Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày

Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên: ………………………………………………………………………………...... Lớp: ………………………………………………………………………………………… Đầu đề thiết kế: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Các số liệu ban đầu: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nội dung phần thuyết minh tính toán: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước các bản vẽ): ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. Các cán bộ hướng dẫn: Phần: Họ tên cán bộ: -Công nghệ: ………………………………………………………………………… - Kinh tế: …………………………………………………………………………… - Xây dựng: ………………………………………………………………………… 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: .................................................................................................................................. Ngày hoàn thành đồ án: …………………………………………………………………………………….. Ngày … tháng … năm … Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Sinh viên đã hoàn thành (Và nộp đồ án cho bộ môn) Ngày … tháng … năm … (Ký tên) Kết quả đánh giá: - Quá trình thiết kế………………. - Điểm…………………………… - Bản vẽ thiết kế…………………. LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập, nghiên cứu và được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các thầy cô cùng các bạn, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày”. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Viện công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo Nguyễn Thanh Hằng, cô đã hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình em thực hiện bản đồ án này. Em cũng gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Đình Tính hướng dẫn phần xây dựng và thầy Phan Thế Vinh hướng dẫn phần kinh tế để bản đồ án của em được hoàn thiện. Bản đồ án là kết quả của sự nỗ lực học hỏi và nghiên cứu của em nhưng cũng không thể tránh khỏi có những sai sót xảy ra. Do vậy, em rất mong các thầy, các cô đóng góp ý kiến để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn và giúp em có thêm những kinh nghiệm thực tế hơn! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2009. Sinh viên thực hiện Hà thị Yến MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 3 MỤC LỤC 4 LỜI MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I - LẬP LUẬN KINH TẾ 12 1.1. Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta. 12 1.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn. 13 1.2.1. Nguồn cung cấp nguyên liệu. 14 1.2.2. Địa hình. 14 1.2.3. Giao thông. 14 1.2.5. Nguồn điện. 15 1.2.6. Nguồn nhân lực. 15 1.2.7. Thị trường tiêu thụ. 15 1.2.8. Thông tin, liên lạc. 15 CHƯƠNG II - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 16 2.1. Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm. 16 2.1.1. Nguyên liệu. 16 2.1.1.2. Thành phần cấu tạo hóa học của sắn. 16 2.1.2. Rượu etylic. 18 2.1.2.1. Tính chất vật lý của rượu etylic. 18 2.1.2.2. Tính chất hóa học của rượu etylic. 18 2.1.2.3. Tính chất sinh học. 20 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất 20 2.2.1. Nghiền nguyên liệu. 21 2.2.1. Nghiền nguyên liệu. 22 2.2.1.1. Mục đích. 22 2.2.1.2. Các phương pháp nghiền. 22 2.2.1.3. Yêu cầu bột sắn sau khi nghiền. 22 2.2.2. Hòa bột. 22 2.2.2.1. Mục đích. 22 2.2.2.2. Tiến hành. 22 2.2.3. Công đoạn nấu. 23 2.2.3.1. Mục đích. 23 2.2.3.2. Các phương pháp nấu. 23 2.2.3.3. Chọn phương pháp nấu. 26 2.2.4. Công đoạn đường hóa. 27 2.2.4.1. Mục đích. 27 2.2.4.2. Tác nhân đường hóa. 27 2.2.4.3. Các phương pháp đường hóa. 27 2.2.4.4. Chọn phương pháp đường hóa. 29 2.2.5. Công đoạn lên men. 30 2.2.5.1. Mục đích. 30 2.2.5.2. Các phương pháp lên men. 30 2.2.5.3. Chọn phương pháp lên men. 31 2.2.6. Công đoạn chưng luyện và tinh chế. 33 2.2.6.1. Mục đích. 33 2.2.6.2. Các phương pháp chưng luyện. 33 2.2.6.3. Chọn phương pháp chưng luyện. 35 2.2.6.3.1. Tiến hành. 35 CHƯƠNG III - TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 37 3.1. Tính hiệu suất lý thuyết. 37 3.2.Tính hiệu suất thực tế 37 3.3. Tính cân bằng cho nguyên liệu. 38 3.4. Tính cân bằng sản phẩm cho công đoạn nấu và công đoạn đường hóa. 39 3.4.1. Tính lượng dịch cháo sau khi nấu. 39 3.4.2. Tính lượng dịch đường hóa (lượng chất khô hòa tan). 40 3.4.3. Tính lượng chế phẩm. 42 3.4.3.1. Lượng Termamyl. 42 3.4.3.2. Lượng Sansuper. 42 3.4.3.3. Tính lượng chất sát trùng Na2SiF6 42 3.4.3.4. Tính lượng men khô. 42 3.5. Tính cân bằng cho công đoạn lên men. 43 3.5.1. Lượng cồn khan thu được sau khi lên men. 43 3.5.2. Tính độ cồn trong giấm chín sau lên men. 43 3.5.3. Tính lượng urê cần bổ sung. 44 3.6. Tính cân bằng cho công đoạn chưng cất. 44 3.7. Tính cân bằng cho hệ thống chưng luyện. 45 3.7.1. Tính cân bằng cho tháp thô. 45 3.7.1.1. Cân bằng vật chất (tính theo 100 kg giấm chín). 45 3.7.1.2. Cân bằng hơi rượu. 46 3.7.1.3. Cân bằng nhiệt lượng. 47 3.7.2. Tính cân bằng cho tháp aldehyt. 48 3.7.2.1. Cân bằng hơi. 48 3.7.2.2. Cân bằng vật chất. 49 3.7.3. Cân bằng cho tháp tinh. 50 3.7.3.1. Cân bằng vật chất. 50 3.7.3.2. Cân bằng nhiệt lượng. 51 CHƯƠNG IV - TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 54 4.1. Chọn thiết bị cho khâu chuẩn bị nguyên liệu. 54 4.1.1. Cân. 54 4.1.2. Máy nghiền và thùng chứa bột nghiền. 54 4.1.3. Vít tải và gầu tải. 55 4.2. Chọn và tính toán cho nồi nấu (hòa bột trong nồi nấu). 55 4.2.1. Thời gian tiến hành một nồi nấu 55 4.2.2. Tính toán kích thước nồi. 55 4.3. Chọn và tính toán cho thiết bị khâu đường hóa. 56 4.3.1. Tính chu kỳ làm việc của nồi đường hóa. 56 4.3.2. Tính kích thước cho nồi đường hóa. 57 4.3.3. Tính toán cho hệ thống làm lạnh. 57 4.4. Tính toán cho thùng lên men. 60 4.4.1. Tính chu kỳ làm việc của thùng lên men. 60 4.4.2.Tính toán thùng lên men. 61 4.4.3. Tính toán cho hệ thống làm mát kiểu ống lồng ống. 62 4.5. Tính và chọn thiết bị hoạt hóa men giống. 64 4.5.1. Tính kích thước thùng. 64 4.5.2. Tính diện tích truyền nhiệt. 65 4.6. Tính và chọn bơm. 66 4.7. Tính và chọn cho thiết bị chưng cất. 66 4.7.1. Tính cho tháp thô. 66 4.7.1.1. Đường kính tháp. 66 4.7.1.2. Chiều cao của tháp. 67 4.7.2. Tính cho tháp aldehyt 68 4.7.2.1. Đường kính tháp. 68 4.7.2.2. Chiều cao tháp. 68 4.7.3.Tính cho tháp tinh. 68 4.7.3.1. Đường kính tháp tinh. 68 4.7.3.2. Chiều cao tháp. 68 4.7.4. Các thiết bị phụ. 68 4.7.4.1. Bình hâm giấm. 68 4.6.3.2. Bình ngưng tụ hồi lưu của tháp thô. 71 4.6.3.3. Bình ngưng tụ hồi lưu và bình khí khó ngưng của tháp aldehyt. 74 4.6.3.4. Bình ngưng tụ hồi lưu và bình ngưng tụ khí khó ngưng cho tháp tinh. 75 4.6.3.5. Thùng làm mát cồn sản phẩm, bình làm mát cồn đầu và bình làm mát dầu fusel. 78 4.6.3.6. Thùng cao vị. 80 4.6.3.7. Thùng chứa cồn thực phẩm, thùng chứa cồn đầu và thùng chứa dầu fusel. 80 4.6.3.8. Bình tách CO2 và bình chống phụt giấm. 81 CHƯƠNG V - TÍNH ĐIỆN, HƠI, NƯỚC 84 5.1. Tính điện. 84 5.1. 1. Tính phụ tải chiếu sáng. 84 5.1.1.1. Lựa chọn và tính toán chung. 84 5.1. 1.2. Tính toán cụ thể cho từng phòng và từng phân xưởng sản xuất. 86 5.1.2. Tính phụ tải động lực. 103 5.1.3. Tính hệ số cos F và dung lượng bù. 104 5.1.3.1. Tính hệ số cos F. 104 5.1.3.2. Xác định dung lượng bù. 105 5.1.4. Tính lượng điện tiêu thụ hằng năm. 105 5.1.4.1. Điện thắp sáng Acs. 105 5.1.4.2. Điện động lực Ađl. 106 5.1.4.3. Điện cả nhà máy. 106 5.2. TÍNH HƠI. 106 5.2.1. Hơi dùng cho xưởng chưng luyện. 107 5.2.2. Lượng hơi dùng trong phân xưởng nấu, đường hóa, và cho hệ thống xông hơi sát trùng. 107 5.2.3. Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu. 107 5.2.3.1. Chọn nồi. 107 5.2.3.2.Tính nhiên liệu cho nồi hơi. 108 5.3. TÍNH NƯỚC. 108 5.3.1. Tính nước dùng cho sản xuất. 109 5.3.1.1. Nước dùng cho nấu ( hòa bột và nấu). 109 5.3.1.2. Nước dùng cho đường hóa. 109 5.3.1.3. Nước dùng trong lên men. 110 5.3.1.4. Nước dùng cho chưng cất. 110 5.3.1.5. Lượng nước cấp cho lò hơi 112 5.3.1.6. Lượng nước dùng cho vệ sinh thiết bị, nhà xưởng. 112 5.3.2. Tính nước dùng cho sinh hoạt. 113 CHƯƠNG VI - TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 113 6.1. Giới thiệu sơ bộ luận chứng xây dựng nhà máy. 113 6.1.1. Vị trí địa lý. 114 6.1.2. Địa chất công trình. 114 6.2. Thuyết minh về khu đất và bố trí tổng mặt bằng nhà máy. 115 6.2.1. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng. 115 6.2.2. Tính diện tích nhà máy. 117 6.2.2.1. Khu sản xuất. 117 b. Khu vực kho. 120 v Kho cồn thành phẩm, kho rượu thành phẩm và phân xưởng rượu mùi, kho chứa vỏ chai. 121 6.2.2.2. khu vực đảm bảo năng lượng. 121 a. Phân xưởng lò hơi. 121 b. Xưởng cơ điện. 121 c. Trạm biến áp. 121 d. Trạm xử lý nước sạch, trạm bơm và trạm xử lý nước thải. 121 b. Nhà ăn và hội trường. 122 c. Nhà để xe đạp, xe máy và bãi đỗ xe ô tô. 122 d. Phòng bảo vệ. 122 6.2.2.4. Các công trình giao thông, cây xanh và đất dự trữ. 122 6.3. Thuyết minh về giải pháp kiến trúc và kết cấu xây dựng phân xưởng sản xuất và các công trình. 123 6.3.1. Khu sản xuất. 123 6.3.1.1. Phân xưởng nấu – đường hoá 123 6.3.1.2. Phân xưởng lên men. 124 6.3.1.3. Phân xưởng chưng cất. 124 6.3.2. Các công trình khác. 125 6.3.2.1. Khu hành chính. 125 6.3.3. Cách bố trí thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính. 126 6.4. Kết luận. 127 6.5. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản. 129 6.4.1. Hệ số xây dựng. 129 6.4.2. Hệ số sử dụng. 130 CHƯƠNG VII - TÍNH KINH TẾ 131 7.1. Mục đích và ý nghĩa của việc tính kinh tế. 131 7.2. Nội dung tính toán kinh tế. 131 7.2.1. Chi phí nhân công. 131 7.2.1.1. Chi phí lao động trực tiếp. 131 7.2.1.2. Chi phí lao động gián tiếp 132 7.2.2. Chi phí sản xuất trong 1 năm của nhà máy. 133 7.2.2.1. Chi phí nguyên liệu sản xuất trực tiếp. 133 7.2.2.2. Chi phí sản xuất chung của nhà máy. 136 7.2.3. Tổng giá thành sản phẩm. 137 7.2.4. Vốn đầu tư cố định của nhà máy. 138 7.2.4.1. Vốn đầu tư xây dựng. 138 7.2.4.2. Vốn đầu tư thiết bị. 140 7.2.5. Doanh thu, lợi nhuận và vốn đầu tư của nhà máy. 141 7.2.6. Nguồn vốn của nhà máy. 142 7.2.7. Điểm hòa vốn và giá trị hiện tại ròng. 143 7.2.7.1. Điểm hòa vốn. 143 7.2.7.2. Tính chỉ số NPV. 143 CHƯƠNG VIII: AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH CÔNG NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ 145 8.1. An toàn lao động. 145 8.1.1. An toàn máy móc. 145 8.1.2. An toàn cho người lao động. 145 8.2. Vệ sinh công nghiệp. 146 8.3. Phòng chống cháy nổ. 146 KẾT LUẬN 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ cồn etylic là khoa học về phương pháp và quá trình chế biến các nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, etylen thành sản phẩm rượu etylic hay etanol. Đây là ngành công nghệ được biết đến rất sớm và ngày càng được quan tâm phát triển bởi cồn có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực và đời sống xã hội. Cồn pha với nước thành rượu để uống, chế biến thức ăn, chế biến các loại hương hoa quả. Trong y tế cồn được dùng để sát trùng, sản xuất dược phẩm, để chữa bệnh... Cồn còn là một sản phẩm hoá học vì cồn có thể sử dụng trực tiếp hoặc là nguyên liệu trung gian để sản xuất axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat và các hoá chất khác, có thể tạo ra hoá chất dầu mỏ. Cồn còn được dùng trong công nghiệp để làm chất đốt, làm dung môi hòa tan các hợp chất vô cơ và hữu cơ, trong cao su tổng hợp… Ngoài ra hiện nay cồn tuyệt đối (≥ 99,5%V) còn được dùng để thay thế một phần nhiên liệu cho động cơ ô tô. Cồn có thể thay thế 20%÷22% trong tổng lượng xăng thành "gasohol" để sử dụng trong ôtô và các phương tiện khác dùng động cơ xăng. Đây là một hướng phát triển mới và đầy triển vọng của ngành công nghiệp vì việc sử dụng cồn thay thế một phần cho xăng sẽ làm giảm bớt sự ô nhiễm môi trường, để tiết kiệm năng lượng của các loại động cơ. Nó làm tăng chỉ số octan của xăng, ngăn cản sự cháy kích nổ và dẫn đến có thể thay thế tetra etyl chì là một chất độc hại. Cồn có rất nhiều ứng dụng, chính vì vậy sản xuất cồn là công việc cần thiết và được quan tâm phát triển. Nước ta với nền tảng của một quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp, các sản phẩm ngũ cốc dồi dào, phong phú đã tạo nên sự đa dạng trong nguồn nguyên liệu chứa tinh bột cung cấp cho ngành sản xuất rượu cồn. Tuy nhiên, hiện nay ngành công nghiệp sản xuất cồn của nước ta vẫn chưa thực sự phát triển, công nghệ, thiết bị lạc hậu, năng suất và chất lượng sản phẩm chưa cao, chủng loại sản phẩm nghèo nàn, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ. Ứng dụng của cồn trong các ngành công nghiệp chưa được rộng rãi, công suất của các nhà máy sản xuất còn thấp. Do vậy, thiết kế và xây dựng thêm nhà máy sản xuất rượu cồn với năng suất và chất lượng sản phẩm cao hơn là hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của ngành công nghiệp rượu cồn cũng như yêu cầu của nền kinh tế nước nhà. CHƯƠNG I - LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1. Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn ở nước ta. Ở Việt Nam, nghề nấu rượu có từ lâu đời và bắt đầu phát triển mạnh vào cuối thế kỷ thứ X. Cho đến nay, có hai doanh nghiệp quốc doanh trung ương có công suất sản xuất rượu cồn lớn nhất nước ta: Công ty rượu Hà Nội, công suất thiết kế 10 triệu lít/năm; Nhà máy rượu Bình Tây, công suất thiết kế 20 triệu lít/năm và 26 doanh nghiệp quốc doanh địa phương có công suất thiết kế khoảng 25.8 triệu lít/năm. Tuy nhiên các nhà máy mới chỉ khai thác được 74% công suất thiết kế. Ngoài ra còn có các cơ sở sản xuất tư nhân và cổ phần: Tổng công suất thiết kế của các cơ sở này khoảng 4,55 triệu lít/năm. Các cơ sở này phần lớn thiết bị chế tạo trong nước, thường có vốn đầu tư thấp, công suất nhỏ nên thiết bị thường chấp vá, không đồng bộ, lao động hoàn toàn thủ công, công nghệ sản xuất trong nước. Một số cơ sở có đầu tư thường xuyên cho công nghệ và thiết bị nên sản phẩm tương đối tốt và ổn định, còn phần lớn các cơ sở khác sản xuất theo thời vụ, đối tượng bán hàng chủ yếu tập chung ở các vùng nông thôn, miền núi, chất lượng sản phẩm kém, không ổn định nhưng giá thành thấp, nên kinh doanh vẫn có hiệu quả. Mặt khác, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, rượu do dân tự nấu có chất lượng tốt cũng được bung ra sản xuất như một ngành nghề, tạo nên những làng nghề nấu rượu. Tổng sản lượng rượu dân tự nấu rất lớn, theo báo cáo của các tỉnh và số liệu thống kê đạt: 242,412 triệu lít/năm. Trong đó loại rượu nấu ở các địa phương có truyền thống khoảng 82,412 triệu lít/năm. Sản lượng rượu dân tự nấu rải rác ở các địa phương còn lại không thống kê được, ước còn khoảng: 160 triệu lít. Ngoài ra hàng năm ta còn nhập một lượng lớn các loại rượu ngoại để đáp ứng nhu cầu trong 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, cồn của các nhà máy làm ra nói chung là chưa đạt TCVN-71, nhưng bản thân TCVN-71 về cồn rượu cũng thuộc loại thấp so với các nước tiên tiến trên thế giới. 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 sản phẩm chưa thực sự mạnh, nên chỉ huy động được 17% công suất thiết kế. Trước thực trạng hiện nay của ngành công nghiệp rượu cồn Việt Nam, nổi lên các vấn đề cần quan tâm và phát triển: - Cần nâng cao hiệu suất thu cồn tinh khiết (hiện nay hiệu suất tổng thu hồi cồn từ sắn lớn nhất ở Việt Nam mới chỉ là 85%.) - Phát triển TCVN_71 cho phù hợp hơn với thế giới, để tạo thuận lợi cho pha chế, sử dụng triệt để các sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất cồn etylic: Cồn cho các ngành công nghiệp, dầu furel cho ngành năng lượng, bã rượu cho công nghiệp. - Xây dựng và cải tiến công nghệ và thiết bị để có thể sử dụng hết năng suất thiết kế của các nhà máy rượu. 1.2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất rượu cồn. Sau khi tìm hiểu thực trạng ngành công nghiệp rượu cồn trong nước và phân tích các vấn đề cần quan tâm của ngành, các điều kiện thuận lợi để thiết kế một nhà máy sản xuất rượu cồn năng suất 20000 lít/ngày với nguyên liệu từ sắn, em xin chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp Bỉm Sơn (hay còn gọi là khu công nghiệp Bắc Thanh Hóa). Vài nét sơ lược về khu công nghiệp Bỉm Sơn. Ngày 02 tháng 6 năm 2005, UBND tỉnh Thanh Hoá ra Quyết định số 1471/QĐ-UBND về việc phê duyệt quy hoạch chi tiết khu Công nghiệp Bỉm Sơn – Thị xã Bỉm Sơn - Tỉnh Thanh Hoá. Tổng diện tích quy hoạch 540 ha, chia làm hai khu: - Khu A: Nằm phía Tây Quốc lộ 1A, diện tích 310 ha, với các chức năng: lắp ráp xe ôtô tải nhỏ, chế biến nông lâm sản, chế tạo máy, sửa chữa cơ khí, luyện cán thép xây dựng, da giày. - Khu B: Nằm phía Đông Quốc lộ 1A, diện tích 230 ha, với các chức năng: Công nghiệp xi măng và sau xi măng, dệt may, điện tử, điện lạnh, hàng gia dụng và thủ công mỹ nghệ.        Trung tâm công cộng khu công nghiệp được bố trí trong khu A, gồm trung tâm điều hành, trung tâm dịch vụ kỹ thuật, trung tâm giao dịch giới thiệu sản phẩm công nghiệp, sân bãi đỗ xe...  Địa điểm này hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi như sau: 1.2.1. Nguồn cung cấp nguyên liệu. Nguyên liệu sản xuất của nhà máy là sắn, đây là loại nông sản được trồng phổ biến nhất ở các vùng sinh thái ở nước ta, các tỉnh có sản lượng sắn lớn như Thanh Hóa, Hòa Bình, Sơn La…Do vậy địa điểm này hoàn toàn thuận lợi cho việc thu mua nguyên liệu. 1.2.2. Địa hình. Với địa hình chung của thị xã Bỉm Sơn là đồi núi bán sơn địa, ngay sau khu đất công nghiệp là đồi núi, tạo điểm tựa vững chắc cho các công trình khi thiên tai bão lũ. Thêm vào đó là một hệ cây xanh của những dãy đồi phía sau khu công nghiệp tạo môi trường tốt, trong lành, góp phần bảo vệ môi trường cho toàn khu công nghiệp cũng như toàn thị xã. 1.2.3. Giao thông. Bỉm Sơn cách thủ đô Hà Nội 120 km về phía Bắc, cách thành phố Thanh Hóa 34 km về phía Nam, nằm trên mạng lưới giao thông vận tải thuận lợi với tuyến đường sắt Bắc - Nam, quốc lộ 1A chạy qua, tạo nên mối giao thương rộng lớn với các tỉnh trong vùng và các trung tâm kinh tế lớn của cả nước. Đây là yếu tố thuận lợi trong vận chuyển thu mua nguyên liệu cũng như phân phối sản phẩm của công ty khắp các vùng miền trên toàn quốc. 1.2.4. Nguồn nước. Nguồn nước của khu công nghiệp được thiết kế riêng thuận lợi cho sản xuất công nghiệp. Hệ thống cấp nước gồm hai tuyến chính: Tuyến chính 1 cấp cho khu A, đường kính 450 m; tuyến chính 2 cấp cho khu B, đường kính 300. Từ hai tuyến chính, tổ chức các mạng lưới phân phối theo hình thức mạng vòng khép kín, đảm bảo cấp nước an toàn.  Ngoài ra hệ thống thoát nước mưa, thoát nước thải bố trí riêng biệt. Nước thải được xử lý cục bộ tại nguồn, sau đó thu gom về khu vực xử lý chung. Sau khi nước thải xử lý đạt tiêu chuẩn mới được thải ra hệ thống thoát nước chung của thị xã 1.2.5. Nguồn điện. Hệ thống cấp điện có tổng công suất 55.753 KVA. Lắp đặt một trạm biến áp 110/22KV (2x25MVA) ở phía Tây Nam nhà máy lắp ráp xe tải nhỏ VEAM. Hệ thống cáp điện 22KV của khu công nghiệp sử dụng cáp lõi đồng XLPE/SWA/PVC tiết diện 3x240 mm2 chôn ngầm. Các tuyến của khu công nghiệp được chiếu sáng bằng đèn cao áp bóng Sodium 220V-250W 1.2.6. Nguồn nhân lực. Theo số liệu điều tra ngày 1/4/1999, dân số thị xã Bỉm Sơn là 54.319 người, trong đó nam giới chiếm 50.5%, nữ giới 49.5%. Số người trong độ tuổi lao động trên 27.000 người, trong đó số người có trình độ cao đẳng - đại học chiếm 15%. Đây là nguồn cung cấp nhân lực dồi dào, đặc biệt là đội ngũ cán bộ có trình độ. Mặt khác các vùng lân cận như: Ninh Bình, Hà Trung, thành phố Thanh Hóa cũng là nguồn cung cấp nhân lực lớn, tạo điều kiện công ăn việc làm cho người dân xung quanh khu vực. 1.2.7. Thị trường tiêu thụ. Nhu cầu về cồn rượu là rất lớn, mà trong khu vực lại có nhiều nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu về cồn: chế biến thực phẩm, chế biến gỗ, y tế…Mặt khác địa điểm nằm trên trục đường quốc lộ 1A, cửa ngõ giao thông Bắc Nam, nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm đến các vùng miền khác trên toàn quốc. 1.2.8. Thông tin, liên lạc. Hệ thống thông tin liên lạc sử dụng mạng của thị xã, tổng đài đặt tại trung tâm điều hành khu công nghiệp. Hơn nữa, khu công nghiệp lại nằm trên trục đường quốc lộ 1A, là trục giao thông chính của toàn quốc nên hết sức thuận tiện về thông tin giao dịch, liên lạc trong cả nước. CHƯƠNG II - CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 2.1. Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm. 2.1.1. Nguyên liệu. Nguyên liệu để sản xuất rượu etylic là những nguyên liệu chứa đường lên men hoặc từ các polysaccharit có khả năng chuyển hóa thành đường lên men như: gạo, ngô, khoai, sắn, rỉ đường… Trong đồ án tốt nghiệp, em được giao nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất rượu cồn từ tinh bột sắn. Đây là nguồn nguyên liệu có sản lượng lớn ở nước ta, đồng thời giá nguyên liệu để sản xuất ra một lít cồn từ sắn cũng tương đối thấp so với các nguồn nguyên liệu khác. Đó là yếu tố thuận lợi ban đầu khi thiết kế nhà máy bởi sắn thỏa mãn yêu cầu chung sau: Hàm lượng tinh bột cao, có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao. Vùng nguyên liệu tập trung đủ thỏa mãn nhu cầu sản xuất. 2.1.1.2. Thành phần cấu tạo hóa học của sắn. Củ sắn gồm 3 thành phần chính: vỏ, thịt củ, lõi sắn, ngoài ra còn có cuống và rễ củ. - Vỏ gồm: vỏ gỗ, vỏ cùi. Vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu là xenluloza, có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác dụng bên ngoài, đồng thời hạn chế mất nước của củ. Bản thân vỏ củ cứng nhưng liên kết không bền với củ nên dễ mất khi thu hoạch và vận chuyển. Vỏ cùi dày khoảng 1÷3 mm chiếm 8÷15% khối lượng củ. Vỏ cùi gồm lớp tế bào mô cứng phủ ngoài, thành phần chủ yếu của lớp này là xenluloza, hầu như không chứa tinh bột và chứa nhiều dịch bào (mủ sắn). Trong thành phần dịch bào có chứa polyphenol, tiếp theo là lớp tế bào mô mềm, lớp này ngoài dịch bào còn có tinh bột (khoảng 5%), các polyphenol, enzyme là lilamarin có tác dụng bảo vệ củ phát triển bình thường trước khi thu hoạch nhưng khi đào bới củ khỏi đất chúng gây trở ngại cho bảo quản và chế biến. - Thịt củ: Chứa nhiều tinh bột, protein và các chất dầu. Đây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Các chất polyphenol, độc tố và enzyme chứa ở thịt củ tuy không nhiều chỉ 10÷15% so với chúng chứa trong củ nhưng vẫn gây trở ngại như làm biến màu, sắn dễ bị chảy mủ và khó thoát nước khi sấy hoặc phơi khô. - Lõi sắn: Nằm ở trung tâm củ, dọc suốt chiều dài. Thành phần lõi sắn chủ yếu là xenluloza, có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ đồng thời giúp thoát nước khi sấy hoặc phơi khô. Thành phần củ sắn tươi dao động khá lớn bao gồm: Tinh bột: 20÷34% Chất tro: 0.54% Protein: 0.8 ÷1.2 % Polyphenol: 0.1÷0.3 % Chất béo: 0.3÷0.4 % Nước: 60÷74.2 % Xenluloza: 1÷3 %. Ngoài các chất kể trên trong sắn còn chứa một lượng vitamin và độc tố. Vitamin trong sắn thuộc nhóm B, trong đó B1, B2 mỗi loại chiếm 0.03 mg %, B6 0.006 mg%. Các vitamin này sẽ bị mất một phần khi chế biến và khi sản xuất rượu. Còn độc tố sẽ bị loại bỏ cùng bã rượu. Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô. Yêu cầu của sắn khô được chọn làm nguyên liệu (tính theo phần trăm trung bình): Sắn trắng thơm, không có mùi mốc. Hàm lượng tinh bột đạt trên 63%. Độ ẩm: 14%. Gluxit lên men: 67.6%. Protit: 1.75% Chất tro: 1.79%. Chất béo: 0.87%. Sắn là nguyên liệu chứa tinh bột cao, dễ chế biến trong sản xuất, tuy nhiên hàm lượng protein không lớn nên trong quá trình chế biến cần bổ sung bằng nguồn đạm từ Ure. 2.1.2. Rượu etylic. Êtanol, còn được biết đến như là rượu êtylic hay rượu ngũ cốc hay cồn, là một hợp chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng đẳng của rượu metylic, là một trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn. Trong cách nói dân dã, thông thường nó được nhắc đến một cách đơn giản là rượu. 2.1.2.1. Tính chất vật lý của rượu etylic. Rượu etylic nguyên chất là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, có mùi thơm đặc trưng, có vị cay, sức hút ẩm mạnh, dễ bay hơi, dễ cháy. Rượu hòa tan trong nước ở bất cứ tỉ lệ nào, có kèm theo các hiện tượng tỏa nhiệt và co thể tích. Rượu hòa tan được nhiều chất vô cơ như: CaCl2, MgCl2, SiCl4, KOH…, và nhiều chất khí: H2, N2, O2, SO2, CO…, hòa tan được nhiều chất hữu cơ, nhưng không hòa tan được tinh bột disaccharit… Các thông số vật lý của rượu etylic nguyên chất: Tỷ trọng: d420 = 0.7894, d415 = 0.7942… Phân tử lượng: 46.03 Nhiệt độ sôi: 78.320 C ở áp suất 760 mmHg, nhiệt độ bắt lửa 1200C Nhiệt dung riêng: 0.548 KJ/kg.độ (ở 200C) và 0.769 KJ/kg.độ (ở 600C). Năng suất tỏa nhiệt: 6642÷7100 KJ/kg.độ 2.1.2.2. Tính chất hóa học của rượu etylic. Công thức hóa học của nó là C2H5OH, hay CH3-CH2-OH, viết tóm tắt là C2H6O. Do cấu trúc phân tử rượu gồm hai thành phần: gốc etyl và nhóm hydroxyl nên tính chất hóa học của rượu ety