Công nghệ sản xuất cồn etylic được biết đến từ rất lâu và ngày càng phát triển Nó là một phần không thể thiếu trong đời sống mỗi con người bởi những lợi ích mang lại Nguyên liệu chính để sản xuất cồn là những nguồn giàu tinh bột hoặc đường như từ các hạt ngũ cốc củ hay các loại ngũ cốc gạo bắp lúa mạch … và các loại củ khoai tây khoai mì … hoặc là rỉ đường Hiện nay việc sản xuất cồn từ phụ phẩm nông nghiệp như bã mía thân ngô … cũng được chú trọng phát triển Việt Nam là nước nông nghiệp có thế mạnh là các cây lương thực Ngoài gạo và sắn thì ngô cũng là cây lương thực đứng thứ ba nên việc thiết kế và xây dựng nhà máy sản xuất cồn từ ngô với năng suất cao là hoàn toàn có thể Sản xuất cồn từ ngô có thể thực hiện bằng hai phương pháp là nghiền ướt hoặc nghiền khô Trọng phạm vi đồ án này thì phương pháp nghiền khô là đối tượng nghiên cứu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỀ TÀI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN TUYỆT ĐỐI TỪ NGÔ NĂNG SUẤT TẤN NGUYÊN LIỆU/ GIỜ Giáo viên hướng dẫn: Bùi Viết Cường Sinh viên thực hiện: Mã số sinh viên: Lớp: Huỳnh Thị Diệu Thiện 107140099 14H2A Đà Nẵng – Năm 2019 PHỤ LỤC Tính tốn cân vật chất cho cơng đoạn chưng cất 1.Tính tốn cần vất chất cho tháp thơ Dịch giấm chín trước vào đĩa tiếp liệu có nồng độ 7,43 % 𝑉 = 5,86 % khối lượng Nhiệt độ sơi tương ứng nồng độ là: ts = 94,26°C [1] Trước vào tháp, giấm hâm nóng đến 70 0C thiết bị hâm giấm Sau đưa vào tháp thơ để nâng nhiệt độ đến t = 94,26 0C Nhiệt lượng cần đun nóng giấm từ 70 0C đến nhiệt độ sơi tính cho 100 kg giấm: Q = 100 CD (tS − t D ) Trong đó: 100: Khối lượng giấm vào tháp CD = 1,019 – 0,0095 B: Nhiệt dung riêng giấm (Kcal/kg.độ) B = 5,86 %: Nồng độ chất khô giấm (%) Suy : CD = 1,019 – 0,0095 5,86% = 1,018 (kcal/kg.độ) Nên: 𝑄 = 100 × 1,018 × (94,26 − 70) = 2469,67 (𝑘𝑐𝑎𝑙) Nồng độ etanol đĩa tiếp liệu x = 5,86 % Nhiệt độ sôi tương ứng nồng độ ts = 94,26 0C Nồng độ rượu pha hơi: y = 40,54 % Khối lượng rượu bốc lên khỏi tháp thô ứng với 100kg giấm là: G = 100×𝑥 𝑦 = 100×5,86 40,54 = 14,455 (kg) Thực tế lượng thường cấp dư nên lượng rượu thực tế là: 𝐺𝑇 = 𝐺 × β = 14,455 × 1,05 = 15,178 (Với β = 1,05: Hệ số thừa ) 5,86 Nồng độ thật rượu pha hơi: y = 15,178×100 = 38,61 % khối lượng Phương trình cân vật chất cho tháp thơ ứng với 100 kg giấm chín giả sử lượng rượu bã không đáng kể: P + 100 = R + GT Trong : P – Lượng nước cần dùng, kg/h R – Lượng bã rượu, kg/h GT – Lượng rượu khỏi tháp Suy : 100 + P = R + 15,178 P + 84,822= R Trong : P – Lượng nước cần dùng, kg/h R – Lượng bã rượu, kg/h GT – Lượng rượu khỏi tháp Phụ lục Bảng 1.1 Bảng cân nhiệt lượng ứng với 100 kg giấm chín Thành phần nhiệt Vào Ra Giấm chín Hơi nước Hơi nước - rượu Bã Nhiệt làm mát Khối lượng (kg) Nhiệt lượng riêng (KJ/kg) Tính tốn nhiệt (KJ) 100 P 15,178 84,822+P 279 2680 2010 420 100×279=27900 2680P 15,178×2010=30507,8 (84,822+P) ×420 8,4×𝑚𝑔𝑖ấ𝑚 Phương trình cân nhiệt: 27900 + 2680 P = 30507,8 + (84,822+P) 420 + 840 → 𝑃 = 17,29 (𝑘𝑔) → 𝑅 = 102,11 (𝑘𝑔) Ta có 100 kg giấm chín cần 17,29(kg) lượng bã thu 102,11 (kg) Hơi đốt cần cung cấp cho 4,452 × 𝑋 (𝑘𝑔) giấm chín: 4,452 × 𝑋 × 17,29 𝑚ℎơ𝑖 = = 0,77 × 𝑋 (𝑘𝑔) 100 Lượng bã từ 4,452 × 𝑋 (𝑘𝑔) giấm chín là: 4,452 × 𝑋 × 102,11 𝑚𝑏ã = = 4,546 × 𝑋 (𝑘𝑔) 100 Lượng ứng với 4,452 × 𝑋 (𝑘𝑔) giấm chín là: 4,452 × 𝑋 × 5,86 𝐺= = 0,644 × 𝑋 (𝑘𝑔) 40,54 Lượng thực tế khỏi tháp thô vào thiết bị ngưng tụ: GT = G × β = 0,644 × X × 1,05 = 0,676 × X (kg) Có lượng thu đem ngưng tụ thành rượu thơ Nên lượng rượu thơ : 0,676 × 𝑋 (𝑘𝑔) Hao hụt chưng cất %, nên lượng rượu thơ thực tế thu là: 0,676 × 𝑋 × (100 − 1) 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡ℎơ = = 0,669 × 𝑋 (𝑘𝑔) 100 Tính tốn cân vật chất cho tháp andehyt Rượu thô trước vào đĩa tiếp liệu có nồng độ 38,61 % khối lượng Nhiệt độ sơi tương ứng nồng độ là: 𝑡𝑠 = 83,34 °𝐶 Nồng độ etanol đĩa tiếp liệu: x= 38,61 % khối lượng Nhiệt độ sôi tương ứng nồng độ 83,34 0C, nồng độ rượu pha hơi: y= 74,183 % khối lượng Trong tháp andehyt lượng tạp chất đầu (chủ yếu hợp chất andehyt) bị tách % so với khối lượng rượu thơ, đó: Phụ lục 𝑚𝑡ạ𝑝 𝑐ℎấ𝑡 đầ𝑢 = 4% × 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡ℎơ = 4% × 0,669 × 𝑋 = 0,027 × 𝑋 (𝑘𝑔) Khối lượng tạp chất đầu lấy tháp andehyt ứng với 15,178 (kg) rượu thơ là: 𝐴 = 4% × 15,178 = 0,607(𝑘𝑔) Phương trình đường cân cho tháp andehyt ứng với 15,178 (kg) rượu thô giả định lượng rượu tạp chất đầu không đáng kể: 𝑃ℎ(𝑎) + 15,178 = 𝐴 + 𝐺𝑎 Trong đó: Ph(a) : Lượng nước cần dùng, kg/h; A : Lượng tạp chất đầu, kg/h Ga : Lượng rượu tinh (1) đáy tháp andehyt trước vào tháp tinh chế Suy : 𝑃ℎ(𝑎) + 15,178 = 0,607 + 𝐺𝑎 ↔ 𝑃ℎ(𝑎) + 14,571 = 𝐺𝑎 Bảng 1.2 Bảng cân nhiệt lượng ứng với 15,21kg rượu thô Vào Thành phần nhiệt Khối lượng (kg) Nhiệt lượng riêng (KJ/kg) Tính tốn nhiệt (KJ) Rượu thô Hơi nước Rượu tinh (1) Tạp chất đầu 15,178 Ph(a) Ph(a) +14,571 0,607 1314 2680 1500 1369 15,178×1314= 19943,9 2680 Ph(a) (14,571+ Ph(a))×1500 0,607×1369= 830,98 Ra 8,4×𝑚𝑔𝑖ấ𝑚 Nhiệt làm mát 𝐺𝑡𝑡 × 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡ℎơ = 840 Phương trình cân nhiệt: 19943,9 + 2680 × 𝑃ℎ(𝑎) = (14,571 + 𝑃ℎ(𝑎) ) × 1500 + 830,98 + 840 ↔ 𝑃ℎ(𝑎) = 3,037(𝑘𝑔) Ta có 15,178 kg rượu thô cần 3,037 (kg) lượng rượu tinh (1) thu 17,608 (kg) Hơi đốt cần cung cấp cho 0,669 × 𝑋 (𝑘𝑔) rượu thơ: 0,669 × 𝑋 × 3,037 𝑚ℎơ𝑖 = = 0,134 × 𝑋 (𝑘𝑔) 15,178 Lượng rượu tinh (1) thu ứng với 0,669 × 𝑋 (𝑘𝑔) rượu thơ là: 𝐺𝑎 = 0,669 × 𝑋 × 17,608 × 38,61 = 0,404 × 𝑋 (𝑘𝑔) 15,178 × 74,183 Nên lượng rượu tinh (1) là: 0,404 × 𝑋 (𝑘𝑔) Hao hụt tháp andehyt 0,5 %, nên lượng rượu tinh thực tế thu là: Phụ lục 0,404 × 𝑋 × (100 − 0,5) = 0,402 × 𝑋 (𝑘𝑔) 100 Tính cân vất chất cho tháp tinh Rượu tinh (1) trước vào đĩa tiếp liệu có nồng độ 74,183 % khối lượng Nhiệt độ sôi tương 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ(1) = ứng nồng độ là: 𝑡𝑠 = 79,83 𝐶 Nồng độ rượu đĩa tiếp liệu: x = 74,183 % khối lượng Nhiệt độ sơi tương ứng nồng độ 79,83 0C, nồng độ rượu pha hơi: y = 83,47 % khối lượng 66,37 % mol Lượng tạp chất cuối (chủ yếu axit acetic) bị tách % lượng rượu tinh (1) thu được: 𝑚𝑡ạ𝑝 𝑐ℎấ𝑡 𝑐𝑢ố𝑖 = 3% × 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ(1) = 3% × 0,402 × 𝑋 = 0,012 × 𝑋 (𝑘𝑔) Lượng tạp chất cuối ứng với 17,608 (kg) rượu tinh (1): 𝑆 = 3% × 17,608 = 0,528(𝑘𝑔) Phương trình đường cân cho tháp tinh ứng với (kg) rượu tinh (1) giả định lượng rượu tạp chất cuối không đáng kể: 𝑃ℎ(𝑡) + 17,608 = 𝑆 + 𝐺𝑡 Trong : Ph(t) : Lượng nước cần dùng, kg/h; S : Lượng tạp chất cuối, kg/h Gt : Lượng rượu tinh (2) thu đỉnh tháp tinh Suy ra: 𝑃ℎ(𝑡) + 17,608 = 0,528 + 𝐺𝑡 ↔ 𝑃ℎ(𝑡) + 17,08 = 𝐺𝑡 Bảng 1.3 Bảng cân nhiệt lượng ứng với 16,88 kg rượu tinh (1) Vào Thành phần nhiệt Khối lượng (kg) Nhiệt lượng riêng (KJ/kg) Tính tốn nhiệt (KJ) Rượu tinh (1) Hơi nước Rượu tinh (2) 17,608 Ph(t) Ph(t) +17,08 1214 2680 1341 17,608×1214=21376,11 2680 Ph(t) (Ph(t) +17,08)×1341 Tạp chất cuối 0,528 405 0,528× 405=213,8 Ra 8,4 × 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ(1) × 𝑚𝑔𝑖ấ𝑚 𝐺𝑡𝑡 Nhiệt làm mát = 974 Phương trình cân nhiệt lượng: 21376,11 + 2680 × 𝑃ℎ(𝑡) = (𝑃ℎ(𝑡) + 17,08) × 1341 + 213,8 + 974 ↔ 𝑃ℎ(𝑡) = 2,028(𝑘𝑔) Ta có 17,608 kg rượu tinh (1) cần 2,028(kg) lượng rượu tinh (2) thu 19,108 (kg) Phụ lục Hơi đốt cần cung cấp cho 0,402 × 𝑋 (𝑘𝑔) rượu tinh (1): 0,402 × 𝑋 × 2,028 𝑚ℎơ𝑖 = = 0,046 × 𝑋 (𝑘𝑔) 17,608 Lượng rượu thu ứng với 0,402 × 𝑋 (𝑘𝑔) rượu tinh (1) là: 0,402 × 𝑋 × 19,108 × 74,183 𝐺𝑡 = = 0,388 × 𝑋 (𝑘𝑔) 17,608 × 83,47 Lượng rượu thực tế: 𝐺𝑇(𝑡) = 𝐺𝑡 × 𝛽 = 0,388 × 𝑋 × 1,05 = 0,407 × 𝑋 (𝑘𝑔) Nên lượng rượu tinh (2) : 0,407 × 𝑋 (𝑘𝑔) Hao hụt tháp tinh %, nên lượng rượu tinh (2) thực tế thu là: 0,407 × 𝑋 × (100 − 1) 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ(2) = = 0,403 × 𝑋 (𝑘𝑔) 100 Tính cân vật chất cho tháp làm Xem lượng rượu cồn đầu dầu fusel không đáng kể 𝑉𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ (2) × 𝑥𝑡(2) = 𝑉𝑐 × 𝑥𝑐 Với: 𝑉𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ (2) : Thể tích rượu tinh (2) thu tháp tinh 𝑥𝑡(2) : Nồng độ rượu rượu tinh (2), x = 66,37 % V 𝑉𝑐 : Thể tích sản phẩm lấy 𝑥𝑐 : Nồng độ cồn sản phẩm lấy 𝑥𝑐 = 95,57 %𝑉 Khối lượng riêng rượu 𝜌 = 0,789 𝑘𝑔/𝑙í𝑡 Thể tích rượu tinh (2) thu là: 𝑚𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ (2) 0,403 × 𝑋 𝑉𝑟ượ𝑢 𝑡𝑖𝑛ℎ (2) = = = 0,511 × 𝑋 (𝑙í𝑡) 𝜌 0,789 Lượng cồn sản phẩm lấy là: 0,511 × 𝑋 × 66,37 𝑉𝑐 = = 0,355 × 𝑋 (𝑙í𝑡) 95,57 Hao hụt tháp làm 0,5 %, nên lượng cồn 95,570 thực tế thu là: 0,355 × 𝑋 × (100 − 0,5) 𝑉𝑐(𝑡𝑡) = = 0,353 × 𝑋 (𝑙í𝑡) 100 Giai đoạn chưng cất đẳng phí a) Tháp tách nước 𝑉𝑐(𝑡𝑡) × 𝑥𝑐 = 𝑉𝑘ℎ𝑎𝑛 × 𝑥𝑘ℎ𝑎𝑛 Trong đó: 𝑉𝑐(𝑡𝑡) : thể tích rượu 95,570 vào 𝑥𝑐 : nồng độ rượu, xc=95,570 Phụ lục 𝑉𝑘ℎ𝑎𝑛 : thể tích sản phẩm lấy 𝑥𝑘ℎ𝑎𝑛 : nồng độ cồn khan lấy ra, 𝑥𝑘ℎ𝑎𝑛 = 99,60 𝑉𝑐(𝑡𝑡)× 𝑥𝑐 0,353 × 𝑋 × 95,57 𝑉𝑘ℎ𝑎𝑛 = = = 0,339 × 𝑋 (𝑙í𝑡) 𝑥𝑘ℎ𝑎𝑛 99,6 - Khối cượng cồn 95,57 °: 𝑚𝑐(𝑡𝑡) = 𝑉𝑐(𝑡𝑡) × 0,8 = 0,353 × 𝑋 × 0,789 = 0,278 × 𝑋 (𝑙í𝑡) Khối lượng nước cần thiết Pht Khi cho benzen vào tạo hỗn hợp đẳng phí gồm cấu tử sau: 18,5 % ethanol; 7,4 % nước; 74,1 % benzen [5] Gọi A khối lượng benzen cần cung cấp: 𝐴 0,741 = 0,278 × 𝑋 + 𝐴 → 𝐴 = 0,795 × 𝑋 - Khối lượng benzen vào: 𝑚𝑏𝑒𝑛𝑧𝑒𝑛 = 0,795 × 𝑋 (𝑘𝑔) Khối lượng cồn 99,6° ra: 𝑚𝑘ℎ𝑎𝑛 = 𝑉𝑘ℎ𝑎𝑛 ×0,798 = 0,339 × 𝑋 × 0,789 = 0,267 × X Bảng 1.4 Bảng cân nhiệt lượng Thành phần nhiệt Vào Ra Cồn 95,570 Hơi nước Benzen Cồn khan Sản phẩm đỉnh Nhiệt làm mát Khối lượng (kg) Nhiệt lượng riêng (KJ/kg) 0,277×X Ph(t) 0,792×X 0,266×X Pht+0,792×X 1214 2680 940 1500 1145 Tính tốn nhiệt (KJ) 0,277×X×1214=336,28×X 2680 Ph(t) 0,792×X×940=744,48×X 0,266×X×1500=399×X (Ph(t) +0,792×X)×1145 840 Phương trình cân nhiệt lượng: 336,28×X+2680 Pht+ 744,48×X=399×X+(Pht +0,792×X)×1145+840 →Pht=0,147×X+0,547 Lượng cồn tuyệt đối thực tế thu là: Vkhan(tt)=0,339×X× Phụ lục 100 − =0,336×X 100 PHỤ LỤC Tính tháp thơ Tính số đĩa lý thuyết Xác định số hồi lưu: Rxmin = Với : x P − yF * * yF - x F xF nồng độ % mol rượu hỗn hợp đầu, xF = 2,371 % mol xP nồng độ % mol rượu sản phẩm đỉnh, xP = 52,93 % mol yF* nồng độ phần mol rượu pha hơi, cân với nồng độ rượu pha lỏng, xF =2,371 % mol => yF* = 21,062 % mol => Rxmin = x P − yF * * yF - x F = 52,93 - 21,062 = 1,705 21,062 - 2,371 Chọn b= 2,5 Do đó: Rx =b× Rxmin = 2,5 ×1,705 = 4,26 Phương trình làm việc có dạng: y= R+L 1− L ×x + xw R +1 R +1 L: Lượng hỗn hợp đầu tính đơn vị sản phẩm đỉnh L = x p − xw x f − xw = 22,35 xw: nồng độ phần mol sản phẩm đáy, xw = 0,004 % mol =>y = 22,35 + 4,26 − 22,35 ×x + xw = 5,06x- 0,016 4,26 + 4,26 + Số đĩa lý thuyết đĩa xác định từ hai khoảng nồng độ: Từ 0,6 % đến 52,9 % mol xác định theo phương pháp đồ thị hệ trục toạ độ x – y: biểu diễn đường làm việc Hình 1.1 Đồ thị xác định số đĩa lý thuyết tháp thô Phụ lục đường cân xác định số bậc thay đổi nồng độ, giá trị thay đổi số bậc nồng độ số đĩa lý thuyết Theo đồ thị số đĩa lý thuyết n1 = đĩa G : Lượng (mol) tháp ứng với 100 kg giấm: G= P 17,29 = = 0,96 (kmol) 18 18 L : Dịng chất lỏng tổng cộng từ giấm chín ngưng tụ: L = L1 + L2 L1 : Lượng giấm đưa vào: L1 = 5,86 100 − 5,86 + = 5,36 ( kmol) 46 18 L2 : Lượng lỏng hình thành ngưng tụ nước cấp nhiệt cho giấm: Q E 18 Q : Lượng nhiệt cung cấp cho 100 kg giấm đến nhiệt độ sôi: L2 = Q = 2469,67 (kcal) =10337,04 (kJ) E: Nhiệt lượng riêng áp suất 1,5 kg/cm2, E = 2680 (kJ/kg) L2 = 10337,04 =0,214 (kmol) 2680 18 L = L1 + L2 = 5,36 + 0,214 = 5,574 (kmol) Trong khoảng nồng độ từ 0,004 % đến 0,6 % mol xác định theo phương trình CoperrXapuha : xo K G ( − 1) xw K G log( ) L log[1 + n2 = x0 = 0,6 % mol, xw = 0,004 % mol , K : Hệ số bay rượu etylic, khoảng nồng độ thấp lấy 13 G, L: Lượng hơi, lỏng tháp, G = 0,958 (kmol), L = 5,574 (kmol) Từ có được: lg[1 + n2 = 0,6 0,96 (13 − 1)] 0,004 = 8,27 13 0,96 lg( ) 5,574 Tổng số đĩa lý thuyết tháp thô: Nlt = n1 + n2 = 5+ 8,27 = 13,27 (đĩa) Trong thực tế hiệu suất đĩa : µ = 0,2-0,9 Chọn µ = 0,55 Phụ lục Kích thước thiết bị ngưng tụ cồn thô phân bố ống theo hình lục giác, quy chuẩn tổng số ống 127, số lượng ống đường chéo b =13 ống Bước ống t = 1,5 × dn; với dn = 0,032 m Đường kính thiết bị: D = t × (b − 1) + × dn = 1,5 × dn × (b − 1) + × dn = 1,5 × 0,032 × (13 − 1) + × 0,032 = 0,704 (m) Chiều dài thực ống truyền nhiệt sau quy chuẩn h2 = F 20,65 = = 1,67 (m) 3,14 n d tb 3,14 127 0,031 Trong đó: h1, h2: Chiều dài đầu tháp: h1 = h3 = 0,15 (m) Chiều dài chung thiết bị: H = 1,67 + 2×0,15 = 1,97(m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ cồn thơ có kích thước sau: D (m) h2(m) h1(m) h3 (m) H(m) SL(cái) 0,704 1,67 0,15 0,15 1,97 1.3 Thiết bị tách bọt Lượng giấm chín vào thiết bị tách bọt giờ: N = Vgiấm = 13356 (lít/h) = 13,36 (m3 /h) Chọn thiết bị tách bọt có dạng hình trụ, đáy cơn, có hệ số chứa đầy 0,85 Chọn 1thiết bị tách bọt Thời gian lưu giấm chín thiết bị phút thể tích thiết bị: h N 13,36 V= = = 0,26 (m3 ) 0,85 × 60 0,85 × 60 D D Chọn kích thước thiết bị tách bọt: + D (m): Đường kính thiết bị + H (m): Chiều cao phần hình trụ thiết bị, H = 1,2 × D, h + h1 (m): Chiều cao đáy thiết bị, h1 = 0,2 × D, + h2 (m): Chiều cao nắp thiết bị, h1 = 0,1 × D, Thể tích thiết bị: Hình 8.3Thiết bị tách bọt 1 V = 0,785D2 × (H + h1 + h2 ) = 1,0205 × D3 3 Đường kính thiết bị: ⇒D= √ V 0,26 =√ = 0,63 (m) 1,0205 1,0205 Chiều cao phần hình trụ thiết bị: H = 1,2 × 0,63= 0,76 (m) Chiều cao đáy thiết bị: h1 = 0,2 × 0,63 = 0,126 (m) Chiều cao nắp thiết bị: h2 = 0,1 × 0,63 = 0,063 (m) Phụ lục 40 Chiều cao thiết bị: Htb = H + h1+ h2 = 0,76+ 0,126 + 0,063 = 0,949(m) Vậy chọn thiết bị tách bọt với thông số kỹ thuật sau: Số lượng (cái) D (m) Htb (m) H (m) h1 (m) h2 (m) 0,63 0,949 0,76 0,126 0,063 1.4 Bình chống giấm Bình chống giấm chọn có thơng số sau: D=0,3 m, H=0,6 m 1.5 Thiết bị làm nguội ruột gà tháp thơ Thiết bị ngưng tụ khí khó ngưng có diện tích khoảng 1/4 diện tích truyền nhiệt bình ngưng tụ cồn thơ nên: FNTCT 20,65 = = 5,16 (m2) 4 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau : F= + Đường kích : Dt = 48 mm, + Đường kích ngồi : Dn = 50 mm + Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2 m + Bước xoắn ống ruột gà: t = 0,08 m Hình 8.4 Thiết bị ống xoắn ruột gà + Đường kính vịng xoắn: dx = 0,8 m Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F 5,16 = = 32,88 (m) π D n 3,14 0,05 Chiều dài vòng xoắn: l v = (π d x ) + t = (3,14 0,8) + 0,0082 = 2,513 (m) Số vòng xoắn: n = L 32,88 = = 13,08 quy tròn thành 14 vòng l v 2,513 Chiều cao phần ruột gà: h = 21 x t = 14 x 0,08 = 1,12 (m) Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho= 1,12 + x 0,2 = 1,52 (m) Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,8 + x 0,05 = 0,9 (m) Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thông số sau: D (m) h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng (cái) 0,9 0,2 1,12 1,52 0,8 2.Thiết bị phụ trợ tháp aldehyt 2.1.Thiết bị ngưng tụ Lượng rượu khỏi tháp andehyt 17,608 kg/100 kg giấm Phụ lục 41 Trong đó: 24 17,608 3180 = 13438,4 (kg/ngày) 100 Khối lượng riêng nước ngưng nồng độ rượu pha lỏng 40,803 % khối lượng có = Năng suất giấm vào: G = 889,860 (kg/m3) Năng suất tính theo dal/cyr: Ntb = 100 13438,42 = 1510,17 (dal/cyr) 889,860 Bề mặt truyền nhiệt: F = 0,02 N tb = 0,02 × 1510,17 = 30,2(m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt =40mm, đường kính ngồi ống dn = 44mm, đường kính trung bình ống dtb = 42mm Giả sử chiều dài ống: l = 3m Số ống thiết bị: n = F 30,2 = = 76,33 (ống) d tb l 3,14 0,042 Quy chuẩn thành 91 ống Theo bảng V.11: Phân bố ống hình lục giác,số ống đường chéo b = 11 ống Bước ống: t = 1,5×dn; với dn = 0,044 m Đường kính thiết bị: D = 1,5×dn×(b - 1) + 4×dn = 1,5×0,044×(11 - 1) + 4×0,044 = 0,836 (m) Chiều cao ống truyền nhiệt: h0 = F 30,2 = 2,52 (m) = d tb n 3,14 0,042 91 Chiều cao đầu thiết bị: h1 = h2 = 0,2 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 2,52+ × 0,2 = 2,92 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ tháp andehyt kiểu thẳng đứng có kích thước sau: D (m) h0 (m) h1 (m) h2 (m) H(m) Số lượng (cái) 0,836 2,52 0,2 0,2 2,92 2.2 Thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà cồn đầu Thiết bị ngưng tụ cồn đầu có diện tích khoảng 1/4 diện tích truyền nhiệt bình ngưng tụ FNTCT 30,2 = = 7,55 (m2) 4 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau : Đường kích : Dt = 0,048 m Đường kích ngồi : Dn = 0,1 m Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2 m nên: F = Phụ lục 42 Bước xoắn ống ruột gà: t = 0,08 m Đường kính vòng xoắn: dx = 0,8 m L= F 7,55 = = 24,04 (m) π D n 3,14 0,1 Chiều dài vòng xoắn: l v = (π d x ) + t = (3,14 0,8) + 0,0082 = 2,513 (m) Số vòng xoắn: n = L 24,04 = = 9,56 quy tròn thành 10 vòng l v 2,513 Chiều cao phần ruột gà: h = 10 x t = 10 x 0,08 = 0,8 (m) Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho= 0,8 + x 0,2 = 1,2 (m) Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,8 + x 0,1 = (m) Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thơng số sau: D (m) h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng (cái) 0,2 0,8 1,2 0,8 3.Thiết bị phụ trợ tháp tinh 3.1.Thiết bị ngưng tụ Lượng khỏi tháp tinh luyện 19,108 kg/100 kg giấm Nhiệt độ rượu – nước 78,3 °C, nồng độ 83,47 % m, khối lượng riêng 748,964 kg/m3 Lượng rượu ngưng tụ: Dgiấm 2152 × 19,108 m= ×H= = 411,2 (kg/h) 100 100 Năng suất tính theo lít/ngày: 24 × 1000 × 411,2 Ntb = = 13176,6 (lít/ngày) 748,964 Bề mặt truyền nhiệt 0,014 × Ntb 0,014 × 13176,6 F= = = 18,44 (m2 ) 10 10 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt =40 mm, đường kính ngồi ống dn = 44 mm, đường kính trung bình ống dtb = 42 mm Giả sử chiều dài ống: l = m Số ống thiết bị: F 18,44 n= = = 34,96 (ống) π × dtb × L 3,14 × 0,042 × Quy chuẩn thành 37 ống Phân bố ống hình lục giác,số ống đườngchéo b = ống Phụ lục 43 Bước ống: t = 1,5×dn; với dn = 0,05 m Đường kính thiết bị: D = 1,5×dn×(b - 1) + 4×dn = 1,5×0,05×(7 - 1) + 4×0,05 = 0,65 (m) Chiều cao ống truyền nhiệt: h0 = F 18,44 = 3,77 (m) = d tb n 3,14 0,042 37 Chiều cao đầu thiết bị: h1 = h2 = 0,3 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 3,77 + × 0,3 = 4,17 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ tháp tinh kiểu thẳng đứng có kích thước sau: D (m) h0 (m) h1 (m) h2 (m) H(m) Số lượng (cái) 0,65 3,77 0,3 0,3 4,17 3.2 Thiết bị ngưng tụ làm nguội dầu fusel Lượng dầu fusel cần làm nguội: N = 36,18 kg/h = 36,88 (lít/h) = 885,1 (lít/ngày) Với khối lượng riêng fusel ( chủ yếu axit acetic) 981,498 (kg/m3) Bề mặt truyền nhiệt thiết bị 0,02 × N 0,02 × 885,1 F= = = 1,77(m2 ) 10 10 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt = 30 mm, đường kính ngồi ống dn = 32 mm, đường kính trung bình ống, dtb = 31 mm Giả sử chiều dài ống L = m Số ống thiết bị: F 1,77 n= = = 8,73 (ống) π × dtb × L 3,14 × 0,031 × Quy chuẩn thành 19 ống, phân bố ống hình lục giác, số ống đường chéo b = ống, bước ống t = 1,2 × dn; dn = 0,032 m Đường kính thiết bị: D = t × (b − 1) + × dn = 1,2 × dn × (b − 1) + × dn = 1,2 × 0,032 × (5 − 1) + × 0,032 = 0,282 (m) Chiều cao ống truyền nhiệt: h0 = F 2,936 = 1,587 (m) = d tb n 3,14 0,031 19 Chiều cao đầu thiết bị: h1 = h2 = 0,2 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 1,587 + × 0,2 = 1,987 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ làm nguội dầu fusel có thơng số sau: D (m) h0 (m) h1 (m) h2 (m) H (m) Số lượng (cái) 0,282 1,587 0,2 0,2 1,987 3.3.Thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà Phụ lục 44 Thiết bị ngưng tụ khí khó ngưng có diện tích khoảng 1/4 diện tích truyền nhiệt bình ngưng FNTCT 20,65 = = 5,16 (m2) 4 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau : tụ cồn thơ nên: F = + Đường kích : Dt = 0,048 m, + Đường kích ngồi : Dn = 0,1 m + Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2 m + Bước xoắn ống ruột gà: t = 0,08 m + Đường kính vịng xoắn: dx = 0,8 m Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F 5,16 = = 16,43 (m) π D n 3,14 0,1 Chiều dài vòng xoắn: lv = (d x ) + t = ( 0,8) + 0,08 = 2,513m Số vòng xoắn: n = L 16,43 = = 6,53 quy tròn thành vòng l v 2,513 Chiều cao phần ruột gà: h = n× t = × 0,08 = 0,56 m Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho = 0,56+ × 0,2 = 0,96 m Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,8+ 2× 0,1 = m Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thơng số sau: D (m) h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng (cái) 0,2 0,56 0,96 0,8 Thiết bị phụ trợ tháp làm 4.1 Thiết bị ngưng tụ Lượng khỏi tháp làm 0,458M=1832 lít/h Nhiệt độ rượu – nước 78,3 °C, nồng độ 95,57 % m ❖ Thiết bị ngưng tụ hồi lưu kiểu nằm ngang tháp làm Chọn lượng khỏi tháp tinh vào thiết bị 85 % Lượng rượu ngưng tụ: 24 × 85 × 1832 Ntb = = 37372,8 (lít/ngày) 100 Bề mặt truyền nhiệt 0,014 × Ntb 0,014 × 37372,8 F= = = 52,322 (m2 ) 10 10 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt = 48 mm, đường kính Phụ lục 45 ngồi ống dn = 50 mm, đường kính trung bình ống, dtb = 49 mm Giả sử chiều dài ống L = 5m Số ống thiết bị: F 52,322 n= = = 68,012(ống) π × dtb × L 3,14 × 0,049 × Quy chuẩn thành 91 ống phân bố ống hình lục giác, số ống đường chéo b = 11 ống, bước ống t = 1,5 × dn; dn = 0,032 m [7] Đường kính thiết bị: D = t × (b − 1) + × dn = 1,5 × dn × (b − 1) + × dn = 1,5 × 0,032 × (11 − 1) + × 0,032 = 0,6 (m) Chiều dài thực ống sau quy chuẩn: F 52,322 Hình 8.5 Thiết bị ngưng tụ L0 = = = 5,907(m) π × n × dtb 3,14 × 91 × 0,031 nằm ngang L1, L2: Chiều dài đầu tháp: L1 = L2 = 0,3 (m) Chiều dài thiết bị kể đầu phân phối: L = L0 + L1 + L2 = 5,907 + 0,3 + 0,3= 6,507 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ kiểu nằm ngang có thơng số kỹ thuật sau: Số lượng (cái) D (m) L (m) L0 (m) L1 (m) L2 (m) 0,6 6,507 5,907 0,3 0,3 ❖ Thiết bị ngưng tụ hồi lưu kiểu thẳng đứng tháp làm Chọn lượng khỏi tháp tinh vào thiết bị 15 % Lượng rượu ngưng tụ: Dgiấm 1832 × 6,8 × 0,15 m= × H × 0,15 = = 18,686 (kg/h) 100 100 Năng suất tính theo lít/ngày: 24 × 1000 × 18,686 Ntb = = 8869,99 (lít/ngày) 748,964 Bề mặt truyền nhiệt 0,014 × Ntb 0,014 × 8869,99 F= = = 12,42 (m2 ) 10 10 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt = 0,03 m, đường kính ngồi ống dn = 0,032 m, đường kính trung bình ống, dtb = 0,031 m Giả sử chiều dài ống L = m Số ống thiết bị: F 12,42 n= = = 63,79 (ống) π × dtb × L 3,14 × 0,031 × Quy chuẩn thành 91 ống, phân bố ống hình lục giác, số ống đường chéo Phụ lục 46 b = 11 ống, bước ống t = 1,5 × dn; dn = 0,032 m [6] Đường kính thiết bị: D = t × (b − 1) + × dn = 1,5 × dn × (b − 1) + × dn = 1,5 × 0,032 × (11 − 1) + × 0,032 = 0,608 (m) Chiều cao ống truyền nhiệt thiết bị: h0 = F 12,42 = = 1,402 (m) π d tb n 3,14 0,031 91 h1,h2 chiều cao hai đầu tháp: h1 = h2 = 0,15 (m) Chiều dài toàn thiết bị: H = 1,402 + × 0,15 = 1,702 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ kiểu thẳng đứng có thơng số kỹ thuật sau: D (m) h0(m) h1(m) h2 (m) H(m) Số lượng (cái) 0,608 1,402 0,15 0,15 1,702 4.2 Thiết bị làm nguội hồi lưu cồn đầu Thiết bị ngưng tụ khí khó ngưng có diện tích khoảng 1/4 diện tích truyền nhiệt FNT 12,42 = = 3,105 (m2) 4 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau : bình ngưng tụ thẳng đứng nên: F = + Đường kích : Dt = 48 mm, + Đường kích ngồi : Dn = 50 mm + Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2 m + Bước xoắn ống ruột gà: t = 0,03 m + Đường kính vịng xoắn: dx = 0,8 m + Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F 3,105 = = 19,777 (m) π D n 3,14 0,05 Chiều dài vòng xoắn: (m) Số vòng xoắn: n = L 19,777 = = 7,87 quy tròn thành vòng lv 2,513 Chiều cao phần ruột gà: h = n x t = x 0,03 = 0,24 (m) Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho= 0,24 + x 0,2 = 0,64 (m) Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,8 + x 0,05 = 0,9 (m) Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thơng số sau: D (m) Phụ lục h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng (cái) 47 0,9 0,3 0,42 0,64 0,8 Thiết bị phụ trợ tháp tách nước 5.1 Thiết bị ngưng tụ Lượng khỏi tháp tách nước 2817,55kg/h Trong đó: Khối lượng riêng benzen nhiệt độ 64,850C có = 830,941 (kg/m3) [5] Năng suất tính theo dal/cyr: Ntb = 24 100 2817,55 = 813,79 (dal/cyr) 10 830,941 Bề mặt truyền nhiệt: F = 0,02 N tb = 0,02 × 813,79 = 16,27 (m2) Chọn vật liệu ống truyền nhiệt đồng thanh, đường kính ống dt =40mm, đường kính ngồi ống dn = 44mm, đường kính trung bình ống dtb = 42mm Giả sử chiều dài ống: l = 3m Số ống thiết bị: 𝐹 16,27 𝑛= = = 42,13 (ố𝑛𝑔) 𝜋 × 𝑑𝑡𝑏 × 𝑙 3,14 × 0,042 × Quy chuẩn thành 61 ống Theo bảng V.11 [8, tr 48]: Phân bố ống hình lục giác,số ống đường chéo b = ống Bước ống: t = 1,5×dn; với dn = 0,044m Đường kính thiết bị: D = 1,5×dn×(b - 1) + 4×dn = 1,5×0,044×(9 - 1) + 4×0,044 = 0,704 (m) Chiều cao ống truyền nhiệt: 𝐹 16,27 ℎ0 = = = 2,02 (𝑚) 𝜋 × 𝑑𝑡𝑏 × 𝑛 3,14 × 0,042 × 61 Chiều cao đầu thiết bị: h1 = h2 = 0,2 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 2,02 + × 0,2 = 2,42 (m) Vậy chọn thiết bị ngưng tụ kiểu thẳng đứng có kích thước sau: D (m) h0 (m) h1 (m) h2 (m) H(m) Số lượng (cái) 0,604 2,02 0,2 0,2 2,42 5.2 Thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà Thiết bị ngưng tụ cồn đầu có diện tích khoảng 1/4 diện tích truyền nhiệt bình ngưng tụ FNTCT 16,27 = = 4,07 (m2) 4 Chọn ống truyền nhiệt làm từ đồng hợp kim có kích thước sau : nên: F = Phụ lục 48 + Đường kích : Dt = 0,048 m, đường kích ngồi : Dn = 0,1 m + Chọn chiều cao nắp nắp dưới: ho = 0,2 m + Bước xoắn ống ruột gà: t = 0,08 m + Đường kính vòng xoắn: dx = 0,8 m Tổng chiều dài ống truyền nhiệt: L= F 4,07 = = 12,96 (m) π D n 3,14 0,1 Chiều dài vòng xoắn: l v = (d x ) + t = ( 0,8) + 0,08 = 2,513 (m) Số vòng xoắn: n = L 12,96 = = 5,15 quy tròn thành vòng l v 2,513 Chiều cao phần ruột gà: h = n× t = 6× 0,08 = 0,48 m Chiều cao bình làm nguội: H = h + 2ho = 0,48 + × 0,2 = 0,88 m Đường kính bình làm nguội: D = dx + 2do = 0,8+ 2× 0,1 = m Vậy chọn thiết bị làm nguội ống xoắn ruột gà có thơng số sau: D (m) h0 (m) h (m) H (m) dx (m) Số lượng (cái) 0,2 0,48 0,88 0,8 5.3 Thiết bị decanter Lượng benzen vào thiết bị decanter 2817,55( kg/h) = 830,941 (kg/m3) nhiệt độ 64,85 0C 2817,55 𝑚3 Lượng vào thiết bị : N = 830,941 = 3,39 ( ℎ ) Chọn thiết bị EU-G7 với thông số kĩ thuật sau [20]: - Điện áp: pha-220V, pha-380V - Lưu lượng : 0-100(m3/h) - Kích thước (DxH): 1000x500 mm Ta có : n = Phụ lục 3,39 Hình 8.6 Thiết bị decanter = 0,6 Vậy chọn thiết bị 49 PHỤ LỤC Tính nhiệt cho thùng lên men Nhiệt sinh trình lên men: Cứ lít dịch lên men thùng lên men sau giải phóng 1,13 kcalo nhiệt Dịch đường lên men ca:V=13653×8= 109224 (lít/ca) V 1,13 = 13713,7 (Kcal/ca) n V: Tổng số dịch lên men ca, n =9 số thùng lên men Nhiệt tổn thất rượu CO2 mang ra: Lấy 10 % so nhiệt lượng sinh ra: Q1 = 10% × Q = 0,1 × 13713,7= 1371,37 (Kcal/ca) Để lấy lượng lại ta sử dụng hệ thống làm nguội dạng ống xoắn ruột gà Lượng nhiệt sinh trong thùng: Q = Lượng nhiệt hệ thống làm nguội lấy đi:Q2 = F × k × t (W) [10] F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt.F=×D×H=3,14×3,37×15,16 = 160,42 (m2) K: Hệ số truyền nhiệt qua thành thiết bị: K = + + 1 t 1: Hệ số cấp nhiệt từ thùng lên men đến thành thiết bị, 1 = 699 W/m2.độ : Chiều dày thành thiết bị, = 0,006 (m) t : Hệ số dẫn nhiệt thành thiết bị, t =50 W/m.độ 2: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị đến nước dội, = Nu N HT [10] N = 52,3 10-2 (Kcal/m.h.độ) = 60,8 10-2 (W/m.độ) HT: Chiều cao phần thân hình trụ, HT = 13,48 m Nu: Chuẩn số Nuyxen đặc trưng cho q trình cấp nhiệt bề mặt phân giới phụ thuộc vào chuẩn số Raynon: Re = V: Mật độ tưới , V = V [10] G , (kg/m.s) DT DT: Diện tích bề mặt truyền nhiệt thân thiết bị, DT = F = 160,42m2 G : Khối lượng chất lỏng chảy bề mặt thành G = 1,5 kg/s Nhiệt độ trung bình nước dội: 25 0C (Nhiệt độ đầu: 20 0C, nhiệt độ cuối: 30 0C ) Ở 25 0C, độ nhớt nước = 0,8937 10-3 (N.s/m2) [12] Phụ lục 50 Re = V = 4G 1,5 = = 41,85 DT 0,8937 10 −3 160,42 Re < 2000 Nếu tính: Nu = 0,67 × (Ga2 ×Pr3 × Re)1/9 [9] Trong đó: H3 2 g Ga = 2 13,483 997,08 9,8 = = 2,98 1016 −3 (0,8937 10 ) Pr = CP - Độ nhớt nước 25 C, = 0,8937 × 10 N.s/m2 -3 - Hệ số dẫn nhiệt nước 25 0C, = 60,8 × 10-2 W/m.độ CP- Nhiệt dung riêng nước 25 0C, CP = 0,99892 kcal/kg.độ Pr = 0,99892 0,8937 10 −3 = 0,00147 60,8 10 −2 Nu = 0,67×[(2,98× 1016)2 × (0,00147)3 × 41,85]1/9= 528,37 2 = Nu N 528,37 60,8 10 −2 = = 21,2 (N/m2.0C) H 15,16 K= 20 = 20,5 (W/m C) 0,006 + + 699 50 21,2 t – Hiệu số nhiệt độ trung bình, t = t1 − t [10] t1 ln t t1 = T – t1, t2 = T- t2 T = 320C, t1 = 250C, t2 = 300C, t1 = 50C, t2 = 20C, t = 5−2 = 3,270 C ln Vậy nhiệt lượng nước dội lấy đi: Q2=K×F×t = 20,5×160,42×3,27=10753,7(W)= 9246,56(Kcal/h) Lượng nước dội cho thùng lên men chính: m = 3600 1,5 = 5400 (kg/h) Lượng nhiệt lượng hệ thống làm nguội ống xoắn ruột gà lấy đi: Q3=Q – Q1 – Q2=13713,7-1371,37-9246,56= 3095,7Kcal/h) Lượng nước cung cấp cho ống xoắn ruột gà: Q3 = G C t G= Q3 619,8 =619,8 (kg/h) = C P t 0,99892 (30 − 25) Lượng nước cấp cho thùng lên men chính: 619,8 (kg/h) Phụ lục 51 Lượng nước cấp cho thùng lên men chính: 9×619,8 = 5578,2 (kg/h) Thể tích nước cần cấp cho thùng lên men chính: VC = mn n = 5578,2 = 5,59 (m3/h) = 44,72 (m3/ca) 997,08 Tính nhiệt cho thùng nhân giống Lượng dịch sử dụng cho ngày:VII = 4,551×3000×24=327672 (lít/ngày) Lượng nhiệt sinh giờ:QII = 327672 1,13 = 370269,36 (kcal/h) Thùng nhân giống cấp I: Lượng dịch chứa thùng 30% so với lượng dịch thùng gây men cấp II: 327672 0,3 = 98301,6 (lít/ngày) Lượng nhiệt sinh giờ: QI = 98301,6× 1,13= 111080,8 (kcal/h) Lượng nhiệt CO2 mang 10%, toả môi trường xung quanh % Do lượng nhiệt cịn lại cần giải phóng thùng là: QIC = 111080,8 0,85 = 94418,7 (kcal/h) QIIC = 370269,36 0,85 = 314728,96 (kcal/h) Diện tích truyền nhiệt cho ống xoắn ruột gà: F = Nước cấp cho nhân giống cấp I: m I = Suy thể tích nước: VI = mI n = Q k t Q IC 94418,7 = = 9441,87 (kg/h) C n (t − t1 ) (30 − 20) 9441,87 = 9.47 (m3/h) = 75,7 (m3/ca) 997,08 Nước cấp cho nhân giống cấp II: m II = QIIC 314728,96 = = 31472,9 (kg/h) C n (t − t1 ) (30 − 20) Suy thể tích nước: VII = m II n = 31472,9 3 = 31,6 (m /h) = 252,8 (m /ca) 997,08 Lượng nước cho phân xưởng lên men: VLM=VC+VI+VII=44,72+75,7+252,8 = 373,22 (m3/ca) Phụ lục 52 PHỤ LỤC 10 1.Các thiết bị phụ trợ tháp tách nước a) Lượng nước cần ngưng tụ tháp tách nước Lượng khỏi tháp tách nước vào ngưng tụ tháp 2817,55 (kg/h) Nước chiếm 7,4 %, benzen chiếm 74,1 % rtn = rE × a1 + rn×a2 + rE - Ẩn nhiệt ngưng tụ benzen, rE = 97,987 (kcal/kg) [2] + rn - Ẩn nhiệt ngưng tụ nước + a1 - Thành phần benzen hỗn hợp + a2 - Thành phần nước hỗn hợp rtn = 97,987 × 0,741 + 540 × 0,074 = 112,568 (kcal/kg) G' n5 = G b-n rtn 2817,55 112,568 = = 6343,32 (kg/h) C n (t'n − t n ) (70 − 20) = 50,76 (m3/ca) b)Lượng nước cần làm nguội benzen-nước Diện tích truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ cồn đầu 7,55 (m2) Vậy lượng nhiệt thực tế cần phải lấy để ngưng tụ : Q’’= F × Kt × t = 7,55× 350 × 27,405 = 72417,7 (Kcal/h) Trong đó: Kt hệ số truyền nhiệt thực tế ống: Kt = 0,5 × B = 0,5 × 700 = 350 (Kcal/m2độ) với ω = m/s vận tốc nước làm nguội ống Lượng nước cần cung cấp: G2 = 72417,7 Q" = = 3620,8 (kg/h) CN (t1 − t2 ) 1×(45−25) Suy thể tích nước: G’’n5 = 𝐺2 𝜌 3620,8 = 997,08 =3,63 (m3/h) = 29,05 (m3/ca) Lượng nước cần cho tháp tách nước : Gn5= G’ n5 + G’’n5 = 50,76 + 29,05 = 79,81 (m3/ca) Lượng nước cần làm nguội cồn đầu tháp tách nước (ống xoắn ruột gà) Diện tích truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ 16,27 (m2) Vậy lượng nhiệt thực tế cần phải lấy để ngưng tụ : Q’’= F × Kt × t = 16,27× 350 × 27,405 = 12814,578 (Kcal/h) Nhiệt độ nước làm nguội vào 25 0C 45 0C Phụ lục 53 Lượng nước cần cung cấp: G2 = Suy thể tích nước: Gn2 = 𝐺2 𝜌 = 12814,578 Q" = 1×(45−25) = 640,729 (kg/h) CN (t1 − t2 ) 640,729 997,08 = 0,643 (m3/h) = 5,144 (m3/ca) Lượng nước cần cho tháp tách nước : Gn1= G’ n1 + Gn2 = 5,144+ 8,276= 13,42 (m3/ca) Vậy lượng nước cần dùng phân xưởng chưng cất : Gn= Gni = 213,229 (m3/ca) i =1 Phụ lục 54 ... Dgiấm = 133 56 (kg/h) Năng suất giấm vào: 133 56 × 2,891 G= = 38 6,12 (kg/h) 100 Năng suất tính theo lít/ngày: N = 24×1000×G ρ Trong đó: G = 38 6,12 (kg/h): Năng suất giấm vào, ρ = 897 ,35 0 (kg/m3): Khối... 0,741 0 ,39 8 0,7 03 2817,7 41,88 2 63, 131 Sản phẩm đỉnh 0,99794 0,998 0,818 2090,6 77,88 104,988 Sản phẩm đáy 0,206 0,056 0 ,36 5 769,8 21 ,36 133 ,1 03 => Rxmin = x P − yF * * yF - x F = 99,8 - 70 ,3 = 0,967... D: Năng suất giấm vào thiết bị, D = 133 56 (kg/h) ⇒ Q = 133 56 × 0,948 × (70 − 30 ) = 506459,5 (kcal/h) ∆t: Hiệu số nhiệt độ giấm rượu – nước, ∆t = t − t TB = 93, 97 − 50 = 43, 97 °C Với t TB = 70 +30