để hiểu biết ngành sản xuất cồn, có cách nhìn tổng quan ngành thực phẩm Tuy nhiên trình làm, kiến thức tơi cịn hạn hẹp, tư kinh nghiệm không cao nên tránh khỏi sai sót vấn đề chưa hợp lý Mong bảo quý thầy cô để đồ án tơi hồn thiện i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tiến hành thực hiện, số liệu, kết đồ án là 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 15 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Hà Thị Thu Thanh ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH x DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Đặc điểm tự nhiên 1.3 Vùng nguyên liệu 1.4 Hợp tác hóa liên hiệp hóa 1.5 Nguồn cung cấp điện 1.6 Nguồn cung cấp hơi, nhiên liệu 1.7 Nguồn cung cấp nước xử lý nước 1.8 Giao thông vận tải 1.9 Nguồn nhân lực 1.10 Thị trường tiêu thụ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Sắn 2.1.2 Nước 2.1.3 Nấm men 2.1.4 Chất hỗ trợ kĩ thuật 2.2 Các trình sản xuất 10 2.2.1 Quá trình nghiền 10 2.2.2 Quá trình nấu 11 2.2.3 Q trình đường hóa 13 2.2.3 Quá trình lên men 15 2.2.4 Quá trình chưng cất, tinh chế 17 2.2.5 Quá trình tách nước 21 iii 2.3 Sản phẩm 22 2.3.1 Tính chất vật lý 22 2.3.2 Tính chất hóa học 23 2.3.3 Tính chất sinh học 23 2.4 Các tiêu chất lượng sản phẩm 24 2.4.1 Chỉ tiêu cảm quan 24 2.4.2 Chỉ tiêu hóa học cồn sản phẩm 24 2.5 Tình hình sản xuất cồn giới Việt Nam 24 2.5.1 Nhu cầu cồn 24 2.5.2 Tình hình sản xuất cồn giới 25 2.5.3 Tình hình sản xuất cồn Việt Nam 26 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 28 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 28 3.2 Thuyết quy trình cơng nghệ 28 3.2.1 Làm 28 3.2.2 Nghiền 30 3.2.3 Nấu 30 3.2.4 Làm nguội 32 3.2.5 Đường hóa 32 3.2.6 Lên men 33 3.2.7 Chưng cất, tinh chế 35 3.2.8 Gia nhiệt 36 3.2.9 Quá trình tách nước 36 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 38 4.1 Biểu đồ nhập liệu 38 4.2 Biểu đồ sản xuất nhà máy 38 4.3 Tính cân sản phẩm 38 4.3.1 Các thông số ban đầu 38 4.3.2 Tính tốn cân vật chất 39 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 52 5.1 Các thiết bị sản xuất 52 5.1.1 Sàng rung 52 iv 5.1.2 Máy nghiền búa 52 5.1.3 Silo chứa nguyên liệu sau nghiền 53 5.1.4 Thùng hòa trộn 53 5.1.5 Nồi nấu sơ 54 5.1.6 Thiết bị phun dịch hóa 55 5.1.7 Thiết bị nồi nấu chín 56 5.1.8 Thiết bị tách 56 5.1.9 Phao điều chỉnh mức 57 5.1.10 Thiết bị làm nguội sau tách 58 5.1.11 Thùng đường hóa 58 5.1.12 Thiết bị làm nguội sau đường hóa 59 5.1.13 Thùng lên men 59 5.1.14 Thùng nhân giống cấp I, II 60 5.1.15 Thiết bị tách CO2 62 5.1.16 Thùng chứa dấm chín 62 5.1.19 Các thiết bị bị phụ trợ cho tháp thô 65 5.1.20 Các thiết bị phụ trợ cho tháp tinh 68 5.1.21 Thiết bị gia nhiệt 71 5.1.22 Tháp hấp phụ 72 5.1.23 Thiết bị ngưng tụ làm nguội cồn thành phẩm 73 5.1.24 Các thùng chứa 74 5.2 Tính thiết bị vận chuyển 75 5.2.1 Băng tải vận chuyển sắn từ kho đến sàng làm 75 5.3.2 Gàu tải 75 5.2.3 Bơm 76 CHƯƠNG 6: TÍNH HƠI- NHIỆT-NƯỚC 82 6.1 Tính cho phân xưởng sản xuất 82 6.1.1 Tính nhiệt cho nồi nấu sơ 82 6.1.2 Tính nhiệt cho thiết bị phun dịch hóa 84 6.1.3 Tính nhiệt cho nồi nấu chín 84 6.1.4 Tính cho trình chưng cất - tinh chế 87 v 6.1.5 Tính lượng cho trình gia nhiệt 88 