Từ lâu ngành công nghệ lên men nói chung và công nghệ sản xuất cồn etylic nói riêng đã phát triển và ngày càng lớn mạnh Khi lượng bia rượu tiêu thụ trên thế giới không tăng trong 10 năm qua thì tại Việt Nam lại tăng trưởng theo đường thẳng đứng Ngoài ứng dụng rộng rãi để pha chế rượu cồn còn được sử dụng cho các nhu cầu khác như y tế nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp Do đó để đáp ứng được các nhu cầu đó từ cồn thì đề tài này được tiến hành Nội dung đồ án gồm Lập luận kinh tế kỹ thuật Tổng quan Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Tính cân bằng vật chất Tính và chọn thiết bị Tính nhiệt hơi nước Tổ chức và tính xây dựng Kiểm tra chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm An toàn lao động và vệ sinh nhà máy
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 50 TẤN NGUYÊN LIỆU/ NGÀY SVTH: NGUYỄN NGỌC HIÊN Đà Nẵng – Năm 2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô, suất 50 nguyên liệu/ ngày Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hiên Số thẻ SV: 107110229 Lớp: 11H2A Cồn ứng dụng rộng rãi để pha chế rượu cho nhu cầu khác như: y tế, nhiên liệu nguyên liệu cho ngành cơng nghiệp khác Do đó, để đáp ứng nhu cầu từ cồn đề tài: “ thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày” tiến hành 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: Lựa 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: Sơ đồ nhiệt nước; + Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy Thiết kế “ nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngà” thiết kế mới, có khả ứng dụng cao ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Hiên; Số thẻ sinh viên: 107110229; Lớp:11H2A Khoa: Hóa; Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 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: 50 nguyên liệu/ ngày; 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: 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: 20/ 1/ 2017 Ngày hoàn thành đồ án:15 /5/ 2017 Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2017 Trưởng Bộ môn công nghệ thực phẩm Người hướng dẫn Đặng Minh Nhật Bùi Viết Cường LỜI NÓI ĐẦU Đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cồn không cịn xa lạ với ngành cơng nghệ thực phẩm, nhiên với úng 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 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày” để mong đáp ứng phần nhu cầu Trong trình làm đồ án, giúp đỡ kiến thức kinh nghiệm thầy cô ngành công nghệ thực phẩm Tôi xin cảm ơn thầy giúp đỡ tơi hồn thành tốt đồ án này, đặc biệt cảm ơn ThS Bùi Viết Cường, người hướng dẫn làm đồ án cách tận tình, chi tiết để tơi hiểu biết ngành sản xuất cồn, có cách nhìn tổng quan ngành thực phẩm Tuy nhiên q trình làm, kiến thức tơi cịn hạn hẹp, tư kinh nghiệm không cao nên khơng thể tránh khỏi sai sót vấn đề chưa hợp lý Mong bảo quý thầy cô để đồ án tơi hồn thiện i CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan rằng, đồ án tiến hành thực hiện, số liệu, kết đồ án là trung thực chưa công bố cơng trình khác Nếu khơng nêu, tơi xin chiu hồn tồn trách nhiệm đồ án Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Hiên ii Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn i Lời cam đoan liêm học thuật ii Mục lục iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 12 MỞ ĐẦU .13 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT .14 1.1 Vị trí xây dựng 14 1.2 Khí hậu 14 1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu 14 1.4 Nguồn cung cấp điện 15 1.5 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước 15 1.6 Thoát nước 15 1.7 Hệ thống giao thông 15 1.8 Nguồn nhân lực .15 1.9 Nguồn cung cấp 16 1.10 Khả tiêu thụ sản phẩm 16 1.11 Năng suất nhà máy .16 Chương 2: TỔNG QUAN 17 2.1 Tổng quan nguyên liệu 17 2.1.1 Sắn .17 2.1.1.1 Giới thiệu sắn .17 2.1.1.2 Cấu tạo củ sắn [12] 17 2.1.1.3 Thành phần hóa học sắn .18 2.1.2 Nước 19 2.1.3 Nấm men 20 2.1.4 Chất hỗ trợ kỹ thuật .21 2.1.4.1 Các hóa chất .21 2.1.4.2 Các enzyme 21 2.2 Lên men rượu 22 2.2.1 Khái niệm lên men rượu 22 2.2.2 Cơ chế, động học phương pháp trình lên men rượu 22 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hiên Hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 2.2.2.1 Cơ chế trình lên men rượu 22 2.2.2.2 Động học trình lên men rượu 23 2.2.2.3 Các phương pháp lên men rượu .24 2.3 Chưng cất – Tinh chế - Tách nước 25 2.3.1 Chưng cất .25 2.3.2 Tinh chế .26 2.3.3 Các phương pháp chưng cất – tinh chế .26 2.3.3.1 Chưng luyện gián đoạn .26 2.3.3.2.Chưng luyện bán liên tục (chưng gián đoạn, luyện liên tục) 27 2.3.3.3 Chưng luyện liên tục 27 2.3.4 Tách nước 31 2.4 Sản phẩm cồn 96° 31 2.4.1 Tính chất sản phẩm .31 2.4.2 Ứng dụng .33 2.5 Tình hình sản xuất ngồi nước 34 2.5.1 Tình hình sản xuất bio-ethanol Việt Nam 34 2.5.2 Tình hình sản xuất bio-ethanol giới .34 Chương3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 36 3.1 Chọn quy trình cơng nghệ 36 3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ .37 3.2.1 Làm 37 3.2.1.1 Mục đích 37 3.2.1.2 Tiến hành 37 3.2.2 Nghiền nguyên liệu 37 3.2.2.1 Mục đích 37 3.2.2.2 Tiến hành 38 3.2.3 Nấu nguyên liệu 38 3.2.3.1 Mục đích 38 3.2.3.2 Tiến hành 38 3.2.4 Làm nguội 40 3.2.4.1 Mục đích 40 3.2.6 Lên men .42 3.2.6.1 Mục đích 42 3.2.7 Chưng cất, tinh chế 43 3.2.7.1 Mục đích 43 3.2.7.2 Tiến hành 43 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hiên Hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 3.2.8.1 Mục đích 45 3.2.8.2 Tiến hành 45 3.2.9 Tách nước 45 3.2.9.1 Mục đích 45 3.2.9.2 Tiến hành 45 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU .47 4.1 Kế hoạch sản xuất 47 4.2 Tính cân sản phẩm 47 4.2.1 Các thông số ban đầu 47 4.2.2 Tính tốn cân vật chất 48 4.2.2.1 Công đoạn làm 48 4.2.2.2 Công đoạn nghiền .48 4.2.2.3 Công đoạn nấu sơ 49 4.2.2.4 Công đoạn phun dịch hóa 50 4.2.2.5 Cơng đoạn nấu chín 50 4.2.2.6 Công đoạn tách 51 4.2.2.7 Công đoạn làm nguội sau tách hơi: 51 4.2.2.8 Công đoạn đường hóa .52 4.2.2.9 Cơng đoạn làm nguội sau đường hóa .53 4.2.2.10 Công đoạn lên men 53 4.2.2.11 Công đoạn chưng cất 55 4.2.2.12 Công đoạn tinh chế 57 4.2.2.13 Công đoạn bốc 57 4.2.2.14 Công đoạn hấp phụ - giải hấp phụ 57 4.2.2.15 Ngưng tụ 59 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 61 5.1 Các thiết bị sản xuất 61 5.1.1 Sàng làm 61 5.1.2 Máy nghiền búa: 61 5.1.3 Tank chứa nguyên liệu sau nghiền 61 5.1.4 Cân định lượng 63 5.1.5 Thùng hòa trộn 63 5.1.6 Nồi nấu sơ .64 5.1.7 Thiết bị phun dịch hóa 66 5.1.8 Nồi nấu chín .66 5.1.9 Thiết bị tách hơi: 68 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hiên Hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 5.1.10 Phao điều chỉnh mức 69 5.1.11 Thiết bị làm nguội sau nấu chín 69 5.1.12 Thiết bị đường hóa 70 5.1.13 Thiết bị làm nguội sau đường hóa .71 5.1.14 Thùng nhân giống 73 5.1.14.1 Thùng nhân giống cấp 73 5.1.14.2 Thùng nhân giống cấp 74 5.1.15 Thiết bị lên men 74 5.1.16 Thiết bị tách CO2 .75 5.1.17 Thùng chứa giấm chín .76 5.1.18 Tính tháp thơ 77 5.1.19 Tháp tinh chế .78 5.1.20 Các thiết bị phụ trợ cho tháp thô .79 5.1.20.1 Thiết bị hâm giấm: 79 5.1.20.2 Thiết bị tách bọt 80 5.1.20.3 Thiết bị ngưng tụ cồn thô .81 5.1.21 Các thiết bị phụ trợ cho tháp tinh 82 5.1.21.1 Thiết bị ngưng tụ hồi lưu tháp tinh 82 5.1.21.2 Thiết bị làm nguội dầu fusel 84 5.1.21.3 Thiết bị ngưng tụ làm nguội cồn sản phẩm .85 5.1.21.4 Thiết bị ngưng tụ làm nguội cồn đầu 86 5.1.22 Thiết bị bốc 88 5.1.23 Thiết bị hấp phụ giải hấp 89 5.1.23.1 Tính lượng zeolit cần thiết 89 5.1.24 Các thùng chứa 91 5.1.24.1 Thùng chứa cồn sản phẩm 91 5.1.24.2 Thùng chứa dầu fusel .91 5.2 Tính thiết bị vận chuyển 92 5.2.1 Gàu tải vận chuyển sắn sau nghiền lên tank chứa 92 5.2.2 Gàu tải vận chuyển sắn từ tank chứa đến cân định lượng: 92 5.2.3 Gàu tải vận chuyển sắn từ đến cân định lượng đến thùng hòa trộn: 93 5.2.4 Bơm .93 5.2.4.1 Bơm nước cho nồi nấu, vệ sinh thiết bị 93 5.2.4.2 Bơm dịch cháo phun dịch hóa 93 5.2.4.3 Bơm dịch cháo sau nấu làm nguội 94 5.2.4.4 Bơm dịch cháo sau làm nguội đường hóa 94 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hiên Hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường ... án: Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 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. .. Cường 114 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày Chương 8: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM Kiểm tra chất lượng nguyên liệu, bán sản phẩm sản phẩm... 119 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 960 từ sắn lát khô suất 50 nguyên liệu/ ngày 8.4 Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm 8.4.1 Nồng độ rượu Đo nồng độ rượu cồn kế [3] 8.4.2 Hàm lượng acid este cồn