Đang tải... (xem toàn văn)
Với kết cấu nội dung gồm 9 chương, đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày giới thiệu đến các bạn những nội dung về lập luận kinh tế kỹ thuật, chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ, tính cân bằng vật chất, tính nhiệt, hơi nước,.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đồ án để nắm bắt đầy đủ nội dung chi tiết.
Đồ án tốt nghiệp 1 GVHD: KS. Bùi Viết Cường MỞ ĐẦU Đất nước đang ngày càng phát triển cùng với sự phát triển vượt bậc của rất nhiều ngành cơng nghiệp trong đó có ngành cơng nghệ lên men nói chung và cơng nghệ sản xuất rượu etylic nói riêng. Ứng dụng các nghiên cứu khoa học cùng với kinh nghiệm vốn có vào sản xuất đã tạo ra các sản phẩm cồn (rượu) có chất lượng ngày càng cao Rượu là sản phẩm lên men phổ biến và có mặt ở khắp mọi nơi trên thế giới, ở Việt Nam nghề nấu rượu cũng có từ lâu đời và đang ngày càng phát triển. Ngồi mục đích làm đồ uống thì rượu etylic còn đóng góp nhiều vào các ngành cơng nghiệp khác như trong y học làm chất sát trùng, trong cơng nghiệp hố chất, làm nhiên liệu cho giao thơng, trong cơng nghiệp dệt, Trong cơng nghiệp sản xuất rượu bằng phương pháp lên men, có thể sử dụng rất rộng rãi các loại ngun liệu chứa đường lên men được như rỉ đường, nước quả ngun liệu chứa tinh bột như gạo, ngơ, lúa mì, khoai, sắn , và các loại chứa xenluloza như gỗ, mùn cưa, nói chung là ngun liệu có hàm lượng hydrat cacbon cao. Chọn một loại ngun liệu đưa vào sản xuất ngồi những u cầu cơ bản phải đạt: hàm lượng gluxit cao, giá thành rẻ, trữ lượng lớn và tập trung, khơng ảnh hưởng đến nền kinh tế quốc dân, bảo quản và sử dụng khơng phức tạp thì còn đề cập đến vấn đề: chất lượng rượu sản xuất ra, u cầu trang thiết bị, kỹ thuật khơng phức tạp, cho hiệu suất tổng thu hồi rượu cao Việt Nam với nền tảng của một quốc gia có nền sản xuất nơng nghiệp lâu đời, các sản phẩm ngũ cốc dồi dào, phong phú đã tạo nên sự đa dạng về nguồn ngun liệu chứa tinh bột cung cấp cho ngành sản xuất cồn. Trong các loại cây lương thực, cây sắn là cây cho nguồn ngun liệu có khả năng chế biến phong phú. Với tổng sản lượng sắn hàng năm ngày càng tăng, việc thiết kế và xây dựng thêm nhà máy sản xuất cồn từ sắn với năng suất cao là hồn tồn phù hợp với u cầu của ngành cơng nghiệp cồn cũng như nhu cầu của nền kinh tế đất nước. Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 2 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Xuất phát từ tình hình đó, tơi được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày” Chương 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Vị trí xây dựng Qua tim hiêu vê vi tri đia ly, khi hâu, hê thơng giao thơng vân tai va cac điêu ̀ ̉ ̀ ̣ ́ ̣ ́ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ̉ ̀ ́ ̀ kiên khac, ch ̣ ́ ọn đia điêm xây d ̣ ̉ ựng nha may c ̀ ́ ồn tai khu công nghiêp Sao Mai, v ̣ ̣ ị trí: Xã Hòa Bình thành phố Kon Tum tỉnh Kon Tum. Khu cơng nghiệp có tổng diện tích 150 ha là hợp lý.[10] Việc xây dựng nhà máy tại đây có nhiều thuận lợi như gần nguồn ngun liệu, điện nước ổn định cho sản xuất, giao thơng thuận lợi… 1.2 Đặc điểm tự nhiên Khí hậu Kon Tum có nét chung của khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa của phía Nam Việt Nam, lại mang tính chất của khí hậu cao ngun. Khí hậu Kon Tum chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khơ. Nhiệt độ trung bình trong năm dao động từ 22oC ÷ 23oC, Lượng mưa trung bình trong năm là từ 2.121 mm/năm, Hướng gió chủ đạo là hướng Tây – Nam. [11] 1.3 Nguồn ngun liệu Theo Sở Nơng Nghiệp và Phát Triển Nơng Thơn tỉnh, tính đến năm 2012 diện tích trồng sắn của tỉnh Kontum đạt hơn 39.000 ha và sẽ còn được mở rộng trong thời gian sắp tới. Với vùng ngun liệu lớn có thể đáp ứng được nguồn ngun liệu cho nhà máy hoạt động ổn đinh. Ngồi ra sắn còn được thu mua ở các tỉnh