Công nghệ sản xuất bio-ethanol từ sắn lát phần 1

31 3.3K 20
Công nghệ sản xuất bio-ethanol từ sắn lát phần 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Công nghệ sản xuất bio-ethanol từ sắn lát là công nghệ đầu tiên được đưa vào việt nam ứng dụng pha xăng nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiểm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế cho người dân

Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Phần I: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO-ETHANOL I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ETHANOL Công nghệ sản xuất Ethanol Định nghĩa Công nghệ sản xuất ethanol việc thực trình chuyển hóa ngun liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza thành Ethanol (C2H5OH) Các phương pháp sản xuất ethanol Ethanol sản xuất nhiều phương pháp khác  Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp: Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp sản xuất ethanol nhiều phương pháp hố học khác Trong cơng nghệ tổng hợp hoá dầu, ethanol sản xuất dây chuyền cơng nghệ hydrat hố khí etylen cơng nghệ cacbonyl hố với methanol Hydrat hố: CH2=CH2 + H2O C2H5OH Cacbonyl: C2H5OH + H2O  CH3OH + CO + H2 Công nghệ sản xuất ethanol sinh học: Cơng nghệ dựa q trình lên men nguồn hydratcacbon có tự nhiên như: nước đường ép, ngô, sắn, mùn, gỗ (C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Trong trình sản xuất ethanol sinh học phân thành cơng đoạn công đoạn lên men nhằm sản xuất Bio-ethanol có nồng độ thấp cơng đoạn chưng cất - làm khan để sản xuất ethanol có nồng độ cao để phối trộn vào xăng Hiện sản xuất cồn chủ yếu theo phương pháp sinh học Các nguồn nguyên liệu để sản xuất Bio-ethanol Nguồn nguyên liệu để sản xuất Bio-ethanol chủ yếu từ: Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031    Các loại nguyên liệu chứa đường: mía, củ cải đường, nốt … Các loại nguyên liệu chứa tinh bột: sắn, ngô, gạo, lúa mạch, lúa mì… Các loại nguyên liệu chứa cellulose Tuy nhiên, tùy theo lợi nguồn nguyên liệu quốc gia, người ta chọn loại nguyên liệu có lợi để sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Ở Việt Nam, nguồn ngun liệu thích hợp sản xuất Bio-Ethanol mía, sắn, gạo, ngơ rỉ đường 1 Sản xuất Bio-ethanol từ nguồn nguyên liệu chứa đường 2.1.1 Khả sản xuất Bio-Ethanol từ mía đường  Mía cây: Theo số liệu năm 2006, suất mía 55 tấn/ha diện tích trồng mía 300.000 ha, tập trung nhiều Đồng Nam Bộ, khu vực ven biển Trung Bộ Đông Nam Bộ Để sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu từ nước đường ép mía, cần tới 15 kg mía cây/1 lít cồn dự kiến chi phí nguyên liệu 8.250 đồng/1 lít cồn  Rỉ đường: Rỉ đường nguyên liệu chứa loại đường khơng tinh khiết thu q trình sản xuất đường, tỷ lệ rỉ đường chiếm 3÷3,5% trọng lượng nước mía Năm 2006, Cơng nghệ đường từ mía Việt Nam sản sinh 783.930 rỉ đường Từ lượng rỉ đườngnày, sản xuất 187 triệu lít Bio-Ethanol Tuy nhiên, nhà máy đường phân tán, nên khả thu gom rỉ đường với số lượng lớn khó khăn Giá rỉ đường khoảng 1.500 đồng/kg 4,1 kg rỉ đường ta sản xuất lít Bio-Ethanol Do chi phí ngun liệu dự kiến 7.585 đồng/1 lít BioEthanol Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 