Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Tải bản đầy đủ - 0trang

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).

3.2 Biểu đồ sản xuất

Do đặc điểm của quá trình sản xuất nên nhà máy làm việc một ngày 1 ca, số

ngày sản xuất 1 năm được tính bằng số ngày trong năm trừ đi các các ngày lễ, tết.

Bảng 3.2 Biểu đồ sản xuất trong một năm

Tháng



1



2



Số ngày sản xuất



2



Số ca sản xuất



6

2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



28 31 29



30



30 3



0



29 31



30



31



28 31 29



30



1

30 3



0



29 31



30



31



6

1

Tổng số ngày sản xuất: 326 ngày, tổng số ca sản xuất: 326 ca.

3.3 Tính hiệu suất lý thuyết

Phương trình phản ứng tạo cồn từ tinh bột sắn



(C6H10O5)n



+ nH2O



lênmen

→



162



180



C6H12O6

180



nC6H12O6 (1)



lênmen

→

92



2C2H5OH + 2CO2 (2)

88



- Từ Phương trình (2) ta có:

Cứ 180 kg Glucoza tạo ra 92 kg cồn khan

Vậy cứ 100 kg Glucoza tạo ra X kg cồn khan

X =



100 × 92

= 51,11(kg )

180







Mặt khác, theo phương trình (1) ta xác định được hệ số chuyển tinh bột thành đường

là:

30



k =



180

= 1,11

162



Vậy từ 100 kg tinh bột sẽ tạo ra Y kg cồn khan

Y = X × k = 51,11×1,11 = 56,73 (kg)

56,73

= 71,88(lít )

0,78927



Tương đương với số lít cồn khan là

3.4 Tính hiệu suất thực tế



Hiệu suất thực tế sẽ nhỏ hơn hiệu suất lý thuyết vì có tổn thất trong các cơng đoạn sản

xuất.

Tổn thất tính theo % của từng công đoạn như sau:

Bảng 3.3 Tỷ lệ tổn thất trong quá trình sản xuất

STT



Tổn thất trong quá trình sản xuất



% tổn thất



1



Tổn thất do nghiền, vận chuyển nội bộ



0.2 %



2



Tổn thất do nấu



0.8 %



3



Tổn thất do đường hóa



2%



4



Tổn thất do lên men



6%



5



Tổn thất do chưng cất



5%



6



Tổn thất không xác định



1%



7



Tổng tổn thất



15 %



Do vậy hiệu suất thu hồi cồn thực tế là 100 – 15% = 85 %

Có nghĩa là trong sản xuất cứ 100 kg tinh bột thu được lượng cồn khan là:

R=



71,88 × 85

= 61,096(lít )

100



31



3.5 Tính cân bằng cho nguyên liệu



Lượng tinh bột cần thiết để sản xuất ra 5000 lít cồn được xác định như sau:

Theo tính tốn ở trên ta có:

Cứ 100 kg tinh bột tạo ra 61,096 lít cồn

Vậy mtb kg tinh bột tạo ra 5000 lít cồn

mtb =



5000 × 100

= 8183,31(kg )

61,1



Nên:



[5]



Mà biết rằng hàm lượng tinh bột trong sắn dùng để sản xuất là 63%, từ đó ta tính được

lượng bột cần cung cấp để tạo ra 5000 lít/ năm



bột sắn



m



=



8183,3 × 100

= 12989,4(kg )

63



Độ ẩm của bột sắn chọn là 14% nên lượng nước có trong bột sắn trên sẽ là:



nước



m



=



12989,4 × 14

= 1818,5(kg )

100



Lượng chất khơ có trong bột sắn là:

mchất khô = 12989,4 – 1818,5 = 11170,9 (kg)

Lượng chất khô không phải tinh bột là:

m’ck = 11170,9 - 8183,31 = 2987,6 (kg)

3.6 Tính cân bằng sản phẩm cho cơng đoạn nấu và cơng đoạn đường hóa



3.6.1 Tính lượng dịch cháo sau khi nấu

Ta giả sử lượng nước đưa vào nồi nấu gấp 4 lần lượng bột sắn:



32



mnước = 4 × mbột sắn = 4 × 12989,4 = 51957,6 (kg)

Vậy tổng lượng dịch bột trong nồi là:

mdịch bột = mnước + mbột sắn = 51957,6 + 12989,4 = 64947 (kg)

Nhưng trong quá trình nấu, khi nhiệt độ tăng từ nhiệt độ dịch bột lên đến 100 oC thì sẽ

có một lượng nước ngưng hòa vào dịch bột, lượng nước ngưng được tính theo cơng

thức:



nước ngưng



m



=



mdichbot × C × (t 2 − t1)

i



Trong đó:

C = 0,9kcal/kg độ: nhiệt dung riêng của dịch bột

i = 560 kcal/kg: nhiệt hàm hơi của nước ở 100oC, áp suất thường

t2 = 100oC: nhiệt độ sôi của dịch bột

t1 = 25oC: nhiệt ban đầu của dịch bột



nước ngưng



m



=



64947× 0,9 × (100 − 25)

