2.1 Tính hiệu suất lý thuyết.
(C6H10O5)n + nH2O C6H12O6 (1)
162 180
C6H12O6 2C2H5OH + 2 CO2 (2)
180 92 88
Từ phương trình (2) ta có:
- Cứ 180 kg glucoza tạo ra 92 kg cồn khan.
- Vậy cứ 100 kg glucoza tạo ra X kg cồn khan.
(kg) .
Mặt khác , theo pt (1) ta xác định được hệ số chuyển tinh bột thành đường là
k =
Vậy từ 100 kg tinh bột sẽ tạo ra Y kg cồn khan Y= X k= 51,11 1,11 = 56,73 (kg)
Tương đương với số lít cồn khan là lít 2.2 Tính hiệu suất thực tế
Hiệu suất thực tế luôn nhỏ hơn hiệu suất lý thuyết vì còn tổn thất trong các công đoạn sản xuất. Trong sản xuất còn có các dạng tổn thất sau:
- Tổn thất 1 : do nghiền , vận chuyển nội bộ : 0.2% 0.3%. - Tổn thất 2 : do nấu , đường hóa lên men giấm : 6% 12% ( tinh bột sót , đường sót, nấm men sử dụng ).
- Tổn thất 3: không xác định , đổ ra ngoài, động lại ở thiết bị, đường ống và bay theo CO2 từ: 1% - 2%.
- Tổn thất 4 : do chưng cất , do bay hơi, còn lại trong bã rượu, nước thải: 5% -10%
- Tổn thất 5: do nhiễm khuẩn làm tăng độ chua so với bình thường: 1% ( tổn thất này nằm trong tổn thất do lên men )
Trong đồ án của mình chúng em chọn các tổn thất như sau:
Bảng 3.1: Tổn thất trong quá trình sản xuất
Tổn thất do nghiền , vận chuyển nội bộ 0.2%
Tổn thất do nấu 0.8% Tổn thất do đường hóa 2% Tổn thất do len men 6% Tổn thất do chưng cất 5% Tổn thất không xác định 1% Tổng tổn thất 15%
Do vậy hiệu suất thu hồi rượu thực tế là 100 – 15 = 85%
Có nghĩa là trong sản xuất thì cứ 100 kg tinh bột thu được lượng rượu khan là
(lít) 2.3 Tính cân bằng cho nguyên liệu.
Lượng tinh bột cần thiết để sản xuất ra 20000 lit cồn khan được xác định như sau:
Theo tính toán ở trên ta biết:
- Cứ 100 kg tinh bột tạo ra 61.12 cồn khan.
mtb = (kg)
Mà biết rằng hàm lượng tinh bột trong sắn dùng để sản xuất là : 63%, từ đó tính ra tính được lượng bột cần cung cấp tạo ra 20000 lít/ngày.
mbột sắn =
- Độ ẩm của bột sắn chọn là : 14%
- Lượng nước có trong lượng bột sắn trên là:
mnước=
- Lượng chất khô có trong bột sắn đó là:
mchất khô = - = 44687,1059
- Lượng chất khô không phải là tinh bột là:
m’ck = mchất khô - mtb = 44687,1059 - =11951,2028 (kg).
2.4 Tính cân bằng sản phẩm cho công đoạn nấu và công đoạnđường hóa.
2.4.1 Tính lượng dịch cháo sau khi nấu.
Ta giả sử rằng lượng nước đưa vào nồi nấu gấp 4 lần lượng bột sắn mnước= 4 mbột sắn = 4 =207847,004
Do vậy tổng lượng dịch bột trong nồi là
mdịch bột = mnước + mbột sắn = 207847,004+ = 259808,755 (kg)
Nhưng trong quá trình nấu khi nhiệt độ tăng từ nhiệt độ dịch bột lên đến nhiệt độ 100 thì sẽ có một lượng nước ngưng hòa vào dịch bột , lượng nước ngưng đó được tính theo công thức sau :
nngưng=
+ C= 0,9 kcal/ kg độ : Nhiệt dung riêng của dịch bột.
+ I= 560 kcal/kg : Nhiệt hàm của hơi nước ở 1000C, áp suất thường. + t2=1000C : Nhiệt độ sôi của dịch bột.
+ t1= 250C : Nhiệt độ ban đầu của dịch bột.
nngưng=
Vậy tổng số lượng dịch cháo sau khi nấu là
mdịchcháo = mdịch bột +n ngưng = + = 291124,9889 Tỷ trọng dịch cháo là d= 1.05489 (kg/l)
Nên thể tích dịch cháo là : Vdịch cháo = lít 2.4.2 Tính lượng dịch đường hóa ( lượng chất khô hòa tan)
- Sau khi nấu lượng tinh bột bi hao hụt đi do tổn thất , bao gồm :
+ Tổn thất do nghiền , vận chuyển nội bộ ; 0.2% ( tính theo tổng tinh bột ) + Tổn thất do công đoạn nấu : 0.4%
- Lượng tinh bột mất mát sau nấu là :
mtổn thất =
- Lượng tinh bột hòa tan sau khi nấu là :
mtbt= - = 32408,5441
Mặt khác , sau khi nấu có một lượng chất khô không phải là tinh bột sẽ hòa tan vào dịch nấu , chiếm 20% so với lượng chất khô không phải tinh bột.
mkht’ =
Gỉa sử khi nấu và đường hóa có khoảng 60% tinh bột đã hòa tan chuyển hóa thành đường glucoza , với hệ số chuyển hóa từ tinh bột thành dextrim là k=1.11. Và 40% chuyển hóa thành dextrim, với hệ số chuyển hóa từ tinh bột thành dextrim là k’= 1.056.
- Lượng glucoza tạo thành là:
mglucoza= mtbt
- Lượng dextrim tạo thành là:
mdextrim
- Tổng lượng đường tạo thành :
mđường= mglucoza + mdextrim = + = 35273,4593
- Tổng chất khô hòa tan trong dung dịch cháo:
mckt= mđường + m’kht = 35273,4593 + = 37663,6999
- Lượng dịch chứa chất hòa tan:
mdung dịch = mdịch cháo - m’kht – mtổn thất = 291124,9889- - = 288407,3893
m’’ lượng chất khô không phải là tinh bột không tan. Từ đó ta xác định được các nồng độ
- Nồng độ dịch đường hóa:
- Nồng độ đường:
N2=
- Độ thuần khiết của dung dịch:
Nx =
2.5 Tính lượng chế phẩm.
a. Lượng Termamyl.
Thực tế ta có;
- Cứ 1000kg tinh bột cần sử dụng 250ml Termamyl
- Vậy kg tinh bột cần sử dụng V Termamyl
Vter =