Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I - LẬP LUẬN KINH TẾ 10 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn nước ta .10 1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn 11 1.2.1 Nguồn cung cấp nguyên liệu 11 1.2.2 Địa hình 11 1.2.3 Giao thông 12 1.2.5 Nguồn điện .12 1.2.6 Nguồn nhân lực 12 1.2.7 Thị trường tiêu thụ 13 1.2.8 Thông tin, liên lạc 13 CHƯƠNG II - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT .14 2.1 Tổng quan nguyên liệu sản phẩm 14 2.1.1 Nguyên liệu 14 c) 2.1.1.2 Thành phần cấu tạo hóa học sắn 14 2.1.2 Rượu etylic .15 d) 2.1.2.1 Tính chất vật lý rượu etylic 16 e) 2.1.2.2 Tính chất hóa học rượu etylic 16 f) Tác dụng với NH3: 17 f) .2.1.2.3 Tính chất sinh học 17 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất .18 2.2.1 Nghiền nguyên liệu 20 g) 2.2.1.1 Mục đích 20 h) 2.2.1.2 Các phương pháp nghiền 20 i) 2.2.1.3 Yêu cầu bột sắn sau nghiền 20 2.2.2 Hòa bột .20 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày j) 2.2.2.1 Mục đích 20 k) 2.2.2.2 Tiến hành 20 2.2.3 Công đoạn nấu 21 l) 2.2.3.1 Mục đích 21 m) 2.2.3.2 Các phương pháp nấu 21 n) .2.2.3.3 Chọn phương pháp nấu 24 2.2.4 Công đoạn đường hóa 25 o) 2.2.4.1 Mục đích 25 p) 2.2.4.2 Tác nhân đường hóa 25 q) 2.2.4.3 Các phương pháp đường hóa 25 r) 2.2.4.4 Chọn phương pháp đường hóa 27 2.2.5 Công đoạn lên men 28 s) 2.2.5.1 Mục đích 28 t) 2.2.5.2 Các phương pháp lên men 28 u) 2.2.5.3 Chọn phương pháp lên men 29 2.2.6 Công đoạn chưng luyện tinh chế 31 v) 2.2.6.1 Mục đích 31 w) 2.2.6.2 Các phương pháp chưng luyện 31 x) 2.2.6.3 Chọn phương pháp chưng luyện 33 y) .2.2.6.3.1 Tiến hành 33 CHƯƠNG III - TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM .35 3.1 Tính hiệu suất lý thuyết .35 3.2.Tính hiệu suất thực tế 35 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày 3.3 Tính cân cho nguyên liệu 36 3.4 Tính cân sản phẩm cho công đoạn nấu công đoạn đường hóa .37 3.4.1 Tính lượng dịch cháo sau nấu 37 3.4.2 Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khô hòa tan) 38 3.4.3 Tính lượng chế phẩm .40 z) .3.4.3.1 Lượng Termamyl 40 aa) 3.4.3.2 Lượng Sansuper 40 bb) 3.4.3.3 Tính lượng chất sát trùng Na2SiF6 40 cc) 3.4.3.4 Tính lượng men khô 40 3.5 Tính cân cho công đoạn lên men 41 3.5.1 Lượng cồn khan thu sau lên men .41 3.5.2 Tính độ cồn giấm chín sau lên men .42 3.5.3 Tính lượng urê cần bổ sung .42 3.6 Tính cân cho công đoạn chưng cất 42 3.7 Tính cân cho hệ thống chưng luyện 43 3.7.1 Tính cân cho tháp thô 44 dd) 3.7.1.1 Cân vật chất (tính theo 100 kg giấm chín) 44 ee) 3.7.1.2 Cân rượu 44 ff) .3.7.1.3 Cân nhiệt lượng 46 3.7.2 Tính cân cho tháp aldehyt .47 gg) 3.7.2.1 Cân 47 hh) 3.7.2.2 Cân vật chất 47 ii) 3.7.3 Cân cho tháp tinh 49 jj) .3.7.3.1 Cân vật chất 49 kk) 3.7.3.2 Cân nhiệt lượng 49 CHƯƠNG IV - TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .53 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày 4.1 Chọn thiết bị cho khâu chuẩn bị nguyên liệu 53 4.1.1 Cân 53 4.1.2 Máy nghiền thùng chứa bột nghiền 53 4.1.3 Vít tải gầu tải .54 4.2 Chọn tính toán cho nồi nấu (hòa bột nồi nấu) 54 4.2.2 Tính toán kích thước nồi 54 4.3 Chọn tính toán cho thiết bị khâu đường hóa 55 