lân cận như: Gia Lai, Đăk Nơng, Phú n [12] 1.4 Nguồn cung cấp điện Đây là khu cơng nghiệp có mạng lưới điện quốc gia đi qua nên có thể Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 3 GVHD: KS. Bùi Viết Cường dùng trạm biến áp riêng để sử dụng cho nhà máy. Ngồi ra, chuẩn bị thêm máy biến áp dự phòng để phòng sự cố khi mất điện để đảm bảo sản xuất liên tục 1.5 Nguồn cung cấp hơi Sử dụng hơi với nhiều mục đích khác nhau. Lượng hơi đốt cung cấp cho sản xuất lấy từ lò hơi của nhà máy. Nhiên liệu sử dụng là dầu FO, thu mua từ các trạm xăng hoặc liên hệ với cơng ty xăng dầu của tỉnh để được cung cấp. Có thêm kho dự trữ để đảm bảo sản xuất 1.6 Nguồn cung cấp nước và nước thải Nước dùng để sản xuất chính cho nhà máy là nước giếng khoan (nước ngầm). Nước sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như cho sản xuất, vệ sinh, sinh hoạt. Nước thải ra trong q trình sản xuất khơng đạt u cầu để thải trực tiếp ra mơi trường do vậy cần được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý nước trước khi thải ra ngồi mơi trường Các chất thải rắn xử lý bằng cách đào hố để chơn tránh gây ơ nhiễm cho người dân 1.7 Giao thơng Khu cơng nghiệp Sao Mai nằm ngay bên quốc lộ 14, đi về phía thành phố KonTum khoảng 07 km về phía Bắc, Kon Tum có điều kiện hình thành các cửa khẩu, mở rộng hợp tác quốc tế về phía Tây. Kon Tum có đường Quốc lộ 14 nối với các tỉnh Tây Ngun và Quảng Nam, đường 40 đi Atơpư (Lào), do đó việc vận chuyển ngun liệu và sản phẩm tương đối thuận lợi 1.8 Nguồn nhân lực KonTum là tỉnh có dân số tương đối đơng, nhà máy đặt gần các trung tâm kinh tế của khu vưc Tây Ngun nên có nguồn nhân lực đổ về đây bao gồm nguồn nhân lực đã qua đào tạo và chưa qua đào tạo. Cán bộ kỹ thuật, kinh tế và quản lý có thể tuyển dụng từ các trường đại học trong cả nước Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 4 GVHD: KS. Bùi Viết Cường 1.9 Thị trường tiêu thụ Nhà máy được xây dựng với tiêu chí là cung cấp cồn thực phẩm và cồn kĩ thuật cho thị trường Việt Nam và các nước lân cận. Thị trường trong nước có rất nhiều sản phẩm chất lượng tốt cạnh tranh, đó là mục tiêu cơng ty hướng tới Với thuận lợi về giao thơng vận tải, nguồn lao động sáng tạo thì sản phẩm sẽ được ưa chuộng 1.10 Năng suất nhà máy Với điều kiện nguồn nguyên liệu, giao thông lại, thị trường tiêu thụ sản phẩm rộng lớn thì việc thiết kế và xây dựng nhà máy sản xuất cồn 96o năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày là hồn tồn có tính khả thi cao. Mặt khác nhà máy cũng tạo điều kiện cho người nơng dân trên địa bàn tỉnh Kontum và các tỉnh lân cận có cơng ăn việc làm và đầu ra ổn định cho sản phẩm sắn lát khơ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 5 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Chương 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về ngun liệu 2.1.1 Sắn 2.1.1.1 Giới thiệu về sắn Sắn hay khoai mì có tên khoa học Manihot esculenta, là cây lương thực ăn củ hàng năm, có thể sống lâu năm, thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae. Hình 2.1. Cây sắn Cây sắn cao 2÷3 m, đường kính tán 50÷100 cm. Lá khía thành nhiều thùy, có thể dùng để làm thức ăn chăn ni gia súc. Rễ ngang phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột. Củ sắn dài 20÷50 cm, khi luộc chín có màu trắng đục, hàm lượng tinh bột cao. Sắn luộc chín có vị dẻo, thơm đặc trưng. Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ 6 đến 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy thuộc giống, vụ trồng, địa bàn trồng và mục đích sử dụng. [13] 2.1.1.2 Cấu tạo của củ sắn Củ sắn là loại củ có lõi (tim củ) nối từ thân cây chạy dọc theo củ đến đi củ. Cấu tạo gồm: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt sắn, lõi sắn + Vỏ gỗ: Chiếm 0,5÷3% khối lượng củ. Gồm các tế bào có cấu tạo từ cellulose và hemicellulose, hầu như khơng có tinh bột. Vỏ gỗ là lớp ngồi cùng, Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 6 GVHD: KS. Bùi Viết Cường sần sùi, màu nâu thẫm, chứa các sắc tố đặc trưng. Có tác dụng giữ cho củ rất bền, khơng bị tác động cơ học bên ngồi + Vỏ cùi: Dày vỏ gỗ, chiếm khoảng 8÷20% trọng lượng củ. Gồm các tế bào được cấu tạo bởi cellulose và tinh bột (5÷8%). Giữa các lớp vỏ là mạng lưới ống dẫn nhựa củ, trong mủ có nhiều tanin, enzyme và các sắc tố + Thịt khoai mì (ruột củ): Là thành phần chiếm chủ yếu của củ, bao gồm các tế bào có cấu tạo từ cellulose và pentozan, bên trong là các hạt tinh bột và ngun sinh chất. Hàm lượng tinh bột trong ruột củ phân bố khơng đều. Kích thước hạt tinh bột koảng 15÷80mm. Khoai mì càng để già thì càng có nhiều xơ + Lõi khoai mì: Thường nằm ở trung tâm dọc theo thân củ, nối từ thân đến đi củ. Lõi chiếm từ 0,3÷1% khối lượng củ. Thành phần cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicelluloses. [14] 2.1.1.3 Thành phần hóa học của sắn Củ sắn tươi có tỷ lệ chất khơ 38÷40%, tinh bột 16÷32%, giàu vitamin C, calcium, vitamin B và các chất khống, nghèo chất béo, muối khống, vitamin và nghèo đạm. Trong củ sắn, hàm lượng các acid amin khơng được cân đối, thừa arginin nhưng lại thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật phân tích. Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 7 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Hình 2.3. Củ sắn Sắn lát khơ thường có hai loại: sắn lát khơ có vỏ và sắn lát khơ khơng vỏ. Hàm lượng tinh bột: 70÷75%, độ ẩm 1214%. Sắn lát khơ khơng vỏ ở Việt Nam bình qn có hàm lượng chất khơ 90,01%, đạm 2,48%, béo 1,40%, Sắn lát khơ có vỏ hàm lượng chất khơ 90,57%, đạm 4,56%, béo 1,43%. [15] 2.1.2 Nước Trong cơng nghiệp sản xuất cồn, nước được sử dụng với các mục đích khác nhau. Nước được dùng để để xử lí ngun liệu, nấu ngun liệu, làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ sinh thiết bị, cấp nước cho lò hơi… Ngồi ra nước còn dùng cho phòng chữa cháy trong khu vực sản xuất. Thành phần, tính chất hố lý và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới kỹ thuật sản xuất, chất lượng sản phẩm và hiệu xuất thu hồi * u cầu chất lượng nước: Trong cơng nghiệp sản xuất cồn, u cầu chất lượng nước giống như tiêu chuẩn cho nước sinh hoạt Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, khơng màu, khơng mùi vị lạ Chỉ tiêu hố lý: [4, tr 41 42] + Độ cặn tồn phần CH3COOC2H5 + H2O Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 97 GVHD: KS. Bùi Viết Cường 7.2.14. Nhà để xe Tính 80% cơng nhân ở ca đơng nhất: 83 (người). 1,5 m2 cho 1 xe máy nên diện tích là: 125 (m2). Kích thước là: 24 × 7 × 3 (m), diện tích của nhà để xe : 162 (m2) 7.2.15. Phòng thường trực và bảo vệ Phòng xây dựng gần cổng ra vào nhà máy. Gồm 2 phòng, 1 phòng ở cổng trước và 1 phòng cổng sau. Kích thước mỗi phòng: 4 × 4 × 4 (m), diện tích phòng: 16 (m2) 7.2.16. Khu xử lý bã và nước thải Kích thước khu xử lý bã và nước thải: 15 × 6 × 6 (m), diện tích: 90 (m2) 7.2.17. Kho nhiên liệu Dùng để chứa dầu đốt cho lò hơi, xăng xe và máy phát dự phòng: Kích thước: 9 × 9 × 5 (m), diện tích kho nhiên liệu: 72 (m2) 7.2.18. Trạm bơm Kích thước của trạm bơm: 6 × 6 × 6 (m), diện tích trạm bơm: 36 (m2) 7.2.19. Trạm máy nén và thu hồi CO2 Kích thước: 9 × 9 × 6 (m), diện tích trạm máy nén và thu hồi CO2: 72 (m2) Bảng 7.3. Bảng tổng kết các cơng trình STT Tên cơng trình Khu nấu, đường Khu lên men hóa, nhân giống Khu chưng cất – Phân ưởấng cụơ tinh ch ếx, h p ph Kho nguyên li ệu điện lạnh Kho thành phẩm Phân xưởng lò Kích thước (m) Diện tích (m2) 48,4 × 12 × 14,4 600 40 × 17,2 × 14 688 17,2 × 8,4 × 24 144 12 × 9 × 6 108 42 × 26 × 7,2 1080 18 × 12 × 6,6 216 9 × 9 × 6 72 12 × 6 × 6 72 Kho v ật tư Nhà hành chính 24 × 6 × 8 144 10 Nhà xử lý nước 6 × 6 × 6 36 11 Nhà tắm 12 × 1,5 × 3 18 