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 công nghiệp trong đó có ngành công nghệ lên men nói chung và công
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. Ngoài
mục đích làm đồ uống thì rượu etylic còn đóng góp nhiều vào các ngành công
nghiệp khác như trong y học làm chất sát trùng, trong công nghiệp hoá chất, làm
nhiên liệu cho giao thông, trong công nghiệp dệt,...
Trong công nghiệp sản xuất rượu bằng phương pháp lên men, có thể sử dụng
rất rộng rãi các loại nguyên liệu chứa đường lên men được như rỉ đường, nước
quả... nguyên liệu chứa tinh bột như gạo, ngô, lúa mì, khoai, sắn..., và các loại chứa
xenluloza như gỗ, mùn cưa,... nói chung là nguyên liệu có hàm lượng hydrat cacbon
cao. Chọn một loại nguyên liệu đưa vào sản xuất ngoài những yêu cầu cơ bản phải
đạt: hàm lượng gluxit cao, giá thành rẻ, trữ lượng lớn và tập trung, không ảnh
hưởng đến nền kinh tế quốc dân, bảo quản và sử dụng không phức tạp... thì còn đề
cập đến vấn đề: chất lượng rượu sản xuất ra, yêu cầu trang thiết bị, kỹ thuật không
phức tạp, cho hiệu suất tổng thu hồi rượu cao.
Việt Nam với nền tảng của một quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời,
các sản phẩm ngũ cốc dồi dào, phong phú đã tạo nên sự đa dạng về nguồn nguyên
liệu chứa tinh bột cung cấp cho ngành sản xuất cồn. Trong các loại cây lương thực,
cây sắn là cây cho nguồn nguyên 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

liệu, điện nước ổn định cho sản xuất, giao thông 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 nguyên. Khí hậu Kon Tum chia
thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô.
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 nguyên liệu
Theo Sở Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn 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 nguyên liệu lớn có thể đáp ứng được nguồn
nguyên liệu cho nhà máy hoạt động ổn đinh.
Ngoài ra sắn còn được thu mua ở các tỉnh lân cận như: Gia Lai, Đăk Nông,
Phú Yên .... [12]
1.4. Nguồn cung cấp điện
Đây là khu công nghiệp có mạng lưới điện quốc gia đi qua nên có thể dùng
trạm biến áp riêng để sử dụng cho nhà máy. Ngoài 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

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT

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.
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 công ty hướng tới. Với sự
thuận lợi về giao thông vận tải, nguồn lao động sáng tạo thì sản phẩm sẽ được ưa
chuộng.
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-4-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

1.10. Năng suất nhà máy
Với những điều kiện về nguồn nguyên liệu, giao thông đi lại, và 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 nguyên liệu/ngày là hoàn toàn có tính khả thi cao. Mặt khác nhà
máy cũng tạo điều kiện cho người nông dân trên địa bàn tỉnh Kontum và các tỉnh
lân cận có công ăn việc làm và đầu ra ổn định cho sản phẩm sắn lát khô.

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

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 đuôi 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 không có tinh bột. Vỏ gỗ là lớp ngoài cùng, sần
sùi, màu nâu thẫm, chứa các sắc tố đặc trưng. Có tác dụng giữ cho củ rất bền, không
bị tác động cơ học bên ngoài.
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-6-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

+ Vỏ cùi: Dày hơn 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

Hình 2.2. Cấu tạo củ sắn


Hàm lượng tinh bột: 70÷75%, độ ẩm 12-14%. Sắn lát khô không vỏ ở Việt Nam
bình quân có hàm lượng chất khô 90,01%, đạm 2,48%, béo 1,40%, Sắn lát khô có
vỏ hàm lượng chất khô 90,57%, đạm 4,56%, béo 1,43%. [15]
2.1.2. Nước
Trong công nghiệp sản xuất cồn, nước được sử dụng với các mục đích khác
nhau. Nước được dùng để để xử lí 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 phòng chữa cháy trong khu vực sản xuất.
Thành phần, tính chất hoá lý và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới
kỹ thuật sản xuất, chất lượng sản phẩm và hiệu xuất thu hồi.
* Yêu cầu chất lượng nước:
Trong công nghiệp sản xuất cồn, yêu cầu chất lượng nước giống như tiêu
chuẩn cho nước sinh hoạt.
- Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không mùi vị lạ.
- Chỉ tiêu hoá lý: [4, tr 41 - 42]
+ Độ cặn toàn phần < 1000mg/l

+ [ SO4-2] ≤ 80mg/l

+ Độ cứng < 7mgE/l

+ [ SO4-2] ≤ 80mg/l

+ pH = 6,5÷8,5

+ [Pb2+] ≤ 0,1mg/l

+ Độ oxy hoá ≤ 2mg O2/l

+ [Zn2+] ≤ 5mg/l

+ Có đặc tính sinh lý, sinh hoá ổn định trong thời gian dài,
+ Có khả năng chịu đựng được những yếu tố không thuận lợi của môi
trường. Đặc biệt là các chất sát trùng, độ pH thấp và lên men được ở nhiệt độ tương
đối cao,
+ Chịu được áp suất thẩm thấu lớn, tức là chịu được nồng độ của dịch lên
men lớn, đồng thời nấm men ít bị ức chế bởi các sản phẩm của sự lên men,
+ Lên men được nhiều loại đường như: Glucose, Fructose, Saccharose,
maltose…
+ Tạo ra sản phẩm chính nhiều và sản phẩm phụ ít.
* Những chủng nấm men dùng trong sản xuất rượu:
- Chủng nấm men 396 Trung Quốc (2610): Chủng nấm men này phân lập
được từ rỉ đường ở Trung Quốc, chủng này có khả năng lên men được đường
fructose, glucose, maltose, rafinose, galactose. Nó không lên men được đường
arabinose, lactose, dextrin. Nhiệt độ thích hợp 33oC, pHopt=4,5, chịu được nồng độ
rượu 10%.
- Chủng Я (i – a): Do Liên Xô cung cấp, chủng này thích hợp cho lên men rỉ
đường, chịu áp suất thẩm thấu lớn, lên men được các loại đường: Glucose, fructose,
saccharose và 1/3 đường rafinose.
- Chủng T (Việt Nam): Phân lập từ rỉ đường đặc 35÷45ºBe và đặt tên T
(trời), chủng nấm men này lên men được rỉ đường ở nhiệt độ cao 33÷37oC, độ pH
từ 4,5÷5 nồng độ lên men có thể đạt 18÷24% có thể lên men được nồng độ rượu
trong dịch lên men từ 8÷12%, chịu được chất sát trùng với nồng độ từ 0,02÷0,025%
so với thể tích dịch lên men, chất sát trùng ở đây là formol. Kích thước tế bào từ
4÷5 x 6÷9 (µm) tế bào có dạng hình trứng, tốc độ phát triển nhanh.
- Nấm men chủng XII : phân lập từ nấm men bánh mì 1902. Tế bào hình tròn
hoặc oval, có kích thước lớn và mập hơn các chủng khác (5÷7). Chu kỳ sinh
trưởng của 1 thế hệ là 1h 39 phút. Sinh sản bằng cách nảy chồi. Trong tế bào già
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày


Cồn hay etanol là một ancol mạch thẳng, công thức hóa học của nó là
C2H6O, C2H5OH hay CH3-CH2-OH.
2.2.1.2. Lịch sử
Cồn đã được con người sử dụng từ thời tiền sử như là một thành phần gây
cảm giác say trong đồ uống chứa cồn. Các cặn bã khô trong các bình gốm 9000 năm
tuổi tìm thấy ở miền bắc Trung Quốc đã gián tiếp cho thấy việc sử dụng các đồ
uống chứa cồn trong số những người sống ở thời kỳ đồ đá mới. Việc chiết nó ra
dưới dạng tương đối nguyên chất đã được thực hiện lần đầu tiên bởi các nhà giả kim
thuật Hồi giáo và họ là những người đã phát triển ra nghệ thuật chưng cất rượu
trong thời kỳ của chế độ khalip (vua chúa Hồi giáo) thời kỳ Abbasid. Các ghi chép
của Geber (721-815) đã đề cập tới hơi dễ cháy của rượu được đun sôi.
AlKindī (801-873) cũng đã miêu tả rõ ràng quá trình chưng cất rượu. Việc chưng
cất cồn ra khỏi nước có thể tạo ra các sản phẩm chứa tới 96% cồn. Cồn nguyên chất
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-10-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

