Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin

i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7 Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, tháng 12 năm 2009. Cán bộ hướng dẫn: K.s. Lê Ngọc Sơn ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN Họ, tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7 Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện Nha Trang, tháng 12 năm 2009. Cán bộ phản biện Nha Trang, tháng 12 năm 2009. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện đề tài với sự cố vấn giúp đỡ. Tôi xin chân thành cảm ơn Th.s. Trần An Xuân, K.s. Lê Ngọc Sơn, K.s. Nguyễn Minh Quân, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này. Thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức từ lý thuyết cũng như thực tế, những kinh nghiệm từ những người đi trước. Giúp tôi cũng cố những kiến thức còn thiếu sót để có thể giải quyết khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong nhà trường và đặc biệt là các thầy trong Bộ Môn Chế Tạo Máy đã giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập và trong quá trình thực hiện đề tài. Bên cạnh đó tôi xin chân thành cảm ơn Bố, mẹ, anh chị em và những người thân trong gia đình đã nuôi dạy, tạo mọi điều kiện tốt cho tôi và động viên tôi trong suốt thời gian học tập. Và cuối cùng, Tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè, những người đã luôn hỗ trợ tôi trong quá trình học và thực hiện đề tài này. Nha Trang, tháng 12 năm 2009 Sinh viên Phạm An Trực iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. 3 1.1.1. Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên 3 1.1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin. 3 1.1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan. 4 1.1.4. Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan. 5 1.1.5. Một số quy trình sản xuất chitin-chitosan hiện nay. 10 1.1.5.1. Quy trình sản xuất chitin- chitosan trên thế giới. 10 1.1.5.2. Tổng quan về quy trình sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam 14 1.1.6. Một số ứng dụng của chitin và chitosan. 18 1.1.7. Khả năng nguồn nguyên liệu sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam. 19 1.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN – CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. 24 1.2.1. Tổng quan về thiết bị sản xuất trên thế giới. 24 1.2.2. Tổng quan về thiết bị sản xuất ở Việt Nam 24 1.3. NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC NÓNG TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT.25 CHƯƠNG II HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ 26 2.1. XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ 26 2.2.HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ. 27 2.2.1. Phân tích các phương án hiện hành 27 2.2.2. Xây dựng phương án thiết kế. 31 2.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN 32 v 2.3.1.Tính toán chọn thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời 32 2.3.1.1. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axít HCl35% 32 2.3.1.2. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào bazơ NaOH96% 34 2.3.2.Xác định lưu lượng dòng chảy 38 2.3.2.1 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axit HCl35% và nước nóng ở nhiệt độ 71 0 C 38 2.3.2.2. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào tinh thể NaOH 96% và nước nóng ở nhiệt độ 50 0 C. 44 2.3.3.Xác định tiết diện của thùng chứa nước, axít và kiềm 50 2.3.4. Đối với hệ thống ống dẫn 51 2.3.5. Đối với van 52 2.3.6. Đối với bộ hòa trộn. 56 2.3.7.Đối với đồng hồ đo nhiệt độ của nước 58 3.QUI TRÌNH LẮP RÁP, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA THIẾT BỊ. 61 3.1. KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP. 61 3.2. XÂY DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP 62 3.3. QUI TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ. 67 3.3.1. Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào bazơ NaOH96%. 67 3.3.2. Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào dung dịch axit HCl35% 68 3.4. SỬA CHỮA THIẾT BỊ. 69 CHƯƠNG III KHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN CHỈNH 70 I. KHẢO NGHIỆM. 70 II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CUNG CẤP NƯỚC CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN VỚI KHỐI LƯỢNG 75Kg NGUYÊN LIỆU( VỎ TÔM) 72 1. Nấu bazo 72 2. Rửa bazo 72 3. Nấu Axit 73 4. Rửa axit. 73 vi III. HOÀN THIỆN 73 CHƯƠNG IV HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 74 4.1. Giá thành thiết bị. 74 4.2 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM. 74 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 75 5.1. Kết luận. 75 5.2. Đề xuất ý kiến 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, sản lượng hàng hoá xuất khẩu của nước ta không ngừng tăng lên. Trong đó mặt hàng thuỷ sản chiếm một vị trí quan trọng trong kim ngạch xuất khẩu và thu được nhiều ngoại tệ cho đất nước. Các mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu chủ yếu là tôm và cá, vì vậy lượng phế liệu của các mặt hàng này là khá lớn, nhưng hiện nay nó chưa được sử dụng hoặc sử dụng với hiệu quả kinh tế thấp. Trong thực trạng đó phế liệu của tôm, cua, ghẹ… nếu được sử dụng để sản xuất ra chitin - chitozan thì hiệu quả kinh tế sẽ cao hơn. Xuất phát từ những điều kiện thực tế ở nước ta trong việc sản xuất chitin chitozan còn chưa nhiều và chưa hoàn thiện. Được sự hướng dẫn của thầy Lê Ngọc Sơn và ks Nguyễn Minh Quân, em dã thực hiện đề tài: “Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin”. Hiện nay nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng tăng. Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có hạn, khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời… là hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng. Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sẵn có, siêu sạch và miễn phí. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới. Trong Đồ án tốt nghiệp này em xin giới thiệu một ứng dụng của năng lượng mặt trời trong việc cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin. Nội dung của đồ án bao gồm: Chương I: Tổng quan về qui trình và thiết bị sản xuất chitin từ phế liệu chế biến thủy sản. 2 Chương II: Hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo và lắp ráp thiết bị . Chương III: Khảo nghiệm và hoàn chỉnh. Chương IV: Hoạch toán giá thành. Chương V: Kết luận và đề xuất. Do trình độ của bản thân và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo và các bạn đọc để đồ án này được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện: Phạm An Trực 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1.1. TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. 1.1.1. Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên. Chitin-chitosan là polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong một năm/m 2 bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn tại ở trong cả thực vật và động vật. Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật không xương sống. Ở thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm và một số tảo chlorophiceoe. Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin khi xử lý chitin với kiềm đặc nóng. Chitin-chitosan là polysaccharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Trong động vật thuỷ sản, đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitin- chitosan khá cao từ 14÷35% so với trọng lượng khô. Vì vậy, vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin-chitosan phục vụ cho sản xuất xã hội. 1.1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin. Từ những nghiên cứu về sự thuỷ phân chitin bằng enzim hay HCl đậm đặc, người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N- Acetyl--D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết -1-4glucozit Công thức cấu tạo: n H H H HN-COOCH 3 H OH H CH 2 OH H H OH HN-COOCH 3 H CH 2 OH 4 Công thức phân tử: [C 8 H 13 O 5 ] n n : thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại nguyên liệu n = 400 ÷500 ở tôm thẻ n= 700 ÷800 ở tôm hùm N = 500 ÷ 600 ở cua M chitin = (203,09) n phân tử luợng Các tính chất của chitin. Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong môi trường kiềm, axít loãng và các dung môi hữu cơ ete, rượu… Nhưng nó lại hoà tan trong dung dịch đặc nóng của muối thioxianatliti(LiSCN) và thioxianat can xi [Ca(SCN) 2 ] tạo thành dung dịch keo. Chitin ổn định với các chất oxy hoá khử như thuốc tím KMnO 4 ; oxy già H 2 O 2 ; nước Javen NaClO hay clorua vôi [CaClO]…Chitin khó hoà tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora. Điều này có thể do nhóm axetamin (-NHCOCH 3 ) ngăn cản sự tạo thành các phức hợp cần thiết. Khi đun nóng trong axít HCl đậm đặc thì chitin bị thuỷ phân hoàn toàn thành 85,5% D-Glucosamin và 12,5% axít axetic. Quá trình thuỷ phân bắt đầu xảy ra ở mối nối glucozit, tiếp theo là là sự loại bỏ nhóm acetyl. Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan. Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng 884÷890 m. 1.1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan. Chitosan có cấu trúc tuyến tính như đơn vị -D-Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết -1-4Glucozit. Công thức cấu tạo của chitosan: NH 2 NH 2 n H H H H OH H CH 2 OH H H OH H CH 2 OH [...]... chủ yếu đó là: + Sản xuất nước nóng bằng điện + Sản xuất nước nóng bằng thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời a Sản xuất nước nóng bằng điện Hình 1 Sơ đồ hệ thống thiết bị cung cấp nước nóng bằng điện 28 Hình 2 Máy nước nóng Hình 1b Thiết bị sản xuất chitin nhìn từ trước Ngun lý làm việc của hệ thống thiết bị: Để có được lượng nước nóng (700C) cần thiết, từ bể chứa nước lạnh (250C), nước qua van gạt... Thiết bị có kết cấu và cơng nghệ chế tạo phù hợp với khả năng gia cơng trong nước và sử dụng tối đa các chi tiết và thiết bị tiêu chuẩn có bán trên thị trường trong nước - Độ kín trong các mối ghép của thiết bị phải đảm bảo an tồn với sự di chuyển hợp lý và dễ dàng của dòng chất lỏng chảy trong ống 2.2.HỒN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ 2.2.1 Phân tích các phương án hiện hành Hiện tại, để sản xuất nước. .. tế do Đảng Cộng Sản Việt Nam phát động 24 Từ kết quả phân tích các số liệu trên và kết hợp với khả năng gia cơng trong nước, tơi đề nghị nên chọn năng suất thiết bị 500kg/mẻ sẽ giải quyết tốt các nguồn ngun liệu tồn đọng và thuận lợi hơn trong gia cơng chế tạo thiết bị 1.2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN – CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN 1.2.1 Tổng quan về thiết bị sản xuất trên thế giới... loại ngun liệu mới để sản xuất bột giấy Chitin - chitosan là nguồn ngun liệu rất q để sản xuất các sản phẩm rất đa dạng phục vụ sản xuất và đời sống xã hội, vì vậy nghiên cứu thiết kế thành cơng cụm thiết bị kỹ thuật sản xuất chúng ở qui mơ cơng nghiệp là một nhu cầu cấp thiết trong q trình cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa nền kinh tế nước ta nói chung và cơng nghiệp chế biến thủy sản nói riêng Đó cũng... thiết bị khác để li tâm, sấy Các thiết bị này làm việc độc lập nhau, chế độ làm việc, kết cấu của thiết bị phụ thuộc u cầu của mỗi khâu Mặc dù q trình sản xuất Chitin- Chitosan đã được cơ giới hố, nhưng do trong một quy trình sản xuất còn có sự riêng biệt của các cơng đoạn (ngun lý sản xuất dựa trên dây chuyền của các thiết bị) , chắc chắn sẽ ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của sản phẩm Việc chế tạo. .. thiết bị năng lượng mặt trời cần phải thích hợp để tránh tổn thất nhiệt trong nhữnh lúc khơng có bức xạ mặt trời - Lắp đặt hệ thống: khi lắp đặt thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời phải nhận được nhiều ánh nắng mặt trời nhất, tốt nhất là lắp đặt trên mái nhà Và ở một góc độ thích hợp cho thiết bị năng lượng mặt trời để có thể cung cấp đủ lượng nước nóng cho q trình sản xuất 27 - Thiết. .. lớn để nhập khẩu Chitin- Chitosan đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước Ngun nhân của thực trạng này có nhiểu, tuy nhiên thiếu thiết bị sản xuất chun dụng là một ngun nhân quan trọng Vấn đề chế tạo được thiết bị sản xuất Chitin- Chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản trong nước sẽ có tác dụng kép: vừa tăng hiệu quả q trình chế biến, giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường do chế biến thủy sản từ gốc và góp phần cơng... gian sản xuất dài, năng suất khơng cao Vì vậy, vấn đề đặt ra là phải rút ngắn thời gian sản xuất bằng việc nâng 17 cao nhiệt độ, gộp chung các cơng đoạn vào một máy…nhưng chất lượng chitinchitosan phải đạt u cầu chung Thiết kế thiết bị sản xuất chitin - chitosan cần phải đưa ra các quy trình hợp lý Từ các quy trình trên, Tác giả chọn quy trình sản xuất chung sau để làm cở sở cho việc thiết kế thiết bị. .. bộ gia nhiệt hỗ trợ bằng điện.Tại đây nước được bộ gia nhiệt đun nóng tới nhiệt độ u cầu là (700C) và nhờ hệ thống ống dẫn nước được dẫn tới bộ hồ trộn với các dung dịch axít HCl và dung dịch NaOH để thực hiện q trình ngâm đảo ngun liệu Nhận xét: Thiết bị sản xuất nước nóng bằng điện cung cấp được lượng nước cần thiết và nhiệt độ của nước đặt ra cho qúa trình sản xuất 29 Nhưng với sự tăng trưởng kinh... giả đề xuất và đảm nhiệm nhiệm vụ nghiên cứu khó khăn này 1.1.7 Khả năng nguồn ngun liệu sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam Việt Nam hiện là những quốc gia hàng đầu ở châu Á về chế biến và xuất khẩu thủy sản, đặc biệt là về tơm – cua – ghẹ, do vậy lượng phế liệu từ q trình chế biến trên là nguồn ngun liệu to lớn và cơ bản để sản xuất Chitin – Chitosan phục vụ nhu cầu sản xuất trong nước và xuất khẩu . tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài. tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài. quan về qui trình và thiết bị sản xuất chitin từ phế liệu chế biến thủy sản. 2 Chương II: Hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo và lắp ráp thiết bị . Chương III: Khảo nghiệm và hoàn chỉnh. Chương