4.3.1 Tính chu kỳ làm việc nồi đường hóa 55 4.3.2 Tính kích thước cho nồi đường hóa 56 4.3.3 Tính toán cho hệ thống làm lạnh .56 4.4 Tính toán cho thùng lên men 59 4.4.1 Tính chu kỳ làm việc thùng lên men 59 4.4.2.Tính toán thùng lên men 59 4.4.3 Tính toán cho hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống 60 4.5 Tính chọn thiết bị hoạt hóa men giống 62 4.5.1 Tính kích thước thùng 62 4.5.2 Tính diện tích truyền nhiệt .63 4.6 Tính chọn bơm 64 4.7 Tính chọn cho thiết bị chưng cất 64 4.7.1 Tính cho tháp thô .64 ll) .4.7.1.1 Đường kính tháp 64 mm) 4.7.1.2 Chiều cao tháp 65 4.7.2 Tính cho tháp aldehyt .65 nn) .4.7.2.1 Đường kính tháp 65 oo) 4.7.2.2 Chiều cao tháp 65 4.7.3.Tính cho tháp tinh 66 pp) 4.7.3.1 Đường kính tháp tinh 66 qq) 4.7.3.2 Chiều cao tháp 66 4.7.4 Các thiết bị phụ 66 rr) 4.7.4.1 Bình hâm giấm 66 ss) 4.6.3.2 Bình ngưng tụ hồi lưu tháp thô GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày 69 tt) 4.6.3.3 Bình ngưng tụ hồi lưu bình khí khó ngưng tháp aldehyt 71 uu) 4.6.3.4 Bình ngưng tụ hồi lưu bình ngưng tụ khí khó ngưng cho tháp tinh 72 vv) 4.6.3.5 Thùng làm mát cồn sản phẩm, bình làm mát cồn đầu bình làm mát dầu fusel 75 ww) 4.6.3.6 Thùng cao vị 77 xx) 4.6.3.7 Thùng chứa cồn thực phẩm, thùng chứa cồn đầu thùng chứa dầu fusel 77 yy) .4.6.3.8 Bình tách CO2 bình chống giấm 77 CHƯƠNG V - TÍNH ĐIỆN, HƠI, NƯỚC 80 5.1 Tính điện .80 5.1 Tính phụ tải chiếu sáng 80 zz) 5.1.1.1 Lựa chọn tính toán chung 80 aaa) 5.1 1.2 Tính toán cụ thể cho phòng phân xưởng sản xuất 82 5.1.2 Tính phụ tải động lực 99 5.1.3 Tính hệ số cos F dung lượng bù 100 bbb) 5.1.3.1 Tính hệ số cos F 100 ccc) 5.1.3.2 Xác định dung lượng bù 100 5.1.4 Tính lượng điện tiêu thụ năm 101 ddd) .5.1.4.1 Điện thắp sáng Acs 101 eee) .5.1.4.2 Điện động lực Ađl 101 fff) 5.1.4.3 Điện nhà máy 102 5.2 TÍNH HƠI .102 5.2.1 Hơi dùng cho xưởng chưng luyện 102 5.2.2 Lượng dùng phân xưởng nấu, đường hóa, cho hệ thống xông sát trùng 102 5.2.3 Chọn nồi tính nhiên liệu .103 ggg) 5.2.3.1 Chọn nồi 103 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày hhh) 5.2.3.2.Tính nhiên liệu cho nồi 103 5.3 TÍNH NƯỚC 104 5.3.1 Tính nước dùng cho sản xuất 104 iii) .5.3.1.1 Nước dùng cho nấu ( hòa bột nấu) 104 jjj) 5.3.1.2 Nước dùng cho đường hóa 104 kkk) .5.3.1.3 Nước dùng lên men 106 lll) .5.3.1.4 Nước dùng cho chưng cất 106 mmm) 5.3.1.5 Lượng nước cấp cho lò 107 nnn) 5.3.1.6 Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng 108 5.3.2 Tính nước dùng cho sinh hoạt .108 CHƯƠNG VI - TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 109 6.1 Giới thiệu sơ luận chứng xây dựng nhà máy .109 6.1.1 Vị trí địa lý .109 6.1.2 Địa chất công trình 110 6.2 Thuyết minh khu đất bố trí tổng mặt nhà máy 111 6.2.1 Nguyên tắc thiết kế tổng mặt 111 6.2.2 Tính diện tích nhà máy 112 ooo) 6.2.2.1 Khu sản xuất 112 ppp) b Khu vực kho 115 qqq) Kho cồn thành phẩm, kho rượu thành phẩm phân xưởng rượu mùi, kho chứa vỏ chai 116 rrr) 6.2.2.2 khu vực đảm bảo lượng 116 sss) a Phân xưởng lò 116 ttt) b Xưởng điện 116 uuu) c Trạm biến áp 116 vvv) d Trạm xử lý nước sạch, trạm bơm trạm xử lý nước thải GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày 116 www) b