lần đầu tiên đã thu được vào năm 1796 bởi Johann Tobias Lowitz, bằng cách lọc
cồn chưng cất qua than củi.
2.2.1.3. Tính chất vật lý
Cồn là một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng,

lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-11-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

xuất cồn theo phương pháp lên men gồm có các công đoạn chính sau:
- Chế biến nguyên liệu thành dịch đường lên men.
- Lên men dịch đường để chuyển đường thành rượu.
- Chưng cất, tinh chế nhằm tách rượu và các chất dễ bay hơi ra khỏi giấm
chín rồi tách các chất ra khỏi rượu nâng cao nồng độ rượu để nhận được cồn tinh
khiết.
2.3.1.2

Phương pháp tổng hợp hoá học
Nguyên liệu chính để sản xuất cồn bằng phương pháp hoá học là khí etylen.

Có hai phương pháp chính để sản xuất rượu etylic từ etylen là.
- Thuỷ phân khí etylen bằng axit sulfuric.
- Thuỷ phân trực tiếp etylen.
2.3.2. Quá trình nấu
2.3.2.1. Phương pháp nấu
Tùy vào điều kiện trang thiết bị của các cơ sở sản xuất có thể chọn các
phương pháp nấu: gián đoạn, bán liên tục và liên tục

- Cho phép nấu ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn giảm tổn thất đường do
cháy hoặc tạo melanoidin. Nhờ đó mà năng suất nấu cao hơn gián đoạn.
- Dễ cơ giới hóa và tự động hóa, tốn ít kim loại chế tạo thiết bị do năng suất
riêng của 1 cm3 tăng lên 7 lần.
+ Nhược điểm: đòi hỏi nguyên liệu phải nghiền thật nhỏ, đảm bảo ổn định
nhiệt, hơi, nước. [1, tr107-112]
2.3.2.2.

Các biến đổi trong quá trình nấu

- Sự biến đổi của tinh bột
+ Sự trương nở và hòa tan tinh bột: Trương nở là tính chất của những chất
rắn cao phân tử có khả năng hút dung môi để tăng thể tích. Khi cho nguyên liệu tinh
bột tiếp xúc với nước, các phân tử nước có kích thước phân tử nhỏ nên chúng xâm
nhập vào giữa các phân tử tinh bột. Các phân tử nước sẽ tương tác với các nhóm
hoạt động của tinh bột làm yếu một số liên kêt trong phân tử tinh bột, phân tử tinh
bột bị trương lên và bị rã ra. Khi nhiệt độ tăng các liên kết trong phân tử tinh bột bị
đứt dẫn đến quá trình trương nở không hạn chế nghĩa là tinh bột bị hòa tan chuyển
thành dạng dung dịch.
+ Sự thủy phân tinh bột: Khi nấu, một lượng nhỏ tinh bột biến thành đường
và dextrin do tác dụng của enzim amylaza chứa trong nguyên liệu và do bị thủy
phân dưới xúc tác của ion H+.
- Sự biến đổi của hemixenluloza, xenluloza, pectin
Trong quá trình nấu nguyên liệu, ở điều kiện môi trường axit yếu xenluloza
không bị thủy phân. Hemixenluloza cấu tạo chủ yếu từ pentozan có bị thủy phân ít
nhiều. Sự thủy phân này bắt đầu từ khi chuẩn bị dịch bột do tác dụng của xitaza
chứa trong nguyên liệu và được tiếp tục trong quá trình nấu do tác dụng của ion H+
và nhiệt độ cao. Kết quả là tạo ra dextrin và các hợp chất có phân tử thấp, kể cả
đường 5 các bon – arbinoza và kxiloza.
- Sự biến đổi của đường

còn dùng phương pháp này.
- Dùng amylaza nhận được từ nuôi cấy vi sinh vật: Đây là phương pháp
được hầu hết các nước sử dụng trong sản xuất rượu cồn.
- Ở Việt Nam đa số các nhà máy rượu đều dùng amylaza thu được từ nấm
mốc, mấy năm gần đây có mua chế phẩm amylaza của hãng Novo Đan Mạch.
[1, tr112]
2.3.4. Quá trình lên men rượu
2.3.4.1.