= 7828,4(kg )

560



Vậy tổng lượng dịch cháo sau khi nấu là:

mdịch cháo = mdịch bột + mnước ngưng = 64947 + 7828,4 = 72775,4 (kg)

Tỷ trọng dịch cháo là: d=1,05489 (kg)

72775,4

= 68988,6(lít )

1,05489



V



dịch cháo



3.6.2



=



Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khơ hòa tan)

33



Sau khi nấu, lượng tinh bột hao hụt đi do tổn thất, bao gồm:

- Tổn thất do nghiền, vận chuyển nội bộ 0,2% (tính theo tổng lượng tinh bột)

- Tổn thất do công đoạn nấu là: 0,8%

 Lượng tinh bột mất mát sau khi nấu là:



m tổn thất = mtb ×



8183,31× (0,2 + 0,8)

= 81,83(kg )

100



Lượng tinh bột hòa tan sau khi nấu là:

mtbt =8183,31 – 81,83 = 8101,48 (kg)

Mặt khác, sau khi nấu có một lượng chất khơ khơng phải là tinh bột sẽ hòa tan vào

dịch nấu, chiếm 20% so với lượng chất khô không phải tinh bột.

 Lượng chất khơ khơng phải tinh bột hòa tan vào trong dịch bột là:



mkht’=



mck '×20 2987,6 × 20

=

= 597,52( kg )

100

100



Giả sử sau khi nấu và đuờng hóa có khoảng 60% tinh bột đã hòa tan chuyển

hóa thành đuờng glucoza, với hệ số chuyển hóa từ tinh bột thành glucoza là k = 1,11.

Và 40 % chuyển hóa thành dextrim, với hệ số chuyển hóa từ tinh bột thành dextrim là

k’ = 1,056

Vậy lượng glucoza tạo thành là:



mglucoza = mtbt ×



60

60 × 1,11

× k = 8101,48×

= 5395,6kg )

100

100



Vậy lượng dextrim tạo thành là:



mdextrim = mtbt ×



40

40 × 1,065

× k = 8101,48 ×

= 3451,2kg )

100

100



34



Vậy tổng lượng đường tạo thành:

mđường = mglucoza + mdextrim = 5395,6 + 3451,2 = 8847 (kg)

Tổng lượng chất khơ hòa tan trong dịch cháo:

mckt = mđường + m’kht = 8847 + 597,52 = 9444,52 (kg) [6]

Lượng dịch chứa chất hòa tan:

mdung dịch = mdịch cháo – m’’ – mtổn thất = mdịch cháo – (m’ck – m’kht)– mtổn thất = 72775,4 – (2987,6

– 597,52) – 81,83= 70303,49 (kg)

Trong đó: m’’ là lượng chất khơ khơng phải là tinh bột khơng tan

Từ đó ta xác định được các nồng độ:

-



Nồng độ dịch đường hóa:

mckt

9444,52 × 100%

× 100% =

= 13,4%

mdungdich

70303,49



N1 =

-



Nồng độ đường

mduong

8847 × 100%

× 100% =

= 12,6%

mdungdich

70303,49



N2 =



-



Độ thuần khiết của dung dịch [6]

mduong

8847 × 100%

× 100% =

= 93,67%

mckt

9444,52



Nx =

3.6.3 Tính lượng phế phẩm

3.6.3.1 Lượng Termamyl



Theo thực tế ta có:

Cứ 1000 kg tinh bột cần sử dụng 250ml Termamyl.

35



Vậy 8183,31 kg tinh bột cần sử dụng VTer ml Termamyl.



VTer=



8183,31× 250

= 2045,83ml ≈ 2,05(lít )

1000



3.6.3.2 Lượng Sansuper



Theo thực tế ta có:

Cứ 1000 kg tinh bột cần sử dụng 1000ml Sansuper.

Vậy 8183,31 kg tinh bột cần sử dụng VSan ml Sansuper.



Vsan =



8183,31× 1000

= 8183,21ml ≈ 8,18(lít )

1000



3.6.3.3 Tính lượng sát trùng Na2SiF6



Ta sử dụng chất sát trùng với tỷ lệ 2%00 so với lượng dịch



m sát trùng =



2 × 70303,49

= 14,1(kg )

10000



3.6.3.4 Tính lượng men khơ



Lượng men khơ cần thiết cho lên men bằng 0,1% so với khối lượng tinh bột

8183,31× 0,1

= 8,2(kg )

100



mmen=

3.7 Tính cân bằng cho cơng đoạn lên men

Với lượng men giống là 10% nhưng lấy từ dịch đường hóa nên thể tích của dịch lên

men khơng đổi và bằng thể tích dịch sau đường hóa

mlên men = mdung dịch + mTer + msan+ mNa2SiF6 [5]

= 70303,49 + 2,05 + 8,18 + 14,1 = 70327,82 (kg)

Khối lượng riêng của dung dịch là d=1,087 (kg/l) do đó ta tính được lượng dịch đường

là:



36



mlenmen 70327,82

=

= 64699(lít )

d

1,087



Vlên men =

3.7.2



Lượng cồn khan thu được sau khi lên men



Theo lý thuyết lượng cồn khan tạo ra sau khi lên men là

V cồn(lt) = m tinh bột × 0,7191 = 8183,31 × 0,7191 = 5884,62 (lít)

Nhưng do có tổn thất từ đầu cho đến sau lên men nên lượng cồn thực tế thu được là:

+ Tổn thất do nguyên liệu: 0,2%

+ Tổn thất do nấu, đường hóa, lên men: 8,8%

+ Tổn thất không xác định: 1%

 Tổng tốn thất sau khi lên men là: 10%

 Lượng tinh bột tổn thất là:



m tb tổn thất =



8183,31× 10

= 818,33(lít )

100



Vậy lượng cồn khan là: 818,33×0,7191 = 588,5 (lít)

Lượng cồn thực tế trong giấm chín sau khi lên men là:

Vcồn (tt) = Vcồn (lt) – Vcồn tổn thất = 5884,62 - 588,5 =5296,12 (lít)

Hay tương đương với 5296,12 × 0,78927 = 4180,1 (kg)

3.7.3



Tính độ cồn trong giấm chín sau khi lên men



Tính lượng CO2 tạo ra trong phương trình (2) ta có:

Cứ



92 kg cồn tạo ra thì sinh :



88 kgCO2



Vậy cứ 4180,1 kg cồn thì sinh ra: mCO2



kg CO2



37



mCO2=



88 × 4180,1

= 3998,4( kg )

92



Vậy lượng giấm chín còn lại:

m giấm = m lên men - mCO2 = 70327,82 - 3998,4 = 66329,42 (kg)

Tỷ trọng giấm chín là d=1,05 (kg/l). Vậy thể tích của giấm chín là:

mgiam 66329,42

=

= 63171(lít )

d

1,05



Vgiấm =

Độ cồn trong giấm chín là:

Vcon

5296,12

× 100 =

× 100% = 8,4%V

Vgiam

63171



% cồn (v/v) =

3.7.4



Tính lượng urê cần bổ sung



Lượng Urê (NH2)2CO cần bổ sung cho nấm men là 0,5 (g/l) theo thể tích dịch lên

men. Lượng Urê cần bổ sung là:

murê = 0,5 × 64699 = 32349,5 (g) = 32,35 (kg)

3.8



Tính cân bằng cho cơng đoạn chưng cất



Tổn thất của q trình chưng cất tính theo % tinh bột là: 5%

Ta có lượng tinh bột tổn thất là:



mtổn thất =



mtb × 5 8183,31× 5

=

= 409,165(kg )

100

100



Vậy lượng cồn khan là: 409,165×0,7191 = 294,23 (lít) = 294,23×0,78927 = 232,23

(kg)

Vậy lượng cồn thu được sau tinh luyện là:

mcồn = mcồn(tt) - mcồn khan = 4180,1 - 232,23 = 3947,87 (kg)

38



mcon

3947,87

=

≈ 5000(lít )

0,78927 0,78927



Hay tương đương Vcồn =



CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ

4.1 Lựa chọn thiết bị

4.1.1 Thiết bị sàng làm sạch



Em lựa chọn thiết bị sàng làm sạch của Công ty TNHH TM & DV Kỹ thuật

Thành An cung cấp có các thơng số kỹ thuật sau:

Cơng suất: 4 kW

Năng suất: 3 m3/ giờ



Hình 4.1. Thiết bị sàng rung [14]

39



 Cấu tạo



Hình 4.2. Cấu tạo thiết bị sàng rung



1: Phễu nạp liệu

2: Lưới sàn

3: Đầu ra phần có kích thước lớn

4: Đầu ra phần có kích thước nhỏ

5: Thanh truyền động

6: Động cơ

7: Chân trụ động

 Nguyên lý hoạt động



Bột được đưa trực tiếp vào thiết bị qua phễu nạp liệu (1) sau đó được phân loại

nhờ lưới sàng (2). Tạp chất, hạt có kích thước lớn bị giữ lại trên mặt sàng và đưa ra

ngoài qua cửa ra (3). Hạt có kích thước nhỏ hơn 120µm thì đi qua lỗ sàng xuống dưới

gặp máng hứng và ra ngoài qua cửa (4). Thiết bị hoạt động nhờ động cơ (6) truyền

động đến thiết bị nhờ cơ cấu truyền động (5). Toàn bộ thiết bị hoạt động tịnh tiến qua

lại được cố định trên 2 chân động (7) [4].

4.1.2



Thiết bị nghiền

40



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×