Nhà ăn hội trường 117 xxx) c Nhà để xe đạp, xe máy bãi đỗ xe ô tô 117 yyy) d Phòng bảo vệ 117 6.2.2.4 Các công trình giao thông, xanh đất dự trữ 117 6.3 Thuyết minh giải pháp kiến trúc kết cấu xây dựng phân xưởng sản xuất công trình 118 6.3.1 Khu sản xuất 118 zzz) 6.3.1.1 Phân xưởng nấu – đường hoá 118 aaaa) 6.3.1.2 Phân xưởng lên men 119 bbbb) 6.3.1.3 Phân xưởng chưng cất 119 6.3.2 Các công trình khác .120 cccc) 6.3.2.1 Khu hành 120 6.3.3 Cách bố trí thiết bị phân xưởng sản xuất 121 6.4 Kết luận 122 6.5 Các tiêu kinh tế kỹ thuật 124 6.4.1 Hệ số xây dựng 124 6.4.2 Hệ số sử dụng 125 CHƯƠNG VII - TÍNH KINH TẾ 126 7.1 Mục đích ý nghĩa việc tính kinh tế 126 7.2 Nội dung tính toán kinh tế 126 7.2.1 Chi phí nhân công .126 7.2.1.1 Chi phí lao động trực tiếp 126 7.2.2 Chi phí sản xuất năm nhà máy 128 dddd) 7.2.2.1 Chi phí nguyên liệu sản xuất trực tiếp 128 eeee) 7.2.2.2 Chi phí sản xuất chung nhà máy 130 7.2.3 Tổng giá thành sản phẩm .132 7.2.4 Vốn đầu tư cố định nhà máy 133 ffff) .7.2.4.1 Vốn đầu tư xây dựng GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày 133 gggg) 7.2.4.2 Vốn đầu tư thiết bị 135 7.2.5 Doanh thu, lợi nhuận vốn đầu tư nhà máy 136 7.2.6 Nguồn vốn nhà máy 137 7.2.7 Điểm hòa vốn giá trị ròng 138 hhhh) 7.2.7.1 Điểm hòa vốn 138 iiii) .7.2.7.2 Tính số NPV 138 8.1 An toàn lao động 140 8.1.1 An toàn máy móc 140 8.1.2 An toàn cho người lao động 140 8.2 Vệ sinh công nghiệp 141 8.3 Phòng chống cháy nổ 141 GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ cồn etylic khoa học phương pháp trình chế biến nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, etylen thành sản phẩm rượu etylic hay etanol Đây ngành công nghệ biết đến sớm ngày quan tâm phát triển cồn có nhiều ứng dụng lĩnh vực đời sống Cồn pha với nước thành rượu để uống, chế biến thức ăn, chế biến loại hương hoa Trong y tế cồn dùng để sát trùng, sản xuất dược phẩm, để chữa bệnh Cồn sản phẩm hoá học cồn sử dụng trực tiếp nguyên liệu trung gian để sản xuất axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat hoá chất khác, tạo hoá chất dầu mỏ Cồn dùng công nghiệp để làm chất đốt, làm dung môi hòa tan hợp chất vô hữu cơ, cao su tổng hợp… xã hội Ngoài cồn tuyệt đối (≥ 99,5%V) dùng để thay phần nhiên liệu cho động ô tô Cồn thay 20%÷22% tổng lượng xăng thành "gasohol" để sử dụng ôtô phương tiện khác dùng động xăng Đây hướng phát triển đầy triển vọng ngành công nghiệp việc sử dụng cồn thay phần cho xăng làm giảm bớt ô nhiễm môi trường, để tiết kiệm lượng loại động Nó làm tăng số octan xăng, ngăn cản cháy kích nổ dẫn đến thay tetra etyl chì chất độc hại Cồn có nhiều ứng dụng, sản xuất cồn công việc cần thiết quan tâm phát triển Nước ta với tảng quốc gia có sản xuất nông nghiệp, sản phẩm ngũ cốc dồi dào, phong phú tạo nên đa dạng nguồn nguyên liệu chứa tinh bột cung cấp cho ngành sản xuất rượu cồn Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất cồn nước ta chưa thực phát triển, công nghệ, thiết bị lạc hậu, suất chất lượng sản phẩm chưa cao, chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng nhu cầu tiêu thụ Ứng dụng cồn ngành công nghiệp chưa rộng rãi, công suất nhà máy sản xuất thấp Do vậy, thiết kế xây dựng thêm nhà máy sản xuất rượu cồn với suất chất lượng sản phẩm cao hoàn toàn phù hợp với yêu cầu ngành công nghiệp rượu cồn yêu cầu kinh tế nước nhà GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ngày CHƯƠNG I - LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn nước ta Ở Việt Nam, nghề nấu rượu có từ lâu đời bắt đầu phát triển mạnh vào cuối kỷ thứ X Cho đến nay, có hai doanh nghiệp quốc doanh trung ương có công suất sản xuất rượu cồn lớn 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 26 doanh nghiệp quốc doanh địa phương có công suất thiết kế khoảng 25.8 triệu lít/năm Tuy nhiên nhà máy khai thác 74% công suất thiết kế Ngoài có sở sản xuất tư nhân cổ phần: Tổng công suất thiết kế sở khoảng 4,55 triệu lít/năm Các sở phần lớn thiết bị chế tạo nước, thường có vốn đầu tư thấp, công suất nhỏ nên thiết bị thường chấp vá, không đồng bộ, lao động hoàn toàn thủ công, công nghệ sản xuất nước Một số sở có đầu tư thường xuyên cho công nghệ thiết bị nên sản phẩm tương đối tốt ổn định, phần lớn sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tượng bán hàng chủ yếu tập chung vùng nông thôn, miền núi, chất lượng sản phẩm kém, không ổn định giá thành thấp, nên kinh doanh có hiệu Mặt khác, với phát triển kinh tế thị trường, rượu dân tự nấu có chất lượng tốt bung sản xuất ngành nghề, tạo nên làng nghề nấu rượu Tổng sản lượng rượu dân tự nấu lớn, theo báo cáo tỉnh số liệu thống kê đạt: 242,412 triệu lít/năm Trong loại rượu nấu địa phương có truyền thống khoảng 82,412 triệu lít/năm Sản lượng rượu dân tự nấu rải rác địa phương lại không thống kê được, ước khoảng: 160 triệu lít Ngoài hàng năm ta nhập lượng lớn loại rượu ngoại để đáp ứng nhu cầu nước Nhìn chung, ngành công nghiệp rượu chưa phát triển, công nghệ, thiết bị lạc hậu, chất lượng sản phẩm chưa cao, cồn nhà máy làm nói chung chưa đạt TCVN-71, thân TCVN-71 cồn rượu thuộc loại thấp so với nước tiên tiến giới Chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước xuất Nguyên nhân thiếu vốn để đầu tư, đổi thiết bị công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm Do khả cạnh tranh Trong đó, rượu nấu phương pháp thủ công chưa thể quản lý, rượu lậu, rượu giả trốn thuế chưa có biện pháp khả thi để ngăn chặn, gây khó khăn cho việc tiêu thụ sản phẩm rượu doanh nghiệp nhà nước Các doanh nghiệp FDI thương hiệu sản phẩm chưa thực mạnh, nên huy động 17% công suất thiết kế Trước thực trạng ngành công nghiệp rượu cồn Việt Nam, lên vấn đề cần quan tâm phát triển: - Cần nâng cao hiệu suất thu cồn tinh khiết (hiện hiệu suất tổng thu hồi cồn từ sắn lớn Việt Nam GVHD: Nguyễn Thanh Hằng SVTH: Hà Thị Yến 10 Lớp CN sản phẩm lên men-K49 ... SVTH: Hà Thị Yến 131 Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ ngày  Chi phí sản xuất chung cho năm sản xuất nhà máy là: Tsxc = Tlđgt +Tđất... 12 Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ ngày 1.2.7 Thị trường tiêu thụ Nhu cầu cồn rượu lớn, mà khu vực lại có nhiều nhà máy, xí nghiệp... VNĐ, Lớp CN sản phẩm lên men-K49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn suất 20000 lít/ ngày làm tròn 16,600 VNĐ 7.2.4 Vốn đầu tư cố định nhà máy Vốn đầu tư cố định nhà máy bao gồm