THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU Trang
•Hình ảnh.
Hình 2.1. Cấu tạo của mạch amylose………………………………………………… 13
Hình 2.1. Cấu tạo của mạch amylopectin……………………………………………….14
Hình 2.3. Thân cây sắn và cấu tạo của thân sắn……………………………………….15
Hình 2.4. Lá sắn và cấu tạo của lá sắn………………………………………………….16
Hình 2.5. Củ sắn và cấu tạo của củ sắn…………………………………………………17
Hình 2.6. Hình ảnh nấm men Saccharomyces cerevisiae……………………………… 20
Hình 3.1. Cấu tạo của sàng rung. ……………………………………………………….23
Hình 3.2. Máy nghiền búa. …………………………………………………………… 24
Hình 3.3. Sơ đồ lên men liên tục. ………………………………………………………28
Hình 3.4. Sơ đồ ba tháp chưng gián tiếp một dòng…………………………………….30
Hình 5.1. Sàng rung.…………………………………………………………………….53
Hình 5.2. Máy nghiền búa. …………………………………………………………… 53
Hình 5.3. Cân định lượng. …………………………………………………………… 53
Hình 5.4. Nồi nấu sơ bộ. ………………………………………………………………55
Hình 5.5. Nồi nấu chín.…………………………………………………………………56
Hình 5.6. Nồi đường hóa. ………………………………………………………………57
Hình 5.7. Tank lên men.……………………………………………………………… 60
• Bảng biểu.
Bảng 2.1. Bảng tổng hợp thành các chất có trong 100g tinh bột sắn……………… 18
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 1 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
Bảng 4.1. Bảng hao hụt và tổn thất qua các công đoạn.…………………………… 32
Bảng 4.2. Bảng độ ẩm và hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu. ………………… 32
Bảng 4.3. Bảng cân bằng nhiệt lượng ứng với 100kg giấm chín. ……………………42
Bảng 4.4. Bảng tổng hợp cân bằng vật chất. …………………………………………44

hướng đi hiệu quả là sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm
giảm ô nhiễm môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới.
Ngày nay thế giới đang đứng trước nguy cơ khủng hoảng về năng lượng. Theo dự báo của
các nhà khoa học trên thế giới, nguồn năng lượng hóa thạch sẽ cạn kiệt trong vòng 40 – 50
năm nữa. Để đảm bảo an ninh năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và khí nhà kính,
góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp, các nghiên cứu về sản xuất các nhiênliệu
thay thế, trong đó có nhiên liệu sinh học đang được phát triển mạnh mẽ. Bio–ethanol hay còn
gọi là cồn sinh học, một dạng nhiên liệu được sản xuất bằng con đường sinh học, chủ yếu
bằng phương pháp lên men và chưng cất các loại ngũ cốc chứa tinh bột có thể chuyển hóa
thành đường đơn. Ngoài ra, ethanol sinh học còn được sản xuất từ cây cỏ có chứa hợp chất từ
cellulose (celluloic ethanol).
Việt nam là một nước nông nghiệp nên nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong
phú và đa dạng. Ở nước ta sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng bằng Sông Hồng và đồng
bằng Sông Cửu Long. Đây là vùng sản xuất nguyên liệu lí tưởng, là tiền đề cho sự ra đời của
nhà máy sản xuất ethanol từ tinh bột và cellulose (tinh bột sắn, gạo, rơm rạ…).Với những cấp
thiết của việc phát triển nguồn nguyên liệu sinh học, cũng như nhu cầu sử dụng nguồn nguyên
liệu sinh học hiện nay. Từ những cơ sở đó, em được giao đề tài “ Thiết kế bình phản ứng
sản xuất ethanol sinh học từ tinh bột sắn, năng suất 1 tấn tinh bột/ngày”.
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ- KỸ THUẬT
1.1. Tình hình phát triển của nhiên liệu sinh học.
1.1.1. Vài nét về lịch sử sử dụng nhiên liệu ethanol sinh học.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 3 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
Trong thời gian đầu khi ethanol được sản xuất thì chủ yếu dùng trong y tế, trong mỹ
phẩm, dùng làm dung môi và sau này nó được biết đến như nguồn nhiên liệu sử dụng cho
động cơ đốt trong và được sử dụng phổ biến ở nhiều nước như Anh, Pháp, Mĩ, Canada,
Brazil… Ethanol là cấu tử phối trộn trong xăng để làm tăng trị số octane của xăng và giúp
tránh hiện tượng cháy nổ của nhiên liệu. Trước đây, để tăng chỉ số octane, người ta thường
dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho

5
OH
- Cacbonyl hóa sử dụng đối với methanol:
CH
3
OH + CO + 2H
2
→ C
2
H
5
OH + H
2
O
Công nghệ sản xuất ethanol sinh học: Công nghệ này dựa trên quá trình lên men các nguồn
hydratcacbon có trong tự nhiên như: tinh bột gạo, ngô, sắn, nước ép quả, nước thải men bia,
mùn cưa, gỗ
(C
6
H
10
O
5
)n + n H
2
O → nC
6
H
12
O

doanh xây dựng nhà máy sản xuất ethanol sinh học đầu tiên tại Việt Nam với tập đoàn Itochu
của Nhật Bản. Toàn bộ sản phẩm của nhà máy là cồn 99,8% sẽ cung ứng cho thị trường trong
nước để pha vào xăng, phục vụ cho các hoạt động công nghiệp và giao thông vận tải. Với
công suất 100 triệu lít ethanol/năm, liên doanh giữa Petrosetco & Itochu mới đáp ứng được
1/7 nhu cầu hiện tại.
Trong tương lai Petrovietnam sẽ xây dựng ít nhất 6 nhà máy nữa với nguồn nguyên liệu
đầu vào không chỉ là sắn lát mà còn từ mật rỉ, ngô và gạo. Có thể nói việc ra đời liên doanh
giữa Petrosetco & Itochu trong dự án này là bước ngoặc quan trọng mở đường cho sự phát
triển của xăng pha cồn nói riêng và nhiên liệu sinh học nói chung ở Việt Nam. Không lâu sau
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 5 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
lễ ký liên doanh giữa Petrosetco & Itochu, Việt Nam đã có thêm một nhà máy sản xuất
ethanol khan nữa.[3]
Ngày 12/04/2007 vừa qua, công ty Đồng Xanh hợp tác với UBNN tỉnh Quảng Nam tiến
hành khởi công xây dựng nhà máy sản xuất ethanol 99,5% tại Đại Tân- Đại Lộc- Quảng Nam.
Mẻ cồn đầu tiên của Công ty cổ phần Đồng Xanh (Quảng Nam) đạt 120.000 lit/ngày đã ra lò
vào tháng 10/2009, góp phần đưa tổng sản lượng cồn của Việt Nam trong năm này đạt 50
triệu lit/năm. [4]
Ngày 20/11/2007, Thủ Tướng Chính Phủ đã chính thức phê duyệt “Đề án phát triển nhiên
liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, trong đó đưa ra mục tiêu đến 2010 sản
xuất 100.000 tấn xăng E5/năm và 50.000 tấn B5/năm, đảm bảo 0,4% nhu cầu nhiên liệu cả
nước và đến năm 2025 sẽ có sản lượng hai loại sản phẩm này đủ đáp ứng 5% nhu cầu thị
trường nội địa. Đề án cũng đưa ra 6 giải pháp quan trọng nhằm phát triển năng lượng sinh học
và kiến lập thị trường để đưa ngành này từng bước hội nhập với thế giới.
Để thực hiện chiến lược này, PetroVietNam dự kiến từ 2011 đến 2015 sẽ đưa 3 nhà máy
ethanol sinh học ở Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước vào hoạt động với tổng công suất
230.000 tấn/năm và từ sản phẩm này sẽ pha thành nhiên liệu E5-E10, đáp ứng khoảng 20%
tổng nhu cầu tiêu thụ xăng sinh học cả nước. Từ năm 2008 đến nay Việt Nam đã có 4 dự án
sản xuất ethanol sinh học từ sắn lát hoặc rỉ đường để trộn với xăng thành gasohol Tuy nhiên

vào khí quyển, giúp môi trường được xanh, sạch hơn. Khi đốt ethanol sự cháy
xảy ra hoàn toàn hơn so với khi đốt xăng. Ta thường thấy trong các động cơ xăng thường
xuất hiện các bụi bẩn chính là do các hydrocacbon cháy không hết. Điều đó phải tốn thời
gian lau chùi, sửa chữa động cơ. Khi pha ethanol vào xăng làm cho xăng cháy hoàn toàn
giảm phát thải các khí gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, ethanol được sản xuất từ sản phẩm
nông nghiệp vì vậy sẽ góp phần kích thích sự phát triển nông nghiệp, làm tăng diện tích đất
trồng cây.[6]
1.2.2. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol.
Hạn chế cơ bản của ethanol nhiên liệu là tính hút nước của nó. Ethanol có khả năng hút
ẩm và hoà tan vô hạn trong nước. Do đó ethanol phải được lưu trữ và bảo quản trong hệ
thống bồn chứa đặt biệt.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 7 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
Về hiện tượng gây ô nhiễm: Tuy làm giảm hàm lượng các chất gây ô nhiễm thoát ra
ngoài môi trường như HC, CO. Nhưng trong quá trình hoạt động lại gây ra một số hợp phần
khác là các andelhyt không có lợi cho môi trường.
Do nhiệt trị của ethanol nói riêng (PCIethanol =26,8 MJ/kg) và các loại ancol khác nói
chung đều thấp hơn so với xăng (PCIxăng =42,5 MJ/kg) nên khi dùng ethanol để pha trộn
vào xăng sẽ làm giảm công suất động cơ so với khi dùng xăng. Tuy nhiên sự giảm công suất
này là không đáng kể nếu ta pha với số lượng ít. Tóm lại, việc sử dụng ethanol có nhiều ưu
điểm nhưng cũng có những mặt hạn chế. Tuy nhiên khi phân tích tương quan giữa các mặt
lợi và hại người ta vẫn thấy mặt lợi lớn hơn, mang ý nghĩa chiến lược hơn.[7]
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 8 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1.Tổng quan về tinh bột, tinh bột sắn.
2.1.1.Tổng quan về tinh bột.
2.1.1.1.Đặc điểm của tinh bột .

- Trong amylopectin các gốc glucoza gắn với nhau bằng liên kết 1-4 và liên kết 1-6.
- Amylopectin có cấu tạo mạch nhánh ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử rất yếu, do
đó độ bền vững trong phân tử yếu.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 9 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY

Hình 2.2. Cấu tạo của mạch amylopectin
• Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành phần hóa học
khác nhau. Chúng đều là các polymer carbohydrat phức tạp của glucose công thức phân tử
là (C
6
H
12
O
6
). Tinh bột được thực vật tạo ra trong tự nhiên trong các quả, củ và các loại hạt
ngũ cốc. Tinh bột cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc nhất trong
chế độ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài động vật khác. Ngoài sử dụng làm
thực phẩm ra, tinh bột còn được dùng trong công nghiệp sản xuất giấy, rượu, băng bó
xương. Tinh bột được tách ra từ hạt như lúa, ngô, lúa mì, từ rễ và củ như: sắn, khoai tây,
dong là những loại tinh bột chính dùng trong công nghiệp sản xuất.
2.1.1.2.Hình dạng, kích thước hạt tinh bột.
a)Hình dạng, kích thước.
Tinh bột tồn tại trong cây và các loại củ dưới dạng hạt với hình dạng và kích thước khác
nhau. Tùy theo loài cây và tùy theo độ trưởng thành của cây mà hình dáng và kích thước thay
đổi, về hình dáng thì có thể có dạng hình cầu, hình trứng, hình nhiều góc…Kích thước của
hạt tinh bột có thể từ 1-100µm.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 10 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN

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.
b) Lá: Thuộc loại lá phân thuỳ sâu, có gân lá nổi rõ ở mặt sau, thuộc loại lá đơn mọc xen kẽ
xếp trên thân theo chiều xoắn ốc. Cuống lá dài từ 9 - 20cm có màu xanh, tím hoặc xanh
điểm tím.

Hình 2.4. Lá sắn và cấu tạo của lá sắn
c) Hoa: Là hoa đơn tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa. Hoa cái không nhiều,
mọc ở phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên cây luôn luôn được thụ phấn của cây khác
nhờ gió và côn trùng.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 12 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
d) Quả: Là loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, chia thành ba ngăn
mỗi ngăn có một hạt, khi chín, quả tự khai.
e) Rễ: mọc từ mắt và mô sẹo của gốc, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống đất. Theo
thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột phát triển thành củ.
f) Củ: Củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25-200cm trung bình khoảng từ 40-50
cm. Đường kính củ thay đổi từ 2-25cm, trung bình 5-7cm. Nhìn chung, kích thước cũng như
trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ màu mỡ của đất. Hình 2.5. Củ sắn và cấu tạo của củ sắn

(g)
Protein
(g)
Lipit
(g)
Tinh
bột
(g)
Cellulose
(g)
Vitamin và muối khoáng
60-62 0,8-2,5 0,2-0,3 18-25 1,1-1,7 Ca(mg)
18,8- 22,5
P(mg)
22,5- 25,4
B
1
(mg)
0,02
B
2
(mg)
0,02
2.2. Giá trị sử dụng, giá trị dinh dưỡng của tinh bột sắn.
2.2.1. Giá trị sử dụng.
Trước hết, tinh bột sắn được chế biến từ củ sắn (khoai mì) có khả năng thay thế trực tiếp
một phần khẩu phần gạo sử dụng hàng ngày. Là thực phẩm dễ ăn, dễ chế biến, khả năng bảo
quản cũng tương đối ổn định nếu được chế biến thành bột hay những thành phẩm sơ chế
khác như khoai mì lát, miếng khoai mì…Với nhu cầu của công nghệ, khoai mì là nguồn
nguyên liệu trong các ngành kỹ nghệ nhẹ, sản xuất giấy, sản xuất đường hay men thực vật để

- Chịu được nồng độ lên men cao, đồng thời ít bị ức chế bởi những sản phẩm của sự lên men.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 15 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
- 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 (35
o
C).
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, cồn 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 Rase 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.

Hình 2.6. Hình ảnh nấm men Saccharomyces cerevisiae
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men chủng rase XII.
- Nhiệt độ: Nấm men chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30 – 33
o
C. Nhiệt độ tối đa
38
o
C, tối thiểu 5
o
C.

lọc nhanh. Dịch đường được phân phối vào ống nghiệm 10ml, bình tam giác 250ml, bình cầu
900ml. Nút bông bình và đem tiệt trùng ở áp suất 1 kg/cm
2
, 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 - 36
0
C và tiếp men giống từ thùng 100 lít.
• Nhân giống trong sản xuất:
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 17 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ 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.
CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ.
Enzyme Termamyl (T
o
= 80-85
o
C)
(T
o
= 60-62
o
C)

Thu hồi CO

sản
xuất
Chưng cất, tinh
chế
Cồn công nghiệp
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
3.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ.
3.2.1 Làm sạch.
3.2.1.1. Mục đích.
Quá trình làm sạch để tách các tạp chất đất, đá có kích thước nhỏ và các kim loại có trong
nguyên liệu. Quá trình này đảm bảo cho nguyên liệu được sạch, không lẫn tạp chất, thuận lợi
cho quá trình nghiền, tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
3.2.1.2. 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.
Hình 3.1.
Sàng rung
3.2.2. Nghiền nguyên liệu.
3.2.2.1. 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.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 19 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
Tách nước
Cồn khan(ethanol)

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 cenluloza và Hemicenluloza.
Trong quá trình nấu trong môi trường axit nhẹ, cenluloza không bị thủy phân
Hemicenluloza được tạo thành bởi các gốc đường pentoza (C
5
) 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.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 21 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY
3.2.3.3 Các phương pháp nấu.
a) Nấu gián đoạn.
Đặc điểm của phương pháp này là toàn bộ quá trình nấu được thực hiện trong một nồi.
Phương pháp này có ưu điểm là tốn ít vật liệu chế tạo thiết bị, thao tác đơn giản, nhưng có
nhược điểm là tốn hơi vì không sử dụng được hơi thứ, nấu lâu ở áp suất và nhiệt độ cao nên
gây tổn thất đường nhiều.
b) Nấu bán liên tục.

trọng trước tiên là chọn tác nhân đường hóa.
3.2.4.2. 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. 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 t
o
=60-62
0
C. Sau đó dịch cháo liên tục đưa vào
thùng đường hóa. Quá trình đường hóa có bổ sung dịch enzyme Spirit và H
2
SO
4
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.
3.2.5. Lên men.
3.2.5.1. Mục đích.
Quá trình lên men chính là quá trình chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp phân tử
trong dịch lên men thành C
2
H
5
OH, CO

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:
Sử dụng phương pháp lên men liên tục:
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 24 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh
THIẾT KẾ BÌNH PHẢN ỨNG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC TỪ TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 1 TẤN TINH BỘT/ NGÀY

Hình 3.3. Sơ đồ 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 hai 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 dịch đường mới. Tiếp đó
thanh trùng ở 75
o
C rồi axit hoá tới độ chua 1,8-2,4g H
2
SO
4
/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.
GVHD: Ts.Nguyễn Thị Đông Phương - 25 - SVTH: Nguyễn Văn Thịnh