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 98 GVHD: KS. Bùi Viết Cường 12 Nhà vệ sinh 16 × 1,5 × 3 24 13 Nhà ăn – căn tin 18 × 6 × 4 144 14 Trạm biến áp 4 × 4 × 6 16 15 Trạm bơm Nhà chứa máy 6 × 4 × 4 24 6 × 6 × 4 36 Gara ơtơ phát điện dự Nhà để xe Phòng thường 24 × 6 × 6 144 24 × 7 × 3 162 2 × (4 × 4 × 4) 32 9 × 9 × 5 72 15 × 6 × 6 90 9 × 9 × 6 72 22,325 × 3 × 2,4 67 16 17 18 19 20 21 22 23 Kho nhiên li trực bảo vệ ệu Bể xử lý bã và Tr ạm máy nén và nướ c thải Nhà ch ứa băng t ải thu h ồi CO Tổng cộng 4061 7.3. Tính tổng mặt bằng cần xây dựng nhà máy 7.3.1. Khu đất mở rộng Trongthct donngsutcanhmỏychaphillnnờnvicquy hocht banu cúmtkhutm rnglhtsccnthit,thụng thngkhutdựngdtrchovicmrngnhmỏycúthchimta= 30ữ 100%dintớchtxõydngbanu,chna=50%. Dintớchkhutmrng:Fmr=50%ì1432=716(m2) Kớchthccakhutl:42ì14(m) 7.3.2.Dintớchkhutxõydngnhmỏy FKD=[7,tr44] FKD:Dintớchkhut FXD:Dintớchxõydngcụngtrỡnh.FXD=4061(m2) KXD:H s xõydng.NhmỏythcphmK XD =30ữ50%.ChnKxd = 35% FKD = (m2). Diện tích khu đất: 96x120 (m) 7.3.3. Tính hệ số sử dụng Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 99 GVHD: KS. Bùi Viết Cường KSD = [7, tr 44] KSD: Hệ số sử dụng. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tổng mặt bằng FSD: Diện tích sử dụng khu đất, FSD = FCX + FGT + Fhè, rãnh + FXD Trong đó: FCX: Diện tích trồng cây xanh: FCX = 0,35 × FXD = 1421,35 (m2). FGT: Diện tích giao thơng: FGT = 0,4 × FXD = 1624,4 (m2) Fhè, rãnh: Diện tích hè rãnh: Fhè, rãnh = 0,3×FXD = 1218,3 (m2) Nên: FSD = 1421,35 + 1624,4 + 1218,3 + 4061 = 8325,05 (m2). KSD=. Vậy Kxd = 35%, KSD = 0,72 Chương 8 AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 8.1. An tồn lao động 8.1.1 An tồn lao động cho người Để thực hiện tốt cơng tác mày phải thực hiện tốt các vấn đề sau: Giáo dục ý thức và biện pháp bảo hộ lao động Cơng nhân trực tiếp sản xuất được cấp phát quần áo bảo hộ lao động theo định kì Cơng nhân phải có găng tay để tránh đứt, xước tay khi vận chuyển Đối với cơng nhân vận hành máy, cơng nhân ở phân xưởng cơ điện cần có găng tay, kính bảo vệ mắt, ủng… Các cầu giao điện phải được che đậy cẩn thận, phải thường xun kiểm tra và bảo dưỡng. Câc dây điện đèn, điện máy cần chắc chắn, có bọc lớp cách điện tốt Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 100 GVHD: KS. Bùi Viết Cường 8.1.2. An tồn về trang thiết bị Trong nhà máy lạnh, hệ thống máy và thiết bị tương đối phức tạp, đường ống dẫn và các van khá nhiều, tác nhân có tính độc hại. Do đó an tồn lao động về trang thiết bị vơ cùng quan trọng Máy móc thiết bị phải sử dụng đúng chức năng và phù hợp với cơng suất Mỗi thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau mỗi ca làm việc phải bàn giao nêu rõ tình trạng để ca sau dễ quản lý Phải có chế độ vệ sinh, bơi dầu mỡ vào ốc vít dể tránh rò rỉ, xả dầu và khí khơng ngưng ra khỏi hệ thống 8.1.3. An tồn về điện sản xuất Các dây tải phải có dây nối đất, có cầu chì riêng để tránh hiện tượng chập mạch Cần cách điện cho các phần mang điện Trạm biến áp phải đặt cách nơi đơng người Áp dụng các biện pháp kĩ thuật giảm nhẹ nguy hiểm nếu điện bị rò rỉ ra ngồi 8.1.4 An tồn kho Trong kho lạnh phải được trang bị đầy đủ ánh sáng để phục vụ cho việc nhập, xuất kho tránh nhầm lẫn, hàng hố phải có bao bì 8.1.5 Phòng chống cháy nổ Phòng máy có những thiết bị dễ cháy nổ, có thể gây ơ nhiễm mơi trường khi khơng an tồn về trang thiết bị. Để phòng chống phải tn theo các qui định về thao tác, các thể chế gây cháy. Cơng tác phòng chống cháy nổ phải được chú Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 101 GVHD: KS. Bùi Viết Cường trọng, lập các đội phòng chống cháy nổ để kịp thời cứu chữa và có trách nhiệm trong việc phòng cháy chữa cháy 8.2 Vệ sinh cơng nghiệp u cầu về vệ sinh cơng nghiệp là vấn đề khơng thể thiếu được trong nhà máy cơng nghiệp thực phẩm. Nếu vệ sinh khơng tốt