Ứng dụng công nghệ sinh thái trong quá trình sản xuất xăng sinh học từ bã xác mía của nhà máy đường Phổ Phong tỉnh Quảng Ngãi

22 1,004 5
  • Loading ...
1/22 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/01/2015, 21:55

Ứng dụng công nghệ sinh thái trong quá trình sản xuất xăng sinh học từ bã xác mía của nhà máy đường Phổ Phong tỉnh Quảng Ngãi NỘI DUNG : -Không gian hệ sinh thái -Quy mô,quy trình nhà máy -Hiện trạng nhà máy -Giải pháp công nghệ sinh thái cho nhà máy I.Không gian sinh thái a) Vị trí địa lí: -Được xây dựng tại quốc lộ 24,xã Phổ Phong,huyện Đức Phổ,tỉnh Quảng Ngãi - Phía Đông giáp: Suối Khoai và đồi núi hiện hữu. - Phía Tây giáp: Núi Tam Cọp. - Phía Nam giáp: xã Phổ Nhơn - Phía Bắc giáp: Sông Ba Liên. b) Đặc điểm khí hậu: -Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa ,có 2 mùa mưa nắng rõ rệt, mùa mưa từ tháng 9-12,mùa khô từ tháng 1-8. -Có 2 mùa gió chính là gió mùa đông với hướng gió thịnh hành là tây đông bắc và gió mùa hạ với hướng gió chính là đông nam. -Tốc độ gió trung bình 2-4m/s,nhiệt độ trung bình trong năm là 25.8 o C. - Lượng mưa cả năm đạt 1.915mm. Hình 1: sơ đồ khu công nghiệp nhà máy đường Quảng Ngãi. II.Giới thiệu quy trình và quy mô: 1.Qui mô: -diện tích: tổng diện tích 147.5ha ,là một trong 115 khu công nghiệp tập trung của cả nước. -nguyên liệu:2000 tấn/ngày. -chức năng và nhiệm vụ: +sản xuất ,cung ứng sản phẩm đường trắng RS,mật rỉ. +chịu trách nhiệm về mọi hoạt động sản xuất kinh doanh trước ban Giám đốc công ty và pháp luật của nhà nước,các quy định về bảo vệ môi trường. -một số mặt hàng sản xuất tại nhà máy: +sản phẩm chính:7459.000 tấn đường +mật rỉ đường: 3714 tấn +sản phẩm phụ: khối lượng bùn:3053 tấn. 2.Giới thiệu quy trình: a).Quy trình công nghệ sản xuất đường Sơ đồ: hình 2:nguyên liệu Nguyên liệu Dao băm 1 hình 3:bã mía Hình 4:bã bùn Máy hút sắt từ Băng tải 1 Lò hơi bã Máy ép dập Thùng chưa nước bơm Gia nhiệt(t=65-70 0 C) Sunfit hóa lần I(pH=3,4- 3,8) Tản hơi Gia nhiệt II(t=100- 104 0 C) bùn Lắng trong Lọc bùn Bã bùn b).Diễn tả quy trình: Mía được thu hoach từ các vùng nguyên liệu được vận chuyển về nhà máy. Đầu tiên sẽ lấy mẫu mía sau đó cho vào giàn cầu và đưa đến dao băm để chặt từng khúc nhỏ rồi đưa qua máy hút từ để hút kim loại có trong mía(từ việc băm mía). Đưa nguyên liệu mía đến máy ép ,ở đây sử dụng 4 máy ép để lấy lượng nước có trong cây mía.Còn bã sau khi ép được bang tải cao su nối tiếp băng tải đưa đến lò hơi để làm nhiên liệu đốt. Rồi trải qua các công đoạn gia nhiệt,sunfit hóa.Sau đó được bơm lên hệ thống dẫn khí,tách khí,giảm áp lực của dung dịch làm cho nước mía đi vào thiết bị lắng dễ dàng.Tại thiết bị lắng người ta cho chất trợ lắng nhằm tách các tạp chất lơ lửng ra khỏi nước mía hỗn hợp.Ta thu được bã bùn và nước lọc.Nước đường còn lại đi nấu đường rồi cho ra sản phẩm đường. III.Hiện trạng nhà máy • Bụi,khói tập trung từ khu ép míavà đốt bã gây ra. Xác bã mía phơi khô được tận dụng đem đốt để cung cấp nhiệt cho các động cơ nhà máy nên lượng khí thải CO2,CO,bụi… tập trung quanh nhà máy gây ô nhiễm nặng khu vực xung quanh nhà dân Sàn lọc Nấu đường Sản phẩm Hình 5:khói bụi thải từ nhà máy • Khối lượng bã xác mía rất lớn chưa có cách xử lí Hình 6:bã xác mía sau khi ép • Tiếng ồn từ các máy móc động cơ. • Ánh sáng chưa được thông thoáng. • Nhiệt tỏa ra từ các khu lò hơi,tuabin ,hóa chế và nấu đường. • Nguồn nước thải bã mía chưa được xử lí thải ra sông Ba Liên: Nhà máy đường vận hành không đúng quy trình xử lí môi trường. Lượng nước thải vượt quá tiêu chuẩn,quy chuẩn về chất thải. +nước thải từ khu ép mía:nước được dung ngâm ép mía và làm mát các trục của máy ép.Loại nước thải này có BOD cao và có chưa dầu mỡ.Chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép,mật rỉ (3-5%) +nước thải rửa lọc,làm mát,rửa thiết bị và rủa sàn: nước làm mát được dùng với lượng lớn và thường được tuần hoàn hết hoặc một phân trong quy trình sản xuất.Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơ bay hơi từ nước đường đun sôi trong nồi nấu.Nước chảy tràn từ các tháp làm mát thường có giá trị BOD thấp. Nước rò rỉ và nước rửa sàn ,nước rảu thiết bị tuy có hàm lượng thấp và được xả định kỳ nhưng có hàm lượng BOD. +nước thải từ các khu lo hơi: gồm các chất lơ lửng cao và có giá trị BOD thấp ,nước thải mang tính kiềm. Hiên nay, lưu lượng và hàm lượng các chất hữu cơ,các chất dinh dưỡng cao,nước thải nhà máy đường đang làm ô nhiễm nặng các nguồn tiếp nhận.Đường có trong nước thải chủ yếu là đường saccarozo và glucozo và fructozo. Các loại đường này có trong nước dễ phân hủy trong nước ,chúng có khả năng gây kiệt nguồn oxi trong nước,làm ảnh hưởng đến quá trình ví sinh vật trong nước. Trong quá trình công nghệ sản xuất đường,ở nhiệt độ cao hơn 55 0 C các loại đường glucozo và fructozo bị phân hủy thành các hợp chất có màu bền.Ở nhiệt độ cao hơn 200 0 C,chúng chuyển hóa thành caramen(C 12 H 18 O 9 )n.Đây là dạng bột cháy tan trong nước,có màu nâu sẫm,vị đắng.Phần lớn các sản phẩm phân hủy của đường có phân tử lượng lớn nên khó thắm qua màng vi sinh.Để chuyển hóa chúng,vi sinh vật phải phân rã chúng thành nhiều mãnh nhỏ để có thể thấm vào tế bào.Các chất lơ lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước.Quá trình phân hủy kị khí các này sẽ làm cho nước có màu đen và có mùi hôi thối. Hình 7:nước thải đổ ra sông Ba Liên • Nguồn năng lượng nhà máy đều lấy từ việc đốt bã mía làm quay động cơ…. Hình 8:lò đốt bã xác mía. IV.Đề xuất phương pháp công nghệ sinh thái: Xăng sinh học (Biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử dụng ethanol hoặc buthanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì. Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh bột, cellulozo, lignocellulose. Buthanol được pha chế với tỷ lệ thích hợp với xăng tạo thành xăng sinh học có thể thay thế hoàn toàn cho loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống. Nhà máy đường Phổ Phong là nhà máy sản xuất đường lớn trong cả nước.Hàng năm,lượng bã mía thải ra nhà máy rất lớn.Đa số chúng được sử dụng làm nguyên liệu đốt trong các nhà máy.Các nguyên liệu phế phẩm hiện nay đang sử dụng không hiệu quả,đa số chúng dung để đốt hoặc thải bỏ vì vậy sẽ gây ra ô nhiễm môi trường rất lớn. Trong các loại nguyên liệu phế phẩm thì bã mía có ưu điểm hơn so với các loại nguyên liệu khác như:rơm,rạ…là hàm lượng xenlulozo cao hơn .Vì vậy,ứng dụng công nghệ để sản xuất buthanol để sản xuất nhiên liệu sinh học là nhiệm vụ cấp bách hàng đầu. Mô hình sinh thái trong sản xuất đường tại nhà máy Phổ Phong: a).Giới thiệu ehanol: Ethanol là một ancol có công thức phân tử C 2 H 5 OH Llà một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15 độ C), dễ bay hơi (sôi ở nhiệt độ 78,39 độ C), hóa rắn ở -114,15 độ C, tan trong nước vô hạn, tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời.Ứng dụng ưu việt lớn của ethanol là sử dụng để pha trộn vào xăng là nhiên liệu cho các động cơ .Ethanol được đề xuất như là một nguồn nhiên liệu thay thế diesel và xăng. b).Giới thiệu về bã mía [...].. .Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp đường Trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch có chứa khỏang 16-18% đường Vào thời kì mía già, người ta thu hoạch mía rồi đem ép láy nước dịch Nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường Phần nguyên liệu còn lại sau khi chiết xuất đường được gọi là bã mía Bã mía chiếm khoảng 25-30% khối lượng mía đem ép Bã mía. .. lượng mía đem ép Bã mía có thể làm nguyên liệu đốt lò, Bã mía còn lại sau khi ép có thể đốt để sản xuất nhiệt lẫn điện năng Ngoài ra, với mục đích thân thiện với môi trường do được làm từ phụ phẩm của nguyên liệu sản xuất đường, bã mía được sử dụng trong sản xuất nhiên liệu sinh học từ ethanol,buthanol Tuy nhiên, bã mía sau khi được ép thường được nhà máy đem phơi khô rồi đốt cung cấp nhiệt cho lò đốt... chế thủy phân bằng acid Sản phẩm của quá trình thủy phân là các đường tan chủ yếu là glucozo,xylozo .Quá trình thủy phân cũng tạo ra các acid yếu,các furan và phenolic.Đây là những chất bất lợi cho lên men 4.Lên men Bản chất của quá trình lên men là oxy hóa khử .Quá trình này diễn ra trong cơ thể vi sinh vật dưới tác động của enzyme .Trong các quá trình đó,các nguyên tử cacbon của cơ chất bị oxy hóa đến... cung cấp nhiệt cho lò đốt động cơ.Như vậy, nguồn nguyên liệu phế phẩm này hiện nay đang sử dụng không hiệu quả và gây ô nhiêm môi trường Bã mía là phần xơ còn lại của thân cây mía sau quá trình ép mía Bã mía gồm có sợi xơ, nước và một lượng tương đối nhỏ các chất hòa tan chủ yếu là đường. Thành phần trung bình của bã mía bao gồm: -cellulozo:nó là một polysaccarid đồng nhất bao gồm những đơn vị lặp lại cellobiose.Phân... năng sinh sản của nấm men,nhưng không thể làm cho khả năng lên men của nấm men yếu đi Trong môi trường có hàm lượng cao sẽ cản trở CO 2 thoát ra ngoài,dẫn đến ức chế sinh sản của từng nấm men và sự lên men có hiệu suất thấp CO 2 nằm trong khoảng không giữa bề mặt canh trường và không khí bên ngoài có tác dụng kìm chế sự phát triển của những vi sinh vật hiếu khí gây hại Thành phần các chất dinh dưỡng của. .. tinh của xenllulozo .Quá trình tiền xử lí giúp tách loại lignin, tăng khả năng xúc tác trên cấu trúc phân tử cenllulozo.Bên cạnh đó, quá trình tiền xử lí còn thủy phân hemicellulozo Phương pháp nổ hơi bằng áp lực nước: là một quá trình tác động cơ học, hóa học và nhiệt độ lên hỗn hợp nguyên liệu.Nguyên liệu bị phá vỡ cấu trúc dưới tác dụng của nhiệt ,hơi và áp lực do sự giãn nở của hơi ẩm và cấc phản ứng. .. hemicellulozo Lignin:được tạo thành từ 3 đơn vị phenylpropan cơ bản:p-coumaryl,sinapyl và conifer Cấu trúc của đơn vị phenylpropan c).Quy trình công nghệ tổng hợp ethanol: Nguyên liệu (bã xác mía) Nghiền nhỏ Tiền xử lí Thủy phân Nấm men Lên men Chưng cất hình 10:nấm men Saccharomyces ethanol Diễn tả quy trình: 1.Nghiền nhỏ: nguyên liệu được nghiền nhỏ bằng máy nghiền.Vật liệu trong máy nghiền nhỏ do sự va đập... oligilignol Hình 7 :quá trình phân hủy lignin điển hình -các yếu tố ảnh hưởng :quá trình nổ hơi nước chịu ảnh hưởng lớn tới bởi 2 yếu tố: Thơi gian lưu: thời gian lưu ảnh hưởng đến sự thủy phân của hemicellulozo.Thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị phản ứng càng dài thì hemicellulozo được thủy phân cang nhiều.Nhưng nếu giữ nguyên liệu ở trong thiết bị quá lâu sẽ dẫn đến sự thủy phân các sản phẩm thủy... ra các sản phẩm không cần thiết.Việc thủy phân hemicellulozo giúp cho quá trình thủy phân hemicellulozo diễn ra thuận lợi hơn Nhiệt độ:nhiệt độ môi quan hệ chặt chẽ với áp suất trong thiết bị.Nhiệt đô càng cao thì áp suất càng cao và ngược lại .Từ đó ảnh hưởng đến lực cắt của ẩm khí hóa hơi Hình 12: máy tiền xử lí biomass 3.Thủy phân:mục đích của quá trình thủy phân nguyên liệu là để tạo ra đường làm... liên kết glycosidic trong nguyên liệu Cơ chế Quá trình nổ hơi nước: Nước được gia nhiệt và giữ ở áp suất cao trong thiết bị phản ứng Hơi nước ngưng tụ ở áp suất cao khuếch tán vào cấu trúc lignocellulozo bị thủy phân.Sau đó một số sản phẩm của quá trình thủy phân hemicellulozo bị phân hủy thành các acid hữu cơ như acid acetic và acid uronic.Các acid này lần lượt tham gia vào quá trình phân cắt mạch
- Xem thêm -

Xem thêm: Ứng dụng công nghệ sinh thái trong quá trình sản xuất xăng sinh học từ bã xác mía của nhà máy đường Phổ Phong tỉnh Quảng Ngãi, Ứng dụng công nghệ sinh thái trong quá trình sản xuất xăng sinh học từ bã xác mía của nhà máy đường Phổ Phong tỉnh Quảng Ngãi

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn