3.1.1. Hiệu suất tổng thu hồi lý thuyết
Là lượng ethanol thu được từ một đơn vị khối lượng tinh bột hay đường tính theo cân bằng hóa học tổng quát của lên men rượu.
Từ tinh bột:
( C6H10O5)n + nH2O → n C6H12O6
C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH.
Từ disaccharide:
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6
2C6H12O6 → 4C2H5OH + 4CO2. Dựa vào các phương trình trên ta tính được:
- 100 kg tinh bột lên men tạo ra : 56,81 kg etylic.
- 100 kg hexose lên men tạo ra : 51,14 kg etylic.
- 100 kg disaccharid lên men tạo ra : 53,22 kg etylic.
Số lượng rượu thu được nói trên gọi là hiệu suất rượu Pasteur hay hiệu suất rượu theo lý thuyết.
Trong tính toán chúng ta thường tính theo đơn vị thể tích. Tỷ trọng của rượu d420 = 0,78927. Từ đó suy ra hiệu suất tổng thu hồi lý thuyết của từng loại nguyên liệu như sau:
Bảng 6.4. Hiệu suất tổng thu hồi lý thuyết
Nguyên liệu Hiệu suất tổng thu hồi lý thuyết Hệ số tăng so với monosaccharid Tính theo kg/100kg Tính theo l/100kg
Hexose Disaccharid Tinh bột
51,14 53,22 56,81
64,79 68,18 71,986
1 1,0526 1,1104 69
3.1.2. Hiệu suất tổng thu hồi thực tế
Là tỷ số giữa lượng rượu thực tế thu được so với lượng rượu thu được tính theo lý thuyết. Trong đó:
- Lượng rượu thu được trên thực tế bao gồm tất cả các loại sản phẩm lấy được như: ethanol, cồn đầu, dầu fusel.
- Số lượng rượu thu theo lý thuyết = số lượng nguyên liệu (tạ) x số lượng rượu thu được từ 100 kg glucid.
3.1.3. Hiệu suất lên men và hiệu suất tinh chế a . Hiệu suất lên men
Hiệu suất lên men,% = (Tổng lượng rượu thu được khi lên men/ Lượng rượu tính theo lý thuyết) x 100 %.
Tổng lượng rượu thu được khi lên men = Thể tích dịch dấm chín x nồng độ rượu trong dấm chín, (l).
b. Hiệu suất chưng cất, tinh chế
Hiệu suất chưng cất, tinh chế = (Lượng rượu thực tế thu được/ Lượng rượu thu được khi lên men) x 100%.
c. Hiệu suất tổng thu hồi
Hiệu suất tổng (thực tế) = Hiệu suất lên men x Hiệu suất chưng cất, tinh chế.
3.2. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CỒN TINH CHẾ
- Nồng độ cồn, % V ở 200C > 95,6.
- Hàm lượng aldehyd, mg aldehyd acetic/1 lit cồn không nước < 10.
- Hàm lượng ester, mg ethyl acetate/1 lit cồn không nước) < 40.
- Hàm lượng acid, mg acid acetic/1 lit cồn không nước <10.
- Hàm lượng dầu fusel, mg/1 lít cồn không nước < 30.
- Hàm lượng rượu metylic đối với cồn không nước < 0,06 % V - Furfurol không được có.
- Thời gian oxy hóa, phút <30.
- Cảm quan: Cồn trong suốt, hòa tan trong nước không vẫn đục. Có mùi ethanol đặc trưng, không có mùi lạ.
- Chất khô còn lại sau đun <15 mg/l.
3.3. ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NGUYÊN VẬT LIỆU CHO ĐƠN VỊ SẢN PHẨM 3.3.1. Sản xuất từ nguyên liệu tinh bột
(Tiêu hao cho 100 lít cồn 100%) - Tinh bột (kg) 170 – 180 - H2SO4 30oBe (kg) 1,5 – 2,0 - Na2SiF6 (kg) 0,4 – 0,45 - NaOH (kg) 0,013 – 0,014 - Nước (28oC) (m3) 30 – 35 - Hơi (p = 5 at) (tấn) 1,1 – 1,2
70
3.3.2. Sản xuất từ nguyên liệu rỉ đường (kg/100 lít cồn 100%)
- Rỉ đường 340 – 370 - H2SO4 30oBe 3,8 – 4,0 - (NH4)2SO4 1,4 – 1,5 - P2O5 3,5 – 4,0 - Dầu phá bọt 0,08 – 0,2 - Formol 0,14 – 0,15 - Nước (26oC) (m3) 21 – 22 - Hơi (p = 4 at) (tấn) 0,6 – 0,7
71
Câu hỏi ôn tập chương 6
Câu 1: Từ bảng 6.1, có nhận xét gì về sự phụ thuộc áp suất hơi bão hòa của chất lỏng vào nhiệt độ và bản chất của chất lỏng? Tính bay hơi của rượu etylic và nước khi ở cùng điều kiện nhiệt độ? Nhiệt độ sôi của rượu etylic và nước khi ở cùng áp suất trên mặt thoáng?
Câu 2: Trong khoảng nồng độ từ 0 % - C % (hình 6.1), định luật Konovalop I cho biết ảnh hưởng của nồng độ rượu trong pha lỏng đến đến áp suất hơi bão hòa, nhiệt độ sôi của dung dịch rượu etylic trong nước như thế nào?
Câu 3: Tại điểm a (hình 6.1), nếu nồng độ của rượu trong pha lỏng là 95,57 %, hãy cho biết nồng độ của nước trong pha lỏng và nồng độ của rượu, nước trong pha hơi?
Câu 4: Theo Vrepski, nếu ta muốn tăng thành phần của rượu trong sản phẩm thu được (>95,57 %), cần tiến hành trong điều kiện như thế nào?
Câu 5: Từ giản đồ T-X-Y, hãy so sánh thành phần của rượu trong các pha lỏng, pha hơi thu được ở các nhiệt độ T1, T2, T3?
Câu 6: Trình bày cấu tạo của tháp chưng luyện? Trên mỗi đĩa của tháp chưng luyện, hãy cho biết có các quá trình chuyển khối nào diễn ra? Có sự thay đổi gì về nhiệt độ, thành phần, điểm sôi của hỗn hợp lỏng khi đi từ dưới đáy tháp đến đỉnh tháp?
Câu 7: Giải thích sự tăng thành phần cấu tử dễ bay hơi khi lên đến dỉnh tháp trên giản đồ T-X-Y (hình 6.2)?
Câu 8: Phân loại các tạp chất có trong rượu thô? Sự khác nhau cơ bản giữa tạp chất cuối và tạp chất đầu là gì? Nếu ta tách tạp chất đầu trong tháp chưng luyện thì chúng được thu ở đỉnh hay đáy tháp? Giải thích?
Câu 9: Hãy cho biết hệ số bốc hơi của rượu và của tạp chất? Trên cơ sở hệ số bốc hơi của rượu và nước, ta nên lấy dầu fusel ở nồng độ nào của rượu? Giải thích?
Câu 10: Dựa vào hệ số tinh chế K, hãy cho biết với giá trị nào của K thì việc tách tạp chất ra khỏi rượu trong quá trình tinh chế dễ dàng và ngược lại? Giải thích?
Câu 11: Có các phương pháp nào để sản xuất rượu etylic tinh khiết?
Câu 12: Trình bày sơ đồ hệ thống chưng cất dấm chín? Dấm chín đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3, có tác dụng lợi về nhiệt như thế nào? Nếu dấm chín vào đĩa khác vị trí so với đĩa tiếp liệu, sẽ có hiện tượng gì xảy ra?
Câu 13: Hãy cho biết giá trị nhiệt độ của đáy và đỉnh tháp chưng cất dấm chín, nếu ta thay đổi số liệu này sẽ dẫn đến hiện tượng gì? Giải thích?
Câu 14: Trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của tháp thô? Giải thích sự thay đổi áp suất khi có CO2 trong dấm chín vào tháp? Sự thay đổi này ảnh hưởng đến chế độ làm việc của tháp như thế nào?
Cõu 15: Trỡnh bày sơ đồ hệ thống tinh chế 2, 4 thỏp? ( Núi rừ được tỏc dụng của thỏp 1, tháp 2, các bình ngưng tụ được sử dụng trong hệ thống)
Câu 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của tháp tinh chế cồn?
72