sẽ làm nhiễm tạp khuẩnvà làm hư hỏng sản phẩm sau này 8.2.1 Vệ sinh cá nhân Phải sử dụng quần áo sạch sẽ, mặc đồ bảo hộ lao động đầy đủ Thực hiện tốt các chế độ khám sức khoẻ cho cơng nhân viên theo định kỳ Khơng ăn uống trong khi sản xuất 8.2.2 Vệ sinh máy móc thiết bị Thiết bị, máy móc hoạt động theo định kỳ phải ngưng hoạt động để vệ sinh, sát trùng. Ngồi ra, cứ sau mỗi ca cần phải làm vệ sinh dụng cụ chế biến cho sạch sẽ 8.2.3 Vệ sinh phân xưởng, nhà máy Thường xun thực hiện kiểm tra vệ sinh trong và ngồi phân xưởng sản xuất. Sau mỗi ca phải vệ sinh nơi làm việc, nhà máy cần có hệ thống cấp, thốt nước tốt, tránh ứ đọng gây hơi thối … 8.2.4 Xử lý phế liệu Đối với bã rượu sau khi chuyển vào khu xử lí bã sẽ bán cho các cơng ty sản xuất thức ăn gia súc, đây là biện pháp tốt nhất để bảo vệ mơi trường và giảm chi phí xử lí rác thải đồng thời tăng hiệu quả kinh tế 8.2.5 Xử lý nước sản xuất Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 102 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Nước ảnh hưởng đến chát lượng sản phẩm nên việc sử lý nước trước khi sử dụng là cần thiết. Nước phải được xử lí độ cứng, tẩy mùi và u cầu đảm bảo vệ sinh 8.2.6 Xử lý nước thải Sau khi sản xuất, lượng nước thải được thải ra cần phải sử lý bằng phương pháp vi sinh đạt được tiêu chuẩn cho phép rồi đưa ra ngoài cống ngầm An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, năng xuất và uy tín của nhà máy. Do đó phải chú ý đúng mức và tuyệt đối thực hiện các u cầu đã đề ra Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 103 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Chương 9 KIỂM TRA SẢN XUẤT 9.1. Kiểm tra nguyên liệu 9.1.1. Xác định độ ẩm Xác định theo phương pháp sấy đến khối lượng không đổi 100 105oC trong 3 4 giờ Tiến hành: Cân 5 gam bột sắn đã nghiền nhỏ trong hộp nhơm đã biết trọng lượng. Sau đó đặt hộp nhơm vào tủ sấy có nhiệt độ 105 oC, sau 3 giờ đậy hộp nhơm và đem làm nguội ở bình hút ẩm, sau đó đem cân lại, ghi lại số cân rồi đặt hộp nhơm vào tủ, sấy tiếp 30 60 phút. Sau đó đem làm nguội và cân lại lần 2 Nếu sai số hai lần khơng q 0,001 gam thì xem như q trình sấy kết thúc. Độ ẩm của ngun liệu tính theo cơng thức sau: a: khối lượng hộp nhơm cộng khối lượng ngun liệu trước khi sấy, g b: khối lượng hộp nhơm chứa ngun liệu sau sấy, g c: khối lượng hộp nhơm khơ khơng chứa ngun liệu, g. [5, tr213] 9.1.2. Xác định hàm lượng tinh bột Xác định theo phương pháp hóa học Tiến hành: Cân 2g trên cân phân tích sau đó chuyển tồn bộ vào bình tam giác có dung tích 250ml, cho vào 100ml HCl 2%. Tiến hành đun cách thuỷ trong 2 giờ. Sau 2 giờ thuỷ phân tồn bộ lượng tinh bột đã biến thành glucoza, làm nguội đến nhiệt độ phòng rồi thêm 4÷5 giọt metyl da cam. Dùng NaOH 10% để trung hồ axit tới đổi màu rồi chuyển tồn bộ dịch vào bình định mức 250ml, tráng bình thêm nước cất cho đến 250ml rồi lọc. Hàm lượng tinh bột được xác định: TB = a: số gam glucoza tương ứng với 20ml ferixyanua Kali K3Fe(CN)6 b: số ml dịch đường lỗng tiêu hao khi định phân Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 104 GVHD: KS. Bùi Viết Cường m: số gam bột sắn ở mẫu thí nghiệm 0,9: hệ số chuyển glucoza thành tinh bột. [5, tr 215] 9.1.3. Xác định hàm lượng protein thơ và nitơ hồ tan trong ngun liệu Xác định theo phương pháp Kjeldal: Theo sơ đồ cất phụ lục 5.1 Tiến hành: Cân 1÷2 gam bột trên cân phân tích sao cho lượng nitơ trong mẫu khoảng 15÷40 mg cho vào bình Kjeldal, cân lại ống nghiệm để biết lượng bột của mẫu. Tiếp theo cho vào bình 20ml H2SO4 đậm đặc (d=1,84), 0,5g CuSO4 và 1g K2SO4 lắc nhẹ 5÷7 phút. Đặt bình lên bếp để trong tủ hút khí độc. Đun nhẹ lửa lúc ban đầu để tránh trào bọt, thỉnh thoảng nhỏ vài giọt cồn. Đun kéo dài cho đến khi xuất hiện màu xanh của CuSO4 trong hỗn hợp khoảng 4÷5 giờ. Đun xong, để nguội và chuyển tồn bộ vào bình cầu rồi