Lượng men khô cần thiết cho len men bằng 0.1% so với lượng tinh bột.
mmen = (kg)
2.6 Tính cân bằng cho công đoạn lên men.
Với lượng men giống la 10% nhưng láy từ dung dịch đường hóa ra nên thể tích của dịch lên men không đổi và bằng thể tích dịch đường hóa.
- Lượng dịch sau khi đường hóa:
mlênmen= mdung dịch + mTer + msắn + mNaSiF6
288407,3893+ 8,18 + + 57,68 = 288505,9852 kg
Với khối lượng riêng của dung dịch dường là d = 1.087kg/l do đó có thể tính lượng dung dịch dường là:
Vlênmen =
2.6.1 Lượng cồn khan thu được sau khi lên men.
Theo lý thuyết lượng cồn khan tạo ra được sau lên men là ; Vcon(lt) = mtb = =23540,3879 lít
Nhưng do có tổn thất từ đầu cho đến sau lên men nên lượng cồn thực tế thu được là:
- Tổn thất do nguyên liệu : 0.2%
- Tổn thất do nấu , đường hóa , lên men : 8.8%
- Tổn thất không xác định : 1%
- Tổn thất sau lên men : 10%
Quy ra lượng cồn khan là : x 0.7191 = 2354,0388 lít Lượng cồn thực tế trong giấm chín sau khi lên men là:
Vcon(tt) = Vcon(lt) - Vcon(tonthat) = 23540,3879 – 2354,0388 = 21186,3491 lít Hay tương đương với 21186,3491 0.78927= 16721,7498 lít
2.6.2 Tính độ cồn trong giấm chín sau lên men. Tính lượng CO2 tạo ra theo phương trình (2) ta có:
- Cứ 92.1 kg cồn tạo ra thì cũng sinh ra 88kg CO2
- Vậy cứ 17999,0470kg cồn tạo ra thì sinh ra mkg CO2
=
Vậy lượng giấm chín còn lại là:
mgiấm= mlênmen - = 288505,9852 - = 272511,268 Tỷ trọng giấm chín là d = 1,05kg/l. Vậy thể tích của giấm chín là:
Vgiấm = lít
Độ cồn trong giấm chín: % cồn (v/v) 2.6.3 Tính lượng ure bổ sung.
Lượng ure bổ sung cho nấm men là 0.5g/l theo thể tích dịch lên men. Vì vậy lượng ure cần bổ sung là:
mure=0.5xVgiấm= 0.5x =129767,2705 = 129,767 (kg).
2.7 Tính cân bằng cho tháp thô.
2.7.1 Cân bằng vật chất ( tính theo 100 kg giấm chín)
- Lượng vào tháp:
+ lượng giấm chín đi vào tháp thô: M. + lượng hơi đi vào tháp thô: P0.
- Ra khỏi tháp Sản phẩm đỉnh ra tháp: G1 Lượng bã thải: B - Do đó ta có phương trình cân bằng vật chất. M + P0 = G1 + B Vì tính cho 100kg giấm do đó M = 100 kg 100 + P0 = G1 + B Mặt khác ta có: B = P0 + R 100 P0 = G1 + P0 + R Suy ra : R = 100 – G1. 2.7.2 Cân bằng hơi rượu
Tổn thất chưng luyện là 5% ta phân bố như sau:
Tháp thô : 2.3% Tháp tinh: 2.2% Tháp andehyl: 0.5% Ta có phương trình cân bằng : Mx1 = G1y1 Trong đó :
-x1 : Nồng độ rượu trong pha lỏng trên đĩa tiếp liệu % KL -y1: Nồng độ rượu trong pha hơi trên đĩa tiếp liệu % KL
Để tính x1, y1 ta tính lượng nhiệt cần thiết đun nóng giấm từ 70 độ đến nhiệt độ sôi: Q = M.C. ( t2 – t1 ).Kcalo.
Trong đó
+ C = 0.95 Kcal/kgđộ : Nhiệt rung riêng của giấm chín +t2 : Nhiệt độ bay hơi của giấm chín trên đĩa tiếp liệu
- Với nồng độ giấm chín đi vào tháp thô là 8.6% V , tra bảng IV : Quan hệ giữa nồng độ rượu và nhiệt độ sôi, của cuốn công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic NXBKHKT – 200 và dùng công thức nội suy ra % kl của giấm chín là 6.79% KL
Do vậy nhiệt độ sôi của giấm chín là t2 = 92,16 T1 = 700C : Nhiệt độ giấm chin ở bình hâm giấm. Q=100x0.95x(92.16-70) =2105,20
Với Q = 2105.20 (Kcal) và đường nồng độ 6.8% kl tra biểu đồ ta được: X1= 8,395 % KL.
Y1 = 48,55 % KL.
