Đề tài Thực tập cuối khóa nhà máy sản xuất rượu cồn

LỜI MỞ ĐẦU Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống. Ngày nay nghề làm rượu-cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế quốc dân. Trong tiến trình hội nhập và phát triển, ngành công nghiệp Việt Nam đang tạo ra những bước ngoặt mới làm thay đổi bộ mặt nền hinh tế. Công nghiệp nói chung và công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng đang từng bước đổi mới về công nghệ để tạo ra những sẩn phẩm có chất lượng tốt nhất, đáp ứng tối đa nhu cầu thị hiếu. Một trong những ngành công nghiệp đang phát triển, đóng góp vào ngân sách nhà nước một khoản không nhỏ là ngành sản xuất các sản phẩm lên men. Trong số đó phải kể đến ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn. Trong đợt thực tập cuối khoá vừa qua em được đi tìm hiểu thực tế và làm những người công nhân trực tiếp sản xuất ra rượu cồn tại nhà máy rượu hoa quả Trung Kiên. Dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Minh Nguyệt và Anh Tú người trực tiếp quản lý bọn em đã hiểu thêm rất nhiều về quá trình sản xuất rượu cồn. Dưới đây là bài báo cáo của em sau quá tìm hiểu tại nhà máy. Vì đợt thực tập chưa dài kiến thức có hạn nên chắc chắn bài báo cáo còn nhiều thiếu sót mong được cô cùng các bạn góp ý thêm. PHẦN I. SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT RƯỢU CỒN Từ xa xưa loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống. Ngày nay nghề làm rượu – cồn vẫn còn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế quốc dân . Rượu với tư cách là đồ uống rất đa dạng và có nhiều mẫu mã khác nhau. Nói chung, người ta có thể chia ra thành rượu mạnh ( khoảng trên 40
cồn ), rượu thông thường ( khoảng 30- 40
cồn ), và rượu nhẹ ( dưới 30
cồn ). Ở các nước Phương Tây người ta sản xuất rượu trắng được gọi là Vodka, như ở Nga và một số nước khác, rồi chứa trong các thùng gỗ sồi thường có màu nâu vàng nhạt đến màu nâu sẫm với các hương vị khác nhau và có tên gọi khác nhau. Tình hình tiêu thụ các loaị rượu trên thế giới có thể tới 4-6 lít/người/năm ( tính ra cồn 100
), không tính bia và rượu vang. Ngoài công dụng làm đồ uống, rượu cồn etylic còn có khả năng làm nguyên liệu cho một số ngành kinh tế quan trọng: làm dung môi hữu cơ, nhiên liệu, dùng trong y tế, trong mỹ phẩm pha nước hoa, trong dược để trích ly các hoạt chất sinh học, sản xuất axit axetic và giấm ăn, sản xuất các loại este có mùi thơm, trong cao su tổng hợp và nhiều hợp chất khác..v.v..Đặc biệt với khả năng dùng làm nhiên liệu ( chất đốt ) của cồn tuyệt đối hứa hẹn cho một ngành sản xuất nhiên liệu với nguyên liệu tái sinh – một viễn cảnh sáng sủa và rộng lớn. Mai đây các mỏ dầu và khí đốt trong lòng đất cạn kiệt thì cồn tuyệt đối có lẽ là một loại nhiên liệu thích hợp và nguyên liệu để sản xuất ra cồn có lẽ không bao giờ hết. Hiện nay nhiều hang ô tô đã thử nghiệm thành công các mẫu động cơ chạy bằng cồn hoặc bằng hỗn hợp cồn – xăng. Trong tương lai không xa sẽ có những động cơ loại này chạy trên đường. Chúng ta hy vọng chờ xem! Còn đối với ngành công nghệ sinh học nói chung cũng như ngành công nghệ lên men sẽ cố gắng sản xuất ra các loại cồn thích hợp và giá rẻ có thể cạnh tranh được với xăng dầu khí đốt. Cồn etylic hay cồn etanol :C
H
OH là một chất lỏng không màu, trong suốt, có vị nóng gắt và mùi đặc trưng. Các hằng số vật lý: Tỷ trạng tương đối  Nhiệt độ (
C )  Nhiệt lượng  Độ nhớt, cP   d

: 0,78927 d

: 0,79067  Nóng chảy: -114,3 Sôi ở 760mm Hg: 78,35 Bốc cháy : 12  Cháy, kJ/kg : 26665 Bay hơi ở 20
C: 910 Nóng chảy, kJ/mol: 4,94  Ở 0
C: 1,78 Ở 20
C: 1,19   Etanol có tính co giãn ở dạng hơi khá lớn, so với hơi nước gấp 2-2,5 lần. Nó rất hút nước từ độ ẩm không khí cũng như từ các tổ chức ( mô ) động vật và thực vật, đặc biệt từ tế bào vi sinh vật. Do vậy nó có tính sát khuẩn, vì khi cồn hút một lượng lớn nước từ tế bào sẽ có thể làm vỡ hoặc biến dạng tế bào vi khuẩn. Khi trộn 50% cồn với 50% thể tích nước ta thu được 96,4% thể tích hỗn hợp. Như vậy cồn trộn với nước bị co thể tích. Cồn etylic tinh khiết có phản ứng trung tính, nhưng cồn thu được theo phương pháp lên men có lẫn một lượng nhỏ axit hữu cơ, vì vậy nó có phản ứng axit nhẹ. Cồn và dung dịch cồn ( nặng )- nước dễ bắt lửa bùng cháy với ngọn lửa xanh nhẹ và không có muội Hơi cồn trong không khí gây độc cho người, động vật và vi sinh vật. Giới hạn cho phép nồng độ ở không khí là ≤ 1mg/l. Hỗn hợp không khí với hơi cồn ở nồng độ nào đó có thể là nguy hiểm, vì dễ phát nổ khi gặp tia lửa. Giới hạn nồng độ gây nổ của hơi cồn trong hỗn hợp là 2,8 – 13,7% thể tích không khí. Cồn etylic có thể được sản xuất bằng 2 phương pháp chính là lên men và tổng hợp theo con đường hóa học. Tổng hợp về tình hình sản xuất rượu và tiêu thụ rượu hiện nay: Tính dến năm 2004 cả nước có 72 đơn vị sản xuất rượu công nghiệp với công suất 103 triệu lít/ năm, sản lượng đạt 76,3 triệu lít/ năm, khai thác 74% công suất thiết kế, trong đó sản lượng rượu nhẹ có ga đạt 10,6 triệu lít, rượu vang, champagne đạt 24,2 triệu lít. Rượu mạnh và các loại khác 15,95 triệu lít, cồn công nghiệp dùng cho sản xuất và xuất khẩu khoảng 25,5 triệu lít. Ngoài ra còn có khoảng trên 300 cơ sở dân tự nấu rượu, tự tiêu thụ với sản lượng ước khoảng 242 triệu lít. Việc kiểm soát chất lượng chất lượng sản phẩm của các cơ sở này gặp nhiều khó khăn nên ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dung do uống phải rượu còn nhiều độc tố, kém chất lượng, lãng phí lương thực và gây thất thu lớn cho ngân sach Nhà nước. Nhìn chung, ngành công nghiệp rượu hiện nay vẫn chưa phát triển, công nghệ thiết bị lạc hậu, chất lượng sản phẩm chưa cao, chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Nguyên nhân là do thiếu vốn để đầu tư, đổi mới thiết bị công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm. Do đó khả năng cạnh tranh kém…Trong khi đó, rượu nấu bằng phương pháp thủ công chưa thể quản lý, rượu lậu, rượu giả trốn thuế chưa có biện pháp khả thi để ngăn chặn, càng gây khó khăn cho việc tiêu thụ sản phẩm rượu của các doanh nghiệp nhà nước. Các doanh nghiệp FDI do thương hiệu của sản phẩm chưa thực sự mạnh, nên chỉ huy động được 17% công suất thiết kế. PHẦN II:NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG I. TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG KIÊN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY Tìm hiểu về công ty TNHH RƯỢU HOA QUẢ TRUNG KIÊN. 1. khái quát chung. - Tên chính thức : Công ty TNHH Rượu hoa quả Trung Kiên – Thửa số 57 – Cụm Công nghiệp An Xá – TP Nam Định – Tỉnh Nam Định. - Số giấy CNĐKKD và đăng ký thuế : 0712000071 - Ngày cấp : 4 – 5 – 2007 - Người đại diện : Nguyễn Tuấn Tú - Nơi thường trú : Số 1 Ngõ Ngô Sỹ Liên – Quận Đống Đa – TP Hà Nội - Ngành nghề kinh doanh : Buôn bán tư liệu sản xuất rượu, nước hoa quả, buôn bán Nông Sản, Lương Thực, Thực Phẩm Công Nghiệp. Vận Tải Hàng hóa đường bộ. Vận chuyển hành khách theo hợp đồng. Dịch vụ ăn uống du lịch. 2. Cơ cấu tổ chức công ty - 1 Giám đốc công ty - 1 Quản lý điều hành sản xuất - 3 Nhân viên lò hơi thay ca nhau. Là công nhân hợp đồng làm theo thời vụ. - Một số nhân viên phục vụ cho các quá trình. Chủ yếu là 1 công nhân chính thức và một công nhân làm theo thời vụ. - 1 bác bảo vệ. Với một ca sản xuất thì cần 2 công nhân phổ thông, 1 người quản lý bao quát tất cả và trực tiếp nấu lên men và chưng cất, một công nhân lò hơi. 3. Các sản phẩm của công ty - Công ty chuyên sản xuất rượu cồn và xuất đi theo đơn đặt hàng - Công ty nhập bã rượu cho nhà máy chế biến gia súc. 4. Sơ đồ mặt bằng nhà máy
Hình 1 B .QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY. I. Nguyên liệu dùng để sản xuất. 1. Sắn lát Nguyên liệu chủ yếu mà công ty sử dụng cho sản xuất rượu cồn là sắn lát, sắn được nhà máy nhập về là sắn đã được thái lát mỏng và phơi khô. Đặc điểm của nguyên liệu sắn này thể hiện: Sắn là loại củ chứa nhiều tinh bột, củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ và lõi. Ngoài ra còn cuống và rễ củ. Vỏ gồm 2 phần : vỏ gỗ ở bên ngoài, cấu tạo chủ yếu là xenluloza, thường chiếm khoảng 1,5 – 2% khối lượng củ, vỏ cùi cũng cấu tạo từ xenluloza nhưng trong vỏ cùi còn có mủ sắn là các polyphenol của củ sắn nằm ở đây. Thịt củ chứa nhiều tinh bột, ít protein và một lượng dầu, lượng polyphenol ở đây chỉ chiếm khoảng 10 -15%, nhưng các polyphenol gây trở ngại khi chế biến, đặc biệt là để sắn chảy mủ sẽ làm cho bột sắn biến màu, thay đổi mùi vị khó ăn trực tiếp khi luộc, khó thoát nước khi sấy hoặc phơi khô sắn lát hoặc sắn bột Thành phần hóa học của sắn có thể là như sau : loại  nước  protit  chất béo  Gluxit  xenlulo  Iro   sắn tươi  70,25  1,102  0,41  26,58  1,11  0,54   sắn khô  13,12  0,205  0,41  74,74  1,11  1,69   Trong củ sắn có một hợp chất độc là phazeolumatin gồm 2 glucozit: linamarin và lotraustralin. Hàm lượng chất này vào khoảng 0,001- 0,04 mg% chứa chủ yếu trong vỏ cùi. Bình thường phazeolumatin không độc, nhưng khi bị thủy phân giải phóng ra HCN, gây độc. Khi hàm lượng HCN tới khoảng 50-100 mg người ăn sẽ bị ngộ độc, cao hơn có thể dẫn đến tử vong. Để tránh ngộ độc trước khi ăn cần phải ngâm và bóc vỏ cùi. Nhưng khi sắn thái lát phơi khô giản đáng kể lượng HCN. Ở nhà máy này sản xuất theo công nghiệp nên sắn lát khô được nghiền nhỏ, phối trộn với nước, nấu thành cháo rồi đem vào đường hóa. Mỗi nối nấu nhà máy thường sử dụng 1000 kg nguyên liệu 2. Nước Nước được nhà máy dùng cho sản xuất là nước giếng khoan được bơm trực tiếp từ dưới lòng đất lên rồi qua hệ thống lọc của nhà máy, sau đó dùng cho sản xuất. nước này được dùng trực tiếp cho sản xuất. Vì chất lượng nước ở đây cũng tương đối đạt tiêu chuẩn sau khi qua lọc, và nước dùng cho sản xuất rượu không cần yêu cầu cao như nước trong sản xuất bia nên vừa giảm được chi phí sản xuất Lại phù hợp cho nấm men phát triển có lượng các muối phù hợp. 3. Các chất bổ sung. Trong quá trình sản xuất rượu, để đạt được mục đích mong muốn về sản phẩm thì phải dùng đến các chất bổ sung . Ngoài ra, còn cho thêm axit sunfric vào dịch để điều chỉnh pH, làm cho nhiệt độ nấu nhanh đạt được. Cho thêm chất phụ gia làm mềm nước, bổ sung thành phần đạm ure để cung cấp nito cho nấm men hoạt động trong quá trình lên men… II. Sơ đồ công nghệ sản xuất rượu cồn của nhà máy III. Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ. Cân và nghiền nguyên liệu Phương pháp tiến hành: Cân 1000kg sắn lát khô đem nghiền mịn bằng máy nghiền búa. Sau đó được vít tải đổ vào thùng phối trộn Mỗi mẻ trong một nồi nấu, nhà máy chuẩn bị 1000 kg sắn lát, 4000 lít nước và một số chất phụ gia để cho vào. Đầu tiên dùng hơi nóng để thanh trùng nồi phối trộn. Bơm nước 40 - 45
C vào nồi phối trộn và cho cánh khuấy hoạt động. Sắn lát được nghiền từ máy nghiền, qua vít tải đổ vào nồi phối trộn. Tỷ lệ sắn lát nghiền mịn là 70%, và nghiền hạt là 30%. Sỡ dĩ không nghiền mịn hết toàn bộ sắn lát là vì lớp hạt sau này có kích thước lớn sẽ tạo màng lọc cho quá trình lọc trong dịch được dễ dàng. 2. Phối trộn Đầu tiên là 4000 lít nước không quá 45
C được cho vào nồi, bật cánh khuấy cho hoạt động, rồi từ từ cho bột đã nghiền ở trên vào khuấy đảo trong 15 - 20 phút để trộn đều hỗn hợp.Tỷ lệ nước và nguyên liệu là 1: 4( 4000 lít nước cho 1000 kg nguyên liệu ) cho 350ml enzim SC( chế phẩm enzym amylaza, thủy phân tinh bột ở mối α-1,4 glucozit trong phân tử amyloza và amylopectin) vào rồi bật bơm bơm dịch qua nồi nấu. 3. Quá trình nấu (dịch hoá, đường hoá) Sắn và nước được phối trộn ở nồi phối trộn rồi bơm sang nồi nấu. Nồi nấu sau khi được vệ sinh sạch sẽ ta bật cánh khuấy rồi từ bơm dịch vào bơm được một lượng dịch cần thiết thì bắt đầu cấp hơi nóng. Sau khi bơm đủ lượng dịch thì tăng cường cấp nhiệt đến lúc đạt 900C thì giữ trong 30 phút rồi tiếp tục nâng nhiệt lên 1000C giữ ở nhiệt độ này trong vòng 1 tiếng sau 1 tiếng ta mở nước làm mát vào giàn làm mát mở van đáy bật bơm để bơm dịch từ nồi sang giàn làm mát hạ nhiệt độ của khối dịch xuống 90oC ta cho 50ml enzim SC vào cứ tiếp tục hạ nhiệt độ xuống đến 75oC cho 2 kg đạm ure vào hạ nhiệt độ xuống 650C cho 200ml H2SO4 đã pha loãng ( pha 25 ml axit sunfuric đặc vào 175ml nước cất)vào khi nhiệt độ hạ xuống 58-60oC cho 500ml enzim GA vào khi đầu ra ở giàn làm mát đạt 30-320C thì đóng van vào cho chuyền dịch sang tăng lên men. Vì ở nhà máy này công suất còn nhỏ nên quá trình nấu và đường hóa được thực hiện trong nồi nấu 1 lớp được cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nóng từ lò hơi. Cấu tạo của nồi nấu thể hiện ở hình vẽ sau : quá trình dịch hoá và đường hoá được tiến hành trên 1 thiêt bị nấu và giàn làm mát. - Chú thích : 1. mô tơ cánh khuấy. 2. đường vào của dịch sau phối trộn. 3. đường dịch hồi lưu sau khi làm mát. 4. cánh khuấy. 5. van đáy đường dẫn dịch qua giàn làm mát. 6. chân thiết bị. 7. đường bổ sung nước nóng từ giàn làm mát. 8. cửa quan sát. 9. đường cấp hơi nóng. 10. nhiệt kế.
Hình 4 : Nồi nấu nguyên liệu - An toàn thông số kỹ thuật khi sử dụng nồi nấu : Kích cỡ của cánh khuấy, vận tốc quay phải phù hợp với đường kính của thiết bị và vận tốc biên của nó không vượt quá 3,8m/s, nếu không sẽ sinh lực kéo khi chuyển động xoáy tác động đến thành phần dịch nấu. Hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị cũng rất quan trọng. Cần điều chỉnh nhiệt phù hợp. Thiết bị làm mát là một giàn làm mát với cấu tạo theo kiểu ống lồng ống tổng chiều dài của các ống trong giàn làm mát là 120 m. giàn làm mát cũng được làm từ inox không rỉ chịu nhiệt tốt. 4. Lên men Quy trình lên men của nhà máy Tănk lên men số một sau khi được vệ sinh sạch sẽ và thanh trùng (thanh trùng băng cách cho hơi nóng vào nâng nhiệt độ lên 100oC và giữ ở nhiệt độ này trong vòng một tiếng rồi mở van đáy tháo nước ngưng ) ta bơm dịch vào khi bơm kết thúc nồi nấu 1 thì cho 500g nấm nem saccharomyces cerevisae khô vào tăng 1 sau đó một giờ sau khi đã đường hoá xong ở nồi nấu thì bơm dịch qua tăng. Như vậy cứ mỗi tăng lên men chứa được 2 nồi nấu tổng là 2000kg bột sắn và 8000l nước. Ta cũng làm tương tự với 7 tănk lên men còn lại. Thời gian lên men thường kéo dài từ 72 – 80 giờ. Trong thời gian này người ta tạo mọi điều kiện thích hợp về nhiệt độ 30-320C, pH ,…cũng như lượng nấm men thích hợp, khắc phục những sự cố...để quá trình lên men xảy ra thuận lợi, sao cho hàm lượng cồn được tạo ra nhiều nhất. sau 24 đến 30 giờ lên men thì tăng cường lạnh nhanh vì trong giâi đoạn nay nấm men phát triển mạnh sinh nhiệt nhiều làm tăng nhiệt độ nhanh có lúc lên tới 36-370C. Ở nhà máy sử dụng 8 tank lên men có dung tích khoảng 30m
, tank lên men của nhà máy có đặc điểm là không lắp đặt hệ thống CIP để vệ sinh mà cứ sau mỗi quá trình lên men người công nhân phải mở cửa chui vào để vệ sinh tank. Nhà máy sử dụng phương pháp lên men gián đoạn, tiết kiệm thiết bị và diện tích nhà xưởng, dễ làm, khi bị nhiễm tạp dễ xử lý nhưng năng suất thu hồi chưa được cao lắm. 5. Lọc Sau 72- 80 giờ lên men độ đường giảm xuống 00Bx và qua thời gian ổn định chất lượng cồn thì bắt đầu bơm dịch lên men đi lọc. Ở đây dùng máy lọc khung bản gồm 36 khung và 36 bản cùng với 37 tấm vải lọc, Sau khi lọc tách riêng phần bã, lấy phần nước được gọi là dịch dấm chín có thể bơm trở về tank lên men để chứa dịch vừa để ổn định chất lượng giấm vừa chờ lọc xông tất cả 8 tank rồi mới bắt đầu bơm dịch dấm đi chưng cất. Còn bã được tách ra thì sử dung làm thức ăn gia súc. Sau khi quá trình lên men kết thúc, tiến hành thổi khí vào tank lên men (tác dụng như cánh khuấy ) để đảo trộn đều giữa dịch và bã rồi bơm xuống máy lọc khung bản để tiến hành lọc dịch. a. Lý thuyết về chưng cất cồn Trong giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như rượu, este, andehit, ancol có số nguyên tử C > 2 gọi là dầu fusel (dầu khét ) Ngoài các chất kể trên, trong giấm chín còn chứa 1 số chất khác như tinh bột , các dextrin, các axit hữu cơ và một số chất khoáng nhưng với tỉ lệ nhỏ. Vì vậy trong dịch lọc giấm chín chỉ còn 2 thành phần chính là rượu etylic và nước, gọi là hỗn hợp có 2 cấu tử chính. b. Lý thuyết về tinh chế 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 như là andehit, các este, các ancol cao phân tử và các axit hữu cơ nhưng yêu cầu hàm lượng chung của các chất không vượt quá 0,5 so với khối lượng cồn etylic. Các ancol cao phân tử chủ yếu là ancol metylic và ancol izobutylic phụ thuộc vào nguyên liệu. Phân loại tạp chất trong cồn chia làm 3 loại : tạp chất đầu, tạp chất trung gian và tạp chất cuối. Vì tính chất của tạp chất được thay đổi tùy theo nồng độ cồn trong tháp. + Tạp chất đầu : đây là những tạp chất dễ bay hơi hơn etylic và có thể ở nồng độ bất kỳ gồm có andehit axetic, các axetat, các axetat metyl, các các formiat etyl, andehit butyric. + Tạp chất cuối : là những chất khó bay hơi hơn, cụ thể là các ancol cao phân tử hay ancol metylic và tại khu vực có nồng độ cao của etylic thì độ bay hơi kém hơn etylic. + Tạp chất trung gian : vừa có tính chất của tạp chất đầu vừa có tính chất của tạp chất cuối, ở nồng độ etylic cao thì nó là tạp chất cuối, nếu nồng độ etylic thấp thì nó là tạp chất đầu. Gọi A % là khối lượng trong rượu pha hơi Gọi a % là khối lượng trong rượu pha lỏng Ta có : Kr =
là hệ số bay hơi của rượu Gọi B % là khối lượng tạp chất pha hơi Gọi b % là khối lượng tạp chất pha lỏng Ta có : Ktc =
là hệ số bay hơi của tạp chất Ta có hệ số tinh chế được tính : K =
Để đánh giá độ bay hơi tương đối của tạp chất so với rượu ở cả 2 pha lỏng và pha hơi ta có đại lượng là hệ số tinh chế K + Nếu K > 1 thì trong hơi chứa nhiều tạp chất ( tạp chất đầu ) + Nếu K = 1 thì trong hơi chứa nhiều tạp chất ( tạp chất trung gian ) + Nếu K < 1 thì trong hơi chứa nhiều tạp chất ( tạp chất cuối ) Hệ số tinh chế cho ta dự đoán sô bộ khoảng không gian chứa nhiều tạp chất trong tháp nhưng không xác định vị trí lấy tạp chất một cách cụ thể. c .Thực tế chưng cất và tinh chế cồn ở nhà máy Ở nhà máy rượu Trung Kiên sử dụng phương pháp chưng luyện 4 tháp vừa gián tiếp vừa trực tiếp hai dòng. Sơ đồ:
hình 8: Sơ đồ chưng 4 tháp Chú thích : 1. Thùng chứa giấm 2. Bình hâm giấm 3. Bình tách CO
4. Tháp thô 5. Bình chống phụt giấm 6. Bình ngưng tụ cồn thô 7. Bình làm lạnh ruột gà 8. Tháp andehit 9. 10. Bình ngưng tụ 11. Tháp tinh chế 12. Bình ngưng tụ hồi lưu 13. Tháp làm sạch 14. Bình làm lạnh sản phẩm CHƯƠNG II. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM Để đơn giản ta tính cân bằng sản phẩm cho 1000 kg nguyên liệu Thì ra được bao nhiêu lít cồn sản phẩm 96o. Trong quá trình sản xuất, tổn thất ở các công đoạn là không thể tránh khỏi nên trong trong quá trình tính toán ta đều phải tính đến lượng tổn thất ở từng công đoạn. Lượng tổn thất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng nguyên liệu, chế độ công nghệ thiết bị. Các chỉ số yêu cầu đối với nguyên liệu chính cho sản xuất cồn thành phẩm là: loại  nước  protit  chất béo  Gluxit  xenlulo  Iro   sắn khô  13,12  0,205  0,41  74,74  1,11  1,69   Tổn thất tính theo % của từng công đoạn sản xuất là: Quá trình  Tổn thất   Nghiền vận chuyển nội bộ  0,5% so với trọng lượng nguyên liệu   Nấu, đường hoá, làm lạnh  7% so với chất hoà tan   Lên men sơ bộ  0,2% so với chất hoà tan   Theo lt đã nói thì chỉ có 95% đường biến thành rượu còn 5% cho các chất khác   Lên men chính và ổn định  3% so với lượng rượu etylic tạo thành   Lọc dịch  0,5% so với lượng rượu etylic tạo thành   Chưng cất và tinh chế  3% so với lượng rượu etylic tạo thành   Ở công đoạn ta có tách ra 5% cồn đầu không được tính vào cồn sản phẩm   Trong công nghệ này ta sử dụng 100% sắn lát khô với hàm lượng chất khô như sau: 75% chất hoà tan ( tinh bột, chất béo,Protit), hàm ẩm chiếm 13%, còn lại là chất không hoà tan ( xenlulo….). Tính theo 1000kg nguyên liệu. - Tổn thất khi nghiền và vận chuyển Sắn ( công đoạn này ở nhà máy tổn thất là rất nhiều và có thể ước tính là) 0,5% Lượng sắn sau nghiền là : 1000 - (1000 x 0,5%) = 995 - Hàm ẩm của sắn là 13 % Lượng chất khô của sắn là 995 – 995 x 13% = 865,65 - Độ hoà tan thực tế của sắn là 75% Lượng chất khô hoà tan vào dịch đường là
865,65 x 75% = 649,237 - Tổn thất khi nấu, đường hoá, làm lạnh là 7% ( do quá trình nấu và đường hoá gián đoạn và thực hiện bán tự động nên thất thoát do quá trình này rất lớn do trào dịch hiện tượng caramen hoá….) Lượng dịch thu được sau các quá trình này là: 649,237 – 649,237 x 7% = 603,79 Ta có phương trình chuyển hoá sau (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 162 x n n x 180 603,79kg 603,79x180/162 = 670,87kg Như vậy cứ 1000kg nguyên liệu ta thu được lượng là 670,87 chất hoà tan trước lên men. Trong quá trình nấu ta có bổ sung 2kg đạm (chất hoà tan). Vậy tổng khối lượng chất hoà tan đi vào lên men là: 670,87 + 2 = 672,87 (kg) - Tổn thất trong quá trình lên men sơ bộ là 0,2% (đây là quá trình phục vụ nấm men sinh khối và phát triển nên tổn thất 1 lượng chất tan dành cho sinh khối) Lượng chất hoà tan sau khi lên men sơ bộ là: 672,87 – 672,87 x 0,2% = 671,524 Khối lượng 671,524 kg chất hoà tan này được coi như là đường maltoza hoàn toàn. Theo lý thuyết ta có 95% đường tạo thành CO2 và rượu còn 5% tạo thành các hợp chất khác và đường sót. Khối lượng đường được chuyển hoá thành rượu là : 671,524x95% = 637,94(kg) . Theo phương trình phản ứng chuyển hoá đường thành rượu sau Ptpư: C6H12O6
2C2H5OH + 2 CO2 + Q 180 2 x 46 2 x 44 Như vậy cứ 180g đường đơn thì cho 92g rượu etylic vậy theo lý thuyết thì 637,94 kg đường đơn thì lượng tạo thành là (
) = 326,06 kg Thực tế hiệu suất lên men là (100 – 3 ) = 97 % vậy lượng rượu tạo thành trong thực tế sau khi đã bị thất thoát do bay hơi … là: 326,06 x 97% = 316,28 kg Trong quá trình lọc lượng rượu tạo thành còn bị thất thoát ( dịch dấm tràn, lọc dịch chưa sạch) tổn thất là 0,5% vậy lượng rượu còn lại trong dịch dấm đưa đi chưng cất là: 316,28 – 316,28x0,5% = 314,7(kg) Quá trình chưng cất tách 5% cồn đầu vậy lượng cồn đầu tách ra là: 314,7 x 5% = 15,735(kg) Vậy lượng cồn còn lại là : 314,7 – 15,735 =298.965 (kg) Trong quá trình chưng cất lượng cồn bị tổn thất là 3 % (ở nhà máy này hệ thống chưng cất 4 tháp vừa vừa hiện đại và rất chặt chẽ nên tổn thất ở công đoạn này cũng ít hơn so với các nơi khác): Vậy lượng cồn thành phẩm là : 298,965 – ( 298,965 x 3 %) = 289.997(kg). Ta có d20 =0.78927 là trọng lượng riêng của rượu 100o ở 20oC vậy quy ra lít sẽ là: 289,997 : 0,78927 = 367,423 (lít) cồn 100o Từ đó ta tính ra cồn 960 như sau số lít cồn 100 độ ở trên sẻ chiếm 96% trong 100% cồn sản phẩm vậy số lít cồn sản phẩm mà chúng ta thu được từ 1000kg nguyên liệu là:
cồn 960 Vậy qua quá trình tính toán trên lý thuyết từ những ước lượng các tổn thất ta có 1000kg sắn khô thì cho ra 382,732 lít cồn thành phẩm 96o. Trong thực tế sản xuất tại công ty thì như anh quản lý đã nói cứ 2,8 kg sắn thì cho 1 lít cồn. (Vậy cứ 1000kg sắn sẻ cho :
cồn sản phẩm) như vậy quá trình ước tính tổn thất và tính toán trên lý thuyết là gần sát với thực tế. 2.Công suất 1 năm của nhà máy khi sản xuất liên tục. Với 1 đợt sản xuất là 10 ngày sản xuất được 12 tấn nguyên liệu ra ( cứ 2.8 kg sắn sản xuất ra 1 lít cồn) 12000/2.8 = 4285 lít cồn sản phẩm ( 3 ngày nấu 1 ngày nghỉ chờ lên men. 3 ngày lọc liên tục, 3 ngày chưng cất liên tục). Số ngày làm việc trong 1 năm. Một năm có 365 ngày trong đó có các ngày nghỉ + Tết dương lịch: 1 ngày + Tết nguyên đán: 4 ngày + Giỗ tổ Hùng Vương 10/3: 1 ngày + 30/4: 1 ngày + 1/5: 1 ngày + 2/9: 1 ngày + Ngày chủ nhật: 48 ngày ( 1 tháng nghỉ 4 chủ nhật) + Ngày bảo dưỡng: 6 ngày ( 2 tháng bảo dưỡng 1 ngày)
Tổng số ngày nghỉ: 63 ngày
Một năm phải làm việc 365- 63 = 302 ngày. Như vậy công suất của nhà máy trong một năm làm việc liên tục là
Với giá bán 25 nghìn 1 lít cồn ta có tổng doanh thu là: P = 128550 x 25 000 = 3 213 750 000 (vnđ) 3. Tổng chi phí cho 1 năm sản xuất. Như trên đã tính 1 năm có tất cả 30 đợt sản xuất vậy các chi phí sản xuất là: Lượng sắn : 12x30 = 360 (tấn) Luợng enzim cần dùng trong 1 tấn nguyên liệu là (400 + 500) = 900ml vậy trong một năm lượng enzim cần thiết cho sản xuất là:
Lượng đạm cần dùng trong 1 tấn nguyên liệu là 2kg vậy trong 1 năm cần dùng : 360x2 = 720 kg Lượng axit cần dùng cho 1 tấn nguyên liệu là 25ml axit H2SO4 đặc vậy trong một năm cần : 360x25 = 9 000ml = 9 lit. Lượng nấm nem cần dùng cho 1 tấn nguyên liệu là 250g vậy trong một năm sản xuất cần : 360x250 = 90 000g = 90 kg. STT  Nguyªn liÖu  §¬n gi¸ (VND)  Sè l­îng  Thµnh tiÒn (VND)   1  sắn  3 500/kg  360000 kg  1 260 000 000   2  đạm ure  6 500/kg  720kg  4 680 000   3  Axit H2SO4  2 000/lit  9 lit  20 000   4  nấm men  60 000/kg  90  5 400 000   5  enzim  20 000/lit  324 lit  6 480 000   Tæng (G1)  1 276 580 000   Về nhiên liệu để sản xuất ở đây là than đá và điện còn nước thì dùng nước giếng khoan qua bộ phận lọc của công ty. Lượng than dùng cho 1 đợt sản xuất là 7 tấn ( nấu cần 2 tấn chưng cất cần 5 tấn) vậy lượng than cần cho 1 năm là: 30x7 = 210 tấn. Lượng điện dùng cho 1 tháng sản xuất là 1300(kw) vậy cả năm tiêu tốn hết lượng điện là : 1300x12 = 15600(kw) Lo¹i nhiªn liÖu  §¬n gi¸(VND)  Sè l­îng/ n¨m  Thµnh tiÒn(VND)   Than  3 000  210 000kg  630 000 000   §iÖn  1000  15600 KW  15 600 000   Tæng (G2)  645 600 000   Lương công nhân trong 1 năm : Số công nhân của công ty gồm 2 công nhân phổng thông, 3 công nhân lò hơi thay phiên nhau, 1 người quản lý chịu trách nhiệm chính và 1 bảo vệ. Tên bậc công nhân  mức lương/1ng/tháng  Lương/1 năm   2 công nhân phổ thông  1 triệu đồng  24 triệu đồng   3 công nhân lò hơi  1 triệu đồng  36 triệu đồng   Quản lý  4 triệu đồng  48 triệu đông   1 người bảo vệ  1 triệu đồng  12 triệu   tổng (G3)  120 000 000 vnd   Bảo hiểm y tế 20% vậy : G5 = 120 000 000 x 20% = 24 000 000 vnd   Khấu hao máy móc bình quân 1 năm là 15% mà tổng chi phí cho dây chuyên sản xuất là 8 000 000 000 (Vnđ) vậy chi phí khấu hao máy móc 1 năm là: G4 = 8 000 000 000 x 15% = 1 200 000 000 (vnđ) Vậy tổng chi phí cho một năm sản xuất là : G = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 = 1 276 580 000 + 645 600 000 + 120 000 000 + 1 200 000 000 + 24 000 000 = 2 186 180 000vnđ. Vậy lợi nhuận mà công ty thu được trong một năm là: P – G = 3 213 750 000 – 2 186 180 000 = 1 027 570 000 (vnđ) Với mức đánh thuế là 15% vấy số tiền công ty phải nạp vào cục thuế mỗi năm là: 1 027 570 000 x 15% = 154 135 500(vnđ). Tổng thu nhập hàng năm của công ty sau khi đánh thuế là: 1 027 570 000 – 154 135 500 = 873 434 500 (vnđ) Ta có tổng vốn đầu tư là 8 tỷ vnđ cho dây chuyền thiết bị và 1 tỷ vnđ cho các chi phí khác vậy tổng vốn đầu tư là 9 tỷ vnđ. Ta có (9 000 000 000/873 434 500 = 10,304) như vậy chưa đầy 11 năm thì ta thu hồi được vốn đầu tư. PHẦN III. TỔNG KẾT Sau thời gian thực tập tại Công Ty TNHH rượu Hoa Quả Trung Kiên em đã rút ra những kết luận chính sau : 1. Về quá trình hình thành và bộ máy quản lý công ty Công ty mới đi vào hoạt động từ năm 2007 do đó lịch sử hình thành không cò nhiều vấn đề tìm hiểu, bộ máy quản lý công ty cũng không thể hiện được rõ, vì thế em chỉ tìm hiểu được các yếu tố công nghệ của công ty. 2. Quy trình sản xuất của công ty - Quy trình sản xuất rượu cồn của công ty tương đối hoạt động đúng theo yêu cầu công nghệ chung ở từng quá trình và từng công đoạn. Nguyên liệu sắn lát được nghiền, phối trộn, nấu chín và đường hóa rồi cho lên men sau đó được lọc và đem đi chưng cất. Ở mỗi quá trình đều đảm bảo các thông số kỹ thuật phù hợp, có các điểm kiểm soát các quá trình. - Quá trình sản xuất luôn đảm bảo độ an toàn cao, cụ thể ở mỗi phân xưởng có đặt các bình chữa cháy, những nội quy quy định những điều bắt buộc công, nhân viên thực hiện nghiêm túc. 3. Thiết bị sản xuất của công ty Hệ thống nghiền nguyên liệu, nồi phối trộn, nồi nấu, giàn làm mát và tháp chưng cất của công ty tương đối hiện đại, hoạt động ổn định. Nhưng nói chung vẫn còn thủ công ở nhiều quá trình như : - Nghiền không có xilo đưa nguyên liệu vào máy mà phải người công nhân phải mang nguyên liệu đổ vào máy. - Quá trình lọc phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm vận hành của người công nhân, mọi thao tác tháo lắp, vệ sinh… toàn thủ công - Các tank lên men không có hệ thống CIP vệ sinh mà sau mỗi lần sử dụng người phải mở nắp thùng vào trong vệ sinh bằng tay chân. Các thiết bị sản xuất của công ty : Thứ tự  Thiết bị  Số lượng   1  Máy nghiền sắn  1   2  Nồi phối trộn  1   3  Nồi nấu  2   4  Giàn làm mát  1   5  Tank lên men  8   6  Máy lọc khung bản  1   7  Tháp chưng cất  4   4. Năng lực lao động của công ty Do công ty còn sản xuất nhỏ nên lực lượng nhân công của nhà máy rất mỏng, theo thời vụ, không cố định. Dù vậy nhưng thái độ làm việc của các chú, các anh nhân viên rất nhiệt tình và có trách nhiệm với công việc. 5. Việc sử dụng bảo hộ lao động của công ty Vì trong sản xuất cồn không có nhiều nguy hiểm như ở một số nhà máy sản xuất các sản phẩm khác vì thế vấn đề bảo hộ lao động không đòi hỏi nghiêm ngặt, tuy nhiên vấn đề bảo hộ lao động vẫn phải được đáp ứng. Ở công ty này, nhân viên chủ yếu làm theo thời vụ và số lượng ít, làm không chuyên ở một công đoạn nào cả nên sử dụng bảo hộ lao động chỉ tức thời hoặc bộc phát. Ví dụ khi nghiền nguyên liệu mới đeo khẩu trang, khi tháo bã rượu và vệ sinh thiết bị mới đi ủng… 6. Bố trí mặt bằng và đường đi lại trong công ty - Nói chung mặt bằng của nhà máy được bố trí tương đối hợp lý. Một bên là kho chứa nguyên liệu và máy nghiền, nồi phối trộn. Một khu nhà chỉ bố trí các tháp chưng cất và khu lên men có chứa nồi nấu, giàn làm mát, máy lọc khung bản - Khu lò hơi và nhà vệ sinh được bố trí phía cuối nhà máy - Đường đi lại trong công ty tương đối rộng rãi thoải mái 7. Vệ sinh nhà xưởng Việc vệ sinh nhà xưởng của công ty cũng được thực hiện thường xuyên sau mỗi công đoạn. Tuy nhiên ở khu lên men và lọc nền nhà không được lát gạch cứng (gạch không thấm nước) mà nền nhà lỗ chỗ sứt mẻ, bẩn, thấm nước, vệ sinh máy lọc, vải lọc còn bẩn chưa đạt yêu cầu. Hi vọng răng trong tương lai vấn đề vệ sinh của công ty sẻ được chú ý nhiều hơn nữa. 8. Xử lý chất thải Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất rượu cồn STT  Nguồn phát thải  Tác nhân gây ô nhiễm  Tác động đến môi trường   1  Nghiền nguyên liệu  Bụi nguyên liệu  Ô nhiễm không khí   2  Nấu, đường hóa Nồi hơi Rửa nồi nấu  SO2, CO, NO2, bụi, nhiệt Nước thải chứa chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng  Ô nhiễm không khí Ô nhiễm nước   3  Rửa thiết bị  Nước thải  Ô nhiễm nước   4  Máy lạnh  NH3 rò rỉ  Ô nhiễm không khí   5  Lên men Rửa thiết bị  CO2, nhiệt độ thấp Nước thải chứa chất hữu cơ, nấm men…  Ô nhiễm không khí Ô nhiễm nước   6  Lọc Rửa thiết bị  Bã rượu Nước thải chứa trong bã  Ô nhiễm nước Ô nhiễm nước     7  Rửa tank  Giấm thất thoát  Ô nhiễm nước   8  Vệ sinh công nghiệp  Nước thải  Ô nhiễm nước   9  Xử lý nước thải  Nước thải, bùn thải  Ô nhiễm nước   10  Chất thải sinh hoạt  Rác thải Nước thải  Ô nhiễm không khí Ô nhiễm nước   Việc hạn chế các chất thải từ sản xuất của công ty không được để ý đến lắm Công ty đang xây dựng hệ thống xử lý chất thải ở phía trước nhà máy để xử lý toàn bộ lượng nước thải ra. Tuy nhiên từ trước tới giờ nước thải của công ty vẫn đang thải ra cống ngầm. Theo quan sát của em, phía bên phải nhà máy có một hệ thống đường ống ngầm, bên cạnh là mương nước màu đen trông rất ô nhiễm. - Công ty nên quan tâm và đầu tư nhiều hơn cho các phòng thí nghiệm để có được các máy mọc thiết bị hiện đại phục vụ cho việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu đầu vào, các thông số, các chỉ tiêu cho rượu thành phẩm, và cho việc cảm quan. Vì theo tình hình thực tế thì công ty chưa có một phòng thí nghiệm cảm quan theo đúng nghĩa. - Công ty cần có các biện pháp xử lý chất thải tốt hơn. KẾT LUẬN CHUNG Bài làm có bố cục nội dung gồm các phần chính sau: Phần I: Sơ lược về sản xuất rượu cồn Phần II: Nội dung chính của bài báo cáo. Chương I: Tìm hiểu về công ty TNHH Rượu hoa quả Trung kiên. (Trong chương này có 9 hình vẽ về thiết bị sản xuất) Chương II: Tính cân bằng sản phẩm. Phần III: Tổng kết. Những vấn đề em trình bày ở trên là quá trình thực tế, khảo sát trong thời gian thực tập tại nhà máy rượu hoa quả Trung Kiên. Vì thời gian thực tập ngắn, kiến thức của em còn hạn chế nên vẫn chưa đáp ứng đầy đủ những yêu cầu của cô giáo. Bài báo cáo của em chắc chắn còn nhiều hạn chế và thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ cô giáo cùng các bạn. Được sự hướng dẫn của cô và sự giúp đở của cán bộ công ty cung các chú công nhân em đã hoàn thành tốt đợt thực tập của mình. Chân thành cảm ơn cô cùng các chú công nhân trong công ty. . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình công nghệ sản xuất rượu cồn etylic của PGS. TS Nguyễn Đình Thưởng và TS Nguyễn Thanh Hằng – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2. Giáo trình khoa học công nghệ malt và bia của GS. TS Nguyễn Thị Hiền – Th S Lê Thị Lan Chi, Nguyễn Tiến Thành, Lê Viết Thắng – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 3. Giáo trình nấm men công nghiệp của Lương Đức Phẩm – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 4. Các webside NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….