tiến hành chưng cất. Dùng bình thu dịch chưng cất cho vào chính xác 25ml H2SO4 hoặc HCl 0,1N. Thêm 10÷15 ml nước cất và 3 giọt metyl da cam. Bình cầu chứa dịch cần chưng cất cần thêm vào 15ml NaOH 40% đổ qua phểu chiết (2) Vào bình (1) và bắt đầu đun. Nước ngưng bay ra cùng amoniac được thu vào bình (5). Thời gian chưng cất 30÷60 phút, thử nước ngưng với giấy quỳ nếu khơng có phản ứng xem như chưng cất kết thúc Dung dịch chưng được chuẩn bằng NaOH 0,1N để suy ra lượng axit đã tác dụng với NH3. Hàm lượng Nitơ tính theo cơng thức: Trong đó: a: số ml H2SO4 0,1N cho vào bình dung dịch chưng b: số ml NaOH 0,1N định phân lượng axit dư 0,0014: hàm lượng nitơ tương ứng với dung dịch H2SO4 0,1N m: lượng bột sắn. [5, tr225] 9.2. Xác định hoạt độ của chế phẩm enzyme trong nấu và đường hố tinh bột Xác định hoạt độ đường hố chung theo Linơ: Tiến hành: Đầu tiên xác định 20ml dung dịch ferixyanua kali 1% tương Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 105 GVHD: KS. Bùi Viết Cường đương bao nhiêu mg đường. Dùng ống hút lấy 20ml K3Fe(CN)6 1% cho vào bình tam giác 250ml, sau đó thêm 5ml KOH 2,5N và 2÷3 giọt xanh metylen, 3÷4 ml dịch đường 0,5% tinh khiết. Lắc đều và đun sơi 2÷3 phút. Dùng ống hút nhỏ dung dịch đường vào dung dịch đang sơi cho đến mất màu xanh metylen. Làm thí nghiệm 2÷3 lần lấy kết quả trung bình Hút 20ml dung dịch tinh bột 2% cho vào bình tam giác 100ml, sau đó đun cách thuỷ bình nhiệt độ 30oC, sau 15÷20 phút cho vào bình 2ml dung dịch enzyme. Lắc đều tính thời gian, sau 30 phút giữ 30oC lấy bình tam giác ra và nhúng vào dung dịch đang sơi để vơ hoạt enzyme, đảm bảo thời gian thuỷ phân đúng 30 phút, làm nguội đến nhiệt độ phòng và dung dịch này dùng để chuẩn 20ml dung dịch ferixyanua Lấy 20ml dung dịch ferixyanua vào bình tam giác 250ml, cộng thêm 5ml KOH 2,5N và 2÷3 giọt xanh metylen đem đun sơi rồi dùng dung dịch chuẩn lượng tinh bột thuỷ phân tới mất màu xanh Làm thí nghiệm khác tương tự nhưng dung dịch chuẩn là dung dịch enzyme. Giả sử dịch thuỷ phân chuẩn hết là a ml, dịch enzyme chuẩn hết là b ml Hệ số Linơ: Li = 0,1: tỉ số pha lỗng dịch enzyme trong thí nghiệm. [5, tr 239] 9.3. Kiểm tra dịch đường hố và giấm chín sau lên men 9.3.1. Độ rượu trong giấm chín Theo sơ đồ chưng cất rượu phụ lục 5.2 Tiến hành : Lấy 100ml dung dịch lọc giấm chín có nhiệt độ khoảng 20oC cho vào bình định mức 100ml, rót dịch giấm vào bình rồi tráng bằng 100ml nước cất rồi đổ vào bình cất. Nối bình với hệ thống chưng cất như hình trên, chưng cất cho đến khi nước ngưng bình (a) chỉ còn 2÷3 ml nữa thì đầy tới ngấn 100ml, cất xong đặt bình (a) vào nồi điều nhiệt và giữ 20oC. Sau 10÷15 phút thêm nước cất đến 100ml, đậy kín và chuẩn bị đo nồng độ rượu Để kiểm tra rượu sót, sau khi thu được dịch cất đem xác định rượu theo Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 106 GVHD: KS. Bùi Viết Cường phương pháp hố học và dựa trên cơ sở phản ứng: 3C2H5OH + 2 K2Cr2O7 +8H2SO4 = 3CH3COOH +2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2O Lượng bicromat kali dư được xác định theo phương trình phản ứng: K2Cr2O7 + 6KI +7H2SO4 = 3I2 +4K2SO4 +2Cr2(SO4)3+ 7H2O I2 giải phóng ra được định phân bằng phươnh trình: Na2S2O3: Na2S2O3+ I2 = 2 NaI + Na2S2O6 Tiến hành kiểm tra như sau: Lấy 20ml dung dịch bicromat kali cho vào bình cầu 500ml cho thêm 5ml H2SO4, tiếp tục cho vào 10ml dung dịch rượu đã pha lỗng đến 0,3÷0,6% hay 20ml dịch cất từ bã rươu hay nước thải, lắc đều và để phản ứng 15 phút. Cân khoảng 1÷2 gam KI hồ với 1 ít nước rồi cho vào bình phản ứng, lắc đều và để vào chổ tối. Sau khoảng 10 phút thêm vào 100ml cất rồi định phân I2 vừa được tạo thành bằng dung dịch Na2S2O3 0,1N với chỉ thị là dung dịch tinh bột 0,5% cho đến khi xuất hiện màu xanh da trời (màu của Cr2(SO4)3) Song song với mẫu thí nghiệm làm với mẫu trắng thay rượu bằng nước