Thay vào phương trình ( 1) ta được:
G1= 100x
Trong thực tế lượng hơi thường cấp dư , ta lấy hệ số là 1.05 để tính lương hơi rượu trng pha hơi
Vậy lượng hơi rượu bốc hơi lên khỏi tháp thô là: G1 = 17,2915 x 1.05 =18,1561
- Nồng độ cồn trong pha hơi ở đỉnh tháp thô là
y
- Vậy lượng bã không chứa nước ngưng là R= 100 – 18,1561= 81,8439
2.7.3 Cân bằng nhiệt lượng
+ Nhiệt do giấm chín mang vào :Q1= 100.Cgi.tgi + Nhiệt do hơi đốt mang vào : Q2 = P0.i
Nhiệt ra đi bao gồm:
- Nhiệt do hơi mang ra:Q3 = G1.i1
- Nhiệt do bã mang ra :Q4 = (P0+ R).Cb.tb. -Nhiệt tổn thất Q5 = 500 Kcal/100kg giấm
Trong đó :
- Cgi : Tỷ nhiệt giấm chín C = 0.95 Kcal/kgđộ
- tgi: Nhiệt độ giấm chín trước khi vào tháp tgi = 700C
- Cb: Tỷ nhiệt bã rượu khi ra khỏi tháp Cb =1 Kcal/kg .0C.
- i: Nhiệt hàm của hơi ở 1.5atm i = 642kcal/kg
- i1: Nhiệt hàm của hơi rượu ở nồng độ 37.49 % KL tra bảng phụ lục VI dùng công thức nội suy ta có i = 508.72 Kcal/kg.
Từ đó ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5
Thay số ta được:
P0
2.8 Tính cân bằng cho tháp aldehyt.
Theo thực tế tiêu hao cho tháp Andehit vào khoảng 0.4-1.5 kg hơi/kg cồn khan.Đối với sơ đồ gián tiếp ta lấy 1kg/1kg. Do đó tiêu hao Pa cho tháp andehyt
là :
Gỉa sử lượng cồn dầu không đáng kể nên ta có phương trình cân bằng tổng hợp rượu nước ở đấy tháp aldehyt:
+ E: Lượng rượu ra khỏi tháp. + A = 0 : Lượng cồn đầu.
Vì qua 2 tháp (tháp thô , tháp aldehyt mới đi vào tháp tin ) lượng tổn thất 2.6% so vói lượng ban đầu. Nên nồng độ rượu đi vào tháp tinh chế là:
2.8.2 Cân bằng vật chất
Phương trình cân bằng
Trong đó:
- Lượng chất lỏng hồi lưu (kg)
- Coi lượng cồn đầu bằng không ( A =0) Biết rằng:
Trong đó:
- G1 = 18.1561 kg - Pa = 6.8000 kg
-C1 = 1.015 Kcal/kg : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp 37.49% KL -t1 =83 0C: Nhiệt độ đi vào tháp andehyt
- t2 =84 0C : Nhiệt độ của hỗn hợp đi ra khỏi tháp aldehyt.
- C2 = 1.036 Kcal/kg : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp 26.54% KL
- r = 449.418 Kcal/kg: âm nhiệt hóa hơi cùa chất hồi lưu ở nồng độ 26.54%KL - i =642 Kcal/kg : Nhiệt hàm cuả hơi ở 1.5 atm
- Q = 500kcal/kg: tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh
Thay số ta có:
Fa =
- Lượng cồn lấy ra khỏi tháp aldehyt chon A = 3%
- Lượng cồn thành phẩm qui từ độ rượu trong giấm chín là ( tính cho 100 kg giấm chín)
Mcon tp=%KLx100 = 6,8000% x 100 = 6,8000 kg.
- Do đó lượng cồn đầu là: A
A=
- Vậy chỉ số hồi lưu tháp aldehyt.
2.9 Cân bằng cho tháp tinh
2.9.1 Cân bằng vật chất
- Lượng nước thải ở đáy tháp : W W=Pt+E -D
Nếu ta xem tổn thất rượu ở bã là không đáng kể thì: M.x=D.xd
- x = 8.6 % V : Nồng độ cồn trong giấm chín .
- M = 95.09 lít : Lượng giấm chín trong 100 kg giấm ( tỷ trọng giấm chín d = 1.02)
- Xd=96,5% V: Nồng độ cồn sản phẩm lấy ra.
- D = lít cồn 96,5% V.
• Quy ra cồn 100% V ta được :8,1736 lít
- Tương ứng với khối lượng là : 8.1736 x 0.78927 =6.4511kg
- Tổn thất ở khâu chưng cất là 5%
- Vậy số cồn tổn thất là : 6.4511 x 5% = 0.3226
- Lượng cồn thu được trong 100 kg giấm chín là
- Quy ra cồn 96.5% V ( khối lượng riêng của cồn 96.5%, d =0.8)
2.9.2 Cần bằng nhiệt lượng
Trong đó :
- E = 24.9561 kg
- D = 8.4743 kg
- Q’ = 600Kcal/100 kg giấm
- tw =103 C nhiệt độ đáy thấp
- Cw =1Kcal/1kgđộ : nhiệt dung riêng nước thải
- tc = 84c: Nhiệt độ của hỗn hợp đi vào thấp tinh.
- Cc = 1.036 Kcal/kgđộ: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp vào tháp tinh với nồng độ 24.56%
- rt = 221 Kcal/kg: âm nhiệt hơi hồi lưu ở tháp tinh .
- v =6: Tỷ số hồi lưu
- Ft = v.D =6x8.4743 =50,8458
- i =642 Kcal/kg
- Cd = 0.898 Kcal/kg : Nhiệt dung riêng của cồn tiêu chuẩn
- td =78,3 C : Nhiệt độ ngưng tụ của cồn Thay số ta được:
= 22,2693
- Lượng nước thải ở tháp tinh:
W= = 38,7511
+6,8000+22,2693=50,0007
Chương III. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ3.1 Chọn và tính toán cho thiết bị đường hóa.