2.1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn điển hình từ rỉ đường Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ: Sản xuất ethanol từ rỉ đường bao gồm công đoạn sau:     Chuẩn bị dịch đường lên men Gây men giống Lên men Chưng cất tinh chế Rỉ đường nguyên với hàm lượng chất khô hịa tan 55÷80% khối lượng (tương đương 80 ÷ 900 Bx) Khi nồng Bx cao độ nhớt lớn, xử lý khơng tốt, q trình lên men hiệu cần tiến hành pha lỗng Tuy nhiên pha loãng nhiều, nồng độ Bx thấp tốn nhiều lượng Do trước tiên rỉ đường pha lỗng đến độ Brix thích hợp (khoảng 45-500Bx) điều chỉnh pH Sau tiến hành lên men, chuyển hóa đường thành cồn Dịch khỏi thùng lên men gọi dấm chín có nồng độ cồn thấp chuyển qua khu chưng cất bao gồm chưng cất thô chưng cất tinh để nâng độ cồn lên thu cồn thành phẩm Nếu sản xuất cồn nhiên liệu phải có thêm cơng đoạn tách nước làm khan cồn Sản xuất cồn từ nguồn nguyên liệu chứa tinh bột Có nhiều nguyên liệu chứa tinh bột sắn, ngơ, gạo….Thành phần hố học số nguyên liệu chứa tinh bột thể bảng sau Tính theo % trung bình: 2.2.1 Khả sản xuất Bio-Ethanol từ nguyên liệu chứa tinh bột:    Sắn: Hiện nay, diện tích trồng sắn nước ta khoảng gần 500.000 phân bố chủ yếu Tây Nguyên Đông Nam Năng suất thu hoạch sắn nước ta trung bình 15-20 tấn/ha tăng qua năm Hàm lượng tinh bột sắn tươi nước ta khoảng 25-35% Cứ 2,3 kg sắn tươi thu 1kg sắn lát Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031    Vùng nguyên liệu sắn chủ yếu Việt Nam tập trung khu vực: Tây Nguyên Đông Nam Bộ Nhà máy sản xuất Bio-Ethanol Miền Trung sử dụng nguồn sắn lát khu vực Tây Nguyên Đông Nam Bộ Ngô Năng suất ngô nước ta thấp, đạt mức 3.7 – 3.8 tấn/ha Để sản xuất lít Bio-Ethanol, cần 2,4 đến 2,6 kg ngô giá ngô 4.100 đồng/ kg, đồng thời hàng năm Việt Nam phải nhập khoảng 400 – 500 nghìn ngơ Chính vậy, việc sản xuất Bio-Ethanol từ ngô giai đoạn không khả thi giá ngơ q cao so với sắn lát, hàm lượng tinh bột thấp (65%) 2.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn điển hình từ ngun liệu chứa tinh bột Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nguyên liệu đưa xử lý công đoạn làm sơ để tách tạp chất, nghiền mịn thành bột, hòa trộn với nước tạo thành dung dịch bột Tiếp theo trình nấu sử dụng trực tiếp gián tiếp, tinh bột chuyển hóa ezyme Alpha amylaza Dòng dịch sau nấu đưa qua cơng đoạn đường hóa với có mặt enzyme đường hóa (enzyme Gluco Amylaza) nhằm mục đích chuyển hóa tinh bột thành đường lên men Sau đường hóa, dịch đưa vào thùng lên men chuyển hóa thành rượu CO2 với nhiều sản phẩm phụ khác Dịch khỏi thùng lên men gọi giấm chín Giấm chín chuyển đến khu vực chưng cất bao gồm chưng cất thô chưng cất tinh Ở tháp chưng cất thô, Bio-Ethanol tách khỏi giấm chín, nâng nồng độ lên khoảng 40-70%v/v, sản phẩm đáy dịch hèm đưa qua tách bã xử lý nước Bio-Ethanol sau cất thô đưa qua tháp cất tinh để tách tạp chất nâng nồng độ cồn lên khoảng 95% v/v Để sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu, sau chưng cất Bio-Ethanol đưa qua tách nước tách axit để nâng nồng độ cồn lên khoảng 99,8% đưa lưu trữ Sản xuất cồn từ nguồn nguyên liệu chứa cellulose 2.3.1 Các