cất. căn cứ vào hiệu số giữa lượng Na 2S2O3 mẫu thí nghiệm và mẫu trắng suy ra lượng rượu chứa trong mẫu thí nghiệm và % rượu sót: (mg/100ml). A: số ml Na2S2O3 tiêu hao trong thí nghiệm A0: số ml Na2S2O3 tiêu hao trong mẫu trắng 1,15: lượng rượu tương ứng với 1ml Na2S2O3 0,1N. [5, tr 242] 9.3.2. Đường và tinh bột sót trong giấm chín Xác định tổng hàm lượng tinh bột và đường theo phương pháp dùng thủy phân bằng acid: Lấy 50ml nước cất và 6ml HCL đậm đặc nối bình với ống sinh hàn 50cm Mặt khác lấy 50ml dịch lọc giấm chín cho vào bình khác, cũng thêm nước và acid như mẫu giấm chưa lọc. Sau khi nối ống sinh hàn khí đặt cả 2 bình vào đun cách thủy trong 2 giờ. Tiếp đó làm nguội đến nhiệt độ phòng rồi trung hòa bằng NaOH 10% tới khi màu của giấy quỳ chuyển sang xanh lơ. Chuyển tồn bộ dịch vào 2 Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 107 GVHD: KS. Bùi Viết Cường bình định mức 250ml rồi thêm nước tới ngấn bình, đem lọc qua giấy vào 2 bình khơ khác nhau. Hút 10ml dịch lọc định mức 100ml Lấy 2 ống nghiệm có nút mài đã sấy khơ đặt vào giá sau đó hút 10ml dung dịch antron cho vào các ống nghiệm. Nhỏ từ từ vào ống nghiệm thứ nhất 5ml ncct(mukimchng),cỏcngnghimkhỏccho 5mldchngloóng. kớnbngnỳtmivctbngdõycaosunh.Lcuvchovoncangsụi saochoẵphỳtthỡsụitrlivgithờm5ữ6phỳtna,lyngnghimranhỳng ngayvonclnh Muth 2dựngxỏcnhctinhbtvng,cnchuyntinhbtsang trạng thái hồ tan. Chuyển 28g giấm vào bình định mức 250ml rồi cho thêm 80ml dung dịch H2SO4 0,5% để rửa và tráng cốc. Đặt bình vào nước đang sơi và giữ khoảng 15 phút, sau đó làm nguội, thêm nước cất đủ 250ml và đem lọc trong Dung dịch đem pha lỗng và tiến hành phản ứng với antrom như trên. Sau đó đo mật độ quang D3 và D4. Tổng lượng tinh bột và đường trong giấm được xác định: [5, tr 245] 9.3.3. Xác định nồng độ chất hồ tan sau lên men Xác định theo phương pháp đo bằng đường kế ở nhiệt độ 20oC Tiến hành: Lấy dịch lọc giấm chín cho vào ống đong 250ml rồi dùng đường kế đo và đọc kết quả trên vạch chia độ sau đó quy về 20oC theo bảng 9.1 phụ lục 5.3. [5, tr249] 9.4. Kiểm tra chất lượng cồn sản phẩm 9.4.1. Nồng độ rượu Đo độ rượu bằng rượu kế. theo phụ lục 5.4. Tiến hành: Rót cồn vào ống đo thẳng đứng 20oC , nhúng thước đo vào, bng tay để thước đo nổi tự do rồi đọc kết quả 9.4.2. Hàm lượng axit và este trong cồn Tiến hành: Dùng ống hút cho 100ml cồn pha lỗng tới 50% vào bình tam Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 108 GVHD: KS. Bùi Viết Cường giác 250ml. Nối với hệ thống làm lạnh ngược, đun sơi 15 phút để tách CO 2. Tiếp theo làm lạnh đến nhiệt độ phòng, cho 3÷4 giọt phenolftalein, dùng dung dịch NaOH 0,5N chuẩn đến xuất hiện màu hồng nhạt. Hàm lượng axit tính theo cơng thức: (mg/l). [5, tr 255] Trong đó: V: Số dung dịch NaOH 0,1N tiêu hao khi điện phân 6: Số mg axetic ứng với 1ml NaOH 0,1N 10: Hệ số chuyển thành 1 lít 100: Hệ số chuyển thành cồn 100% C: Nồng độ cồn trong dung dịch đem phân tích Sau khi chuẩn hàm lượng axit thêm vào hỗn hợp 5ml NaOH 0,1N rồi nối với hệ thống làm lạnh và đun sơi trong 1 giờ để tạo điều kiện cho phản ứng: CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH Đun xong, đem làm nguội đến nhiệt độ phòng rồi cho đúng 5ml H2SO4 0,1N vào bình. Sau đó chuẩn lại H2SO4 dư bằng NaOH 0,1N tới xuất hiện màu hồng nhạt. Hàm lượng este trong cồn được xác định: E = V 8,8 10 100/c (mg/l). [5, tr 256] V: số ml NaOH 0,1N tiêu hao khi chuẩn H2SO4 dư 8,8: lượng este etylic ứng với 1ml NaOH 0,1N 9.4.3. Xác định hàm lượng aldehyt theo phương pháp Iốt Tiến hành: Lấy 50ml rượu hoặc cồn đã pha lỗng xấp xỉ 50% cho vào bình tam giác 250ml. Sau đó thêm vào 25ml NaHSO3 1,2% lắc đều để 1 giờ. Tiếp tục cho vào 5÷7 ml HCl 0,1N và dung dịch iốt 0,1N để oxy hố lượng NaHSO 3 dư với chỉ thị dùng là dung dịch tinh bột 0,5%. Lượng dung dịch I2 0,1N và 0,01N tiêu hao giai đoạn