Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96 độ từ ngô hạt bằng phương pháp nghiền ướt 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 ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thùy Linh ĐÀ NẴNG - 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ Sinh viên thực hiện: Số thẻ SV: Lê Thị Thùy Linh 107140135 Lớp: 14H2B Ngành công nghệ thực phẩm ngày phát triển mạnh mẽ, có cơng nghệ sản xuất cồn Cồn sản xuất với nhiều mục đích khác thức uống, ứng dụng làm 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 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ giờ” tiến hành Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ giờ” bao gồm thuyết minh vẽ Bản thuyết minh bao gồm chương: − Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật − Chương 2: Tổng quan − Chương 3: Chọn thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ − Chương 4: Tính cân vật chất − Chương 5: Tính chọn thiết bị − Chương 6: Tính nhiệt – - nước − Chương 7: Tổ chức tính xây dựng − Chương 8: An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp − Chương 9: Kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản phẩm vẽ A0 bao gồm: − Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình cơng 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 nước − Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA CỘNG HỊA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Thùy Linh Lớp: 14H2B Tên đề tài đồ án: Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107140135 Ngành: Công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: − Nguyên liệu: 100% ngô hạt − Năng suất: nguyên liệu/giờ − Sản phẩm: Cồn 960 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: − Mục lục − Mở đầu − Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật − Chương 2: Tổng quan − Chương 3: Chọn thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ − Chương 4: Tính cân vật chất − Chương 5: Tính chọn thiết bị − Chương 6: Tính nhiệt – – nước − Chương 7: Tổ chức tính xây dựng − Chương 8: An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp − Chương 9: Kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản phẩm − Kết luận − Tài liệu tham khảo − Phụ lục Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): − Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ (A0) − Bản vẽ số 2: Mặt phân xưởng sản xuất (A0) − Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất (A0) − Bản vẽ số 4: Bản vẽ sơ đồ đường ống nước (A0) − Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy (A0) Họ tên người hướng dẫn: Th.S Bùi Viết Cường Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hồn thành đồ án: Trưởng Bộ mơn Đặng Minh Nhật 23/01/2019 24/05/2019 Đà Nẵng, ngày 24 tháng 05 năm 2019 Người hướng dẫn Bùi Viết Cường LỜI NÓI ĐẦU Cồn có tầm quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp khác Với phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng cồn ngày cao tương lai Chính cần thiết lợi ích ngành công nghiệp cồn mang lại nhu cầu thực tiễn giao đề tài “ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/giờ” nhằm đáp ứng phần nhu cầu cồn Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp sinh viên cần phải áp dụng tất kiến thức học tập tích lũy thời gian học tập trường Chính kiến thức nhận năm học trường Đại học Bách khoa không giúp hồn thành đồ án tốt nghiệp mà cịn hành trang q báu giúp tơi tự tin bước vào đời Tôi xin chân thành cám ơn giúp đỡ thầy cô giáo khoa Hóa nói chung thầy mơn Cơng nghệ thực phẩm nói riêng, tận tình giảng dạy, giúp đỡ thời gian học tập trường, tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu môi trường khoa học Đặc biệt xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Bùi Viết Cường suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Trong thời gian có hạn, trình độ chuyện mơn chưa sâu, thân tơi chưa trải nghiệm thực tế nhiều nên trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý từ quý thầy cô bạn Tôi xin chân thành cám ơn Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2019 Lê Thị Thùy Linh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án thực hiện, số liệu kết đồ án trung thực Tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ theo quy định Mọi vi phạm quy chế nhà trường xin chịu trách nhiệm cho đồ án Sinh viên thực Lê Thị Thùy Linh MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG MỤC VÀ HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý .2 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu 1.3 Hệ thống cấp điện .3 1.4 Nguồn cung cấp 1.5 Nhiên liệu 1.6 Nguồn cung cấp nước .3 1.7 Thoát nước 1.8 Giao thông vận tải 1.9 Nguồn nhân lực 1.10 Thị trường tiêu thụ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1 Tổng quan nguyên liệu 2.1.1 Ngô .6 2.1.2 Nước 11 2.1.3 Nấm men 11 2.1.4 Chất hỗ trợ kỹ thuật .13 2.2 Cơ sở lý thuyết 14 2.2.1 Quá trình nghiền 14 2.2.2 Q trình tách phơi .15 2.2.3 Quá trình nấu 15 2.2.4 Quá trình đường hóa 17 2.2.5 Quá trình lên men 18 2.2.6 Chưng cất cồn thô 19 2.3 Sản phẩm 20 2.3.1 Tính chất hóa học 20 2.3.2 Tính chất vật lý 21 2.3.3 Ứng dụng .21 2.4 Tình hình sản xuất cồn Việt Nam 22 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 23 3.1 Quy trình cơng nghệ .23 3.2 Thuyết minh quy trình 24 3.2.1 Xử lý nguyên liệu thô 24 3.2.2 Nghiền 25 3.2.3 Tách phôi .26 3.2.4 Nấu .27 3.2.5 Làm nguội 28 3.2.6 Đường hóa 29 3.2.7 Lên men 30 3.2.8 Chưng cất 31 3.2.9 Gia nhiệt 32 3.2.10 Hấp phụ zeolite 33 3.2.11 Làm nguội 33 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 35 4.1 Kế hoạch sản xuất 35 4.2 Tính cân sản phẩm 35 4.2.1 Thông số ban đầu 35 4.2.2 Hao hụt tổn thất nguyên liệu qua công đoạn 36 4.3 Tính tốn cân vật chất 37 4.3.1 Công đoạn làm 37 4.3.2 Công đoạn nghiền 37 4.3.3 Công đoạn tách phôi 38 4.3.4 Công đoạn nấu sơ 39 4.4.5 Cơng đoạn phun dịch hóa 40 4.3.6 Công đoạn nấu chín 40 4.3.7 Công đoạn tách .41 4.3.8 Công đoạn làm nguội 42 4.3.9 Công đoạn đường hóa 42 4.3.10 Công đoạn làm lạnh 43 4.3.11 Công đoạn nhân giống 44 4.3.12 Công đoạn lên men 45 4.3.13 Công đoạn chưng cất .46 4.3.14 Công đoạn tinh chế 46 4.3.15 Công đoạn gia nhiệt 47 4.3.16 Công đoạn giải hấp-hấp phụ zeolit 47 4.3.17 Công đoạn làm nguội 47 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 49 Sàng rung .49 5.2 Máy nghiền .49 5.3 Tank chứa hỗn hợp ngô sau nghiền 50 5.4 Thiết bị tách phôi 52 5.5 Nồi nấu sơ 53 5.6 Thiết bị phun dịch hóa 54 5.7 Nồi nấu chín 55 5.8 Thiết bị tách 56 5.9 Phao điều chỉnh mức 56 5.10 Thiết bị làm nguội ống lồng ống sau tách 56 5.11 Thiết bị đường hóa 58 5.12 Thiết bị ống lồng ống làm lạnh sau đường hóa 59 5.13 Thiết bị lên men 60 60 5.14 Thiết bị tách thu hồi CO2 60 5.15 Tank chứa giấm chín 62 5.16 Tháp thô 62 5.17 Tháp tinh .63 5.18 Thiết bị gia nhiệt 63 5.19 Tháp hấp phụ 65 5.20 Thiết bị làm nguội cồn thành phẩm 66 5.21 Thùng chứa cồn sản phẩm 67 5.22 Thùng chứa dầu fusel 68 5.23 Nhóm thiết bị phụ trợ cho tháp thô 68 5.23.1 Bình hâm giấm 68 5.23.2 Thiết bị tách bọt 68 5.23.3 Bình chống giấm 68 5.23.4 Bình ngưng tụ cồn thơ 69 5.23.5 Bình làm nguội ruột gà .69 5.24 Thiết bị phụ trợ tháp tinh 69 5.24.1 Thiết bị ngưng tụ tháp tinh .69 5.24.2 Thiết bị thẳng đứng 70 5.24.3 Thiết bị ngưng tụ dầu fusel 70 5.24.4 Thiết bị làm lạnh ruột gà 70 5.25 Thiết bị vận chuyển 70 CHƯƠNG 6: Tính nhiệt – – nước 73 6.1 Tính nhiệt – 73 6.1.1 Tính nhiệt cho nồi nấu sơ .73 6.1.2 Tính nhiệt cho thiết bị phun dịch hóa 74 6.1.3 Tính nhiệt cho nồi nấu chín 75 6.1.4 Tính cho q trình chưng cất tinh chế 77 6.1.5 Tính cho q trình gia nhiệt 77 6.1.6 Tính nhiệt lượng cho q trình hấp phụ- giải hấp 77 Chọn H2 = 1,5 × D (m) Thể tích phần hình nón: Vnón D2 d D2 D d + + × ) = × π × H1 × (D2 + d2 + D×d) 12 4 2 = × π × H1 × ( = × π × tgα × (D3 – d3), với H1 = D − d × tgα 24 Thể tích tổng: D2 Vthùng = Vtrụ + Vnón = (π × × 1,5 × D) + [ × π × tgα × (D3 – d3) ] 24 Chọn h = d = D Nên: Vthùng = 1,309 × D3 Mà thể tích thùng chứa dầu fusel là: 𝑉𝑓𝑢𝑠𝑒𝑙 Vthùng = 𝑛×𝜑 = 0,919 0,85×1 = 1,081 (m3) Vậy: Vthùng = 1,309 × D3 = 1,081 Suy ra: D = 0,938 (m) Suy ra: h = d = 0,117(m) 0,938−0,117 Chiều cao phần nón cụt: h1 = D − d × tgα = × tg45 = 0,411 (m) 2 Chiều cao phần hình trụ: h2 = 1,5 × D = 1,5 × 0,938 = 1,407 (m) Chiều cao thùng: H = h1 + h2 + h = 0,411 + 1,407 + 0,117 = 1,935(m) Vậy thùng chứa dầu fusel có kích thước sau: Số lượng D (m) d (m) 0 H1 (m) H2(m) h (m) H(m) 0,938 0,117 45 0,411 1,407 0,117 1,935 Phụ lục 31 Phụ lục 9: Tính tốn thiết bị phụ trợ tháp thơ Bình hâm giấm Đây kiểu thiết bị ống chùm đặt nằm ngang, giấm ống, rượu nước ống Giấm vào thiết bị có nhiệt độ 300C, khỏi thiết bị có nhiệt độ 700C Nhiệt dung riêng giấm: C = 0,95kcal/kg Hỗn hợp rượu - nước khỏi giấm có nhiệt độ 94,48 oC Bề mặt truyền nhiệt thiết bị tính theo cơng thức: F = Q , m2 K t Q – Nhiệt trao đổi giấm rượu nước:Q = D × C × (t2 – t1 ) D – Năng suất giấm vào thiết bị, D = 18088 (kg/h) Suy Q = 18088 × 0,95 × (70 – 30) = 687344 (kcal/h) t – Hiệu số nhiệt độ giấm rượu - nước t = t0 – tTB = 94,48 – 50 = 44,480C Với t TB = 70 + 30 = 50 C δ + + α1` λ α K – Hệ số truyền nhiệt qua thành thiết bị: K =  - Chiều dày ống, chọn loại ống có  = 40mm,  = 2,5mm 1 – Hệ số cấp nhiệt từ giấm đến bề mặt ống, 1 = 600 kcal/m2.h.0C 2 – Hệ số cấp nhiệt từ pha đến bề mặt ống truyền nhiệt: 2 = 2350 kcal/m2.h.0C  - Hệ số dẫn nhiệt ống truyền nhiệt, chọn vật liệu đồng có  = 55,8 w/m.h.0C = 50 kcal/m.h.0C Suy K = Vậy 𝐹 = Phụ lục = 466,81 0,0025 + + 600 50 2350 687344 466,81×44,48 = 33,103 (m2) 32 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt= 30 mm, đường kính ống ngồi dn =32 mm, đường kính ống trung bình dtb=31 mm Giả sử chiều dài ống L=3 m Số ống truyền nhiệt: n= 𝐹 𝜋×𝑑𝑡𝑏 ×𝐿 = 33,103 𝜋×0,031×3 = 113,359 ≈ 114 (ống) Kích thước thiết bị: Phân bố ống theo hình lục giác, quy chuẩn với tổng số ống 217 ống, số lượng ống đường chéo b= 13 ống Bước ống t = 1,5 × d,[ 11] Đường kính thiết bị: D = t × (b - 1) + × d = 1,5 × d × (b - 1) + × d =1,5× 0,032 × (13 - 1) + × 0,032 = 0,704 (m) Bước ống t = 1,5 × d, với d = 0,032m, chiều dài đầu tháp: L1 = L2 = 0,15 (m) Chiều dài ống truyền nhiệt: L = Suy Lo = 𝐹 𝜋×𝑛×𝑑𝑡𝑏 = 33,103 𝜋×217×0,031 F ,m π  n  d tb = 1,567 (m) Chiều dài toàn thiết bị: L = Lo + L1 + L2 = 1,567 + 0,15 + 0,15 = 1,867 (m) Vậy chọn thiết bị hâm giấm có kích thước sau: D (m) L0 (m) L1 (m) L2 (m) L (m) Số lượng 0,704 1,567 0,15 0,15 1,867 Thiết bị tách bọt: Lượng giấm chín giờ: V= 4,534X (lít/h) = 4,5344000= 18136 (lít/h)= 18,316(m3/h) Chọn thùng thân trụ, đáy hình cơn, có hệ số chứa đầy 0,85 Chọn thùng chứa cho ngày sản xuất.Thời gian lưu giấm chín thiết bị phút Thể tích thùng là: Vthùng = 18,316 0,85×60 = 0,356 (m3) Chọn kích thước thiết bị: D: Đường kính thiết bị (m) Phụ lục 33 + H: Chiều cao phần trụ thiết bị H = (1÷1,2)  D Chọn H= 1,2  D + h1: Chiều cao đáy thiết bị (m) Chọn h1 = 0,2  D + h2: Chiều cao nắp thiết bị (m) Chọn h2 = 0,1  D Thể tích thiết bị: V = 𝑉𝑡𝑟ụ + 𝑉đá𝑦 + 𝑉đỉ𝑛ℎ = 𝜋 3𝐷 × ℎ2 × ( + ℎ22 ) = 0,356×1000 D= √ 339𝜋 339 1000 𝜋×𝐷 ×𝐻 𝜋 3𝐷 + × ℎ1 × ( + ℎ12 ) + 𝜋𝐷 = 0,694(m) H = 1,2  D = 1,2 ×0,694= 0,833 (m), h1 = 0,2  D = 0,2 × 0,694= 0,139(m), h2 =0,1  D=0,1 × 0,694=0,069 (m) Vậy chiều cao thiết bị: Htb= H+h1+h2 =0,833+ 0,139 +0,069 =1,041 Vậy chọn thiết bị tách bọt có kích thước sau: D (m) Htb (m) h1 (m) h2 (m) H (m) 0,694 1,041 0,139 0,069 0,833 Số lượng Bình chống giấm Chọn bình chống giấm có kích thước D = 0,3m, H = 0,6 m Bình ngưng tụ cồn thơ Lượng khỏi đỉnh tháp 0,673× X=0,673× 4000=2692(kg/h) Giả sử lượng ngưng tụ thiết bị hâm giấm 4/5 khối lượng hơi, lượng lại tiếp tục dẫn qua thiết bị ngưng tụ ngưng hoàn toàn với khối lượng: Phụ lục 34 2692 × = 538,4 (kg/h) + Khối lượng riêng nước ngưng nồng độ rượu pha lỏng 39,46% khối lượng có  = 896,220 (kg/m3) [10] → 𝑁= 24×1000×538,4 896,220×10 = 1441,789 (dal/cyr) (1 dal = 10 lit ; cyr = 24h) Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = 0,03×N = 0,03× 1441,89 = 43,254 (m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt= 30 mm, đường kính ống ngồi dn =32 mm, đường kính ống trung bình dtb=31 mm Giả sử chiều dài ống L=3 m Số ống truyền nhiệt: n= 𝐹 𝜋×𝑑𝑡𝑏 ×𝐿 = 43,254 𝜋×0,031×3 = 148,120 ≈ 149 (ống) Kích thước thiết bị: Phân bố ống theo hình lục giác, quy chuẩn với tổng số ống 217 ống, số lượng ống đường chéo b= 13 ống Bước ống t = 1,5 × d,[ 11] Đường kính thiết bị: D = t × (b - 1) + × d = 1,5 × d × (b - 1) + × d =1,5× 0,032 × (13 - 1) + × 0,032 = 0,704 (m) Bước ống t = 1,5 × d, với d = 0,032m, chiều dài đầu tháp: L1 = L2 = 0,15 (m) Chiều dài ống truyền nhiệt: L = Suy Lo = 𝐹 𝜋×𝑛×𝑑𝑡𝑏 = F ,m π  n  d tb 43,254 𝜋×217×0,031 = 2,048 (m) Chiều dài toàn thiết bị: L = Lo + L1 + L2 = 2,048 + 0,15 + 0,15 = 2,348 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ cồn có kích thước sau: D (m) L0 (m) L1 (m) L2 (m) L (m) Số lượng 0,704 2,048 0,15 0,15 2,348 Bình làm nguội ruột gà Thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có diện tích khoảng ¼ diện tích thiết bị ngưng tụ cồn thô nên: F = Phụ lục 𝐹 = 43,254 = 10,814 35 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau: Đường kính ống trong: dt = 46 mm Đường kính ống ngoài: dn = 48mm Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2m Bước xoắn ống ruột gà: S= 1,5×dn=72 mm Đường kính vịng xoắn: dx = m Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F π×d = 10,814 3,14×0,048 = 71,749 (m) Chiều dài vịng xoắn: lv =√(𝜋 × 𝑑𝑥 )2 + 𝑡 = √(𝜋 × 1)2 + 0,0722 = 3,141 (m) Số vịng xoắn: n = L lv = 71,749 3,141 = 22,843 quy tròn thành 23 vòng Chiều cao phần ruột gà: h = n x S = 23 x 0,072 = 1,656 (m) Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho= 1,656 + x 0,2 = 2,056 (m) Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = + x 0,05 = 1,1 (m) Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thơng số sau: D (m) 1,1 Phụ lục h0 (m) 0,2 h (m) H (m) 1,656 2,056 dx (m) Số lượng 36 Phụ lục 10: Tính toán cho thiết bị phụ trợ tháp tinh Thiết bị ngưng tụ tháp tinh Bộ ngưng tụ tháp tinh gồm thiết bị nằm ngang để ngưng tụ hầu hết cồn hồi lưu thiết bị đặt thẳng đứng để ngưng tụ cồn đầu phần cồn hồi lưu Lượng khỏi đỉnh tháp tính cho 100 kg giấm 20,136 (kg) Lượng rượu ngưng tụ: 𝑚= 𝐷𝑔𝑖ấ𝑚 × 𝐻 4,477 × 4000 × 20,316 = = 3638,189 (𝑘𝑔/ℎ) 100 100 Năng suất tính theo lít/ngày: N = 24  1000  G (kg )  + Khối lượng riêng nước ngưng nồng độ rượu pha lỏng 39,46% khối lượng có  = 896,220 (kg/m3) [10] 1.1 Thiết bị nằm ngang: Lượng vào thiết bị 85%: Năng suất thiết bị: → 𝑁= 24×1000×3638,189 896,220×10 × 0,85 = 8281,343 (dal/cyr) (1dal = 10 lit ; cyr = 24h) Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = 0,02×N = 0,02× 8281,343 =165,627 (m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt= 48 mm, đường kính ống ngồi dn =50 mm, đường kính ống trung bình dtb=49 mm Giả sử chiều dài ống L=3 m Số ống truyền nhiệt: Số ống thiết bị: n = 𝐹 𝜋×𝑑𝑡𝑏 ×𝑙 = 165,627 𝜋×0,049×3 = 358,83 (ống) ≈ 359 ống Kích thước thiết bị: Phân bố ống theo hình lục giác, quy chuẩn với tổng số ống 217 ống, số lượng ống đường chéo b= 13 ống Bước ống t = 1,5 × d,[ 11] (d=0,05 m) Đường kính thiết bị: D = t × (b - 1) + × d = 1,5 × d × (b - 1) + × d Phụ lục 37 =1,5× 0,05 × (13 - 1) + × 0,05 = 1,1 (m) F ,m π  n  d tb Chiều dài ống truyền nhiệt: L = Suy Lo = 𝐹 𝜋×𝑛×𝑑𝑡𝑏 = 165,627 𝜋×217×0,049 = 4,961 (m) Chiều dài tồn thiết bị: L = Lo + L1 + L2 = 4,961 + 0,15 + 0,15 = 5,261 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ nằm ngang có kích thước sau: D (m) L0 (m) L1 (m) L2 (m) L (m) 1,1 4,961 0,15 0,15 5,261 Số lượng 1.2 Thiết bị thẳng đứng Lượng vào thiết bị 15%: Năng suất thiết bị: → 𝑁= 24×1000×3638,189 896,220×10 × 0,15 = 1461,413 (dal/cyr) (1 dal = 10 lit ; cyr = 24h) Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = 0,02×N = 0,02× 1416,413 =29,228 (m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt= 48 mm, đường kính ống ngồi dn =50 mm, đường kính ống trung bình dtb=49 mm Giả sử chiều dài ống L=3 m Số ống truyền nhiệt: Số ống thiết bị: n = 𝐹 𝜋×𝑑𝑡𝑏 ×𝑙 = 29,228 𝜋×0,049×3 = 63,32 (ống) ≈ 64 ống Kích thước thiết bị: Phân bố ống theo hình lục giác, quy chuẩn với tổng số ống 91 ống, số lượng ống đường chéo b= 11 ống Bước ống t = 1,5 × d,[11] (d=0,05 m) Đường kính thiết bị: D = t × (b - 1) + × d = 1,5 × d × (b - 1) + × d =1,5× 0,05 × (11 - 1) + × 0,05 = 0,95 (m) Chiều dài ống truyền nhiệt: L = Suy Lo = 𝐹 𝜋×𝑛×𝑑𝑡𝑏 = 29,228 𝜋×91×0,049 F ,m π  n  d tb = 2,088 (m) Chiều dài toàn thiết bị: L = Lo + L1 + L2 = 2,088 + 0,15 + 0,15 = 2,388 (m) Phụ lục 38 Vậy chọn thiết bị ngưng tụ thẳng đứng có kích thước sau: D (m) L0 (m) L1 (m) L2 (m) L (m) Số lượng 0,95 2,088 0,15 0,15 2,388 Thiết bị ngưng tụ dầu fusel Lượng dầu fusel có ngày là: 9,57 × 10−3 × 𝑋 × 24 × 10−3 = 9,57 × 10−3 × 4000 × 24 × 10−3 =0,919 (m3/ngày)=91,872 dal/cyr Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = N × 0,02 = 0,02 × 91,872 = 1,837 (m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt= 30 mm, đường kính ống ngồi dn =32 mm, đường kính ống trung bình dtb=31 mm Giả sử chiều dài ống L=1 m Giả sử với chiều dài ống là: l = m Số ống thiết bị: n = 𝐹 𝜋×𝑑𝑡𝑏 ×𝑙 = 1,837 𝜋×0,031×1 = 18,88 (ống) ≈ 19 ống Quy chuẩn thành 19 ống Theo bảng V.11: [11] Phân bố ống hình lục giác, số ống đường chéo b= ống, bước ống t= 1,2×dn Đường kính thiết bị: D = t × (b -1) + × dn = 1,2 × 0,032× (5 - 1) + × 0,032 = 0,282 (m) Chiều cao đầu thiết bị: h1 = h2 = 0,15 (m) Chiều dài ống truyền nhiệt ℎ0 = 𝐹 1,837 = = 0,993 (𝑚) 𝜋 × 𝑑𝑡𝑏 × 𝑛 3,14 × 0,031 × 19 Chiều cao thiết bị: H= ho + × 0,2 = 0,993 + 0,3 = 1,293 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ làm nguội dầu fusel có thông số sau: Phụ lục D(m) h0 (m) h1 (m) h2 (m) H (m) 0,282 0,993 0,15 0,15 1,293 Số lượng (cái) 39 Thiết bị làm lạnh ruột gà Lượng cồn đầu ngày là: 9,57 × 10−3 × 𝑋 × 24 × 10−3 = 10 −3 × 4000 × 24 × 10 −3 9,57 × =0,919 (m /ngày)=91,872 dal/cyr Bề mặt truyền nhiệt thiết bị: F = N × 0,02 = 0,03 × 91,872 = 2,756 (m2) Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau: Đường kính ống trong: dt = 30 mm Đường kính ống ngồi: dn = 32 mm Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2m Bước xoắn ống ruột gà: S= 1,5×dn=48 mm Đường kính vịng xoắn: dx = 0,5 m Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F π×d = 2,756 3,14×0,031 = 28,313 (m) Chiều dài vịng xoắn: lv =√(𝜋 × 𝑑𝑥 )2 + 𝑡 = √(𝜋 × 0,5)2 + 0,0482 = 1,571 (m) Số vòng xoắn: n = L lv = 28,313 1,571 = 18,022 quy tròn thành 19 vòng Chiều cao phần ruột gà: h = n x S = 19 x 0,048 = 0,912 (m) Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho= 0,912 + x 0,2 = 1,312 (m) Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,5 + x 0,05 = 0,6 (m) Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thông số sau: Phụ lục D (m) h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng 0,6 0,2 0,912 1,312 0,5 40 Phụ lục 11: Tính tốn cho nhóm thiết bị vận chuyển Băng tải vận chuyển ngô hạt từ kho đến sàng làm Lượng ngô cần vận chuyển tấn/h Chọn băng tải nghiêng BTCS – 01 có [24]: - Năng suất: tấn/h - Chiều rộng băng tải: 200 mm - Chiều dài băng tải: 4000 mm Số lượng băng tải: n = = 0,5 suy chọn băng tải Gàu tải vận chuyển ngô từ băng tải vào sàng rung: Lượng ngô sau sàng cần vận chuyển vào sàng rung là: tấn/h Chọn gàu tải model GT-200C cuả Cơng ty TNHH khí cơng nơng nghiệp Bùi Văn Ngọ sản xuất [25] Năng suất vận chuyển hạt: tấn/h Số vòng quay: 1400 Chiều cao: 1600 (mm) Chiều rộng băng, gàu là: 200 (mm) Nguồn điện cung cấp: 380V/50Hz Vậy số lượng thiết bị: = 0, → Chọn gàu tải Gàu tải vận chuyển ngô từ sàng rung vào máy nghiền : Lượng ngô sau sàng cần vận chuyển vào sàng rung là: 3920 kg/h Chọn gàu tải model GT-200C cuả Cơng ty TNHH khí cơng nơng nghiệp Bùi Văn Ngọ sản xuất [25] Năng suất vận chuyển hạt: tấn/h Số vòng quay: 1400 Chiều cao: 2600 (mm) Chiều rộng băng, gàu là: 200 (mm) Nguồn điện cung cấp: 380V/50Hz Phụ lục 41 Vậy số lượng thiết bị: 3920 = 0, 49 → Chọn gàu tải 8000 Bơm nước cho máy nghiền ướt, vệ sinh thiết bị: Lượng nước cần cấp cho máy nghiền ướt : X = 0,98× 2,856 × X = 11195,52 (kg/h) = 11195,52 995 = 11,252 (m3/h) Chọn bơm khía hiệu P3-30, có đặc tính kĩ thuật [26]: Năng suất: 18 m3/h Kích thước: L × W × H = 345 × 320 × 320 (mm)Số lượng thiết bị: 11,252 = 0, 625 18 Chọn bơm Bơm từ máy nghiền ướt sang tank chứa: Bơm Lượng nguyên liệu từ máy nghiền ướt bơm là: Vngl = 15,969 (m3/h) Chọn bơm khía hiệu P3-30, có đặc tính kĩ thuật [26] Năng suất: 18 m3/h Kích thước: L × W × H = 345 × 320 × 320 (mm) Số lượng thiết bị: 15,969 = 0,887 → chọn bơm 18 Bơm dịch ngô từ tank chứa tách phôi: Lượng dịch ngô tách phôi giờ: Vngl=15,969 m3/h Chon bơm khía hiệu P3-30, có đặc tính kĩ thuật [26] Năng suất: 18 m3/h Kích thước: L × W × H = 345 × 320 × 320 (mm) Số lượng thiết bị: 15,969 = 0,887 Chọn bơm 18 Bơm dịch ngô sau tách phôi nấu sơ bộ: Lượng dịch ngô nấu sơ giờ: Vngl=14,174 m3/h Chon bơm khía hiệu P3-30, có đặc tính kĩ thuật [26] Năng suất: 18 m3/h Kích thước: L × W × H = 345 × 320 × 320 (mm) Phụ lục 42 Số lượng thiết bị: 14,174 = 0, 787 Chọn bơm 18 Bơm dịch cháo sau nấu sơ phun dịch hóa: Lượng dịch cháo bơm phun dịch hóa: Mr3 = 16335,584 (kg/h), khối lượng riêng dịch cháo 721 kg/m3 => N= 16335,584 = 22,657 (m3/h) 721 Chọn loại bơm khía P3-60 có thơng số [26]: Năng suất: 38 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 386 × 370 × 367 (mm) Số lượng thiết bị: 22,657 = 0, 596 → chọn bơm 38 Bơm sau tách làm nguội: Lượng dịch cháo bơm phun dịch hóa: Mr3 = 16100 (kg/h), khối lượng riêng dịch cháo 721 kg/m3 => N= 16100 = 22,330 (m3/h) 721 Chọn loại bơm khía P3-60 có thơng số [26]: Năng suất: 38 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 386 × 370 × 367 (mm) Số lượng thiết bị: 22,330 = 0, 588 → chọn bơm 38 10 Bơm sau làm nguội đường hóa: Lượng dịch cháo bơm phun dịch hóa: Mr3 = 16020 (kg/h), khối lượng riêng dịch cháo 721 kg/m3 => N= 16020 = 22,219 (m3/h) 721 Chọn loại bơm khía P3-60 có thơng số [26]: Năng suất: 38 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 386 × 370 × 367 (mm) Số lượng thiết bị: 22,219 = 0, 585 → chọn bơm 38 11 Bơm sau