nguồn nguyên liệu chứa cellulose Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Về nguyên tắc ta sản xuất Bio-Ethanol từ nguồn nguyên liệu có chứa cellulose Tuy nhiên để phù hợp tính kinh tế điều kiện Việt Nam, ta sử dụng nguồn nguyên liệu sau: rơm, trấu, bả mía, lõi ngơ, vỏ ngơ, cỏ dại… Nguồn ngun Sản lượng liệu (triệu tấn/năm) Rơm rạ 15 Trấu 6,7 Bả mía Lõi ngơ Vỏ ngơ 3,17 3,1 0,67 Sử dụng cho mục đích Sản lượng cịn lại (triệu tấn/năm) Nguyên liệu, làm giấy, nấm rơm, thức ăn 6,6 – 7,8 gia súc… Nhiên liệu rắn, đóng gói xây dựng, 1,8 – 2,2 chất độn, đốt lò Đốt lò, điện, chế biến giấy, ván ép 0,087 Chủ yếu đốt bỏ Thức ăn gia súc, đốt bỏ Tuy nhiên sản phẩm tập trung chủ yếu hai đồng lớn đồng Sông Hồng đồng Sông Cửu Long Đây vùng nguyên liệu lí tưởng để xây dựng nhà máy Nhưng việc thu mua việc chuyển hóa cịn gặp nhiều khó khăn, hiệu suất chưa cao Nguyên liệu chứa xenlulo khác có thành phần cấu tạo chất khơng giống chúng cấu tạo từ hợp chất Cellulose, Hemicellulose, Lignin    Cellulose: Công thức phân tử (C6H10O5)n Là thành phần cấu tạo chủ yếu màng tế bào thực vật hợp chất nguyên liệu chứa cellulose để sản xuất ethanol Nguyên liệu giàu cellulose sản xuất ethanol đạt hiệu cao Hemicellulose: dễ bị thủy phân so với cellulose Khi thủy phân đến cùng, hemicellulose tạo monosaccarit chủ yếu hexose, pentose Trong hexose có khả lên men tạo ethanol cịn pentose khơng có khả Lignin: q trình sản xuất ethanol từ cellulose hồn tồn khơng bị thủy phân để tạo hợp chất có khả lên men tạo ethanol Vì lignin thành phần khơng mong muốn q trình sản xuất ethanol từ cellulose 2.3.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn điển hình từ nguyên liệu chứa xenlulo Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Về nguyên tắc, trình sản xuất ethanol từ nguồn nguyên liệu chứa cellulose giống từ tinh bột hay rỉ đường Nó bao gồm ba bước bản:    Xử lí nguyên liệu Đường hoá lên men Tinh chế sản phẩm (chưng cất, tách nước, bốc hơi, tách lỏng rắn) Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nguyên liệu từ kho chứa đưa đến nhà máy Sau đó, nguyên liệu băm nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện thuận lợi để trình thủy phân diễn tốt hơn, tăng hiệu suất trình Sau ngun liệu đưa đến vùng tiền xử lí Đầu tiên xử lí dung dịch H2SO4 loãng nhiệt độ cao thời gian ngắn, giải phóng hemicellulose hỗn hợp khác, tạo điều kiện tốt cho q trình đường hố lên men Lượng acide dư trung hoà dung dịch Ca(OH)2 loại bỏ kết tủa CaSO4 Nguyên liệu tiếp tục đưa đến giai đoạn đường hoá enzyme để biến cellulose thành glucose đến công đoạn lên men glucose đường khác thành ethanol chủng men Zymomonas mobils Quá trình trì điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất, pH, dinh dưỡng) để đảm bảo nấm men hoạt động tốt Sau vài ngày, hầu hết cellulose xylose chuyển thành ethanol Hỗn hợp sau lên men gọi giấm chín đưa đến giai đoạn tinh chế sản phẩm bao gồm chưng cất tách nước Sản phẩm ethanol 99,5%v/v đưa đến bể chứa Nước thải từ giai đoạn sau xử lí bước Đánh giá lựa chọn nguyên liệu cho Nhà máy: Qua tổng hợp, phân tích đánh giá sơ loại nguyên liệu đầu vào nói trên, thấy việc sản xuất Bio-Ethanol