Cơ chế hóa học của quá trình lên men rượu

Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường glucose dưới xúc tác
của các hệ enzim khác nhau để tạo thành một loạt chất trung gian trong đó giai đoạn
trung gian quan trọng là biến thành acid piruvic (CH3COCOOH), từ acid piruvic
trong điều kiện yếm khí sẽ tạo thành rượu etylic và sản phẩm phụ tùy điều kiện lên
men. [1, tr126-127]
C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2 + Q

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

2.3.4.2.

- Lên men chính: nấm men sinh trưởng và phát triển ở mức độ cực đại, cơ
chất sử dụng nhiều nhất, sinh nhiều cồn và CO2,
- Lên men cuối: Tốc độ lên men rất chậm vì lượng đường trong dịch ít, tế
bào nấm men già và suy yếu. [1, tr130-131]
2.3.4.4.

Phương pháp lên men

Có 3 phương pháp lên men: Lên men gián đoạn, lên men liên tục, lên men
bán liên tục.
- Lên men gián đoạn: các giai đoạn lên men đều tiến hành trong cùng một
thiết bị (thùng lên men).
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-15-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

- Lên men cải tiến-bán liên tục: sử dụng thiết bị lên men gián đoạn có đặt
thêm thiết bị truyền nhiệt kiểu ống lồng ống.
- Lên men liên tục: Các giai đoạn lên men rải đều trong các thiết bị lên men
có liên hệ với nhau.
Lên men liên tục có ưu điểm hơn so với bán liên tục và gián đoạn: hệ số sử

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-16-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

Ở trạng thái cân bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn nhiều
hơn trong thể lỏng, khi chưng cất giấm chín thu được rượu thô gồm có 50 tạp chất
khác nhau. Dựa vào tính chất hoá học của tạp chất chia chúng ra làm 4 nhóm:
aldehyt, este, rượu bậc cao và axit hữu cơ. Dựa vào tính chất vật lý chia thành 3
nhóm : Tạp chất đầu (aldehyt, axetic, etyl axetat,... ), tạp chất cuối (amylic,
izoamylic, izobutylic...), tạp chất trung gian (etylizobutylrat, etylizovalianat...).
[1, tr139-140].
2.3.5.2.

Phương pháp chưng cất tinh chế

a. Tháp chưng

b. Tháp tinh

Hình 2.7. Tháp chưng gián đoạn và tháp tinh chế gián đoạn
Có 3 phương pháp chưng luyện: chưng luyện gián đoạn, liên tục và bán liên tục.
a) Chưng luyện gián đoạn
Tháp chưng (hình a):



GVHD: KS. Bùi Viết Cường

Quá trình tinh chế gián đoạn (hình b): Cồn thô sau chưng cất sẽ được xử lý
bằng NaOH trước khi vào tinh chế gián đoạn. Cồn thô qua xử lý được cho vào
thùng cất (1), dùng hơi đun tới 80÷90oC, đóng van hơi để 1÷2 giờ đồng thời mở van
nước để ngưng tụ hơi rượu vừa bay lên sau đó mở van hơi gián tiếp đun tới sôi đồng
thời mở đủ nước ngưng tụ toàn bộ hơi rượu đi vào bình ngưng tụ hồi lưu (3). Phần
khí không ngưng theo bình ngưng tụ làm nguội (4) ra ngoài. Sau 30÷60 phút lấy
3÷5% cồn đầu để riêng rồi lấy tiếp 6÷12% cồn (2a) sau đó điều chỉnh chỉ số hồi lưu
để lấy sản phẩm chính rồi đến lấy 6÷12% cồn (2b), cuối cùng lấy rượu fusel 3÷5%.
Tinh chế gián đoạn cho sản phẩm chất lượng nhưng hiệu suất thu hồi thấp, tốn hơi
và sức lao động do phải cất lại nên hiện nay ít dùng. [5, tr179-181].
b) Chưng luyện bán liên tục

Hình 2.8. Sơ đồ chưng luyện bán liên tục
1. Thùng cất thô
5. Bình ngưng tụ
2. Thùng ngưng tụ cồn thô

6. Bình ngưng tụ

3. Thùng chứa tạm cồn thô

7. Bình ngưng tụ và làm nguội

4. Tháp tinh chế

8. Bình ngưng tụ và làm nguội


Chưng luyện 3 tháp: Hệ thống gồm 3 tháp: tháp thô, tháp aldehyde và tháp

tinh chế. Ưu điểm của phương pháp này là dễ thao tác, chất lượng cồn tốt và ổn
định nhưng nhược điểm là tốn hơi.

-

1. Thùng chứa giấm

7. Bình làm nguội ruột gà

2. Bình hâm giấm

8. Tháp andehyt

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

Nấu sơ bộ

Enzym Termamyl

Phun dịch hóa
Hơi thứ

Nấu chín

Hơi

Tách hơi

Làm nguội
Enzym amylaza
H2SO4, Na2SiF6

Hơi

Đường hóa

Nhân giống cấp 1

Làm nguội

Nhân giống cấp 2

Lên men

Nấm men giống

và kim loại có trong nguyên liệu, nhằm tránh hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm.
3.2.1.2. Tiến hành
Nguyên liệu sắn lát vào sẽ được đi qua nam châm để tách kim loại rồi vào
sàng rung để loại bỏ tạp chất.
Lưới sàng 1

Nam

Nguyên

châm

liệu vào

Quạt
Động cơ

Tạp chất
lớn
Nguyên
liệu ra

Lưới sàng 2
Động cơ

Tạp
chất bé

Hình 3.1. Sàng rung

nhỏ. Các phần nhỏ lọt qua rây được quạt hút
và đẩy ra ngoài, phần chưa lọt qua rây tiếp tục

Hình 3.2. Sơ đồ máy nghiền búa

được nghiền nhỏ. [2, tr34]
3.2.3. Nấu nguyên liệu
3.2.3.1.

Mục đích

Tinh bột nằm trong màng tế bào, khi nghiền chỉ một phần màng tế bào bị phá
vỡ làm hạn chế tiếp xúc với enzyme amylaza, vì vậy mục đích của nấu nhằm:
- Phá vỡ màng tế bào tinh bột, tạo điều kiện cho tinh bột hình thành trạng thái
hòa tan trong dung dịch.
- Hơn nữa nấu nguyên liệu là một quá trình rất quan trọng trong sản xuất cồn,
sản phẩm tốt hay xấu phụ thuộc nhiều vào kết quả nấu.
3.2.3.2. Tiến hành
Nấu nguyên liệu theo phương pháp nấu liên tục:
Nguyên liệu sau khi nghiền được hòa trộn với nước theo một tỉ lệ nhất định tại
thùng hòa bột (1) rồi đưa vào nồi nấu sơ bộ (3). 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÷85oC 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 ly tâm (4) bơm sang thiết bị phun dịch hóa (5), 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
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày



4. Bơm

8. Thiết bị tách hơi

Việc điều chỉnh mức khối nấu nhờ phao điều chỉnh (7). Hơi thứ tách ra ở nồi
nấu chín được tách ở thiết bị tách hơi (8) được thu hồi và cung cấp cho nồi nấu sơ
bộ.
Dịch được bơm lên thiết bị phun dịch
Hệ điều khiển tự động

hóa, qua khe hẹp. Hơi vào từ phía trên, được
điều chỉnh lượng vào bằng bộ điều khiển tự
động. Dịch qua khe hẹp dưới tác dụng của
nhiệt độ cao, độ lớn của khe hẹp được điều

Hơi vào

Nguyên liệu vào

Nguyên liệu ra

chỉnh bởi van chắn. Nhiệt độ hơi cao làm
tăng áp suất và sự thay đổi vận tốc làm cho

Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

Hình 3.3. Thiết bị phun dịch hóa



7. Tấm ga chân để

1. Thân bồn

8. Tấm bản mã

2. Vách ngăn

Hình 3.4. Nồi nấu chín

Đối với nồi nấu chín, dịch hòa trộn từ nồi nấu sơ bộ sau khi qua thiết bị phun
dịch hóa được đi vào nồi nấu chín tại cửa (b). Nhiệt độ dịch cháo lúc này được
nâng lên 100÷105oC. Ở giữa nồi nấu chín có tấm ngăn cách thân bồn (2) dịch cháo
chảy dích dắc từ ngăn này sang ngăn kia cho tới khi đầy nồi nấu. Khi đó dịch từ nồi
(1) chảy chuyền sang nồi (2) và cứ thế tiếp tục cho đến nồi cuối cùng. Sau đó dịch
cháo được đưa ra thiết bị tách hơi tại cửa (d). Phía dưới nồi nấu có van xả đáy (e) để
xả khi nồi nấu có sự cố. [5, tr49-51]
3.2.4. Làm nguội
3.2.4.1. Mục đích
Hạ nhiệt độ của dịch cháo sau nấu chín từ nhiệt độ 100÷105oC xuống nhiệt
độ 58÷60oC tạo điều kiện cho quá trình đường hóa xảy ra dễ dàng. Và hạ nhiệt độ
của dịch đường sau đường hóa từ 60oC xuống 30oC để tạo thuận tiện cho quá trình
lên men.
3.2.4.2. Tiến hành
Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống với dịch cháo đi bên trong ống
và nước làm nguội đi bên ngoài ống. Dịch cháo trong ống và nước ở phần ống hình
vành khăn sẽ tiến hành trao đổi nhiệt với nhau để thu được dịch cháo đi ra có nhiệt
độ đạt yêu cầu là từ 58÷60oC và đưa dịch đường sau đường hóa xuống nhiệt độ
30oC. [5, tr79]


Chuyển hóa tinh bột thành đường dễ lên men. Quá trình này quyết định phần
lớn hiệu suất thu hồi cồn.
3.2.5.2. Tiến hành
Đường hóa dịch cháo nấu tiến hành theo phương pháp liên tục. Sử dụng
phương pháp đường hóa liên tục theo phương pháp làm lạnh thông thường qua các
thiết bị trao đổi nhiệt.
Dịch cháo từ thiết bị làm nguội được đưa vào thiết bị đường hóa ở nhiệt độ
58÷60oC được cấp vào cửa (a) từ trên xuống, khi dịch cháo ngập đến cánh khuấy thì
cánh khuấy hoạt động, sau đó bổ sung enzyme glucoamylaza theo cửa (b), H2SO4
cho vào theo cửa (c). Khống chế pH=3,8÷4,2 thì ngừng cấp H2SO4. [4, tr95-100]
Chú thích:
a. Dịch vào

7. Giá nắp bồn

b. Cấp enzym

8. Cửa vệ sinh

c. Cấp acid

9. Mô tơ cánh khuấy

d. Cấp hơi

10. Hộp giảm tốc

e. Dịch ra


3.2.6.1. Mục đích
Thiết kế nhà máy sản xuất cồn 96o từ sắn
lát khô năng suất 135 tấn nguyên liệu/ngày

SVTH: Ngô Thị Ngọc Bích
Lớp:12H2LT


Đồ án tốt nghiệp

-25-

GVHD: KS. Bùi Viết Cường

Quá trình lên men rượu nhằm chuyển hóa đường trong dịch đường lên men
thành rượu, CO2 cùng một số chất khác nhờ hoạt động của nấm men.
3.2.6.2. Tiến hành
Thực hiện lên men liên tục:
- Chuẩn bị nấm men giống ở hai thùng lên men cấp 1 (thùng A và B).
- Khi đạt yêu cầu tháo giống ở thùng A xuống thùng cấp 2 sau đó vệ sinh thùng
A.
- Tiếp tục lên men thùng A bằng cách lấy 25÷30% men giống ở thùng B trộn
tiếp với dịch đường.
- Lượng men còn lại ở thùng B cho xuống thùng lên men cấp 2 sau đó vệ sinh
thùng B.
- Tiếp tục lên men thùng B bằng cách lấy 25÷30% men giống ở thùng A trộn
tiếp với dịch đường.
- Lượng men còn lại từ thùng A cho xuống thùng cấp 2.
- Lặp lại quy trình.
- Tại thùng lên men cấp 2 cho đầy dịch đường, acid hóa để lên men được 5÷6%.