6.1.6 Tính nhiệt lượng cho trình hấp phụ - giải hấp 88 6.1.7 Tính chọn lị 90 6.1.8 Tính nhiên liệu 90 6.2 Tính nước cho phân xưởng sản xuất 91 6.2.1 Nước dùng cho phân xưởng nấu 91 6.2.2 Nước dùng cho đường hóa 91 6.2.3 Nước dùng cho thiết bị làm nguội ống lồng ống 91 6.2.4 Nước dùng cho phân xưởng lên men 91 6.2.5 Lượng nước cần dùng cho phân xưởng chưng cất - tinh chế 92 6.2.6 Nước cho lò 94 CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 95 7.1 Tổ chức nhà máy 95 7.1.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 95 7.1.2 Tổ chức lao động 95 7.2 Tính cơng trình xây dựng 97 7.2.1 Khu sản xuất 97 7.2.2 Phân xưởng điện 97 7.2.3 Kho chứa nguyên liệu 97 7.2.4 Kho thành phẩm 98 7.2.5 Phân xưởng lò 98 7.2.6 Nhà hành 98 7.2.7 Trạm xử lý nước 98 7.2.8 Nhà vệ sinh, nhà tắm 98 7.2.9 Nhà ăn, tin 99 7.2.10 Nhà chứa máy phát điện dự phòng 99 7.2.11 Trạm biến áp 99 7.2.12 Gara ô tô 99 7.2.13 Nhà để xe 99 7.2.14 Phòng thường trực bảo vệ 99 7.2.15 Khu xử lý bã nước thải 99 vi Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng Tương tự xây dựng phòng vệ sinh, phịng nam phịng nữ Kích thước phịng: 0,9 × 1,2 × (m,L × R ×C) Vậy kích thước nhà tắm, nhà vệ sinh: 12 × 14 × (m,L × R ×C), diện tích: 168 m2 7.2.9 Nhà ăn, tin 2 3 Tính cho số lượng cơng nhân ca đơng nhất: × 75 = 50 (người) Diện tích cho người: 2,3 m, diện tích nhà ăn, tin: 50 × 2,3 = 115 (m2) Kích thước nhà ăn: 15 × × (m,L × R ×C) diện tích: 120 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 nhà chứa máy phát điện dự phịng: × × (m,L × R ×C), 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 Trạm nằm góc nhà máy nơi người qua lại Kích thước trạm: × × (m,L × R ×C), diện tích: 36 m2 7.2.12 Gara tô Đây nơi để xe nhà máy trạm bảo quản sửa chữa xe Số xe nhà máy bao gồm: xe lãnh đạo nhà máy, xe đưa đón cơng nhân, xe chở hàng Kích thước gara: 24 × × (m,L × R ×C), diện tích: 144 m2 7.2.13 Nhà để xe Tính cho 80% cơng nhân ca đơng nhất: 0,8 × 75 = 60 (người) 1,5 m2 cho xe máy nên diện tích nhà để xe là: 1,5 × 60 = 90 (m2) Kích thước nhà để xe: 20 × × (m,L × R ×C) diện tích: 100 m2 7.2.14 Phịng thường trực bảo vệ Phòng xây dựng gần cổng vào nhà máy Gồm phòng, phòng cổng trước phịng cổng sau Kích thước phịng: × × (m,L × R ×C), diện tích: 16 m2 7.2.15 Khu xử lý bã nước thải Kích thước khu xử lý bã nước thải: 15 × × (m,L × R ×C), diện tích: 90 m2 7.2.16 Kho nhiên liệu Dùng để chứa dầu đốt cho lò hơi, xăng xe máy phát dự phòng Kích thước: 12 × × SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 99 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng (m,L × R ×C), diện tích: 72 m2 7.2.17 Trạm máy nén thu hồi CO2 Kích thước trạm: 12 × × (m,L × R ×C), diện tích: 72 m2 Bảng 7.3 Bảng tổng kết cơng trình Kích thước Diện (m, L×R×C) tích (m ) Số lượng STT Tên cơng trình Khu xử lý ngun liệu, nấu, đường hóa nhân giống Khu lên men 18 × 27 × 25 486 Khu chưng cất – tinh chế 30× 15 × 23 450 Phân xưởng điện 18 × × 162 Kho chứa nguyên liệu 36 × 24 × 9,6 864 Kho thành phẩm 18×25×7,2 270 Phân xưởng lị 12 × × 108 Nhà hành 24 × 6× 144 Trạm xử lý nước 12 × × 72 10 Nhà vệ sinh, nhà tắm 12 × × 36 11 Nhà ăn, tin 15 × × 120 6×6×4 36 12 Nhà chứa máy