Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày

Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta

Cho đến nay, có hai doanh nghiệp quốc doanh trung ương có công suất sản xuất rượu cồn lớn nhất nước ta: Công ty rượu Hà Nội, công suất thiết kế 10 triệu lít/năm; Nhà máy rượu Bình Tây, công suất thiết kế 20 triệu lít/năm và 26 doanh nghiệp quốc doanh địa phương có công suất thiết kế khoảng 25.8 triệu lít/năm. Một số cơ sở có đầu tư thường xuyên cho công nghệ và thiết bị nên sản phẩm tương đối tốt và ổn định, còn phần lớn các cơ sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tượng bán hàng chủ yếu tập chung ở các vùng nông thôn, miền núi, chất lượng sản phẩm kém, không ổn định nhưng giá thành thấp, nên kinh doanh vẫn có hiệu quả.

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn

Bỉm Sơn cách thủ đô Hà Nội 120 km về phía Bắc, cách thành phố Thanh Hóa 34 km về phía Nam, nằm trên mạng lưới giao thông vận tải thuận lợi với tuyến đường sắt Bắc - Nam, quốc lộ 1A chạy qua, tạo nên mối giao thương rộng lớn với các tỉnh trong vùng và các trung tâm kinh tế lớn của cả nước. Nhu cầu về cồn rượu là rất lớn, mà trong khu vực lại có nhiều nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu về cồn: chế biến thực phẩm, chế biến gỗ, y tế…Mặt khác địa điểm nằm trên trục đường quốc lộ 1A, cửa ngừ giao thụng Bắc Nam, nờn rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm đến các vùng miền khác trên toàn quốc.

Nguyên liệu

Thành phần lừi sắn chủ yếu là xenluloza, có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô. Sắn là nguyên liệu chứa tinh bột cao, dễ chế biến trong sản xuất, tuy nhiên hàm lượng protein không lớn nên trong quá trình chế biến cần bổ sung bằng nguồn đạm từ Ure.

Rượu etylic

Rượu etylic nguyên chất có tác dụng kích thích tế bào da, nhất là đối với bộ phận niờm mạc, cú tỏc dụng rừ rệt đến hụ hấp và tuần hoàn, hệ thần kinh và bộ mỏy tiờu hóa. Sự kích thích gây mê, hưng phấn thần kinh gọi là hiện tượng say rượu, ngược lại người ta có thể dùng rượu để kích thích hồi tỉnh người bị ngất đột ngột.

Quy trình công nghệ sản xuất Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất

• Nghiền nguyên liệu
• Hòa bột
• Công đoạn nấu
• Công đoạn đường hóa
• Công đoạn lên men
• Công đoạn chưng luyện và tinh chế

- Dùng amylaza của thóc mầm (malt đại mạch): Một số nước Châu Âu vẫn còn dùng phương pháp này. - Dùng amylaza nhận được từ nuôi cấy vi sinh vật: Đây là phương pháp được hầu hết các nước sử dụng trong sản xuất rượu cồn. - Ở Việt Nam đa số các nhà máy rượu đều dùng amylaza thu được từ nấm mốc, mấy năm gần đây có mua chế phẩm amylaza của hãng Novo Đan Mạch. Các phương pháp đường hóa. a) Đường hóa gián đoạn. - Năng lượng tốn nhiều do cánh khuấy bị cản trở lớn (dịch đặc, độ nhớt cao) và thời gian dài. - Khó cơ khí và tự động hóa. - Chất lượng dịch đường không ổn định. - Dễ bị nhiễm trùng hơn so với phương pháp liên tục. b) Đường hóa liên tục. Quá trình đường hóa được thực hiện trong các thiết bị khác nhau, dịch cháo và dịch amylaza liên tục đi vào hệ thống, dịch đường liên tục đi sang bộ phận lên men. - Thời gian đường hóa ngắn, tăng công suất thiết bị. - Dịch cháo ít bị lão hóa vì dịch cháo được làm lạnh tức thời. - Hoạt tính amylaza ít bị vô hoạt do thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao được rút ngắn. - Dễ cơ khí và tự động hóa, cho phép tăng năng suất lao động. - Năng lượng sử dụng giảm do thời gian đường hóa giảm. - Tiết kiệm được diện tích nhà xưởng. - Giảm được khả năng nhiễm trùng do dịch đường hóa đi trong hệ thống kín - Chất lượng dịch đường ổn định. - Khi kết hợp việc làm lạnh bằng chân không phương pháp này cho phép nấu cháo ở nồng độ loãng hơn do đó giảm được tổn thất đường khi nấu. - Thiết bị phức tạp. - Yêu cầu về điện, nước đầy đủ và ổn định. - Yêu cầu cao về kỹ thuật vận hành thiết bị. - Vệ sinh, sửa chữa cần có kế hoạch cụ thể. Chọn phương pháp đường hóa. Trong các phương pháp trên, đường hóa liên tục có nhiều ưu điểm, tuy nhiên với công suất không lớn lắm, và điều kiện kinh tế kỹ thuật của nước ta không cao nên việc thiết kế một dây chuyền liên tục và tự động hóa hoàn toàn là việc không có tính khả thi cao, vì thế em lựa chọn phương pháp đường hóa gián đoạn. Mặt khác, trong công đoạn nấu đã lựa chọn phương pháp sử dụng enzym nên đã khắc phục một số nhược điểm của nấu gián đoạn. Đây là phương pháp đã được nghiên cứu và được áp dụng ở hầu hết các nhà máy ở nước ta. - Trước tiên cần vệ sinh thùng bằng cách xông hơi trực tiếp vào thùng trong 15÷20 phút. -Enzyme sử dụng là DGA hoặc AMG. b) Yêu cầu của dịch đường hóa. c) Phương pháp kiểm tra dịch đường.

Chọn và tính toán cho nồi nấu (hòa bột trong nồi nấu)

Chế độ nấu là gián đoạn có sử dụng enzyme nên nấu ở áp suất thường, nhiệt độ cao nhất là 1050C nên em lựa chọn nồi thép không rỉ dày 5 mm, có lớp bảo ôn ở ngoài bằng tôn.

Chọn và tính toán cho thiết bị khâu đường hóa

Nồi đường hóa cấu tạo thép dày 8 mm có thân hình trụ, bên trong có lắp ống xoắn ruột gà (bằng đồng) để làm nguội dịch đường, và cánh khuấy công suất 4.5 Kw/h, số vòng quay là 60 vòng/phút. Trong quá trình truyền nhiệt thì nước sẽ tạo cặn cản trở truyền nhiệt do đó diện tích truyền nhiệt phải tăng lên để bù cho lớp cặn.

Tính toán cho thùng lên men

Thùng lên men được chế tạo từ thép inox dày 10 mm thân hình trụ và đáy, nắp hình nón, ống thu CO2, van xả khí, van cho dịch vào và cửa quan sát và thao tác. Do bám cặn hệ số truyền nhiệt giảm đi 0.85 nên bề mặt truyền nhiệt phải tăng lên để bù vào.

Tính và chọn thiết bị hoạt hóa men giống

Thùng làm bằng thép không gỉ, dày 3 mm, thân hình trụ, đáy và đỉnh hình chóp. Theo kinh nghiệm khi chế tạo và sử dụng thùng hoạt hóa men giống thì: Cứ 1m3 dịch cần 0.6 m2 diện tích truyền nhiệt (làm mát).

Tính và chọn bơm

Do đặc tính của dịch đường có độ nhớt cao và nhiều váng nên em lựa chọn loại bơm ly tâm.  Bơm giấm chín từ thùng lên men sang hệ thống chưng luyện, bơm cho hệ thống làm lạnh, bơm nước lạnh cho hệ thống làm lạnh, bơm đảo trộn tuần hoàn cho hệ thống chưng cất em chọn bơm ly tâm có công suất 50 m3/h.

Tính và chọn cho thiết bị chưng cất

• Tính cho tháp thô
• Tính cho tháp aldehyt 1. Đường kính tháp
• Tính cho tháp tinh
• Các thiết bị phụ
• Tính hệ số cos F và dung lượng bù

Vì yêu cầu chiếu sáng ở đây không cao, và thời gian làm việc của các bóng đèn không kéo dài, nên em chọn loại đèn có công suất nhỏ, để có thể tích kiệm điện, em chọn loại đèn compact có công suất nhỏ: 60 W. - Tổng diện tích của nhà máy là 15222.79 m2, trong đó các công trình và phân xưởng đã có bố trí đèn chiếu sáng, do vậy để chiếu sáng bảo vệ nhà máy thì chỉ cần chiếu sáng các khu đất trống (đất dự trữ) và đường đ1.

TÍNH HƠI

• Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu

Thay vào ta có:. Điện động lực Ađl. Điện cả nhà máy. Từ đây tính được điện năng cho 1 lít cồn là:. b) Dùng cho xưởng chưng luyện. c) Dùng để thanh trùng, sát trùng thiết bị và nhà xưởng. Lượng hơi dùng trong phân xưởng nấu, đường hóa, và cho hệ thống xông hơi sát trùng.

TÍNH NƯỚC

• Tính nước dùng cho sản xuất

 Lượng nước cung cấp cho thiết bị hồi lưu tháp aldehyt: Theo như tính toán trên ta đã chọn bình ngưng tụ hồi lưu tháp aldehyt có diện tích truyền nhiệt bằng bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô do vậy lượng nước cung cấp để làm mát cũng coi như bằng lượng nước cấp cho bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô: W42 = 11471.08 kg/h. Vì bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp tinh giống bình ngưng tụ khí khó ngưng của tháp aldehyt nên lượng nước cung cấp cũng bằng nhau W45 = 20827.66 kg/h.

Nội dung tính toán kinh tế

• Chi phí nhân công
• Chi phí sản xuất trong 1 năm của nhà máy
• Vốn đầu tư cố định của nhà máy
• Điểm hòa vốn và giá trị hiện tại ròng

Lượng nước được sử dụng trong nhà máy sản xuất rượu là tương đối lớn, theo tính toàn phần điện nước chương 6 ở trên ta có lượng nước cần cung cấp cho một giờ hoạt động của nhà máy là: 178.82 m3/h. Suất vốn đầu tư xây dựng công trình là chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tổng hợp quan trọng trong cồn tác quản lý, là công cụ trợ giúp cho các cơ quan quản lý, chủ đầu tư và nhà tư vấn khi xác định tổng mức đầu tư của dự án làm cơ sở để lập kế hoạch và quản lý vốn đầu tư, xác định hiệu quả kinh tế của dự án đầu tư xây dựng.