đường hóa làm nguội: Lượng dịch cháo bơm phun dịch hóa: Mr3 = 19244,8(kg/h), khối lượng riêng dịch cháo 721 kg/m3 => N= 19244,8 = 26,291 (m3/h) 732 Khối lượng riêng dịch cháo sau làm nguội ρ = 732 kg/m3 Chọn loại bơm khía JI-171 có thơng số [26]: Phụ lục 43 Năng suất: 30,6 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 410 × 390 × 415 (mm) Số lượng thiết bị: 26,291 = 0,859 → chọn bơm 30, 12 Bơm sau làm nguội nhân giống lên men: Lượng dịch cháo bơm phun dịch hóa: Mr3 = 19148(kg/h), khối lượng riêng dịch cháo 721 kg/m3 => N= 19148 = 26,158 (m3/h) 732 Khối lượng riêng dịch cháo sau làm nguội ρ = 732 kg/m3 Chọn loại bơm khía JI-171 có thơng số [26]: Năng suất: 30,6 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 410 × 390 × 415 (mm) Số lượng thiết bị: 26,158 = 0,855 → chọn bơm 30, 13 Bơm sau nhân giống cấp I sang nhân giống cấp II: Lượng dịch sau nhân giống cấp I là: Vdịch nhân giống1 = 30 100 × 30 100 × 4,599 × 4000 = 1,656 (m3/h) Chọn bơm khía 3JI-10/12 với thơng số kỹ thuật: [26] Năng suất: 10 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 425 × 300 × 288 (mm) 14 Bơm dịch nấm men sang thùng lên men: Lượng dịch sau nhân giống thùng nhân giống cấp II cần bơm lên thùng lên men là: Vdịch nhân giống2 = 30 100 × 4,599 × 4000= 5,519 (m3/h) Chọn bơm khía 3JI-10/12 với thông số kỹ thuật: [26] Năng suất: 10 (m3/h) Kích thước (mm): L × W × H = 425 × 300 × 288 (mm) 15 Bơm giấm chín sau lên men sang thùng chứa giấm chín: Thể tích nguyên liệu thùng lên men là: Vlên men = Phụ lục 173,139 = 203,693 (m3 ) 0,85 44 Chọn bơm Model NISO hãng CNP sản xuất Năng suất: 300 (m3/h) Cơng suất: 37 (kW) Kích thước (mm): L × W × H = 891 × 485 × 590 (mm) Số lượng thiết bị: 203,693 = 0, 679 → Chọn bơm 300 Chọn bơm NISO cho dây chuyền sản xuất tương ứng với thùng lên men Lượng giấm chín là: Vgiấm chín = 4,534 × X = 18136 (lít/h) = 18,136 (𝑚3 /ℎ) Chọn bơm khía P3-60 có thơng số [26]: Năng suất (m3/h): 38 Kích thước (mm): L × W × H = 386 × 370 × 367 (mm) Số lượng thiết bị: 18,136 = 0, 477 → chọn bơm 38 Lượng giấm chín là: Vgiấm chín = 4,534 × X = 18136 (lít/h) = 18,136 (𝑚3 /ℎ) Chọn bơm khía P3-60 có thơng số [26]: Năng suất (m3/h): 38 Kích thước (mm): L × W × H = 386 × 370 × 367 (mm) Số lượng thiết bị: 18,136 = 0, 477 → chọn bơm 38 16 Bơm từ làm nguội sang thùng chứa cồn sản phẩm: Lượng cồn sản phẩm sau làm nguội là: V = 0,291 × M = 1164 (lít/h) = 1,164 (m3 /h) Chọn bơm khía A3JI-5/10 có thơng số [26]: Năng suất (m3/h): Kích thước (mm): L × W × H = 425 × 300 × 288 (mm) Số lượng thiết bị: 1,164 = 0, 291 → chọn bơm Phụ lục 45 ... ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ giờ? ?? tiến hành Đồ án ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ ... Viết Cường Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ giờ 1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng cho sản xuất cồn ngô nước Ngô thu mua vùng... 16 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ ngô hạt phương pháp nghiền ướt suất nguyên liệu/ giờ suất nhiệt độ cao, giảm tổn thất tăng hiệu suất Nhưng phương pháp lại tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết