Datn san xuat con tu tinh bot san

Đồ án tốt nghiệp - 1 - GVHD: Th.S Trần Xuân Ngạch
LỜI MỞ ĐẦU
Từ lâu, ngành công nghệ lên men nói chung và công nghệ sản xuất rượu
etylic nói riêng đã phát triển và ngày càng lớn mạnh. Với việc ứng dụng những
thành tựu của khoa học kỹ thuật vào sản xuất đã và đang tạo ra những sản phẩm
rượu etylic có chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của
con người.
Rượu là đồ uống có mặt khắp mọi nơi trên thế giới, từ những loại rất ngon và
đắt đỏ như vang, whisky, vodka cho đến những loại bình dân, luôn có mặt trong
mọi cuộc vui đến bữa ăn hằng ngày. Ở Việt Nam nghề nấu rượu cũng có từ lâu
đời trong nhân dân tạo ra các sản phẩm truyền thống có tên gọi quen thuộc là
“rượu quốc lủi ”, “rượu nút lá chuối khô ”, rượu Hoa Mai, Bầu Đá, Kim Long…
. Để có các sản phẩm rượu pha chế ngon cần phải có cồn chất lượng tốt.
Ngoài mục đích sử dụng làm đồ uống, rượu etylic còn được sử dụng trong
nhiều lĩnh vực khác như: trong công nghệ hoá chất, làm dung môi cho các phản
ứng hoá học, nguyên liệu. Đối với quốc phòng rượu etylic được dùng làm thuốc
súng không khói, nhiên liệu hoả tiễn. Trong y tế, rượu etylic là chất sát trùng
hoặc pha thuốc. Trong nông nghiệp, rượu còn dùng sản xuất thuốc trừ sâu. Đối
với ngành dệt rượu còn dùng làm thuốc nhuộm, tơ nhân tạo, dùng làm sơn vecni
trong chế biến gỗ. Trong tương lai rượu được sử dụng làm nhiên liệu sinh học vì
sản phẩm cháy không gây ô nhiễm môi trường.
Chính sự cần thiết đó nên ngành công nghệ sản xuất rượu etylic đã đem lại
thu nhập đáng kể, đóng góp to lớn trong nền kinh tế quốc dân. Có nhiều nguồn
nguyên liệu để sản xuất rượu etylic, với nền tảng của một quốc gia có nền sản
xuất nông nghiệp đã tạo nên sự đa dạng trong nguồn nguyên liệu chứa tinh bột
cung cấp cho sản xuất cồn, đặc biệt là sắn lát .
Trên cơ sở đó, em được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic
từ tinh bột năng suất 60000 lít cồn 96o
/ngày”.
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn etylic từ SVTH: Trần Thị Thu Hải
tinh bột (nguyên liệu tự chọn) năng suất Lớp : 08H2A
60.000 lít cồn 96o
/ngày

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬTLẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
1.1. Vị trí địa lý [17]
Đông Hà là một thành phố trung tâm của tỉnh Quảng Trị, miền trung việt
nam. Đông Hà là trung tâm chính trị, văn hóa, xã hội, kinh tế và thương mại của
tỉnh Quảng Trị.
Đông Hà có một vị trí quang trọng, nằm ở trung độ giao thông của cả nước,
trên quốc lộ 1A nối thủ đô Hà Nội – Thành Phố Hồ Chí Minh và quốc lộ 9B trong
hệ thống xuyên Á, là điểm khởi đầu ở phía đông của trục hành lang kinh tế Đông –
Tây giữa đông bắc Thái Lan, Lào, Myanma và miền trung Việt Nam qua cửa khẩu
quốc tế Lao Bảo và các nước trong khu vực biển đông qua cảng Cửa Việt, kết thúc
ở thành phố Đà Nẵng. Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Đông Hà có khả năng thu
hút, hội tụ để phát triển kinh tế, xã hội và trở thành trung tâm phát luồng các mối
quan hệ kinh tế trong khu vực và quốc tế. Chính vì thế tỉnh Quảng Trị đã tổ chức
quy hoạch và hình thành được các Khu, Cụm công nghiệp. Đặc biệt, từ cuối năm
2006, cầu Hữu Nghị 2 hoàn thành và đưa vào khai thác, sử dụng đã mở ra hướng
giao thương thông thoáng giữa Quảng Trị với các nước trong khu vực và quốc tế.
Tỉnh Quảng Trị chỉ trong vòng 10 năm, diện tích trồng sắn đã tăng lên 11
nghìn ha. Trong đó: Đakrông 1100ha, Hải Lăng 1300ha, Hướng Hóa 4000ha, Triệu
Phong 2000ha... Ngoài ra sắn còn được trồng tại các hộ gia đình và các vùng khác
trong tỉnh và ngoài tỉnh.
Chính vì những thuận lợi trên nên việc chọn Quảng Trị là địa điểm đặt nhà
máy sản xuất cồn etylic từ nguyên liệu sắn là việc rất hợp lý và cần thiết. Qua khảo
sát thực tế trong địa bàn tỉnh, nhận thấy Khu công nghiệp Nam Đông Hà, thành phố
Đông Hà là rất thích hợp để xây dựng một nhà máy sản xuất cồn etylic từ tinh bột
(nguyên liệu sắn) năng suất 60000 lít cồn 96o
/ngày.
1.2. Đặc điểm tự nhiên
Khu Công Nghiệp (KCN) Nam Đông Hà được thành lập vào năm 2004 với
tổng mức đầu tư là 118.359 tỷ đồng, diện tích 98.653 ha. Thời gian qua, tỉnh đã
60.000 lít cồn 96o
/ngày

quan tâm đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng nên KCN Nam Đông Hà đã hoàn thành hệ
thống đường bê tông thảm nhựa, cấp điện, nước và đang chuẩn bị xây dựng hệ
thống xử lý nước thải tập trung, hệ thống thoát nước...
Phía Bắc là thành phố Đông Hà, đồng thời nơi đây giáp với tuyến đường
Quốc lộ 1A thuận lợi cho giao thông, thuận tiện vận chuyển nguyên liệu và sản
phẩm.
Đông hà chịu ảnh hưởng sâu sắc của hai loại gió mùa: gió mùa đông bắc hoạt
động từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và gió mùa tây nam hoạt động từ tháng 4 đến
tháng 9. Hướng gió chính là hướng Đông - Nam.
Nhiệt độ trung bình hàng năm: 26-340
C
Độ ẩm tương đối trung bình năm: 80-85%.
1.3. Vùng nguyên liệu
Với vị của trí nhà máy thì nguồn nguyên liệu chính được cung cấp bởi 4
huyện trọng điểm trong tỉnh: Hải Lăng, Triệu Phong, Vĩnh Linh, Gio Linh, ngoài ra
lân cận còn có các tỉnh bạn như Thừa Thiên Huế, Quảng Bình... Hệ thống giao
thông liên hệ trực tiếp với quốc lộ 1A, khoảng cách các địa điểm thu mua nguyên
liệu đến nhà máy không xa nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển sắn.
Ngoài ra, khi xây dựng nhà máy để có nguyên liệu cho việc sản xuất thuận lợi ta
cần mở rộng thêm vùng nguyên liệu bằng cách đầu tư vốn cho nông dân, khuyến
khích dùng giống mới đạt năng suất cao.
1.4. Hợp tác hóa và liên hiệp hóa
Nhà máy được xây dựng ở KCN Nam Đông Hà và trong tương lai không xa
sẽ xây dựng thêm nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, phân vi sinh, khi đó rất thuận
tiện cho việc liên kết hóa 3 nhà máy này với nhau. Ngoài ra, nhà máy còn hợp tác
hóa với các nhà máy lân cận để giảm bớt chi phí xây dựng như cơ sở đường giao
thông, trạm biến áp, hệ thống xử lý nước thải ...
Về nguồn nguyên liệu thì sự hợp tác hoá chặt chẽ để phân vùng nguồn
nguyên liệu giúp thu hoạch đúng thời gian và đạt hiệu quả kinh tế cao. Ngoài ra,
nhà máy phải kết hợp chặt chẽ với trung tâm nghiên cứu giống cây trồng, sở nông
60.000 lít cồn 96o
/ngày

nghiệp và phát triển nông thôn để kịp thời cung cấp cho nông dân các loại giống
cho năng suất cao đảm bảo chất lượng. Đồng thời, nguồn phế thải của nhà máy như
bã rượu... sẽ là nguồn thức ăn cho các loại chăn nuôi heo, bò và sản xuất thức ăn
nuôi tôm.
1.5. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện do sở điện lực Quảng Trị cung cấp từ mạng
lưới điện quốc gia 500 kV được hạ thế xuống 220V/380 nhằm hổ trợ cho sản xuất
lúc khởi động máy, chạy thiết bị…Ngoài ra nhà máy còn có dự phòng các máy phát
điện công suất nhỏ chạy bằng nhiên liệu dầu diezen để phòng khi mất điện.
1.6. Nguồn cung cấp hơi
Hơi được dùng vào nhiều mục đích khác nhau, tuỳ theo yêu cầu của từng
công đoạn sản xuất. Lượng hơi đốt cung cấp cho phân xưởng được lấy từ lò hơi
riêng của nhà máy.
1.7. Nhiên liệu
Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu DO, dầu FO, gas.
1.8. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước
Nước dùng trong nhà máy thì chủ yếu là để sản xuất, sinh hoạt, tưới cây,
phòng cháy chữa cháy, để vệ sinh thiết bị và nhà xưởng. Vì thế nước được lấy trực
tiếp từ nhà máy nước Quảng Trị.
1.9. Giao thông vận tải
Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các nhà máy. Hằng
ngày, tại nhà máy có rất nhiều chuyến xe đến và đi để chở nguyên liệu vào sản xuất,
và chở sản phẩm đi tiêu thụ.
Khu công nghiệp Nam Đông Hà nằm gần ga Đông Hà và quốc lộ 1A, cách
trung tâm thị xã Đông Hà 2 km, cách cửa khẩu quốc tế Lao Bảo 80 km, cách cảng
Cửa Việt 15 km, nằm gần trục đường hành lang kinh tế đông - tây sẽ là lợi thế để
giảm chi phí vận chuyển, lưu thông hoạt động dễ dàng.
1.10. Nguồn nhân lực
Tỉnh Quảng Trị là một tỉnh còn rất nghèo. Dân số đông, cuộc sống nhân dân
60.000 lít cồn 96o
/ngày

còn nhiều cơ cực, và tỉnh có các huyện miền núi đông dân cư. Nên việc xây dựng
nhà máy sẽ giải quyết phần nào việc làm cho lao động trong khu vực, tạo điều kiện
cho nền kinh tế tỉnh nhà ngày càng phát triển.
Quảng Trị có nguồn nhân lực dồi dào, ngoài ra còn có một lượng lớn lao
động từ các nơi khác đến. Vì thế nguồn lao động cho nhà máy có thể tuyển dụng từ
lực lượng này, cũng là giải quyết việc làm tại chỗ cho người dân. Đội ngũ cán bộ
khoa học kỹ thuật và quản lý nhà máy sẽ tiếp nhận của trường Đại Học Đà Nẵng và
các trường Đại Học khác trên toàn quốc.
1.11. Thoát nước
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các hợp chất hữu cơ, đây là môi
trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng đến
môi trường sinh thái. Vì vậy, nước từ các phân xưởng sản xuất chảy ra sẽ được đưa
qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi ra ngoài hay qua nhà máy xử lý
nước thải trong khu công nghiệp. Mặt khác phải tránh đọng nước thường xuyên làm
ngập móng tường, móng cột ảnh hưởng đến kết quả xây dựng.
Tóm lại
Qua những phân tích trên đây thì việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn etylic từ
tinh bột năng suất 60000 lít cồn 96o
/ngày ở KCN Nam Đông Hà, thành phố Đông
Hà, tỉnh Quảng Trị là phù hợp.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1. Sắn
2.1.1.1. Giới thiệu về sắn
Sắn có tên khoa học: Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, có nguồn
gốc từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỉ XVI được trồng ở châu Á và
châu Phi.
Ở nước ta, sắn được trồng ở khắp nơi từ Nam tới Bắc nhưng do quá trình
sinh trưởng và phát triển của sắn kéo dài, sắn giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh trung du
và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình… là những nơi có
điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả.
Sắn gồm nhiều giống khác nhau. Nhân dân ta thường căn cứ vào kích thước, màu
sắc củ, thân, gân lá mà phân loại:
- Sắn dù: Cây thấp (không quá 1,2m), đốt ngắn, thân cây khi non màu xanh
nhạt, cuống và gân lá màu hơi trắng, lá xòe như cái ô. Vỏ gỗ nâu sẫm, vỏ cùi và thịt
sắn đều trắng. Hàm lượng axit xyanuahydric cao ăn bị ngộ độc, hàm lượng bột cao.
- Sắn vàng: Khi còn non thân cây màu xanh sẫm, cuống lá màu đỏ, có sọc
nhạt. Củ sắn dài, to, vỏ gỗ màu vàng nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt sắn màu vàng nhạt,
khi luộc màu vàng rõ rệt hơn, mềm, ít xơ, ít nhựa, ăn dẻo thơm, không gây ngộ độc.
- Sắn đỏ: Thân cây cao (3m), khi non màu xanh thẫm, đốt dài, cuống và gân
lá màu đỏ thẫm. Củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày màu hơi đỏ, thịt trắng.
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Hình 2.1. Cây và củ sắn

- Sắn trắng: Thân cây cao, khi non màu xanh nhạt, cuống và gân lá đỏ. Củ
ngắn, mập, vỏ gỗ màu xám nhạt, thịt trắng. Khi luộc bở, thơm, ít nhựa.
Trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại là sắn đắng
và sắn ngọt. Sắn đắng có hàm lượng axit xyanuahydric cao, ăn bị ngộ độc, hàm
lượng tinh bột cũng cao, không dùng để ăn tươi mà chỉ để sản xuất bột và sắn lát.
Sắn ngọt có hàm lượng axit xyanuahydric thấp, hàm lượng bột cũng thấp hơn, dễ
chế biến và sử dụng.
2.1.1.2. Đặc điểm sinh học [7, tr 21]
a. Thân
Thân có chiều cao trung bình 1,5 m; có khi cao 2÷3 m. Đường kính ở gốc
thân biến động từ 2÷6cm. Thân có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh tuỳ vào
giống.
Các giống sắn khác nhau thì thân sắn có màu sắc khác nhau. Thông thường
thân non có màu xanh hoặc có màu đỏ tía, thân càng già màu sắc thân cũng biến đổi
thành màu vàng tro hay xám lục.
Trên thân sắn có nhiều mắt xếp xen kẽ nhau, đó là dấu vết của lá rụng để lại.
Chiều dài lóng được tính từ mắt lá này đến mắt lá khác thẳng hàng trên thân.
Cấu tạo của thân gồm các phần chính:
- Tầng biểu bì (lớp bần): mỏng, có màu sắc đặc trưng của thân cây sắn, có
nhiệm vụ bảo vệ các phần trong thân.
- Tầng nhu mô vỏ: tế bào khá lớn, bao gồm các mô mềm của vỏ.
- Tầng tế bào hóa gỗ (còn gọi là tầng ligin): cứng, ở giữa có lõi thẳng giúp
cây sắn cứng và đứng thẳng được.
- Lõi (ruột rỗng): là một khối hình trụ màu trắng, xốp, kéo dọc suốt giữa
thân, chứa nhiều khí và nước.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

b. Lá
Có gân lá nổi rõ ở mặt sau. Lá mọc so le, xếp trên thân theo đường xoắn ốc.
Lá non ở ngọn sắn có màu xanh hay tím. Lá già màu xanh, chiều dài từ 8÷20
cm, chiều rộng 1÷6 cm. Mặt trên lá có màu xanh thẫm, mặt dưới có màu xanh nhạt.
Cuống lá dài khoảng 9÷20 cm có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím tùy
giống.
c. Rễ
Mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống
đất. Theo thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ.
d. Củ
Củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25÷200 cm, trung bình
khoảng 40÷50 cm. Đuờng kính củ thay đổi từ 2÷25 cm, trung bình 5÷7 cm. Nhìn
chung, kích thước và trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ
màu của đất.
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Hình 2.2. Thân sắn và cấu tạo của thân cây sắn
Hình 2.4. Củ sắn và cấu tạo của củ sắn
Hình 2.3. Lá sắn

Cấu tạo của củ sắn bao gồm:
- Vỏ gồm vỏ gỗ và vỏ cùi:
+ Vỏ gỗ: Bao bọc ngoài cùng củ sắn. Màu sắc từ trắng xám tới vàng, vàng
sẫm hay nâu tùy thuộc loại giống. Thành phần cấu tạo chủ yếu là xenlulloza và
hemixenlulloza, hầu như không có tinh bột vì vậy nó rất bền, giữ vai trò bảo vệ cho
củ ít bị tác động từ bên ngoài. Vỏ gỗ rất mỏng, chiếm khoảng 0,5÷3% khối lượng
toàn củ.
+ Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 8÷20% khối lượng toàn củ.
Vỏ cùi mềm, ngoài xenlulloza còn có khá nhiều tinh bột (5÷8%), vì vậy để tận dụng
lượng bột này khi chế biến không tách vỏ cùi ra. Mủ sắn cũng tập trung chủ yếu
trong vỏ cùi. Trong mủ chứa nhiều tanin, enzyme, sắc tố, độc tố,…
- Lõi sắn: Lõi sắn nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài của củ. Thành phần
chủ yếu là xenluloza. Lõi sắn có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa
cây và củ, đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô.
- Thịt củ: Thịt củ sắn chứa nhiều tinh bột, protein và các chất khác. Đây là
phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Các chất polyphenol, độc tố và
enzyme chứa ở thịt củ tuy không nhiều chỉ 10÷15% so với thành phần của chúng có
trong củ nhưng vẫn gây trở ngại khi chế biến như làm biến màu.
2.1.1.3. Thành phần hoá học của củ sắn [7, tr 23]
Thành phần hóa học của sắn tươi: tinh bột 20÷34%; protein 0,8÷1,2%; chất
béo 0,3÷0,4%; xenlulose 1÷3,1%; chất tro 0,54%; polyphenol 0,1÷0,3% và nước
60÷74,2%.
Sắn khô: nước 13,12%; protit 0,205%; gluxit 74,74%; chất béo 0,41%;
xenlulose 1,11%; tro 1,69%.
Ngoài ra các chất kể trên trong sắn còn chứa một số vitamin và độc tố.
Trong các vitamin thì vitamin B1 và B2 mỗi loại chiếm 0,03 mg%, còn B6
chiếm 0,06 mg%. Các vitamin này sẽ mất một phần khi chế biến nhất là khi nấu.
Chất độc có trong sắn ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ
đó chính là HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai glucozit linamarin
60.000 lít cồn 96o
/ngày

(C10H17O6N) và lotaustralin (C11H19O6N). Bình thường phazeolunatin không độc
nhưng khi thủy phân dưới tác dụng của enzyme hay axit thì các glucozit này sẽ
giải phóng axit HCN gây độc. Thông thường thì các độc tố tập trung ở cùi vỏ và
ở vỏ củ.
C10H17O6N+ H2O C6H12O6 + C3H6O + HCN
2.2. Nước [5; tr 71]
Trong công nghiệp sản xuất rượu, nước được sử dụng rất rộng rãi, với nhiều
mục đích khác nhau.
Trong quá trình công nghệ, nước dùng để xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu
làm nguội bán thành phẩm và thành phẩm, vệ sinh thiết bị, cấp nước cho lò
hơi...Ngoài ra, nước còn dùng cho sinh hoạt, chữa cháy trong khu vực sản xuất.
Nguồn nước cung cấp cho nhà sản xuất rượu là nước sông và nước giếng. Trong
công nghệ yêu cầu chất lượng nước giống như nước sinh hoạt, độ cứng không quá 7
mg/lít, phải trong suốt, không màu, không mùi. Hàm lượng các kim loại không vượt
quá yêu cầu sau:
Fe ≤ 0,3 mg/l F ≤ 3 mg/l Zn ≤ 5
Mn ≤ 0,05 mg/l Cl ≤ 0,5 mg/l SO4
2-
: 60-80 mg/l
Mg ≤ 125 mg/l As ≤ 0,05 mg/l Cu ≤ 3 mg/l
Pb ≤ 0,1 mg/l NO3
-
≤ 35 mg/l
Không cho phép có NH3 và muối của axit nitric.
Không có các kim loại nặng như Hg, Ba, Cr...
Không có amoniac (NH3), sunfuahydro (H2S), chất cặn không vượt quá: 1mg/lít.
Nước mặt (sông) chứa lượng muối khoáng thấp: 40-500 mg/lít, tạp chất hữa cơ
khoảng: 2-100 mg/lít. Nước ngầm hàm lượng muối khoáng nhiều hơn: 500-3000
mg/lít, hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4 mg/lít và vi sinh vật hầu như
không có. Trong công nghiệp sản xuất rượu, độ cứng trong nước quá lớn ảnh hưởng
đến quá trình nấu nguyên liệu, đường hoá và lên men.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

2.3. Nấm men [5;tr 206 - 227]
2.3.1. Đặc tính chung của nấm men
Hình 2.5: Saccharomyces cerevisiae [19]
Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm thường cấu tạo đơn bào, sinh sôi nảy
nở bằng cách nảy chồi. Nấm men sống đơn độc hay từng đám không di động, phân
bố rộng rãi trong tự nhiên
Trong thực tế sản xuất có thể nhận biết được tế bào nấm men trẻ, trưởng thành,
già và chết bằng hình thái vật lý qua kính hiển vi kết hợp với nhuộm màu. Nấm men
sử dụng trong thùng lên men lúc tế bào đang thời kì trưởng thành. Trong một môi
trường thường gồm tất cả các loại tế bào, nên phương pháp nhanh và tương đối
chính xác là nhuộm màu bằng phương pháp xanh metylen. Tế bào trẻ không bắt
màu trong sáng, tế bao già màu xanh nhạt đều từ nguyên sinh chất đến màng tế bào,
tế bào chết bắt màu xanh đậm và màng tế bào rõ nét hơn.
2.3.2. Chọn chủng nấm men
Khi chọn một chủng nấm men đưa vào sản xuất phải có những tính chất cơ bản
sau:
+ Tốc độ phát triển nhanh.
+ Lên men được nhiều loại đường khác nhau và đạt được tốc độ lên men nhanh.
+ Chịu được nồng độ lên men cao, đồng thời ít bị ức chế bởi những sản phẩm
của sự lên men.
+ Thích nghi với những điều kiện không thuận lợi của môi trường. Đăc biệt là
đối với chất sát trùng. Riêng đối với nước ta, đòi hỏi lên men được ở nhiệt độ tương
đối cao (350
C).
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Để có được một chủng nấm men thỏa mãn yêu cầu trên, thường trải qua thời
gian tuyển chọn, thuần hóa, đột biến, lai ghép…lâu dài, phức tạp. Đến nay, trong
sản xuất rượu lên men từ dịch đường hóa tinh bột, thường sử dụng một trong các
chủng sau:
- Nấm men chủng II (Saccharomyces cerevisiae Rase II): Sinh bọt nhiều và thích
nghi ở độ axit thấp, sức kháng cồn cao, không lên men được đường lactoza. Kích
thước tế bào 5,6 - 7µm
- Nấm men chủng XII (Saccharomyces cerevisiae Rase XII): Phân lập ở Đức
năm 1902, tốc độ phát triển nhanh và ít sinh bọt, sau 24h một tế bào có thể phát
triển thêm 56 tế bào mới. Lên men ở nhiệt độ cao và lên men được nhiều loại
đường, có thể lên men đạt 13% rượu trong môi trường. Nấm men Rasse XII thuộc
loại lên men nổi, được phân bố rất đều trong toàn bộ dịch lên men, không tạo thành
đám trắng. Kích thước tế bào 5 - 8µm.
- Nấm men MTB Việt Nam (men thuốc bắc): Được phân lập tại nhà máy rượu
Hà Nội từ men thuốc bắc. Lên men được nhiều loại đường ở nhiệt độ cao (39 –
400
C), chịu độ axit tương đối cao (1 – 1,50
), nồng độ rượu có thể đạt được 12 - 14%.
Đặc biệt, qua nhiều năm thuần hóa, nấm men này đã phát triển và lên men tốt ở môi
trường có 0,02 – 0,025% chất sát trùng Na2SiF6.
Chọn nấm men chủng XII để lên men dịch đường hóa từ tinh bột.
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men chủng XII.
+ Nhiệt độ: Nấm men chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30 – 330
C. Nhiệt
độ tối đa 380
C, tối thiểu 50
C.
+ pH: Nấm men có thể phát triển trong môi trương có pH = 2 – 8, nhưng thích
hợp nhất là 4,5 – 5. Vi khuẩn bắt đầu phát triên ở pH = 4,2 và cao hơn, khi pH < 4,2
chỉ có nấm men phát triển. Vì vậy trong lên men rượu để ngăn ngừa hiện tượng
nhiễm khuẩn, người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4. Tuy nhiên các loài vi
khuẩn cũng quen dần với pH thấp, nên còn kết hợp các chất sát trùng.
+ Nồng độ rượu: Thường trong dịch nấm men có chừng 4 – 6% rượu. Nồng độ
rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng độ
60.000 lít cồn 96o
/ngày

rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời
gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy.
+ Sự thông khí và đảo trộn: Thông không khí tức là cung cấp oxy cho quá trình
hô hấp của nấm men. Việc thông khí và đảo trộn có tác dụng làm cho môi trường
luôn ở trạng thái động, tăng cường sự tiếp xúc giữa các tế bào nấm men với môi
trường dinh dưỡng, do đó rút ngắn được thời gian nuôi cấy. Thiếu không khí tức là
điều kiện yếm khí, làm cho nấm men thực hiện quá trình lên men, nồng độ rượu
trong môi trường tăng lên nhanh chóng, có tác dụng kìm hãm sự phát triển của nấm
men.
+ Ngoài các yếu tố trên các chất sát trùng, các muối kim loại, tia cực tím đều
ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men.
2.3.4. Môi trường nuôi cấy nấm men
+ Giai đoạn phòng thí nghiệm:
Môi trường nuôi cấy ở giai đoạn 10 ml, 100 ml thường dùng là nước đường
hóa của malt. Nước malt chuẩn bị như sau: Gạo tẻ đem nấu cháo đặc, rồi làm nguội
xuống 55 - 580
C. Sau đó cho đường hóa bằng malt đã nghiền nhỏ với tỉ lệ 15 - 20%
so với gạo. Giữ nhiệt độ đường hóa 55-50
C trong 4-6 giờ, thử khả năng thủy phân.
Nâng nhiệt độ 95 - 1000
C, sát trùng và lọc nhanh. Dịch đường được phân phối vào
ống nghiệm 10 ml, bình tam giác 250 ml, bình cầu 900 ml. Nút bông bình và đem
tiệt trùng ở áp suất 1 kg/cm2
, trong thời gian 30 phút.
+ Môi trường 10 lít, có thể lấy dịch trực tiếp ở thùng đường hóa trong sản xuất
và bổ sung thêm nấm mốc (5 - 7%) để đảm bảo nồng độ cho nấm men phát triển,
sau đó đem lọc, tiệt trùng, làm nguội về nhiệt độ 35 - 360
C và tiếp men giống từ
thùng 100 lít.
Khi chuyển giống từ bình nọ sang bình kia cần tuân thủ nghiêm ngặt các điều
kiện vệ sinh.
+ Nhân giống trong sản xuất:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Nhân giống đến đủ số lượng 10% dịch đường lên men. Môi trường nhân
giống thường được lấy trực tiếp từ thùng đường hóa nhưng cần đường hóa thêm để
đảm bảo hàm lượng đường cho nấm men phát triển.
2.4. Chất hỗ trợ kĩ thuật
2.2.1. Các hóa chất
─ Acid sunfuric: có tác dụng điều chỉnh pH môi trường, tiêu diệt vi sinh vật lạ
trong quá trình đường hóa
─ Ure: cung cấp để đảm bảo lượng đạm cho nấm men sinh trưởng, phát triển
tạo ra nhiều rượu
─ Nhóm các hóa chất xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa,…
─ Hóa chất sát trùng: Na2SiF6 bổ sung trong quá trình đường hóa để hạn chế
và ngăn chặn sự nhiễm khuẩn trong quá trình đường hóa.
2.2.2. Chế phẩm enzym [1;tr 269-271]
Trong công nghệ sản xuất ancol, emzym xúc tác cho quá trình thủy phân tinh
bột thành đường lên men là khá quan trọng. Các emzym này thuộc loại amylaza.
Chế phẩm enzym Novo amylaza được được sản xuất từ vi sinh vật không gây
bệnh trong điều kiện vệ sinh cao, sự lựa chọn, sàng lọc gắt gao. Các enzyme này
thường được tinh chế, cô đặc và tiêu chuẩn hóa ở dạng lỏng để có hoạt động cao.
Các enzyme này có thể lưu trữ 6 tháng mà không có những biến đổi nào về đặt tính
trong điều kiện bảo quản không lớn hơn 250
C.
- Termamyl 60L : là một emzym α - amylaza cô đặc ở dạng lỏng hoạt động ổn
định nhiệt độ cao. Hoạt động của nó là thủy phân tinh bột thành dextrin giống như
α - amylaza của malt. Termamyl 60L có thể hoạt động tốt trong thủy phân ở pH =
5,0. Nhiệt độ thích hợp 900
C và không yêu cầu sự có mặt của muối canxi cho sự ổn
định của nó.
- Fungamyl 800L : là α -amylaza cô dặc ở dạng lỏng. Nhiệt độ tối thích là 60-
65o
C , Fungamyl 800L hoạt động thủy phân tinh bột thành dextrin giống như các α
-amylaza khác, tuy nhiên có một lượng lớn mantoza được tạo thành. Fungamyl
60.000 lít cồn 96o
/ngày

800L có thể hoạt động thủy phân tinh bột ở pH = 4,5 và không đòi hỏi điều kiện có
muối Ca cho sự ổn định của nó.
- Spiritamylaza Novo 150L : là một glucoamylaza lỏng cô đặc, được thủy phân
tinh bột trong công nghệ lên men rượu. Emzym này thủy phân tinh bột hoàn toàn
thành các đương lên men glucoza không có các dextrin trong các sản phẩm thủy
phân. Spiritamylaza Novo 150L giữ được hoạt tính và ổn định bền vững ở pH thấp
như là pH = 3 tại 600
C. Tính ổn định của spiritamylaza không phụ thuộc vào sự có
mặt của ion Caxi (Ca2+
).
Nhà máy dùng chế phẩm Novo amylaza của Đan Mạch. Trong sản xuất cồn,
enzym này được sử dụng tăng hiệu suất đường hóa.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY
CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Lựa chọn dây chuyền công nghệ
3.1.1. Các phương pháp nấu [7, tr 47 - 61]
3.1.1.1. Nấu gián đoạn
Đặc điểm:
+ Toàn bộ quá trình nấu thực hiện trong một nồi.
+ Nấu được tiến hành trong áp suất và nhiệt độ cao trong thời gian dài.
Ưu điểm:
+ Tốn ít vật liệu chế tạo thiết bị.
+ Thao tác vận hành đơn giản.
+ Dễ vệ sinh và sửa chữa (nếu cần).
Nhược điểm:
+ Tốn hơi do không tận dụng được hơi thứ.
+ Nấu ở nhiệt độ và áp suất cao gây tổn thất đường, tạo nhiều sản phẩm phụ
(caramen, melanoidin, furfurol…) không tốt cho hoạt động của amylaza và nấm
men.
+ Khi dùng acid thêm vào nấu ở nhiệt độ cao thời gian dài sẽ làm ăn mòn thiết
bị, nếu nhiều sẽ ảnh hưởng tới hoạt độ của amylaza.
+ Năng suất thiết bị thấp hơn các phương pháp nấu khác do làm việc gián đoạn.
3.1.1.2. Nấu bán liên tục
Đặc điểm:
+ Nấu được tiến hành trong 3 nồi nấu khác nhau: nấu sơ bộ, nấu chín (làm việc
gián đoạn) và nấu chín thêm (làm việc liên tục).
+ Áp suất và thời gian ít hơn nấu gián đoạn.
Ưu điểm:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

+ Giảm được thời gian ở nhiệt độ và áp suất nấu cao do đó giảm tổn thất đường
tăng hiệu suất lên 7 lít cồn/tấn tinh bột.
+ Dùng được hơi thứ nên giảm được 15÷30 % lượng hơi dùng cho nấu.
+ Năng suất thiết bị tăng so với nấu gián đoạn.
Nhược điểm:
+ Tốn nhiều kim loại để chế tạo thiết bị.
+ Thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích.
+ Nhiệt độ nấu chín vẫn cao gây tổn thất đường và tạo các sản phẩm không
mong muốn.
+ Khó vệ sinh do nhiều thiết bị và thiết bị nấu chín thêm có cấu tạo phức tạp.
3.1.1.3. Nấu liên tục
Đặc điểm:
+ Quá trình nấu chia ra làm 3 giai đoạn: nồi nấu sơ bộ, nồi nấu chín và nấu chín
thêm còn gọi là thiết bị tách hơi. Thời gian nấu được rút ngắn.
Ưu điểm:
+ Tận dụng được nhiều hơi thứ do đó giảm được chi phí hơi khi nấu.
+ Thời gian nấu ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn nên giảm tổn thất đường do
cháy và tạo melanoidin. Nhờ đó hiệu suất cồn tăng lên 5 lít so với nấu bán liên tục
và 12 lít/tấn tinh bột so với nấu gián đoạn
+ Năng suất riêng trên 1 m3
thiết bị tăng khoảng 7 lần.
+ Tiêu hao kim loại để chế tạo thiết bị giảm khoảng 1/2 so với bán liên tục.
+ Dễ cơ khí và tự động hóa.
+ Tốn ít diện tích đặt thiết bị.
+ Năng suất cao cho chất lượng dịch cháo ổn định vì thế cho chất lượng cồn ổn
định.
+ Tốn ít nhân lực do tự động hóa cao.
Nhược điểm:
+ Yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước bột nghiền: thường trên rây d = 3 mm
không quá 10 % và lọt rây d = 1 mm phải nhiều hơn 40 %.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

+ Yêu cầu vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao.
+ Yêu cầu về điện nước đầy đủ và ổn định.
3.1.1.4. Nấu có sử dụng enzym
Đặc điểm:
+ Nấu ở áp suất thường nhiệt độ nấu không quá 1000
C.
+ Sử dụng enzym α - amylase chịu nhiệt. Enzym này thu nhận từ vi khuẩn
B.Lichenigermis có pH khoảng 5 ÷ 6 tùy loại cụ thể, nhiệt độ chịu được có thể 90 ÷
930
C.
+ Tất cả quá trình nấu thực hiện trong 1 nồi nấu.
Ưu điểm:
+ Cấu tạo thiết bị đơn giản dễ chế tạo, không đòi hỏi thiết bị chịu áp lực cao.
+ Dễ thao tác, vận hành, dễ vệ sinh, sửa chữa khi cần.
+ Nhiệt độ, áp suất, thời gian nấu giảm do đó rất ít tổn thất đường, tinh bột vì
vậy nâng cao năng suất cồn.
+ Năng lượng giảm do quá trình nấu thực hiện ở áp suất và nhiệt độ thấp.
+ Tránh được hiện tượng lão hóa tinh bột (do amyloza và amylopectin đã được
thủy phân thành các dextrin).
+ Năng suất quá trình chuyển hóa thành đường lên men cao.
Nhược điểm:
+ Kích thước bột nghiền phải nhỏ khoảng 1mm.
+ Dễ cơ khí và tự động hóa.
3.1.2. Các phương pháp đường hóa [7, tr 62, 95 - 104]
Đường hóa dịch cháo nấu có thể tiến hành theo phương pháp liên tục, gián
đoạn. Muốn đạt hiệu quả cao trong quá trình thủy phân tinh bột thì vấn đề quan
trọng trước tiên là tác nhân đường hóa:
+ Dùng acid HCl hoặc H2SO4: Phương pháp này ít dùng vì giá thành cao mà
hiệu suất thu hồi thấp.
+ Dùng amylaza của thóc mầm (malt đại mạch): Một số nước Châu Âu vẫn còn
dùng phương pháp này.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

+ Dùng amylaza nhận được từ nuôi cấy vi sinh vật: Đây là phương pháp được
hầu hết các nước sử dụng trong sản xuất cồn.
+ Ở Việt Nam đa số các nhà máy cồn đều dùng amylaza thu được từ nấm mốc,
mấy năm gần đây có dùng chế phẩm amylaza của hãng Nouvo Đan Mạch.
3.1.2.1. Đường hóa liên tục
Phương pháp đường hóa liên tục được tiến hành trong các thiết bị khác nhau,
dịch cháo và dịch amylaza liên tục đi vào hệ thống, dịch đường liên tục đi sang bộ
phận lên men.
Phương pháp có ưu điểm so với đường hóa gián đoạn:
+ Dịch cháo ít bị lão hóa khi làm lạnh tới nhiệt độ đường hóa.
+ Thời gian đường hóa ngắn, tăng được công suất của thiết bị và do đó tiết kiệm
được diện tích của nhà xưởng.
+ Hoạt tính amylaza ít bị vô hoạt do thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao được rút
ngắn.
Nhược điểm:
+ Yêu cầu người vận hành, thao tác, sửa chữa cần kỹ thuật cao.
+ Yêu cầu các yêu cầu đúng kỹ thuật và ổn định.
3.1.2.2. Đường hóa bán liên tục
Đường hóa gián đoạn được thực hiện trong một thiết bị, quá trình đương hóa
kéo dài.
Phương pháp này có ưu điểm là dịch cháo được dịch hóa, nhưng thời gian đổ
cháo kéo dài, enzym amylaza giảm hoạt tính, đồng thời làm giảm năng suất của
thiết bị.
3.1.3. Các phương pháp lên men [5, tr 251 - 266]
3.1.3.1. Phương pháp lên men gián đoạn
Đặc điểm: Quá trình lên men chỉ diễn ra trong một thiết bị duy nhất, thời gian
lên men kéo dài.
Ưu điểm:
+ Thao tác của công nhân đơn giản
+ Thiết bị dễ vệ sinh, sửa chữa.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

+ Nếu có sự cố (nhiễm khuẩn, nấm mem kém, tình trạng lên men không bình
thường…) thì chỉ xảy ra trong phạm vi của thùng lên men đó, không ảnh hưởng đến
thùng lên men khác, xử lý nhẹ nhàng hơn.
Nhược điểm:
+ Chất lượng lên men không đồng đều
+ Hiệu suất lên men thấp.
+ Thời gian lên men dài so với các phương pháp khác.
3.1.3.2. Lên men bán liên tục (còn gọi là phương pháp lên men chu kì)
Lên men liên tục ở giai đoạn lên men chính và lên men gián đoạn ở giai đoạn
cuối. Đây là phương pháp cải tiến áp dụng với các nhà máy có công suất thấp hoặc
trung bình chưa đủ điều kiện và nhu cầu cải tạo chưa thực sự cần thiết.
Ưu điểm:
Phương pháp lên men chu kì có ưu điểm là đơn giản, rút ngắn được chu kì lên
men, đảm bảo được thời gian lên men cuối, nâng cao hiệu suất lên men. Tế bào nấm
men liên tục sinh sản trong giai đoạn lên men chính do đó không cần sử dụng men
giống thường xuyên.
Nhược điểm:
Thao tác phức tạp hơn, yêu cầu theo dõi chặt chẽ hơn so với lên men gián đoạn,
các thiết bị lên men được nối với nhau bởi một đường ống chung nên lắp đặt phức
tạp, cần chú ý việc giải phóng giấm chín và vệ sinh sát trùng các thùng, đặt biệt là
các thùng đầu dãy.
3.1.3.3. Lên men liên tục
Dịch đường và men giống liên tục đi vào và dịch giấm chín liên tục đi ra. Dịch
đường phải đi qua nhiều các thùng lên men: Thùng lên men chính, các thùng lên
men tiếp theo là lên men phụ. Nhiệt độ lên men thấp hơn so với lên men gián đoạn.
Ưu điểm:
Hiệu suất lên men tăng, dễ cơ khí và tự động hóa, thời gian lên men được rút
ngắn, hạn chế được nhiễm tạp khuẩn do lượng men gống ban đầu cao, chất lượng
giấm chín là ổn định.
Nhược điểm:
Khi nhiễm tạp thì rất khó xử lý nên đỏi hỏi vô trùng cao, vệ sinh, sửa chữa thiết
bị cần có kế hoạch cụ thể, yêu cầu về kỹ thuật cao, điện nước đầy đủ, ổn định.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

3.1.4. Chưng cất và tinh chế cồn [13]
3.1.4.1. Cơ sở lý thuyết về chưng cất rượu
Chưng cất là quá trình tách rượu và các tạp chất dễ bay hơi khỏi giấm chín. Kết
quả ta nhận được cồn thô.
Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như : rượu, este, andehyt và một số
ancol có số các bon lớn hơn hai, các ancol này ta gọi là ancol cao phân tử hay dầu
fusel ( dầu khét ).
Ngoài ra trong giấm chín còn chứa tinh bột, dextrin, protit, axit hữu cơ và chất
khoáng. Tuy là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trong thành phần của giấm chín chứa
chủ yếu là rượu Etylic và nước, vì thế khi nghiên cứu người ta xem giấm chín như
hỗn hợp của hai cấu tử.
Quá trình chưng cất rượu có thể dựa vào 2 định luật sau ( do Cônôvalốp và
Vrepski đưa ra):
-Định luật I: Thiết lập quan hệ giữa thành phần pha lỏng và pha hơi. ở trạng thái
cân bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn nhiều hơn trong thể lỏng.
Nếu ta thêm cấu tử dễ bay hơi vào dung dịch thì điều đó sẽ dẫn đến làm tăng độ bay
hơi của hỗn hợp, nghĩa là làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất đã cho. Tuy
nhiên độ bay hơi của hỗn hợp chỉ tăng theo nồng độ rượu trong pha lỏng tới một
nồng C% nào đó. Sau đó nếu tiếp tục thêm rượu vào pha lỏng thì độ bay hơi không
tăng nữa mà giảm đi. Lúc này định luật I không còn đúng nữa.
- Định luật II: Khi chưng cất và tinh chế ở áp suất khí quyển, ta chỉ có thể nhận
được cồn có nồng độ 97, 2% V. Thành phần hơi thoát ra từ dung dịch phụ thuộc vào
áp suất bên ngoài. Khi tăng áp suất của hệ thống hai cấu tử, cấu tử nào khi bay hơi
đòi hỏi nhiều năng lượng thì hàm lượng tương đối của nó sẽ tăng trong hỗn hợp
đẳng phí. Do đó khi chưng cất rượu trong điều kiện chân không thì có lợi hơn và có
thể thu được rượu với nồng độ cao hơn 97, 2%V phụ thuộc vào độ chân không.
3.1.4.2 Lý thuyết về tinh chế cồn
Tinh chế là quá trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn.
Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất ( trên 50 chất),
có cấu tạo và tính chất khác nhau. Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, este,
alcol cao phân tử và các axit hữu cơ. Hàm lượng chung của tất cả các tạp chất
không vượt quá 0,5% so với khối lượng cồn Etylic. Thành phần tạp chất nói chung
60.000 lít cồn 96o
/ngày

thay đổi phụ thuộc vào nguyên liệu. Có một số tạp chất mang tính đặc thù của từng
nguyên liệu.Còn sản xuất rượu từ tinh bột thường chứa furfuron và các tạp chất gây
vị đắng, đó là các tecpen.
Phân loại tạp chất:
-Trong việc tinh chế cồn người ta chia tạp chất thành ba loại sự phân loại
này chỉ mang tính quy ước vì tính chất của tạp chất có thể thay đổi tuỳ theo nồng độ
cồn trong tháp
-Tạp chất đầu : bao gồm nhóm chất dễ bay hơi hơn rượu etylic ở bất kỳ nồng
độ nào, nghĩa là hệ số bay hơi luôn luôn lớn hơn hệ số bay hơi của rượu ở cùng
nồng độ.Ví dụ như: aldehyt axetic, axetatetyl, axetat metyl, formiat etyl, aldehyt
butyric.
-Tạp chất cuối: gồm nhóm chất có độ bay hơi kém hơn so với độ bay hơi của
rượu etylic ở cùng nồng độ ,do đó nhiệt độ sôi của nó lớn hơn nhiệt độ sôi của rượu
ở cùng áp suất.Gồm các alcol cao phân tử như alcol amylic, alcol izoamylic,
izobutylic, propylic, izopropylic.Tạp chất cuối điển hình nhất là axit axetic.
-Tạp chất trung gian: là thể hiện tính chất phụ thuộc vào nồng độ cồn, chẳng
hạn ở nồng độ cao thì nó là tạp chất cuối, ở nồng độ thấp nó lại là tạp chất đầu. Đó
là các chất như izobutyrat etyl, izovalerat etyl, izovalerat izoamil và axetat izoamyl.
-Tạp chất đầu và tạp chất cuối tương đối dễ tách, còn tạp chất trung gian rất
khó tách.
* Hệ số tinh chế :
Độ bay hơi của các tạp chất phụ thuộc vào nồng độ alcol Etylic trong dung
dịch.
Gọi A% là % của rượu trong pha hơi.
a% là trọng lượng của rượu trong pha lỏng thì A/a = Kr gọi là hệ số bay hơi
của rượu.
Tương tự như vậy ta có B/b=Ktc gọi là hệ số bay hơi của tạp chất.
Hệ số bay hơi của rượu và hệ số bay hơi của tạp chất cho ta biết trong thể hơi
chứa bao nhiêu lần rượu hoặc tạp chất nhiều hơn so với ở thể lỏng. Để đánh giá độ
bay hơi tương đối của tạp chất so với rượu ở cả hai pha lỏng và hơi, người ta đưa ra
hệ số tinh chế K và biểu diễn bằng tỷ số:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Nếu :
K = 1 Tạp chất trung gian.
K < 1 Tạp chất cuối.
K > 1 Trong hơi có nhiều tạp chất (tạp chất đầu).
Hệ số tinh chế cho ta dự đoán sơ bộ khoảng không gian chứa nhiều tạp chất
trong tháp. Tuy nhiên không xác định vị trí lấy tạp chất cụ thể
Để tách cồn thô khỏi giấm và tinh chế để nhận được cồn tinh chế có chất lượng
cao ta có thể thực hiện theo các phương pháp sau: phương pháp gián đoạn, phương
pháp bán liên tục và phương pháp liên tục, trên các sơ đồ thiết bị khác nhau, từ đơn
giản đến phức tạp, tuỳ theo điều kiện, vốn đầu tư và yêu cầu chất lượng của cơ sở
sản xuất.
3.2. Lập và thuyết minh dây chuyền công nghệ
3.2.1 Chọn dây chuyền công nghệ
Nguyên liệu sắn
Làm sạch
Nghiền nguyên liệu
Nấu sơ bộ (to
=80÷850
C) Enzyme Termamyl
Phun dịch hóa (to
=94÷960
C) Hơi
Hơi thứ
Nấu chín (to
=100÷1050
C) Hơi
Tách hơi
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Làm nguội
Enzyme Spirit
Đường hoá (to
=60÷620
C)
H2SO4, Na2SiF6
Nấm men phòng thí nghiệm
Làm nguội (to
=28÷320
C)
Nấm men sản xuất
Lên men (to
=30÷320
C)
Dấm chín
Gia nhiệt
Hơi Tháp thô Bã rượu
Làm lạnh cồn thô
Hơi Tháp trung gian Cồn đầu
Cồn đã tách cồn đầu Làm lạnh cồn đầu
Hơi Tháp tinh Dầu fusel
Làm lạnh
Cồn thực phẩm
Kho bảo quản
60.000 lít cồn 96o
/ngày

3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ
3.2.2.1. Làm sạch [7, tr 31]
3.2.2.1.1. Mục đích
Quá trình làm sạch để tách các tạp chất đất, đá có kích thước lớn và kim loại
có trong nguyên liệu. Quá trình này đảm bảo nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất,
thuận lợi cho quá trình nghiền, tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm.
3.2.2.1.2. Tiến hành làm sạch
Nguyên liệu sắn lát sau khi được định lượng được đưa qua sàng rung làm
sạch để loại bỏ bụi bẩn, tạp chất, những lát bị hỏng chất lượng kém…
Nguyên liệu được đưa vào phễu nạp liệu, khi nguyên liệu chịu lực tác dụng
của sàn rung thì các tạp chất bé được lọt xuống lỗ của sàn rung và được đưa ra
ngoài. Phần nguyên liệu có kích thước lớn hơn so với kích thước của lỗ lưới nên
được giữ lại trên sàng rung. Cuối sàng rung đặt một nam châm điện để tách bỏ kim
loại lẫn trong nguyên liệu.
3.2.2.2. Nghiền nguyên liệu [7, tr 33]
3.2.2.2.1. Mục đích
Nhằm phá vỡ cấu trúc thực vật của củ sắn, tạo điều kiện giải phóng các hạt
tinh bột khỏi các mô, làm tăng bề mặt tiếp xúc của tinh bột với nước, giúp cho quá
trình trương nở, hòa tan tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa,hồ
hóa.
3.2.2.2.2. Các phương pháp nghiền
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Hình 3.1. Sàng rung
Hình 3.1. Sàng rung

Nguyên liệu có thể được nghiền với nhiều loại máy nghiền khác nhau như
máy nghiền búa, máy nghiền trục, máy nghiền đĩa, máy nghiền siêu tốc…
Đối với nguyên liệu dạng hạt hoặc dạng lát thường sử dụng máy nghiền búa .
Hình 3.2. Máy nghiền búa
1. Phễu nạp liệu, 2. Búa, 3. Lưới, 4. Đĩa treo búa, 5. Trục quay
3.2.2.2.3. Hoạt động của máy nghiền búa [7, tr 33]
Sắn lát đưa vào máy nghiền búa qua phễu nạp liệu (1). Sắn lát được nghiền
nát nhờ lực va đập của sắn và búa nghiền (2) vào thành trong của máy nghiền và do
sự cọ xát giữa các lát sắn với nhau. Búa được lắp trên đĩa treo búa (4) gắn trên trục
quay (5), các búa được treo cách đều nhau. Sắn lát sau khi được nghiền đạt kích
thước yêu cầu lọt qua lưới (3) ra ngoài và được đưa vào phễu chứa nhờ gàu tải, với
những phần nghiền chưa đạt yêu cầu nằm trên lưới và tiếp tục được búa nghiền cho
đến khi có kích thước đủ nhỏ lọt lưới ra ngoài. Sau khi nghiền kích thước của bột
sắn khoảng 1,5 mm.
3.2.2.3. Nấu [7, tr 36]
3.2.2.3.1. Mục đích
Mục đích của quá trình nấu la nhằm phá vỡ màng tế bào dự trữ tinh bột trong
nội nhũ của hạt hay trong phần thịt củ, để phân tán các mạch tinh bột tự do trong
nước, tạo điều kiện thuận lợi cho hệ emzym amylaza dễ dàng tác dụng khi đường
hóa,biến tinh bột thành đường lên men càng triệt để càng tốt.
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Bột sắn nghiền
Sắn lát

3.2.2.3.2. Những biến đổi lý hóa xảy ra trong khi nấu nguyên liệu
a) Sự trương nở và hòa tan tinh bột
Trong quá trình nấu, do tác động đồng thời của nước và nhiệt độ mà hạt tinh bột
hút nước rất nhanh, tinh bột sau khi hút nước sẽ trương nở, tăng thể tích và khối
lượng. Tinh bột được giải phóng ra môi trường thành tinh bột tự do và thu được hồ
tinh bột. Nhiệt độ ứng với độ nhớt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa.
b) Sự biến đổi Xenluloza và Hemixenluloza
Trong quá trình nấu ở môi trường axit nhẹ, xenluloza không bị phân thủy phân.
Hemixenluloza được tạo thành bởi các gốc đường pentoza (C5) một phần có thể bị
thủy phân. Sự thủy phân này bắt đầu xảy ra khi nấu nguyên liệu và chuẩn bị hỗn
hợp (dưới tác dụng của men xitaza) và tiếp tục xảy ra trong quá trình nấu (dưới tác
động của ion H+
) tạo ra dextrin, các hợp chất cao phân tử (rất ít), và đường pentoza
(xyloza, arabinoza).
c) Sự biến đổi của đường, tinh bột và một số chất khác
Sự biến đổi của tinh bột và đường có ý nghĩa rất quan trọng trong sản xuất
rượu. Khi nấu, một phần tinh bột bị thủy phân dưới tác động của enzyme amylaza
thành dextrin và đường maltoza.
Đường glucoza, frutoza, saccaroza là đường chủ yếu có sẵn trong nguyên liệu,
còn đường maltoza được tạo thành trong quá trình nấu. Dưới tác dụng của nhiệt độ
cao đường sẽ bị thủy phân tạo thành melanoidin, các sản phẩm caramen hóa,…gây
sẫm màu và giảm chất lượng khối nấu. Protit và chất béo hầu như không bị thay đổi
trong quá trình nấu.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

3.2.2.3.3. Tiến hành [ 7, tr 52-54]
Hình 3.3. Hệ thống Misurin.
1.Gàu tải hạt, 2.Gàu tải củ, 3.Thiết bị tách tạp chất kim loại, 4.Phểu chứa hạt,
5.Vít tải định lượng hạt, 6.Van điều chỉnh nước, 7.Máy nghiền hạt, 8.Cân định
lượng củ, 9. Máy thái củ, 10.Thiết bị trộn và nấu sơ bộ, 11. Bơm chuyển hỗn hợp
nấu, 12. Ống góp hơi chính, 13. Bộ tiếp xúc nhiệt, 14. Nồi nấu chín. 15. Nồi Nấu
chín thêm, 16. Phao điều chỉnh mức, 17.Thiết bị tách hơi thứ.
Nguyên liệu sau khi nghiền được hòa trộn với nước theo một tỉ lệ nhất định
tại thùng hòa bột rồi đưa vào nồi nấu sơ bộ .Trong quá trình nấu có bổ sung enzyme
Termamyl với tỉ lệ 0,03% so với tổng lượng tinh bột. Tại nồi nấu sơ bộ khối nấu
được nâng lên 80÷850
C trong 10÷15 phút đây là nhiệt độ thích hợp cho hoạt động
của enzyme α-amylaza để phân cắt mạch tinh bột. Tiếp đó khối nấu nhờ bơm
pittông bơm sang thiết bị phun dịch hóa tại đây khối nấu tiếp xúc với hơi nhiệt ở áp
suất cao và nhiệt độ cao làm cho cấu trúc tinh bột bị phá vỡ, làm cho khối cháo mịn
hơn, qua thiết bị này nhiệt độ khối nấu đạt 94÷960
C. Sau đó khối nấu tiếp tục được
bơm sang nồi nấu chín , theo đó dịch cháo chảy từ trên xuống còn hơi chính được
60.000 lít cồn 96o
/ngày

cấp từ dưới lên do đi ngược chiều nên sẽ làm cho dịch cháo được khuấy mạnh và
đun nóng tới mức độ cần thiết. Ở mỗi nồi nấu chín thì khối nấu sẽ được giữ ở nhiệt
độ 100÷1050
C trong khoảng thời gian từ 25÷30 phút. Hệ thống chín gồm 6 nồi nấu
chín. Việc điều chỉnh mức khối nấu nhờ phao điều chỉnh . Hơi thứ tách ra ở nồi nấu
chín được tách ở thiết bị tách hơi được thu hồi và cung cấp cho nồi nấu sơ bộ.
Ở nồi nấu chín, dịch được cho vào theo cửa (b). Ở giữa nồi nấu có một vách
ngăn chia nồi nấu thành 2 phần nhưng ở đáy lại thông nhau. Dịch đi vào phía trên
theo cửa (b) của nồi rồi chảy xuống đáy sau đó tràn qua ngăn kia cho đến khi đầy
thì chảy chuyền sang nồi khác qua cửa (d). Phía dưới đáy nồi có van xả đáy (e) để
xả dịch nấu khi có trường hợp bị sự cố.
Ta có : + Thời gian nấu sơ bộ: 15 phút.
+ Thời gian đem đi phun dịch hóa: 15 phút.
+ Thời gian nấu chín: 180 phút.
+ Thời gian xông hơi tiệt trùng: 30 phút.
Vậy tổng thời gian nấu một mẻ: 240 phút
Số mẻ nấu trong một ngày: 6
240
6024
=
×
mẻ
3.2.2.4. Đường hóa
3.2.2.4.1. Mục đích [7, tr 62]
Dùng enzym amylaza chuyển hóa tinh bột phân tán trong dịch hồ hóa trong quá
trình nấu thành đường lên men được, quyết định hiệu suất lên men, khâu này là
khâu then chốt trong sản xuất cồn. Muốn đạt hiệu quả cao trong quá trình thủy phân
tinh bột thì vấn đề quan trọng trước tiên là chọn tác nhân đường hóa.
3.2.2.4.2. Tiến hành
Quá trình đường hoá dịch cháo nấu có thể thực hiện gián đoạn hay liên
tục.
Ta chọn phương pháp đường hóa liên tục tác nhân đường hóa enzyme
amylaza.
Dịch cháo từ nồi nấu theo ống dẫn cháo vào thiết bị làm nguội ống lồng ống.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Ở đây dịch cháo đi trong ống còn nước làm nguội đi bên ngoài ống thực hiện quá
trình trao đổi nhiệt làm cho nhiệt độ của dịch cháo giảm xuống to
=60÷620
C. Sau đó
dịch cháo liên tục đưa vào thùng đường hóa. Quá trình đường hóa có bổ sung dịch
enzyme Spirit và H2SO4 nhờ bộ phận phân phối. Thời gian đường hóa kéo dài
khoảng 30 phút, sau đó dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ lên men. Quá trình
làm lạnh dịch đường đến nhiệt độ lên men cũng được thực hiện trong thiết bị làm
nguội ống lồng ống. Sau khi đường hoá và làm nguội xong thì 10% dịch đường
được đưa sang phân xưởng nhân giống nấm men, 90% còn lại được đưa vào thùng
lên men.
3.2.2.5. Lên men
3.2.2.5.1. Mục đích [7, tr 107]
Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin
thấp phân tử trong dịch lên men thành C2H5OH, CO2 và một số chất hữu cơ khác
nhờ hoạt động của nấm men. Đồng thời lên men còn tạo các sản phẩm phụ như este,
axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehit, glyxerin… hoà tan vào dịch lên men.
Chuẩn bị giống:
+ Từ ống gốc đến 10L thường thực hiện trong phòng thí nghiệm
Môi trường nuôi cấy ở 10mL, 100mL: Môi trường nuôi cấy ở giai đoạn này
thường dùng malt đại mạch.
+ Từ 10L thực hiện trong phân xưởng sản xuất
- Thao tác thực hiện: Men giống được nuôi cấy ở môi trường thạch nghiêng. Khi
đã có men giống và đã chuẩn bị môi trường xong, ta tiến hành cấy chuyền nấm men
giống từ môi trường thạch nghiêng sang môi trường dịch thể 10 ml. Sau đó nuôi
trong tủ ấm, duy trì nhiệt độ 28 ÷320
C và giữ trong thời gian 20÷24 giờ.
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Ống giống gốc ống nghiệm 10mL bình nuôi 100mL
bình cầu 1000mLbình 10Lthùng 100Lthùng 1000L đủ lượng giống yêu cầu

Sau thời gian đó thì ta chuyển nấm men từ ống nghiệm 10ml sang bình 100ml,
1000ml cũng đã chứa môi trường dinh dưỡng đã được chuẩn bị trước, thời gian nuôi
cấy 12 giờ.
Tiếp tục, chuyển sang nuối cấy ở bình 10l, sau 10÷12 giờ thì chuyển sang nuôi
cấy ở các thiết bị lớn hơn.
-Tiến hành lên men: [7, tr 152]
Sử dụng phương pháp lên men liên tục:
Dịch cháo và dịch nấm men giống được cho vào thùng đầu gọi là thùng lên
men chính, luôn chứa một lượng lớn tế bào trong 1ml dung dịch. Khi đầy thùng đầu
thì dịch lên men sẽ chảy tiếp sang các thùng bên cạnh và cuối cùng là thùng chứa
giấm chín.
Sơ đồ gồm hai thùng nhân giống nấm men cấp 1 và một thùng nhân giống
nấm men cấp 2, một thùng lên men chính và có khoảng 6÷8 thùng lên men tiếp theo.
Thùng nhân giống cấp 1 được đặt trên thùng nhân giống cấp 2 để dễ dàng tự chảy.
Thùng nhân giống cấp 2 cũng được đặt cao hơn so với thùng lên men chính.
Khi bắt đầu sản xuất ta chuẩn bị nấm men giống ở 2 thùng cấp 1 lệch nhau
khoảng 3÷4 giờ. Khi nấm men giống ở thùng nhân giống nấm men cấp 1 đạt yêu cầu
thì tháo xuống thùng cấp 2. Thùng vừa giải phóng cần vệ sinh, thanh trùng và đổ đầy
60.000 lít cồn 96o
/ngày
Hình 3.4. Sơ đồ lên men liên tục

dịch đường mới. Tiếp đó thanh trùng ở 750
C rồi axit hoá tới độ chua 1,8÷2,4g
H2SO4/l. Sau đó làm lạnh đến nhiệt độ nhân giống rồi cho 25÷30% lượng nấm men
giống ở thùng cấp 1 còn lại vào và để cho lên men đến độ biểu kiến 5÷6%. Lượng
nấm men giống còn lại ở thùng cấp 1 tháo hết xuống thùng cấp 2. Sau khi vệ sinh và
thanh trùng lại tiếp tục chu kỳ nhân giống khác.
Ở thùng nhân giống nấm men cấp 2 tiếp tục cho dịch đường tới đầy và axit
hoá tới độ chua 1÷1,25g H2SO4/l rồi để cho lên men tiếp tới độ lên men biểu kiến
còn 5÷6%. Cho toàn bộ dịch ở thùng cấp 2 vào thùng lên men chính rồi liên tục cho
dịch đường vào. Dịch lên men sẽ tiếp tục chảy từ thùng lên men chính sang các
thùng bên cạnh và đến thùng cuối cùng ta thu được giấm chín. Tổng thời gian lên
men là 70÷72 giờ, nhiệt độ lên men ở thùng lên men chính ( 25÷270
C), hai thùng
tiếp theo (27÷300
C), các thùng còn lại ( 27÷280
C).
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp lên men này là dùng một lượng men
giống lớn ở thùng lên men chính nên lên men xảy ra nhanh, hạn chế sự tạp nhiễm.
Nhược điểm: Yêu cầu công nghệ cao, ổn định các điều kiện sản xuất như
dịch đường, men giống, kĩ thuật thao tác cao. Phương pháp lên men này dễ nhiễm
khuẩn hoàng loạt dẫn đến giảm hiệu suất lên men.
3.2.2.6. Chưng cất và tinh chế
3.2.2.6.1. Mục đích
Chưng cất: Chưng cất là quá trình tách cồn cùng các chất dễ bay hơi ra khỏi
giấm chín để thu được cồn thô và bã rượu.
Tinh chế là quá trình tách các tạp chất ra khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ
cồn và cuối cùng nhận được cồn tinh chế.
Tiến hành chưng cất và tinh chế theo sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Hình 3.5.Sơ đồ chưng ba tháp gián tiếp một dòng.
Ghi chú : 1.Thùng chứa dấm chín. 7.Bình làm lạnh ruột gà.
2.Bình hâm dấm. 8.Tháp trung gian ( tháp aldehyt).
3.Bình tách CO2 9,10.Bình ngưng tụ.
4.Tháp thô. 11.Tháp tinh chế.
5.Bình chống phụt giấm. 12. Bình ngưng tụ hồi lưu.
6.Bình ngưng tụ cồn thô. 13.Bình làm lạnh sản phẩm.
* Thuyết minh qui trình chưng cất và tinh chế:
Giấm chín được bơm lên thùng chứa giấm chín (1), sau đó tự chảy vào các bình
hâm giấm (2). Ở đây giấm chín được hâm nóng bằng hơi rượu ngưng tụ đến nhiệt
độ 70÷800
C rồi chảy qua bình tách CO2 số (3) rồi vào tháp (4). Khí CO2 và hơi rượu
bay lên được ngưng tụ ở (6) qua (7) rồi ra ngoài. Tháp thô được đun bằng hơi trực
tiếp, hơi rượu đi từ dưới lên, giấm chảy từ trên xuống nhờ đó quá trình chuyển khối
60.000 lít cồn 96o
/ngày

được thực hiện, sau đó hơi rượu ra khỏi tháp và được ngưng tụ ở (2) và (6) rồi qua
(7) ra ngoài. Chảy xuống tới đáy nồng độ rượu trong giấm còn khoảng 0,015 ÷
0,03%V được thải ra ngoài gọi là bã rượu. Muốn kiểm tra rượu sót trong bã ta phải
ngưng tụ dạng hơi cân bằng với pha lỏng. Hơi ngưng tụ có nồng độ 0,4÷0,6% là đạt
yêu cầu. Nhiệt độ của tháp thô 103 ÷ 1050
C.
Phần lớn rượu thô (90 ÷ 95%) liên tục đi vào tháp aldehyt số (8). Tháp này cũng
dùng hơi trực tiếp, hơi ruợu bay lên được ngưng tụ và hồi lưu đến 90%, chỉ điều
chỉnh lượng nước làm lạnh và lấy ra khoảng 3 ÷ 5% gọi là cồn đầu. Một phần rượu
thô (5 ÷ 10%) ở (6) hồi lưu vào đỉnh tháp aldehyt vì chứa nhiều tạp chất.
Sau khi tách bớt tạp chất, rượu thô từ đáy tháp aldehyt số (8) liên tục đi vào tháp
tinh (11) với nồng độ 35 ÷ 40%V. Tháp tinh chế (11) cũng được cấp nhiệt bằng hơi
trực tiếp (có thể gián tiếp), hơi bay lên được nâng dần nồng độ sau đó ngưng tụ ở
(12) rồi hồi lưu lại tháp. Bằng cách điều chỉnh lượng nước làm lạnh ta lấy ra
1,5÷2% cồn đầu rồi cho hồi lưu về đỉnh (8). Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng cách
đĩa hồi lưu 3 đến 5 đĩa và được làm lạnh ở (13).
Nhiệt độ đáy tháp aldehyt duy trì ở nhiệt độ 78÷790
C. Nhiệt độ thân tháp tinh ở vị
trí cách đĩa tiếp liệu 3÷4 đĩa về phía trên khống chế ở 82÷830
C.
Sơ đồ trên được gọi là gián tiếp một dòng vì sản phẩm đi vào các tháp chỉ có một
dòng chất lỏng duy nhất. Còn gọi là gián tiếp vì bản thân dòng chất lỏng không
chứa ẩn nhiệt bay hơi.
Sơ đồ gián tiếp một dòng có ưu điểm là đễ thao tác, chất lượng cồn tốt và ổn định
nhưng tốn hơi.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. Biểu đồ nhập liệu
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Nguyên liệu x x x x x x x 0 x x x x
Nhà máy làm việc 11 tháng trong năm, tháng 8 ngừng hoạt động để vệ sinh, sửa
chữa thiết bị hư hỏng và bảo dưỡng các thiết bị khác nhằm làm cho quá trình sản
xuất được hiệu quả hơn. Trong năm nghỉ các ngày chủ nhật và các ngày lễ lớn (1/1,
4 ngày tết âm lịch, 10/3 âm lịch, 30/4, 1/5, 2/9).
4.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy
Do đặc điểm của quá trình sản xuất nên nhà máy làm việc một ngày 3 ca, số
ngày sản xuất 1 năm được tính bằng số ngày trong năm trừ đi các các ngày lễ, tết.
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số ngày sản xuất 2
6
28 31 29 30 30 3
1
0 29 31 30 31
Số ca sản xuất 7
8
84 93 87 90 90 9
3
0 87 93 90 93
Tổng số ngày sản xuất: 326 ngày, tổng số ca sản xuất: 978 ca.
4.3. Tính cân bằng sản phẩm
4.3.1. Các thông số ban đầu
- Năng suất: 60.000 lít cồn 96o
/ ngày.
- Thành phần nguyên liệu: 100% sắn lát khô.
- Nồng độ chất khô của dịch sau khi nấu: 18%, nồng độ dịch lên men: 16%.
- Hiệu suất đường hoá: 98%.
- Hiệu suất lên men: 98%.
- Hiệu suất chưng cất tinh chế: 97%.
- Hiệu suất thu hồi:
%1,93931,097,098,098,0 ==××=××= cclmdh ηηηη
- Hao hụt và tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Bảng 4.1. Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn
STT Công đoạn Hao hụt và tổn thất
1 Làm sạch 2%
2 Nghiền 0,5%
3 Nấu sơ bộ 1%
4 Phun dịch hóa 0,5%
5 Nấu chín 1%
6 Tách hơi 0,5%
7 Làm nguội 0,5%
8 Đường hóa 2%
9 Làm lạnh 0,5%
10 Lên men 2%
11 Chưng cất 1%
12 Tinh chế 1%
Bảng 4.2. Bảng độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu
Nguyên liệu Độ ẩm Chất khô Tinh bột
Sắn 13% 87% 73%
4.3.2.Tính toán cân bằng vật chất
4.3.2.1. Công đoạn làm sạch
Khối lượng nguyên liệu đem vào làm sạch: M (kg)
Lượng nguyên liệu thu được sau làm sạch:
M
M
m ×=
−×
= 98,0
100
)2100(
1 (kg)
Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau làm sạch:
M
Mm
mCK ×=
××
=
×
= 853,0
100
8798,0
100
871
1 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong nguyên liệu sau làm sạch:
M
Mm
mTB ×=
××
=
×
= 715,0
100
7398,0
100
731
1 (kg)
Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau làm sạch:
M
Mm
m OH ×=
××
=
×
= 127,0
100
1398,0
100
131
)1(2
(kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

4.3.2.2. Công đoạn nghiền
Khối lượng nguyên liệu thu được sau khi nghiền:
M
Mm
m ×=
××
=
−×
= 975,0
100
5,9998,0
100
)5,0100(1
2 (kg)
Khối lượng chất khô có trong nguyên liệu sau khi nghiền:
M
Mm
mCK ×=
××
=
×
= 848,0
100
87975,0
100
872
2 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong nguyên liệu sau khi nghiền:
M
Mm
mTB ×=
××
=
×
= 712,0
100
73975,0
100
732
2 (kg)
Khối lượng nước có trong nguyên liệu sau khi nghiền:
M
Mm
m OH ×=
××
=
×
= 126,0
100
13975,0
100
132
)2(2
(kg)
4.3.2.3. Công đoạn nấu sơ bộ
Gọi X là lượng nước tại công đoạn nấu sơ bộ mà ta cần bổ sung để sau khi
nấu chín nồng độ chất khô đạt 18%.
Lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa bằng 1‰ so với lượng
tinh bột có trong nguyên liệu:
M
Mm
m TB
E ××=
×
== −42
1012,7
1000
712,0
1000
(kg)
Trong quá trình nấu sơ bộ ta bổ sung một lượng enzyme bằng 30% so với
tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa:
44
)3( 10136,21012,7
100
30
100
30 −−
××=×××=×= MMmm EE (kg)
Do lượng enzyme bổ sung vào quá trình nấu có khối lượng nhỏ hơn so với
khối lượng chất khô của nguyên liệu nên có thể bỏ qua.
Vậy khối lượng của dịch cháo sau khi nấu sơ bộ là:
100
99
)975,0(
100
)1100(
)( 23 ×+×=
−
×+= XMXmm XM ×+×= 99,0965,0 (kg)
Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 840,0
100
99848,0
100
)1100(2
3 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu sơ bộ:
M
Mm
m TB
TB ×=
××
=
−×
= 705,0
100
99712,0
100
)1100(2
3 (kg)
Khối lượng nước trong dịch cháo còn lại sau khi nấu sơ bộ:
100
99
)126,0(
100
)1100(
)( )2()3( 22
×+×=
−
×+= XMXmm OHOH
XM ×+×= 99,0125,0 (kg)
4.3.2.4. Công đoạn phun dịch hóa
Khối lượng của dịch cháo thu được sau khi phun dịch hóa:
100
5,99
)99,0965,0(
100
)5,0100(
34 ××+×=
−
×= XMmm XM ×+×= 985,0960,0 (kg
)
Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 836,0
100
5,99840,0
100
)5,0100(3
4 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
M
Mm
m TB
TB ×=
××
=
−×
= 702,0
100
5,99705,0
100
)5,0100(3
4 (kg)
Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi phun dịch hóa:
100
5,99
)99,0125,0(
100
)5,0100(
)3()4( 22
××+×=
−
×= XMmm OHOH
XM ×+×= 985,0124,0 (kg)
4.3.2.5. Công đoạn nấu chín
Cứ 1 kg nguyên liệu chưa hòa nước đưa vào nấu chín cần cung cấp 2 kg hơi
và lượng nước ngưng tụ sau khi nấu chín bằng 50% lượng hơi cấp vào. Vậy khối
lượng nước ngưng tụ sau khi nấu:
Mmmm NOH ×==××= 975,02
100
50
22)(2
(kg)
Khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

100
99
)975,0985,096,0(
100
)1100(
)( )(45 2
××+×+×=
−
×+= MXMmmm NOH
XM ×+×= 975,0915,1 (kg)
Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 828,0
100
99836,0
100
)1100(4
5 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
M
Mm
m TB
TB ×=
××
=
−×
= 695,0
100
99702,0
100
)1100(4
5 (kg)
Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
100
)1100(
)( )()4()5( 222
−
×+= NOHOHOH mmm
100
99
)975,0985,0124,0( ××+×+×= MXM
XM ×+×= 975,0088,1 (kg)
Sau nấu chín nồng độ chất khô đạt 18% nên ta có:
XMM
M
mm
m
m
m
C
OHCK
CK
dd
ct
×+×+×
×
=⇔
+
==
975,0088,1828,0
828,0
100
18
)5(5
5
0
0
2
MX ×=⇒ 752,2 (kg).
Khối lượng nước có trong dịch cháo sau khi nấu chín:
MMMXMm OH ×=××+×=×+×= 772,3752,2975,0088,1975,0088,1)5(2
(
kg)
Vậy khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:
MMMm ×=××+×= 598,4752,2975,0915,15 (kg)
4.3.2.6. Công đoạn tách hơi
Lượng hơi cấp cho quá trình nấu chín bằng hai lần so với lượng nguyên liệu
sau khi nghiền để hòa nước. Lượng hơi tách ra trong công đoạn tách hơi chiếm 30%
so với lượng hơi cung cấp cho quá trình nấu chín:
MMmmH ×=×××=××= 585,0975,02
100
30
2
100
30
2 (kg)
Khối lượng dịch cháo thu được sau khi tách hơi:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

MMmm ×=××=
−
×= 575,4
100
5,99
598,4
100
)5,0100(
56 (kg)
Lượng chất khô có trong dịch cháo sau tách hơi:
M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 824,0
100
5,99828,0
100
)5,0100(5
6 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi tách hơi:
M
Mm
m TB
TB ×=
××
=
−×
= 692,0
100
5,99695,0
100
)5,0100(5
6 (kg)
Khối lượng của nước có trong dịch cháo sau khi tách hơi:
MMmm OHOH ×=××=
−
×= 753,3
100
5,99
772,3
100
)5,0100(
)5()6( 22
(kg)
4.3.2.7. Công đoạn làm nguội:
Khối lượng dịch cháo sau khi làm nguội:
MMmm ×=××=
−
×= 552,4
100
5,99
575,4
100
)5,0100(
67 (kg)
Khối lượng chất khô có trong dịch cháo sau làm nguội:
M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 820,0
100
5,99824,0
100
)5,0100(6
7 (kg)
Khối lượng tinh bột có trong dịch cháo sau khi làm nguội:
M
Mm
m TB
TB ×=
××
=
−×
= 689,0
100
5,99692,0
100
)5,0100(6
7 (kg)
Khối lượng của nước có trong dịch cháo sau khi làm nguội:
MMmm OHOH ×=××=
−
×= 734,3
100
5,99
753,3
100
)5,0100(
)6()7( 22
(kg)
4.3.2.8. Công đoạn đường hóa:
Trong quá trình đường hóa ta bổ sung một lượng enzyme, lượng enzyme này
bằng 70% so với tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa.
44
)8( 10984,41012,7
100
70
100
70 −−
××=×××=×= MMmm EE (kg)
Lượng axit H2SO4 300
Be cần bổ sung trong quá trình đường hóa sử dụng cho
100 lít cồn 100%V là 1,5÷2 kg.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Theo lý thuyết 100 kg tinh bột sản xuất được 72 lít cồn 100%V. Nên 100kg
tinh bột cần bổ sung 1,08kg H2SO4 300
Be.
Vậy lượng axit H2SO4 300
Be bổ sung cho quá trình nấu chín là:
37
1043,7
100
08,1689,0
100
08,1
42
−
××=
××
=
×
= M
Mm
m TB
SOH (kg)
Gọi Y là lượng nước trong quá trình đường hóa ta cần bổ sung.
Lượng enzyme và lượng axit H2SO4 có khối lượng rất thấp so với khối lượng
chất khô của khối nguyên liệu nên ta có thể bỏ qua.
Khối lượng của dịch đường sau đường hóa là:
YMYMYmm ×+×=×+×=
−
×+= 98,0460,4
100
98
)552,4(
100
)2100(
)( 78 (kg)
Khối lượng chất khô có trong dịch đường sau đường hóa:
)(804,0
100
98820,0
100
)2100(7
8 kgM
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
=
Ta có: (C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH
2
O → nC
6
H
12
O
6
(1)
162 180
Tinh bột chuyển hóa thành đường với hiệu suất 98% nên dựa vào phương
trình (1) ta có khối lượng đường thu được sau khi đường hóa là:
M
Mm
m TB
Đuong ×=
×
×××
=
×
××
= 675,0
100162
98180689,0
100162
981807
(kg)
Khối lượng đường còn lại sau khi đường hóa với hao hụt 2% là:
M
Mm
m
Đuong
Đuong ×=
××
=
−×
= 662,0
100
98675,0
100
)2100(
)8( (kg)
Khối lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi đường hóa là:
100
98
)734,3(
100
)2100(
)( )7()8( 22
×+×=
−
×+= YMYmm OHOH
YM ×+×= 98,0659,3 (kg)
4.3.2.9. Công đoạn làm lạnh
Khối lượng dịch đường sau làm lạnh là:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

100
5,99
)98,0460,4(
100
)5,0100(
89 ××+×=
−
×= YMmm YM ×+×= 975,0437,4 (
kg)
Khối lượng chất khô có trong dịch đường sau khi làm lạnh là:
M
Mm
m CK
CK ×=
××
=
−×
= 80,0
100
5,99804,0
100
)5,0100(8
9 (kg)
Khối lượng đường trong dịch đường còn lại sau khi làm lạnh:
M
Mm
m
Đuong
Đuong ×=
××
=
−×
= 659,0
100
5,99662,0
100
)5,0100()8(
)9(
(kg)
Lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi làm lạnh:
100
5,99
)98,0659,3(
100
)5,0100(
)8()9( 22
××+×=
−
×= YMmm OHOH
YM ×+×= 975,0641,3 (kg)
Nồng độ chất khô của dịch đường sau đem lên men là 16% nên ta có:
)9(9
9
0
0
2OHCK
CK
dd
ct
mm
m
m
m
C
+
==
100
16
975,0641,380,0
80,0
=
×+×+×
×
⇔
YMM
M
MY ×= 573,0 (kg)
Lượng nước còn lại trong dịch đường sau khi làm lạnh:
MMMYMm OH ×=××+×=×+×= 2,4573,0975,0641,3975,0641,3)9(2
(kg)
Khối lượng của dịch đường sau làm lạnh:
MMMm ×=××+×= 995,4573,0975,0437,49 (kg)
4.3.2.10. Công đoạn lên men
Trong quá trình lên men ta bổ sung một lượng Na2SiF6 bằng 0,25% so với
khối lượng dịch cháo sau đường hóa đem làm lạnh:
M
Mm
m SiFNa ×=
××
=
×
= 012,0
100
995,425,0
100
25,0 9
62
(kg)
Na2SiF6 có khối lượng thấp so với chất khô nguyên liệu nên có thể bỏ qua.
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Lượng chất khô không đường có tỉ lệ rất thấp so với lượng đường trong dịch
lên men. Nên thể tích dịch đường lên men với ρđương 16% = 1,065 ( kg/lít) [9, tr 58] :
VDịchđường= M
Mm
đuong
×=
×
= 690,4
065,1
995,49
ρ
(lit)
Thể tích men giống sử dụng bằng 10% so với thể tích dịch đường đem lên
men: Vmen giống= MM ×=×× 469,0690,4
100
10
(lit).
Dịch đường sau khi làm lạnh thì 90%V sẽ được đem đi lên men. Vậy lượng
dịch đường đem đi lên men là
VDịchlênmen= VDịch đường x 90%= MM ×=×× 221,4690,4
100
90
(lit).
Sau khi nhân giống xong thì dịch nhân giống sẽ được bơm trở lại thùng lên
men, vây thể tích của dịch đường đi lên men:
V= VDịch đường+ Vmen giống M×= 69,4 (lit).
Sau khi nhân giống xem như nấm men đã sử dụng hết lượng đường nên
nồng độ đường còn lại là
C%= %4,1490
100
16
=× ρđương 14,4% = 1,056 ( kg/lít) [9, tr 58]
Khối lượng của dịch trước lên men là:
MMVm đuong ×=××=×= 494,569,4056,110 ρ (kg)
Dựa vào phương trình lên men (2):
6126 OHC → 2 OHHC 52 + 2 2CO (2)
180,2 92,1 88
Cứ 100kg đường glucose tạo thành 51,16 kg cồn khan, nên lượng cồn khan
thu được tạo ra từ 0,659xM kg đường với hiệu suất lên men là 98% là:
mcồnkhan M
M
×=×
××
= 331,0
100
98
100
16,51659,0
(kg)
Khối lượng cồn khan thu được với hao hụt là 2%:
mcồn khan= MM ×=
−
×× 324,0
100
2100
331,0 (kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Thể tích cồn khan thu được sau lên men với conkhanρ = 0,78927( kg/lít) [8, tr
9]
Vcồn khan M
Mm
conkhan
conkhan
×=
×
== 411,0
78927,0
324,0
ρ
(lit)
Dựa vào phương trình lên men ta suy ra lượng CO2 thu được sau lên men:
M
Mm
m
conkhan
CO ×=
××
=
×
= 310,0
1,92
88324,0
1,92
88
2 (kg)
Khối lượng giấm chín thu được sau lên men:
MMMmmm CODam ×=××−×=×−= 080,5
100
98
)310,0494,5(
100
98
)( 210 (kg
)
Độ rượu trong giấm : %38,6
080,5
324,0
=
×
=
M
m
m
Dam
conkhan
khốilượng=8%V [7,tr 248]
Thể tích giấm chín:
Vgiấm chín = M
MVconkhan
×=×
×
=× 137,5100
8
411,0
100
8
(lit)
4.3.2.11. Công đoạn chưng cất
Dịch giấm chín trước khi vào đĩa tiếp liệu có nồng độ 8%V = 6,38% khối
lượng. Nhiệt độ sôi tương ứng ở nồng độ đó là: ts = 93,84 0
C [7, tr 278]
Trước khi vào tháp, giấm được hâm nóng đến 700
C ở thiết bị hâm giấm. Sau
đó đưa vào tháp thô để nâng nhiệt độ đến t = 93,84o
C.
Nhiệt lượng cần đun nóng giấm từ 700
C đến nhiệt độ sôi tính cho 100 kg
giấm: )(100 DSDD ttCQ −×××= ρ
Trong đó: 100: Khối lượng giấm vào tháp.
CD = 1,019 – 0,0095×B: Nhiệt dung riêng của giấm. (Kcal/kg.độ)
B = 6,38 %: Nồng độ chất khô trong giấm (%).
Suy ra : 018,1%38,60095,0019,1 =×−=DC (kcal/kg.độ)
Nên 912,2426)7084,93(018,1100 =−××=Q (Kcal)
Theo đồ thị X - 3 ,nồng độ etanol tại đĩa tiếp liệu x = 8 % khối lượng bằng
3,29 % mol. Từ đó theo bảng X- 1[10, tr 313] nhiệt độ sôi tương ứng ở nồng độ đó
60.000 lít cồn 96o
/ngày

là ts = 92,6 o
C. Nồng độ rượu ở pha hơi: y = 47,6 % khối lượng bằng 26,21 % mol.
Khối lượng hơi rượu bốc lên khỏi tháp thô ứng với 100kg giấm là:
G = )(403,13
6,47
38,6100100
kg
y
xđ
=
×
=
×
Thực tế lượng hơi thường cấp dư nên lượng hơi rượu thực tế là:
)(073,1405,1403,13 kgGGT =×=×= β (Với β = 1,05: Hệ số hơi thừa ).
Nồng độ thật của rượu ở pha hơi: y = 073,14
38,6
= 45,33 (% khối lượng).
Phương trình cân bằng vật chất cho tháp thô ứng với 100 kg giấm chín giả sử
rằng lượng rượu trong bã là không đáng kể: P + 100 = R + GT
Trong đó : P – Lượng hơi nước cần dùng, kg/h
R – Lượng bã rượu, kg/h
GT – Lượng hơi rượu đi ra khỏi tháp.
Suy ra : 100 + P = R + 14,073  P + 85,927 = R.
Bảng 4.3. Bảng cân bằng nhiệt lượng ứng với 100 kg giấm chín
Thành phần nhiệt
Khối lượng
(kg)
Nhiệt lượng riêng
(KJ/kg)
Tính toán nhiệt
(KJ)
Và
o
Giấm chín 100 297 100×297=29700
Hơi nước P 2680 2680P
Ra
Hơi nước - rượu 14,073 2010 14,073×2010=28286,7
3Bã 85,927+P 420 (85,927+P) ×420
Nhiệt làm mát. 840
Phương trình cân bằng nhiệt:
29700+2680×P=28286,73+(85,927+P)×420+ 840
⇒ P =15,715(Kg) ⇒ R = 101,642 (Kg).
Ta có 100 kg giấm chín cần 15,715 kg hơi và bã thu được là 101,642 (kg)
Hơi đốt cần cung cấp cho 5,080 ×M (kg) giấm chín là :
mhơi M
M
×=
××
= 798,0
100
715,15080,5
(kg)
Lượng bã từ 5,080×M kg giấm chín:
60.000 lít cồn 96o
/ngày

M
M
mbã ×=
××
= 163,5
100
642,101080,5
(kg)
Hơi trong tháp ứng với 5,080×M kg giấm:
G = M
M
×=
××
681,0
6,47
38,6080,5
(kg)
Lượng hơi thực tế đi ra khỏi tháp thô vào thiết bị ngưng tụ:
MMGGT ×=××=×= 715,005,1681,0β (kg)
Toàn bộ hơi sau khi ra khỏi tháp thô được đem đi ngưng tụ thành rượu thô.
Nên lượng rượu thô là 0,715×M (kg).
Hao hụt ở chưng cất là 1%, nên lượng rượu thô thu được là:
mrượu thô M
M
×=
××
= 708,0
100
99715,0
(kg)
4.3.2.12. Tinh chế
Nếu ta xem tổn thất rượu ở bã là không đáng kể thì ta có: CD xCxV ×=×
Với: x – Nồng độ cồn trong giấm chín. x = 8 %V
VD – Lượng giấm chín. VD = 5,137×M (lit)
x – Nồng độ cồn sản phẩm lấy ra. x = 96%V.
Lượng cồn sản phẩm lấy ra là: M
M
C ×=
××
= 428,0
96
8137,5
(lit)
Hiệu suất chưng cất tinh chế đạt 98% nên lượng cồn sản phẩm lấy ra là:
MMCV ×=××=×= 419,0428,0
100
98
100
98
(lit)
Ta có lượng cồn khan có trong giấm chín sau lên men là 0,419 ×M (lit).
Lượng cồn khan bị tổn thất trong quá trình chưng cất và tinh chế là:
MMVV conkhanTT ×=××=×= 0083,0411,0
100
2
100
2
)1( (lit)
Tương đương với cồn 96%
M
MV
V
TT
TT ×=
××
=
×
= 009,0
96
1000082,0
96
100)1(
(lit)
Nên lượng cồn 96% thu được là:
MMMVC ×=×−×= 41,0009,0419,0)12( (lit)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Lượng cồn đầu tách ra khỏi tháp trung gian bằng 3% so với lượng cồn tuyệt
đối có trong giấm chín [2, tr 200]: M
M
VCĐ ×=
××
= 0123,0
100
411,03
(lit)
Lượng dầu fuzel tách ra khỏi tháp tinh bằng 3% so với lượng cồn tuyệt đối
có trong giấm chín [2, tr 201] : M
M
Vfuzel ×=
××
= 0123,0
100
411,03
(lit)
Năng suất nhà máy là 60000 (lit/ngày) nên ta có :
Vcồn96% 6000041,0 =×= M (lit),
Suy ra M = 146341,463(kg/ngày).
*Tính cân bằng vật chất trong một ngày
1. Công đoạn làm sạch
Khối lượng nguyên liệu đem vào làm sạch: M = 146341,463 (kg)
Khối lượng nguyên liệu thu được sau làm sạch:
634,143414146341,46398,098,01 =×=×= Mm (kg)
2. Công đoạn nghiền
Khối lượng nguyên liệu thu được sau khi nghiền:
926,142682146341,463975,0975,02 =×=×= Mm (kg)
3. Công đoạn nấu sơ bộ
Lượng enzyme bổ sung quá trình nấu sơ bộ:
259,3110463,146341136,210136,2 44
)3( =××=××= −−
MmE (kg)
031,3310175,154639136,210136,2 44
)3( =××=××= −−
MmE (kg)
Vậy khối lượng của dịch cháo sau khi nấu sơ bộ là:
MMXMm ××+×=×+×= 752,299,0965,099,0965,03
901,539923146341,463752,299,0146341,463965,0 =××+×= (kg)
4. Công đoạn phun dịch hóa
Khối lượng của dịch cháo thu được sau khi phun dịch hóa:
MMXMm ××+×=×+×= 752,2985,096,0985,096,04
511,537219146341,463671,3671,3 =×=×= M
(kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

5. Công đoạn nấu chín
Khối lượng dịch cháo sau khi nấu chín:
046,672878146341,463598,4598,45 =×=×= Mm (kg)
6. Công đoạn tách hơi
Lượng hơi tách ra trong công đoạn tách hơi chiếm 30% so với lượng hơi
cung cấp cho quá trình nấu chín:
755,856097146341,463585,0585,0 =×=×= MmH (kg)
Khối lượng dịch cháo thu được sau khi tách hơi:
193,669512146341,463575,4575,46 =×=×= Mm (kg)
7. Công đoạn làm nguội:
Khối lượng dịch cháo sau khi làm nguội:
339,666146146341,463552,4552,47 =×=×= Mm (kg)
8. Công đoạn đường hóa:
Trong quá trình đường hóa ta bổ sung một lượng enzyme, lượng enzyme này
bằng 70% so với tổng lượng enzyme bổ sung quá trình nấu và đường hóa.
936,7210146341,463984,410984,4 44
)8( =××=××= −−
MmE (kg)
Vậy lượng axit H2SO4 300
Be bổ sung cho quá trình nấu chín là:
31,108710146341,46343,71043,7 33
42
=××=××= −−
Mm SOH
Lượng nước bố sung trong quá trình đường hóa:
Y= 0,573× M = 0,573 × 146341,463 = 83853,658 (kg/ngày)
Khối lượng của dịch đường sau đường hóa là:
MMYMm ××+×=×+×= 573,098,0460,498,0460,48 (kg)
510,734859146341,463573,098,0146341,463460,4 =××+×= (kg)
9. Công đoạn làm lạnh
Khối lượng dịch đường sau làm lạnh là:
MMYMm ××+×=×+×= 573,0975,0437,4975,0437,49
388,731074146341,463573,0975,0146341,463437,4 =××+×= (kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

10. Công đoạn lên men
Lượng Na2SiF6 bổ sung trong quá trình lên men trong một ngày:
)(097,1756146341,463012,0012,062
kgMm SiFNa =×=×=
Thể tích dịch đường lên men với ρđương 16% = 1,065(kg/lít).
VDịchđường= 461,686341146341,463690,4690,4 =×=×M (lit)
Thể tích men giống sử dụng 10% so với thể tích dịch đường đem lên men:
Vmen giống= 146,68634146341,463469,0469,0 =×=×M (lit)
Thể tích của dịch trước lên men:
V= 607,754975146341,463159,5159,5 =×=×M (kg)
Khối lượng của dịch trước lên men là:
997,803999146341,463494,5494,510 =×=×= Mm (kg)
Cồn khan thu được :
mcồnkhan 024,48439146341,463331,0331,0 =×=×= M (kg)
Khối lượng cồn khan thu được với hao hụt là 2%:
mcồn khan 634,47414146341,463324,0324,0 =×=×= M (kg)
Thể tích cồn khan thu được sau lên men:
Vcồn khan 341,60146146341,463411,0411,0 =×=×= M (lit)
Lượng CO2 thu được:
853,45365146341,463310,0310,02
=×=×= MmCO (kg)
Khối lượng giấm chín thu được sau lên men:
)(632,743414146341,463080,5080,5 kgMmDam =×=×=
Thể tích giấm chín:
Vgiấm chín 095,751756146341,463137,5137,5 =×=×= M (lit)
11. Chưng cất
Lượng hơi đốt cần cấp:
mhơi 414,115463146341,463798,0798,0 =×=×= M (kg)
Lượng bã tạo ra là:
973,755560146341,463163,5163,5 =×=×= Mmbã (kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Rượu thô thu được:
mrượuthô 755,103609146341,463708,0708,0 =×=×= M (lit)
12. Tinh chế
Lượng cồn 96% thu được là:
60000146341,46341,041,0)12( =×=×= MVC (lit)
Lượng cồn đầu tách ra khỏi tháp trung gian bằng 3% so với lượng cồn tuyệt
đối có trong giấm chín:
1800146341,4630123,00123,0 =×=×= MVCĐ (lit)
Lượng dầu fuzel tách ra khỏi tháp tinh bằng 3% so với lượng cồn tuyệt đối
có trong giấm chín: 1800146341,4630123,00123,0 =×=×= MV fuzel (lit)
Bảng 4.4. Bảng tổng kết cân bằng vật chất
TT
Nguyên liệu, thành phẩm,
bán thành phẩm
Tính cho 1
ngày
Tính cho 1mẻ Tính cho 1h
01 Lượng nguyên liệu 146341,463(kg) 24390,244(kg) 6097,561(kg)
02
Lượng nguyên liệu sau
khi làm sạch
143414,634(kg) 23902,439(kg) 5975,609(kg)
03
Lượng nguyên liệu sau
khi nghiền
142682,926(kg) 23780,488(kg) 5945,122(kg)
04
Lượng nước cho vào nấu
sơ bộ
402731,706
(kg)
67121,951(kg) 16780,488(kg)
05
Khối lượng hỗn hợp
trước khi nấu
545445,891(kg) 90907,649(kg) 22726,912(kg)
06
Khối lượng dịch cháo sau
khi nấu sơ bộ
539923,901(kg) 89987,317(kg) 22496,829(kg)
07
Lượng chế phẩm Enzym
amylaza ở công đoạn nấu
31,259(kg) 5,209(kg) 1,302(kg)
08
Lượng chế phẩm Enzym
amylaza ở đường hóa
72,937(kg) 12,156(kg) 3,039(kg)
09
Lượng Na2SiF6 bổ sung
trong quá trình lên men
1756,098(kg) 292,683(kg) 73,171(kg)
60.000 lít cồn 96o
/ngày

Datn san xuat con tu tinh bot san

Datn san xuat con tu tinh bot san

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Ähnlich wie Datn san xuat con tu tinh bot san

Ähnlich wie Datn san xuat con tu tinh bot san (20)

Datn san xuat con tu tinh bot san