phát điện dự phòng 36 × 15 × 12,6 504 13 Trạm biến áp 6×6×6 36 14 Gara tơ 24 × × 144 15 Nhà để xe 20 × × 100 16 Phịng thường trực bảo vệ 4×4×4 16 17 Khu xử lý bã nước thải 15 × × 90 18 Kho nhiên liệu 12 × × 72 19 Trạm máy nén thu hồi CO2 12 × × 72 20 Trạm cân xe 18 × 54 21 Tổng cộng SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 3802 100 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng 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, thông thường khu đất dùng để dự trữ cho việc mở rộng nhà máy chiếm từ a = 75 – 100% diện tích phân xưởng sản xuất Ta chọn a = 80% Diện tích khu đất mở rộng Fmr = 1180,8 (m2) Kích thước khu đất mở rộng: 55×22 (m, L × R) 7.3.2 Diện tích khu đất xây dựng nhà máy FKĐ = FXD [9] K XD FKĐ: Diện tích khu đất, FXD: Diện tích xây dựng cơng trình, FXD = 3802 m2, KXD: Hệ số xây dựng, nhà máy thực phẩm KXD = 30 – 50 % Chọn KXD = 35 % FKĐ = 3802 = 10863 (m2 ) 0,35 Chọn khu đất có kích thước: 110 × 100 (m, L × R), FKĐ = 11000 m2 7.3.3 Tính hệ số sử dụng K SD = FSD [9] FKĐ KSD: Hệ số sử dụng Đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật tổng mặt bằng, FSD: Diện tích sử dụng khu đất, FSD = FCX + FGT + Fhè, rãnh + FXD Trong đó: FCX: Diện tích trồng xanh: FCX = 0,35 × FXD = 0,35 × 3802 = 1331 (m2) FGT: Diện tích giao thơng, FGT = 0,4 × FXD = 0,4 × 3802 = 1521 (m2) Fhè, rãnh: Diện tích hè rãnh, Fhè, rãnh = 0,3 × FXD = 0,3 × 3802 = 1141 (m2) ⇒ FSD = 1331 + 1521 + 1141 + 3802 = 7795 (m2) K SD = 7795 = 0,71 11000 Vậy KXD = 35%, KSD =0,71 SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 101 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng 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 lao động - Tổ chức lao động liên hệ phận khơng chặt chẽ - Thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt bố trí chưa hợp lý - Khơng có thiếu, hỏng phận che chắn, bảo vệ - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Vị trí làm việc không hợp lý, điều kiện làm việc không ổn định - Thiếu 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 qui trình sản xuất - Điều kiện làm việc nhà máy bio - ethanol 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 qui, qui 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 SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 102 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng 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 phịng, 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 số, cửa trời mái Bảo đảm chênh lệch nhiệt độ phân xưởng mơi trường xung quanh khơng q ÷ °C 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 cơng nhân làm việc 8.1.2.3 An tồn điện Hệ thống điều khiển phải tập trung vào bảng điều khiển, có hệ thống chng điện báo đèn màu báo động Các đường dây dẫn điện cách điện an tồn 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 toàn sử dụng thiết bị Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, cơng 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 lí Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, có chế độ vệ sinh, sát trùng vơ dầu mỡ thiết bị 8.1.2.5 Phịng chống cháy nổ Nguyên nhân xảy cháy nổ do: Chập mạch điện, nhiên liệu dễ bắt