khơng tính đến Tiếp theo cho vào bình 25ml dung dịch NaHSO3 để giải phóng lượng NaHSO3 và andehyt. Sau 1 phút dùng dung dịch I2 0,01N để chuẩn lượng NaHSO3 vừa được giải phóng ra do kết hợp với andehyt ban đầu phản ứng kết thúc khi xuất hiện màu tím nhạt. Song song với mẫu thí nghiệm, làm thí nghiệm kiểm chứng bằng cách thay 50ml rượu bằng 50ml nước Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 109 GVHD: KS. Bùi Viết Cường cất. Hàm lượng andehyt được xác định: (mg/l). [5, tr 257] V, V0: số ml dung dịch I2 0,01N tiêu hao mẫu thí nghiệm và mẫu kiểm chứng 0,22: số mg andehyt axetic tương ứng 1ml dung dịch I2 0,01N C: số ml rượu mẫu lấy để phân tích 9.4.4. Xác định hàm lượng ancol cao phân tử Tiến hành: dùng một ống đong 50ml hay 25ml có nút nhám đã rửa sạch, sấy khơ. Sau đó cho vào ống thứ nhất 10ml cồn, các ống khác chứa 10ml dung dịch mẫu có hàm lượng andehyt axetic tương đương như mẫu thí nghiệm, dùng ống hút cho vào mỗi ống đong 0,4ml dung dịch andehyt salixilic 1% và 20ml axit sunfuric đậm đặc. Nút các ống đong rồi lắc đều, để n 30 phút. Sau đó đem so màu bằng mắt thường, màu của ống thí nghiệm phù hợp với màu của ống mẫu nào thì hàm lượng ancol cao phân tử trong rượu thí nghiệm là hàm lượng ancol cao phân tử trong mẫu đó. Hàm lượng ancol cao phân tử tính theo cồn: (mg/l hay %) a: hàm lượng dầu fusel trong mẫu C: nồng độ cồn trong mẫu thí nghiệm. [5, tr 259] 9.4.5. Xác định hàm lượng ancol metylic (CH3OH) Tiến hành: Lấy ống nghiệm t o (18x180) khơ sạch, cho vào đó 0,1ml dịch cồn hoặc rượu cộng thêm 5ml KMnO4 1% và 0,4ml dung dịch axit sunfuric đậm đặc. Lắc nhẹ và để n sau 3 phút thêm vào đó 1ml axit oxalic bão hòa để khử lượng KMnO4 dư Khi dung dịch có màu vàng, thêm vào 1ml dung dịch axit sunfuric đậm đặc, khi mất màu dùng ống hút cho vào 5ml dung dịch fucxin lắc nhẹ và để 25÷30 phút. Song song tiến hành thí nghiệm với mẫu chứa ancol metylic đã biết trước Sau 25÷30 phút nếu màu của ống thí nghiệm nhạt hoặc bằng màu của dung dịch mẫu thì xem như là đạt tiêu chuẩn về hàm lượng ancol metylic, nếu màu của thí Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 110 GVHD: KS. Bùi Viết Cường nghiệm đậm hơn là khơng đạt. [5, tr260] 9.4.6. Xác định thời gian oxy hóa Dùng ống đong 50ml có nút nhám cho vào 50ml cồn thí nghiệm rồi đặt vào nồi giữ nhiệt 20oC, sau 15 phút dùng ống hút cho vào 1ml dung dịch KMNO 4 0,02% Đậy nút nhám và lắc đều rồi đặt vào nồi giữ tiếp 20 oC Màu của KMNO4 sẽ dần dần thay đổi cho tới khi đạt tới màu của dung dịch mẫu cùng rót đầy vào một ống đong khác Thời gian từ khi cho KMNO 4 vào cho tới khi kết thúc được xem là thời gian oxy hóa. Thời gian càng dài chứng tỏ cồn có chất lượng càng tốt Dung dịch mẫu: Cân chính xác 0,25g CoCl2 và 0,28g UO2(NO2)2 hòa tan thành 100ml hoặc dùng mẫu của cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng Việt Nam. [5, tr262] 9.4.7. Xác định hàm lượng furfurol (C5H4O2) Tiến hành: lấy ống nghiệm 25ml có nút nhám, dùng ống hút nhỏ 10 giọt aniline và 3 giọt HCl vào ống nghiệm. Tiếp theo cho 10 ml cồn rồi lắc đều và để n. Nếu sau 10 phút hỗn hợp vẫn khơng màu thì cồn là đạt tiêu chuẩn, nếu xuất hiện màu hồng thì xem như cồn khơng đạt tiêu chuẩn do có chứa nhiều furfurol [5, tr262] Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 111 GVHD: KS. Bùi Viết Cường MỤC LỤC Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày Lớp:12H2LT .. .Đồ án tốt nghiệp 2 GVHD: KS. Bùi Viết Cường Xuất phát từ tình hình đó, tơi được giao nhiệm vụ Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày ... C2H5OH + CH3COOH > CH3COOC2H5 + H2O Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp 11... tiến hành theo phương pháp gián đoạn hoặc Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn SVTH: Ngơ Thị Ngọc Bích lát khơ năng suất 135 tấn ngun liệu/ngày Lớp:12H2LT Đồ án tốt nghiệp