Tính lượng men khô.

Một phần của tài liệu Thiết kế quy trình công nghệ sản xuất cồn công nghiệp lấy nguồn nguyên liệu từ sắn lát với năng suất 20 000 lít (Trang 36 - 46)

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.

Một phần của tài liệu Thiết kế quy trình công nghệ sản xuất cồn công nghiệp lấy nguồn nguyên liệu từ sắn lát với năng suất 20 000 lít (Trang 36 - 46)

w