lửa, thiết bị đóng cặn, bị ăn mòn lâu ngày bị nổ, phản ứng hóa học xảy q trình sản xuất Để hạn chế cháy nổ cần có biện pháp sau: - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara tơ - Bố trí sản xuất có khoảng cách thích hợp để tránh lây lan - Các phận gây cháy nổ như: Kho chứa thành phẩm, lị 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 SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 103 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 ngun liệu/tháng 8.1.2.6 An tồn hóa chất Các hóa chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề tránh gây độc hại cho cơng nhân, ăn mịn hư hỏng thiết bị 8.1.2.7 Giao thông nhà máy Nhà máy cần thiết kế lối lại có chiều rộng hợp lý 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: Nóc 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 quần áo sẽ, đội mũ đeo trang, ủng mang găng tay Khi cần thiết phải bịt tai Không ăn uống khu sản xuất Khám sức khỏe định kỳ 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 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 phế liệu dễ gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất cần chứa quy định xử lí để sản xuất phân bón vi sinh, thức ăn gia súc 8.2.5 Xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất hữu nên vi sinh vật dễ phát triển gây ô nhiễm môi trường sống người ảnh hưởng đến đời sống động vật hệ sinh SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 104 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng thái thực vật Vì vấn đề xử lí nước thải quan trọng nhà máy Nhà máy sử dụng phương pháp sinh học để xử lí 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 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 trước đưa vào sản xuất Nhà máy sử dụng phương pháp kết tủa ion Ca2+, Mg2+ để làm mềm nước cứng trình sản xuất SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 105 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM 9.1 Kiểm tra nguyên liệu Trong công nghệ lên men nói chung sản xuất rượu nói riêng, việc kiểm tra hay xác định hàm ẩm, hàm lượng tinh bột đường có ý nghĩa quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất 9.1.1 Xác định độ ẩm Cách tiến hành: Phụ lục 4.1 Độ ẩm nguyên liệu tính theo cơng thức: W = m1 −m2 m1 × 100, % Trong đó: m1: Khối lượng mẫu trước sấy, g m2: Khối lượng mẫu sau sấy, g 9.1.2 Xác định hàm lượng tinh bột Xác định hàm lượng tinh bột theo phương pháp quang học Evec Cơ sở: Phương pháp Evec dựa sở chuyển tinh bột thành dạng hịa tan nhờ đun nóng dung dịch HCl 1,124 % 15 phút Sau chuyển tinh bột thành dạng hòa tan đem kết tủa protit lọc Tiếp theo khả làm quay mặt phẳng phân cực dung dịch từ suy nồng độ tinh bột [6] Cách tiến hành: phụ lục 4.2 Hàm lượng tinh bột nguyên liệu tính theo cơng thức sau: C= 100×α [α]20 D ×L × 100 ,% α: Chỉ số đọc thang chia độ tròn Nếu đo phân cực kế kiểu đường kế α cần nhân với 0,3468, L: Chiều dày ống phân cực đó, (dm); [α]20 D : Góc quay riêng tinh bột 9.2 Xác định hoạt độ chế phẩm enzyme nấu đường hóa tinh bột Xác định hoạt độ enzyme α–amilaza theo Rukhliadeva Cách tiến hành: phụ lục 4.3 Lượng tinh bột thủy phân xác định theo công thức: C = D1 −D2 D1 × 0,1 Trong đó: D1:Mật độ quang đo dung dịch kiểm chứng, SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 106 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng D2:Mật độ quang đo dung dịch thí nghiệm, 0,1:Lượng tinh bột đem phân tích, gam 9.3 Kiểm tra dịch đường hóa giấm chín sau lên men 9.3.1 Độ rượu giấm chín Sau lên men trước hết cần kiểm tra nồng độ rượu giấm chín, đơi cịn phải kiểm tra rượu sót đáy tháp thô tháp tinh Muốn xác định ta phải chưng cất để tách rượu khỏi chất hòa tan Lấy 100 mL dung dịch lọc giấm chín có nhiệt độ khoảng 20°C cho vào bình định mức 100 mL, rót dịch giấm vào bình tráng 100 mL nước cất đỏ vào bình cất Tiến hành chưng cất dịch cất 97 ÷ 98 mL ngừng đặt bình đựng dung dịch cất vào nồi điều nhiệt giữ 20°C Sau 10 ÷ 15 phút thêm nước cất đến 100 mL , đậy kín chuẩn bị đo nồng độ rượu Để kiểm tra rượu sót, sau thu dịch cất ta đem xác định rượu theo phương pháp hóa học dựa sở phản ứng: 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 3CH3COOH + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2O Lượng bicromat Kali dư xác định theo phương trình phản ứng: 3K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 3I2 + 4K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 7H2O Lượng I2 giải phóng định phân Na2S2O3 :Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S2O6 Cách tiến hành: phụ lục 4.4 Căn vào hiệu số Na2S2O3 mẫu thí nghiệm mẫu trắng ta suy lượng rượu chứa mẫu thí nghiệm % rượu sót: (A−A0 )×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 mL Na2S2O3 0,1 N 9.3.2 Xác định làm lượng đường tinh bột sót giấm chín Xác định làm lượng tinh bột đường theo phương pháp dùng Antron (C6H4COCH2C6H4) 9.3.2.1 Cơ sở phương pháp Trong dung dịch axit sunfuric đậm đặc Antron phản ứng với gluxit lên men tạo chất màu xanh da trời 9.3.2.2 Tiến hành SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 107 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng Cách tiến hành: phụ lục 4.5 Hàm lượng đường sót giấm chín tính theo công thức: Đs = 18,9 (D1 −D2 ) 1000 × f, % Tổng lượng tinh bột đường giấm chín xác định theo cơng thức: Đt = 18,9 (D1 − D2 ) × f, % 1000 Trong đó: f: Hệ số pha lỗng giấm chín 9.3.3 Xác định nồng độ chất hòa tan dịch đường Trong dịch đường hóa chứa lượng chất hịa tan chủ yếu tinh bột hòa tan, dextrin đường có gốc glucoza khác Ngồi cịn chứa protein, khống Các chất mang tên chung chất khơ dịch đường đo đường kế nhiệt độ 20°C Đường hóa xong, đem lọc dịch đường lấy dịch cho vào ống đong để đo Nồng độ chất hòa tan sau lên men gọi độ lên men hay đường sót đo đường kế điều kiện 20°C 9.4 Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm 9.4.1 Nồng độ rượu Đo nồng độ rượu cồn kế [6] 9.4.2 Hàm lượng acid este cồn Dùng ống hút cho 100 mL cồn pha loãng tới 50 % cho vào bình tam giác 250 mL, nối với hệ thống làm lạnh ngược, đun sôi 15 phút để tách CO2 Tiếp theo làm lạnh đến nhiệt độ phịng, cho ÷ giọt phenolftalein, dùng dung dịch NaOH 0,5 N chuẩn đến xuất màu hồng nhạt Hàm lượng axit tính theo cơng thức: V×6×10×100 C (mg/L) [6] Trong đó: V: Số mL dung dịch NaOH 0,1 N tiêu hao điện phân 6: Số mg acid axetic ứng với mL NaOH 0,1 N; 10: Hệ số chuyển thành lít 100: Hệ số chuyển thành cồn 100%; C: Nồng độ cồn dung dịch đem phân tích Sau chuẩn hàm lượng axit ta thêm vào hỗn hợp mL NaOH 0,1N nối với hệ thống làm lạnh đun sôi tạo điều kiện cho phản ứng: CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH Đun xong, đem làm ngội đến nhiệt độ phòng cho mL H2SO4 0,1 N vào bình Sau chuẩn lại H2SO4 dư NaOH 0,1 N tới xuất màu hồng nhạt SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 108 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng Hàm lượng este cồn xác định: E = V × 8,8 × 10 × 100 c (mg/L)[6] Trong đó: V: Số mL NaOH 0,1 N tiêu hao chuẩn H2SO4 dư 8,8: Lượng este etylic ứng với mL NaOH 0,1 N 9.4.3 Xác định lượng ancol cao phân tử Cơ sở: Dựa vào phản ứng ancol cao phân tử với andehyt salixilic (C7H6O2), môi trường axit sunfuric, ancol etylic phản ứng với andehyt salixilic có màu vàng, rượu chứa ancol cao phân tử hỗn hợp có màu đỏ (da cam) Cách tiến hành: Phụ lục 4.6 Hàm lượng ancol cao phân tử tính theo cồn: 100 C (mg/L hay%) [6] a: Hàm lượng dầu fusel mẫu; C: Nống độ cồn mẫu thí nghiệm 9.4.4 Xác định lượng hàm lượng ancol metylic (CH3OH) Tiến hành: Lấy ống nghiệm t° (18 × 180) khơ sạch, cho vào 0,1 mL dịch cồn rượu cộng thêm mL KMnO4 % 0,4 mL dung dịch axit sunfuric đậm đặc Lắc nhẹ để yên sau phút thêm vào mL axit oxalic bão hịa để khử lượng KMnO4 dư 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5(COOH)2 10CO2 + K2SO4 + MnSO4 + 8H2O Khi dung dịch có màu vàng, thêm vào mL dung dịch axit sunfuric đậm đặc, màu dùng ống hút cho vào mL dung dịch fucxin lắc nhẹ để 25 ÷30 phút Song song tiến hành thí nghiệm với mẫu chứa ancol metylic biết trước Sau 25 ÷30 phút màu ống chứa cồn thí nghiệm nhạt màu dung dịch mẫu xem đạt tiêu chuẩn hàm lượng ancol metylic, màu thí nghiệm đậm khơng đạt 9.4.5 Xác định hàm lượng furfurol (C5H4O2) Cơ sở: Cồn có chứa furfurol phản ứng với aniline (C6H5NH2)trong mơi trường HCl, màu dung dịch hồng – da cam, cường độ màu tỉ lệ thuận với hàm lượng furfurol Tiến hành: Lấy ống nghiệm 25 mL có nút nhám, dùng ống hút nhỏ 10 giọt aniline giọt HCl vào ống nghiệm Tiếp theo cho 10 mL cồn lắc để yên Nếu sau 10 phút hỗn hợp khơng màu cồn đạt tiêu chuẩn, xuất màu hồng xem cồn khơng đạt tiêu chuẩn có chứa nhiều furfurol SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 109 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 4000 nguyên liệu/tháng KẾT LUẬN SVTH: Hà Thị Thu Thanh GVHD: Bùi Viết Cường 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, Cây sắn, NXB Nông Nghiệp, 1995 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến (1998), Công nghệ emzym, NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh Lê Ngọc Tú, Hóa sinh cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002 Nguyễn Văn Phước, Kỹ thuật sản xuất rượu Etylic, Bộ lương thực thực phẩm, 1979 Lương Đức Phẩm, Giáo trình cơng nghệ lên men, NXB Giáo dục Việt Nam Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, Cơng nghệ sản xuất kiểm tra cồn Etylic, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2005 Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học (2), NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Đoàn Dụ, Bùi Đức Hợi, Mai Văn Lề, Nguyễn Như Thùi, Công nghệ máy chế biến lương thực, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1983 Trần Thế Truyền , Cơ sở thiết kế nhà máy, Khoa Hóa – Trường Đại học Kỹ Thuật, Đà Nẵng 10 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập I, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1992 11 Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập II, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Trang web 12 https://thuathienhue.gov.vn/vi-vn/ 13 http://investvietnam.gov.vn/vi/kcn.pd/kcn-phu-bai.htmL 14 https://thuathienhue.gov.vn/vi-vn/Thong-tin-ket-luan-48/tid/Thi-xa-Huong-Thuytrung-tam-kinh-te-dong-luc-phia-Nam-cua-tinh/newsid/B792C790-EBF8-47E3-97B2B2E14D2FDA11/cid/AE2F8ECF-7838-4E19-A6D0-701D952B5BA1 15 https://www.tuhaohangviet2016.vn/bai-viet/quy-trinh-cong-nghe-san-xuat-conethanol.497/ 16 http://iasvn.org/chuyen-muc/Dat-va-thoi-vu-trong-san-o-Viet-Nam-4502.htmL (26/12/2018) 17.https://khotrithucso.com/luan-van-do-an-bao-cao/khoa-hoc-tu-nhien/sinh-hoc/thietke-xuong-san-xuat-con-tuyet-doi-bang-ky-thuat-hap-phu.htmL (28/12/2018) 18 http://iasvn.org/chuyen-muc/Gia-tri-dinh-duong-cua-San-4488.htmL 19 http://tinhbotvietnam.vn/tinh-bot-trong-san-tinh-chat-hoa-hoc-cua-san/ 20 TCVN 1052 : 2009 21 https://afdc.energy.gov/data/10331 22 African Journal of Biotechnology Vol 9(35), pp 5643-5650, 30 August, 2010 23 https://thanhtan.net/kinhdoanh-kinhte/nganh-san-lat-va-san-xuat-con-nhien-lieu-tusan-lat-viet-nam-phan-2.htmL 24 http://cafef.vn/vi-sao-co-7-nha-may-san-xuat-nhung-chi-mot-cong-ty-quyet-dinhso-luong-xang-e5-o-viet-nam-20180427100053261.chn 25 http://maysangrung.com/ 26 http://dongphuonggroup.com.vn/vi-VN/san-pham/may-nghien-bua-822.htmL 27 https://symaga.com/wp-content/uploads/2016/06/Industrial-silos-technicalsheet.pdf?fbclid=IwAR0nJwvaIKHnjKFPtXifS6569T2jX4qIaoljan7sHT_AohuirnKeQ _slAXs 28 https://www.meckey.com/machinery/jetcooker.htmL?fbclid=IwAR00fGY9CYq4oYM HBsRfXSmgqvqFY1nny6bM4UwI11t3HEhaf2ZYbzaCwdY 29 http://www.czechminibreweries.com/vi/production/brewery-components/coldblock/cylindrical-conical-fermentationtanks/?fbclid=IwAR17BE6ICRhiQL8c3on2vTLUNPDOkIGR77yk98lOyBZ2b1oBdb eCnnZFvrM 30 https://vimexcor.com/bom-banh-rang-kcb633.htmL 31 http://vinapump.com/bom-banh-rang-tuthill-series-c.htmL 32 https://vimexcor.com/bom-banh-rang-khop-ngoai-2cy325.htmL 33 http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-banh-rang-trung-quoc.htmL 34.https://www.davitecco.com/vi/shops/Lo-hoi-dot-dau-gas/Lo-hoi-dot-dau-gasgassdang-nam-ngang-24/ PHỤ LỤC ... với đề tài ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/ giờ? ?? tiến hành Đồ án ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/ giờ? ?? bao gồm... 4: Đường ống – nước phân xưởng sản xuất chính; + Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy Thiết kế “ Nhà máy sản xuất cồn tuyệt đối từ sắn lát khô suất nguyên liệu/ giờ? ?? thiết kế mới, có khả ứng dụng cao ĐẠI... 100 35 80 41 0 390 45 0 Năngsuất ethanol ( kg/ha/năm) 49 00 6000 45 00 2800 2050 1560 GVHD: Bùi Viết Cường 2250 25 Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 40 00 nguyên liệu/ tháng