từ nông sản có tiềm lớn nước ta Đặc biệt sắn nguồn nguyên liệu có ưu thế: khả canh tác dễ dàng, quy hoạch vùng nguyên liệu thuận lợi, hàm lượng tinh bột cao (70-75%kl) hệ số chuyển đổi thấp,chi phí nguyên liệu đầu vào thấp nên giá Bio-Ethanol có khả cạnh tranh tốt so với loại nguyên liệu khác Do đó, dự án định chọn Sắn lát làm nguyên liệu đầu vào cho nhà máy sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Sự khác công nghệ xản xuất cồn thực phẩm cồn nhiên liệu Mục đích sử dụng  Cồn thực phẩm: Người ta sản xuất cồn thực phẩm để pha chế thành rượu loại đồ uống có cồn Các loại đồ uống dùng trực tiếp cho người nên thành phẩm cồn thực phẩm bao gồm chủ yếu etanol Các loại cồn đầu, dầu fusel, andehyt, axit, este… có hại cho sức khoẻ phải tốt khơng vượt ngưỡng qui định Ngoài ra, phải pha lỗng pha chế, nên khơng bắt buộc phải sản xuất cồn có nồng độ cao  Cồn nhiên liệu: Cồn nhiên liệu sản xuất để dùng làm chất đốt Khi sản xuất cồn nhiên liệu người ta không cần phải tách bỏ cồn tạp Trái với cồn thực phẩm, cồn nhiên liệu bắt buộc phải tách nước triệt để, hàm lượng nước có cồn cao làm giảm hiệu trình cháy ảnh hưởng đến động thiết bị, đồng thời pha cồn vào xăng dẫn đến phân tách pha Cũng mà sản xuất nhiên liệu, người ta phải chọn giải pháp cơng nghệ thích hợp để loại bỏ nước cồn, tạo cồn có nồng độ cao Sự khác công nghệ sản xuất ethanol thực phẩm ethanol nhiên liệu Sự khác công nghệ sản xuất ethanol thực phẩm ethanol nhiên liệu chủ yếu xảy công đoạn cuối: chưng cất, tách nước: Công đoạn Ethanol thực phẩm Ethanol nhiên liệu Phức tạp cần tách triệt để chất có hại cho Khơng cần loại bỏ cồn Chưng sức khỏe người: cồn đầu, dầu fusel, adehyte… tạp cất Tách Không cần phải tách nước nâng nồng độ ethanol Phải tách nước nâng nồng nước độ ethanol lên 99.8% Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Ngoài ra, để tránh sử dụng ethanol nhiên liệu cho mục đích khác, cồn nhiên liệu sau tách nước biến tính cách thêm vào 1,96 – 5%v/v chất biến tính Khi ethanol dùng làm nhiên liệu gọi ethanol biến tính Chất biến tính dùng xăng khơng chì, naphta… II CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO-ETHANOL TỪ TINH BỘT Giới thiệu nguyên liệu sắn              Về củ sắn gồm phần chính: vỏ, thịt củ lõi (ngồi cịn có cuống rễ củ) Vỏ sắn gồm có phần vỏ gỗ vỏ cùi: Vỏ gỗ có tác dụng bảo vệ củ chống nước củ, nhiên vỏ gỗ dễ bị thu hoạch vận chuyển Vỏ cùi lớp tế bào cứng phủ bên ngoài, thành phần chủ yếu xenluloza ngồi cịn có chứa polyphenol, enzim, linamarin Phần thịt củ có chứa nhiều tinh bột, protein chất dầu, polyphenol, độc tố enzim Lõi sắn nằm tâm củ dọc suốt chiều dài,thành phần chủ yếu xenluloza Lõi có chức dẫn nước chất dinh dưỡng củ đồng thời giúp thoát nước phơi sấy sắn Thành phần sắn tươi dao động giới hạn lớn: tinh bột 20 - 34%, protein 0,8 - 1,2%, chất béo 0,3 - 0,4%, xenluloza - 3,1%, chất tro 0,54%, polyphenol 0,1 - 0,3% nước 60 - 74,2% Ngồi sắn cịn chứa lượng Vitamin độc tố Vitamin sắn thuộc nhóm B Các Vitamin bị phần chế biến nấu sản xuất rượu Độc tố sắn có tên chung phazéolunatin gồm glucozit Linamarin Lotaustralin Các độc tố thường tập trung vỏ cùi Bình thường phazéolunatin khơng độc bị thuỷ phân glucozit giải phóng axit HCN Sắn tươi thái lát phơi khô giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây độc kể Đặc biệt sản xuất rượu, nấu nhiệt độ cao pha loãng nước nên với hàm lượng chưa ảnh hưởng đến nấm men Hơn muối xyanat chưng cất không bay nên bị loại bã rượu Thời vụ thu hoạch: Duyên Hải Miền Trung: Vùng đồng bằng, vùng thấp trũng thu hoạch vào mùa hè thu (khoảng tháng đến tháng 10) nhằm tránh mùa mưa lụt, miền núi vùng cao thu hoạch tháng 12 đến tháng Tây Nguyên thời vụ thu hoạch nguyên liệu sắn tháng 12 đến tháng Nguồn thu mua: Petrosetco Trading cung cấp phần nguyên liệu sắn lát đầu vào Bên cạnh đó, Nhà máy chủ động quy hoạch vùng nguyên liệu số khu vực Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên Tây Nguyên Tiêu chuẩn sắn lát sử dụng cho Nhà máy: Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031         Hình dạng lát sắn: đường kính 30 – 70 mm, bề dày: 20 – 30 mm Độ ẩm: 12 – 14 %kl Hàm lượng tinh bột: 70 – 75 %klg Protein: 1,5 – 1,8 %klg Hàm lượng tro: 1,8 – 3,0 %klg Lipid: 0,5 – 0,9 %klg Độ xơ: 2,1 – 5,0 %klg Các tạp chất khác: ≤ 3,0 %klg Các nhà cung cấp công nghệ sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Thế giới Trên giới, có nhiều nhà cung cấp cơng nghệ sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Một số nhà cung cấp công nghệ sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu hàng đầu giới như:       Lurgi AG, Frankfurt, Đức Technip-Coflexip, Paris, Pháp Delta-T Corporation, Virginia, Mỹ Katzen International INC., Cincinnati, Ohio, Mỹ Tomsa Destil S.L, Madrid, Tây Ban Nha Vogelbusch GmbH, Vienna, Áo Ngoài nhà cung cấp quyền công nghệ kể trên, lĩnh vực sản xuất BioEthanol nhiên liệu cịn có số nhà cung cấp công nghệ, thiết bị mua quyền công nghệ hãng nêu tự nghiên cứu phát triển công nghệ, bao gồm:       Praj Industries Limited, Pune, Ấn Đô Alfa Laval (India) Limited, Pune, Ấn Độ Filli impianti, Monteriggioni, Italia Kolon Engineering & Construction Co Ltd., Kyunggi-Do, Hàn Quốc Changhae Engineering Co.Ltd, Jeonju, Hàn Quốc Rushan Risheng Machinery Manufacture Co., Ltd, Trung Quốc Trong phạm vi đề cương này, chúng tơi trình bày dây chuyền sản xuất nhà cung cấp công nghệ Hồ sơ chào thầu Dự án này, cụ thể:  Vogelbusch GmbH, Vienna, Áo Trang Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031    Katzen International INC., Cincinnati, Ohio, Mỹ Praj Industries Limited, Pune, Ấn Đô Delta-T Corporation, Virginia, Mỹ  Công nghệ Vogelbusch 2.1.1 Công đoạn nghiền: Sắn lát đến nhà máy xe tải đổ xuống phễu tiếp nhận Sau sắn tách bỏ tạp chất kim loại đến kho chứa Từ kho chứa, sắn làm sơ cấp cho thùng chứa trung gian trước vào máy nghiền búa Sản phẩm sau nghiền phân loại sàng phân loại, sản phẩm có kích thước chưa đạt quay lại thùng chứa trung gian trước máy nghiền, bột sắn với kích thước đạt yêu cầu chứa thùng chứa bột Bụi sinh xử lý hệ thống lọc đặc biệt với hỗ trợ máy thổi khí 2.1.2 Cơng đoạn hồ hóa – đường hóa: Bột sắn hòa trộn với nước sạch, ngưng dịch hèm loãng sau ly tâm Tinh bột chuyển hóa/cắt mạch thành dextrin, đường đa enzyme Alpha amylaza nhiệt độ, áp suất pH thích hợp Quá trình nấu sử dụng phun trực tiếp Dịch sau hồ hóa làm mát thiết bị làm lạnh nhanh hoạt động điều kiện chân không Dịch sau làm lạnh nhanh cấp cho thùng đường hóa Tại đây, phần dịch hèm loãng sau ly tâm bổ sung, dung dịch H2SO4 điều chỉnh pH enzyme Gluco-amylaza chuyển hóa dextrin, đường đa thành đường Glucơ 2.1.3 Cơng đoạn lên men: Trang 10 Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Bột sắn xử lý khu vực xử lý sơ sắn để tạo thành dịch bột Cát loại bỏ giai đoạn xử lý Dịch bột sử dụng làm nguyên liệu cho công đoạn hồ hóa Dịch bột khu xử lý sơ sắn hòa với dòng khỏi đáy tháp tinh Dịng dịch hèm tuần hồn dịch bột hịa trộn thùng chuẩn bị dịch Nó gia nhiệt đến 105oC Dịch đưa vào thùng hồ hóa Trong thùng hồ hóa này, dịch bột trì 85 oC Enzym hồ hóa thêm vào với enzym giảm độ nhớt Sau hồ hóa, dịch bột làm mát bơm đến khu vực đường hóa lên men 2.3.1.2 Đường hố lên men Men giống chuẩn bị bình chuẩn bị men dịch bột tiệt trùng với men khơ hoạt hóa Nhiệt độ tối ưu trì cách tuần hồn qua thiết bị làm mát nước Các thành phần bình chuẩn bị men chuyển đến thùng lên men sơ Thùng lên men sơ làm đầy dịch bột nạp chất thùng nhân men Mục đích việc lên men sơ có sục khí (aerated) cho phép tế bào nấm men phát triển nhiều giảm nhiễm khuẩn thùng nhân men Khi chất thùng lên men sơ chuyển đến thùng nhân men chính, nồng độ nấm men đủ cao giảm thời gian trễ liên quan đến phát triển nấm men q trình lên men Enzym đường hóa thêm vào thùng lên men Chúng chuyển hóa tinh bột thành đường Ở chuyển hóa dextrin thành dextroza Mục đích q trình lên men chuyển chất lên men thành cồn pH dịch bột điều chỉnh nhờ dịch hèm tuần hoàn (cũng để cung cấp chất dinh dưỡng) thêm axit vào Nấm men có hiệu lực lượng vừa đủ để khởi đầu trình lên men nhanh kết thúc vòng 60 Trang 17 Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Tại giai đoạn đầu chu kỳ, thùng lên men nạp liệu với dịch bột chất thùng lên men sơ Lên men trình sinh nhiệt Nhiệt sinh loại bỏ cách tuần hoàn làm mát qua thiết bị trao đổi nhiệt bên Bơm tuần hoàn cung cấp để bơm dịch lên men (giấm chín) đến thùng giấm chín Sau thùng lên men làm với nước dung dịch xút, khử trùng cho mẻ 2.3.1.3 Rửa CO2 CO2 rút suốt trình lên men kéo theo lượng ethanol CO2 đưa vào thiết bị rửa CO2 nước thu hồi lượng ethanol bị kéo theo 2.3.2 Chưng cất “ECOFINE MPR” sơ đồ công nghệ đa áp suất với hai tháp chưng cất Các tháp bao gồm dòng:   Tháp thơ kết hợp tách khí đỉnh tháp: vận hành chân không Tháp tinh: vận hành áp suất dư Dịch sau lên men gia nhiệt thiết bị gia nhiệt sơ đưa vào đỉnh tháp tách khí đỉnh tháp thô Một khu vực nhỏ cung cấp đỉnh tháp thơ gọi tháp tách khí Dấm chín đưa vào tháp dòng xuống tháp thô Hơi đỉnh tháp thô chứa ethanol chuyển đến tháp tinh sau ngưng tụ Một phần nhỏ dịng nạp vào tháp tách khí Trong tháp tách khí khí hịa tan với số tạp chất tách đỉnh tháp Hơi ngưng tụ thiết bị ngưng tụ tháp tách khí thành phần ngưng tụ đưa đến khu vực thấp tháp tinh để thu hồi ethanol Trang 18 Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Phần cịn lại dấm chín tách khỏi dịng ethanol xuống tháp thơ lấy dịng nước thải từ đáy tháp thơ Tháp thô vận hành chân không đảm bảo nhiệt độ vận hành thấp Ở nhiệt độ thấp, độ hòa tan muối canxi cao nên chúng không kết tủa tháp Vì tháp thơ đóng cặn Tháp tinh vận hành áp suất tăng Hơi đưa vào thiết bị đun sôi đáy tháp, cung cấp đáy tháp Cồn làm giàu đỉnh có nồng độ khoảng 95% v/v Cồn sau tinh chế khỏi tháp đưa lưu trữ Dòng dầu fusel từ tháp tinh đưa đến thiết bị tách dầu fusel, hoà tan với nước lớp giàu dầu fusel tách Nước rửa dầu fusel tuần hoàn trở lại tháp Dịng nước tách từ đáy tháp thơ phần tuần hoàn lại khu vực lên men nước hồ tan phần cịn lại đưa đến phân xưởng xử lý nước thải 2.3.3 Tách nước Q trình tạo thành cồn tinh chế thơng qua lớp hút ẩm Hai tháp hút ẩm cung cấp phép vận hành liên tục: tháp thực trình hấp phụ tháp tiến hành tái sinh Nguyên liệu nhiệt tháp tinh, gia nhiệt để đảm bảo nhiệt độ vận hành, tuần hoàn đến tháp rây phân tử giả định giai đoạn tách nước Sau qua thiết bị làm khô, ngưng tụ, làm mát đưa đến bể chứa sản phẩm Một phần nhỏ sản phẩm đưa đến tháp giai đoạn tái sinh, áp suất chân không, để tiến hành tái sinh Trang 19 Kỹ sư: Trần Thái Huy – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.031 Giai đoạn tái sinh hút nước từ mao quản rây phân tử, giúp cho tháp sẵn sàng cho chu kỳ Nồng độ dòng thu hồi thấp, ngưng tụ tuần hoàn trở lại tháp tinh 2.3.4 Ly tâm tách bã Quá trình tách thực máy tách ly tâm liên tục để tách bã ẩm Dịng chất lỏng dịch hèm lỗng từ thiết bị tách đưa qua phân huỷ kỵ khí, theo sau phân huỷ hiếu khí Cơng nghệ Applied Process Technology International APTI (Delta-T): Sơ đồ khối công nghệ sản xuất ethanol Thuyết minh: Công nghệ sản xuất Bio-Ethanol với nguyên liệu sắn lát (cassava chip), sắn lát đưa đến khu vực nghiền, chuẩn bị dịch tách cát, tạo thành dung dịch bột đồng (cassava slurry) Tinh bột dung dịch bột chuyển hóa thành đường có khả lên men dựa hoạt động enzyme (công đoạn hồ hóa nấu) sau đường chuyển hóa thành Ethanol CO2 hoạt động men (cơng đoạn lên men) Khí CO2 thơ rửa sơ nước để tách lượng cồn bị theo, sau CO2 đưa đến phân xưởng thu hồi hóa lỏng CO2 Dịch sau lên men (giấm chín) có nồng độ Ethanol thấp (9 ÷ 14%v/v), cần phải loại bỏ tối đa lượng nước phương pháp chưng cất, tinh luyện Tuy nhiên tượng điểm đẳng phí hỗn hợp Ethanol nước nên sau công đoạn chưng cất Bio-Ethanol thu đạt nồng độ 95-96 %v/v Để sử dụng làm nhiên liệu, Bio-Ethanol tiếp tục đưa qua công đoạn tách nước để đạt nồng độ tối thiểu 99,8 %v/v Trang 20 ... sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu thích hợp sản xuất Bio-Ethanol mía, sắn, gạo, ngơ rỉ đường 1 Sản xuất Bio-ethanol từ nguồn nguyên liệu chứa đường 2 .1. 1 Khả sản xuất. .. Bách Khoa Đà Nẵng DĐ: 0937.608.0 31 2 .1. 2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn điển hình từ rỉ đường Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ: Sản xuất ethanol từ rỉ đường bao gồm công đoạn sau:     Chuẩn bị... %klg Độ xơ: 2 ,1 – 5,0 %klg Các tạp chất khác: ≤ 3,0 %klg Các nhà cung cấp công nghệ sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu Thế giới Trên giới, có nhiều nhà cung cấp công nghệ sản xuất Bio-Ethanol nhiên

Ngày đăng: 31/10/2012, 10:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan