Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic với năng suất 4570 tấn sản phẩm năm

Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh MỞ ĐẦU Nước ta có nguồn sắn dồi nhất, chúng trồng khắp ba miền đất nước Với đặc tính dễ trồng, sản lượng cao, đầu tư nên tinh bột sắn tương đối rẻ so với loại tinh bột khác Vì tinh bột sắn thích hợp làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm phục vụ cho công nghiệp thực phẩm Trong công nghệ sản xuất chế biến thực phẩm, bột (mì chính) chất phụ gia thực phẩm sử dụng rộng rãi Mì muối mononatri axit glutamic Hiện nước ta nhà máy sản xuất axit glutamic, mà phần lớn nhập từ nước ngoài, lợi để xây dựng nhà máy sản xuất axit glutamic cung cấp cho thị trường nước Axit glutamic thuộc loại axit amin thay có vai trò quan trọng trình trao đổi chất thể người động vật Axit glutamic tham gia cấu tạo nên chất xám chất trắng não, kích thích phản ứng oxi hoá não Khi vào thể, axit glutamic chuyển hóa dạng glutamat Mỗi ngày, thể cần khoảng 10 gam glutamat, riêng não cần khoảng 2,3 gam glutamat Axit glutamic tham gia vào việc tạo thành protein hàng loạt axit amin khác như: alanin, propin, xystin.Vì vậy, y học, axit glutamic xem chất bổ não, chữa bệnh thần kinh phân lập, bệnh chậm phát triển trí não, tim mạch, bệnh bắp thịt Ngoài ra, axit glutamic nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bột số chất điều vị khác, mục đích tạo hương vị, làm thức ăn thêm ngon Axit glutamic nguồn nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp số hoá chất quan trọng Việc sản xuất axit glutamic việc cần thiết, ngành công nghiệp quan trọng cho công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm nói riêng ngành công nghiệp nói chung Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Có nhiều phương pháp sản xuất song có phương pháp bản: tổng hợp hoá học, thuỷ phân protit, lên men kết hợp Song phương pháp lên men có nhiều ưu điểm hơn: không sử dụng nguyên liệu protit, không cần sử dụng nhiều hoá chất thiết bị chịu ăn mòn, hiệu suất cao, giá thành hạ, tạo axit glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu nước tiến tới xuất khẩu, nên em giao đề tài thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic với suất 4570 sản phẩm/năm Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh CHƯƠNG I LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT Khu vực miền Trung chưa có nhà máy sản xuất axit glutamic nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất khu vực phong phú Đây điều kiện thuận lợi để tiến hành sản xuất loại sản phẩm nhằm cung cấp cho thị trường rộng lớn tiến đến xuất Với ưu điểm nên việc xây dựng nhà máy sản xuất axit glutamic Quảng Nam việc làm hợp lý mang lại hiệu kinh tế cao trình hoạt động 1.1.Đặc điểm tự nhiên tỉnh Quảng Nam [16] Quảng Nam nằm trung độ Việt Nam, phía Bắc giáp Huế Đà Nẵng, phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp CHDCND Lào tỉnh KonTum, phía Đông giáp biển Đông Khí hậu nhiệt đới gió mùa; độ ẩm không khí trung bình 84%; gió Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng năm sau ( vận tốc gió trung bình 6-10m/s); gió Nam, Đông Nam, Tây Nam từ tháng đến tháng (vận tốc gió trung bình-6 m/s) Nhiệt độ trung bình:25,4oC Mùa đông dao động từ 29-24oC Lượng mưa trung bình năm: 2580mm, tập trung tháng 9,10,11( chiếm 85% lượng mưa năm) 1.2 Vùng nguyên liệu Ở Quảng Nam có nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV, đồng thời tỉnh Quảng Nam giáp với tỉnh Quảng Ngãi, Bình định nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy thuận lợi 1.3 Hợp tác hóa Để thuận lợi cho việc thu mua nguyên liệu tiêu thụ sản phẩm, phế phẩm trình sản xuất, nhà máy cần hợp tác hóa với nhà máy khác tỉnh nhà máy đường, nhà máy tinh bột sắn, nhà máy thức ăn gia súc… sử dụng công trình chung như: điện, nước, giao thông, nước thải, để giảm bớt vốn đầu tư xây dựng, rút ngắn thời gian hoàn vốn, hạ giá thành sản phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 1.4 Nguồn cung cấp điện, nhiên liệu [34] Sử dụng từ hệ thống lưới điện quốc gia 500KV truyền tải KCN đường dây 110KV Tại chân KCN có Trạm biến áp 40 MVA (110/22), mạng 22 KV KCN Lượng đốt cung cấp cho phân xưởng lấy từ lò riêng nhà máy Nhiên liệu dùng cho lò dầu DO cung cấp từ trạm xăng dầu tỉnh 1.5 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước [34] Trong KCN có Nhà máy nước công suất 5.000 m3/ngày đêm cung cấp cho Nhà máy Hệ thống thoát nước xử lý nước thải hoàn chỉnh 1.6.Giao thông vận tải: Nằm gần Đà Nẵng, đầu mối giao thông quan trọng hai miền Nam Bắc Cách cảng Tiên Sa 29km phía Bắc Ngoài có tuyến quốc lộ 14B nối Đà Nẵng với Tây Nguyên Lào, Thái Lan Do thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu sản phẩm Kênh vận chuyển đa dạng với đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không điều kiện thuận lợi giao thông 1.7 Nhân công thị trường tiêu thụ Nguồn nhân công tuyển từ nguồn lao động địa phương vùng lân cận, lượng lao động vãn lai dồi từ thuê nhân công với giá rẻ Thị trường tiêu thụ chọn thị trường nước hướng đến xuất sang nước khu vực, đặc biệt khu vực Đông Nam Á 1.8 Nguồn tiêu thụ sản phẩm Nguồn tiêu thụ sản phẩm chủ yếu công ty hướng vào công ty Dược Bình Định Bidiphar, công ty chế biến thức ăn gia súc, gia cầm khu vực công ty cần lượng lớn axit glutamic để phục vụ cho sản xuất hàng năm Ngoài ra, phế phẩm trình sản xuất làm nguyên liệu cho nhà máy phân bón phục vụ cho trồng trọt Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Bên cạnh xuất sản phẩm sang nước Lào Campuchia thị trường cần hướng tới trình hoạt động nhà máy Kết luận: Với điều kiện thuận lợi hoàn toàn xây dựng đảm bảo cho hoạt động nhà máy sản xuất axit glutamic tỉnh Quảng Nam Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1.Tinh bột sắn [1],[5] Tinh bột sắn sản xuất trình chế biến củ sắn Có hai loại sắn: sắn đắng sắn khác hàm lượng tinh bột xianua Sắn đắng có nhiều tinh bột đồng thời có nhiều axit xyanhydric, khoảng 200 ÷ 300 mg/kg Sắn có axit xianhydric (HCN) dùng làm lương thực, thực phẩm Sắn trồng tỉnh phía Bắc chủ yếu sắn tinh bột thu HCN Thành phần hoá học tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kĩ thuật chế biến sắn Trong tinh bột sắn thường có thành phần sau: Tinh bột Hình 2.1 Tinh bột sắn [17] : 83 ÷ 88% [5] Nước : 10,6 ÷ 14,4% Xenluloza : 0,1 ÷ 0,3% Đạm : 0,1 ÷ 0,4% Chất khoáng : 0,1 ÷ 0,6% Chất hoà tan : 0,1 ÷ 1,3% Tinh bột sắn có kích thước xê dịch khoảng rộng ÷ 40 µm Dưới kính hiển vi ta thấy tinh bột sắn có nhiều hình dạng khác từ hình tròn đến hình bầu dục tương tự tinh bột khoai tây khác tinh bột ngô tinh bột gạo chỗ hình đa giác Cũng loại tinh bột khác tinh bột sắn gồm mạch amilopectin amiloza, tỷ lệ amilopectin amiloza 4:1 Nhiệt độ hồ hoá tinh bột sắn nằm khoảng 60 ÷ 800C 2.2 Mì axit glutamic 2.2.1 Tính chất vật lý [6] Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Bột (còn gọi mì chính) muối mononatri axit glutamic hay nari glutamat dễ tan nước, thường gọi mì (bột ngọt) dùng làm gia vị Axit glutamic thuộc loại axit amin có chứa nhóm amin hai nhóm cacboxyl Điều chế cách tổng hợp lên men gluxit Axit L (+) - glutamic (thường gọi axit glutamic) tinh thể không màu, tonc = 247 - 249oC (phân huỷ), thăng hoa 200oC, độ quay cực riêng với tia D 22oC: 31o Ít tan nước, etanol; không tan ete, axeton Đóng vai trò quan trọng việc trao đổi đạm Dùng y học, nghiên cứu sinh hoá, bổ sung vào phần thức ăn Axit L (+) - glutamic có vị thịt, axit D (–) - glutamic vị Hình 2.2 Cấu trúc phân tử axit glutamic[18] [29]glutamic [7] 2.2.2.Vai trò axit Axit glutamic (còn gọi axit – aminoglutaric) hợp chất phổ biến protein loại hạt ngũ cốc, prolamin hạt đậu chứa 43-46% axit Axit glutamic đóng vai rò quan trọng việc trao đổi chất thể động vật, quan não bộ, gan nâng cho khả hoạt động thể Axit glutamic tham gia phản ứng thải loại amoniac, chất độc với hệ thần kinh Amoniac chất thải trình trao đổi chất Axit glutamic Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh phản ứng với amoniac cho aminoaxit glutamin Trong y học, axit glutamic dùng thuốc chữa bệnh yếu choáng 2.3 Phương pháp sản xuất axit glutamic: Có nhiều phương pháp để sản xuất axit glutamic, từ nguồn nguyên liệu khác Hiện nay, giới có bốn phương pháp + Phương pháp hoá học [5, trang13] Phương pháp ứng dụng phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên axit glutamic amino axit khác từ khí thải công nghiệp dầu mỏ hay ngành khác Tuy nhiên phương pháp yêu cầu kĩ thuật cao, việc tách L-axit glutamic khó khăn nên giá thành sản phẩm cao + Phương pháp thuỷ phân [5, trang 13] Phương pháp sử dụng tác nhân hóa chất enzyme để thủy phân nguyên liệu có hàm lượng protein cao, tạo hỗn hợp amino axit có axit glutamic Sau tách axit glutamic khỏi hỗn hợp phương pháp hóa lý -Ưu điểm: + Khống chế qui trình điều kiện sản xuất + Có thể áp dụng sở thủ công, bán giới hóa + Ổn định chất lượng sản phẩm mẻ -Nhược điểm: + Nguyên liệu sử dụng phải có hàm lượng protein cao + Sử dụng nhiều thiết bị, hóa chất, thiết bị chống ăn mòn + Hiệu suất thấp dẫn đến giá thành cao + Phương pháp kết hợp Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic [5, trang 15] Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Đây phương pháp kết hợp hóa học lên men.Với phương pháp hiệu suất cao đòi hỏi kĩ thuật trang thiết bị đại xác Vì phương pháp dùng nghiên cứu + Phương pháp lên men (sinh tổng hợp) [5, trang 14] Lên men phương pháp sử dụng rộng rãi để sản xuất axit glutamic Phương pháp dùng chủng vi sinh vật có khả tổng hợp axit glutamic để sản xuất - Ưu điểm: + Nguyên liệu rẻ so với hai phương pháp + Ít sử dụng hoá chất, thiết bị chống ăn mòn + Hiệu suất trình cao, giá thành hạ + Có thể sử dụng loại nguyên liệu khác + Tạo axit glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao - Nhược điểm: + Quá trình đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao nghiêm ngặt + Đảm bảo vô trùng tạo sản phẩm + Khó điều khiển trình Sản xuất axit glutamic phương pháp lên men người ta sử dụng phương pháp lên men giai đoạn (gián đoạn) lên men trực tiếp 2.4.Chủng vi sinh [20] Tham gia vào trình lên men sản xuất axit glutamic, chủng vi sinh thường sử dụng là: Corynebacterium Glutamicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococus Glutamicus; chủ yếu chủng Corynebacterium Glutamicum (loại vi khuẩn nhà vi sinh vật Nhật Bản Kinosita phát Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Hình 2.3 Corynebacterium Glutamicum [20] [29] Đồ án tốt nghiệp 10 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh từ 1956, có khả lên men từ tinh bột, ngô, khoai, khoai mì để tạo axit glutamic) Giống vi khuẩn khiết lấy từ ống thạch nghiêng sở giữ giống, sau cấy truyền, nhân sinh khối môi trường lỏng Khối lượng sinh khối nhân lên đến yêu cầu phù hợp cho quy trình sản xuất đại trà Trước nhân, cấy, môi trường lỏng phải trùng phương pháp Pasteur Chủng vi khuẩn giống phải có khả Hình 2.3 Corynebacterium Glutamicum [20] [29] sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao thời gian dài, chịu tạo nhiều axit glutamic, tốc độ nồng độ axit cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng thực tế sản xuất * Cơ chế tổng hợp thừa axit glutamic: Tính thấm màng tế bào bị thay đổi thiếu biotin, tác dụng penicillin hay dẫn xuất chất béo Nếu tính thấm không bị thay đổi diễn tổng hợp axit gutamic tế bào tiết axit môi trường Như vậy, axit glutamic nồng độ cao ức chế phản ứng glutamatedehydrogenaza tạo thành axit glutamic Do biến đổi tính thẩm thấu, tế bào cho axit glutamic nội bào nồng độ axit amin thấp nên ức chế ngược sản phẩm cuối Sự hư hại tính thấm xuất nồng độ biotin tối ưu – µ g/l Còn nồng độ bioin tối thích cho sinh trưởng chủng khoảng 14 µ g/l Cũng tạo hư hại cách bổ sung chất hoạt động bề mặt Tween 60-polyoxyetylen- socbitanmonostearat, Tween40poyoxyetylen-sobitan-monopalmitat penicillin Các tác nhân bề mặt bổ sung vào hay cuối pha sinh trưởng Việc penicillin gây hư hại cho tính thấm có ý nghĩa thực tiễn đặc biệt nhờ sử dụng nguyên liệu phức tạp rỉ đường [4, tr 19] Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 73 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Ở nhiệt độ to = 26,5oC, áp suất nước bảo hoà Pbl = 0,035227 (at), [ 12 - Tr 316 ] Áp suất chung khí quyển, P = (at) X = 0,622 × 0,622 ×0,82 ×0,035227 = 0,0115 − 0,82 ×0,035227 (kg ẩm/kg kkk) Nhiệt lượng riêng không khí ẩm I = t + ( 2493 + 1,79t ) X (kJ/kg kk) I = 26,5 + ( 2493 +1,79 × 26,5) × 0,0115 = 55,715 (kJ/kg kkk) Hàm ẩm không khí sau qua calorife Nhiệt độ không khí sau qua calorife 800C Hàm ẩm không khí : X1 = X0 = 0,0115 ( kg ẩm/kg kkk) Áp suất nước bão hoà t1 = 800C Pbl = 0,483 (at) ϕ1 = ϕ1 = P X1 pbl ( X + 0,062 ) (%) × 0,0115 0,483 × ( 0,0115 + 0,062) = 0,324 (%) Nhiệt lượng không khí nóng sau qua calorife I = t1 + ( 2493 + 1,79t1 ) X I = 80 + ( 2493 + 1,79 × 80 ) × 0,0115 = 110,316 (kJ/kg kkk) Nhiệt lượng không khí sau khỏi máy sấy Do tính trình sấy lý thuyết nên I = I1 Hàm ẩm không khí sau khỏi máy sấy Chọn trạng thái không khí khỏi máy sấy t2 = 400C I = t + ( 2493 + 1,79t 21 ) X Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp X2 = 74 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh I − t2 110,316 − 40 = = 0,0274 (kg ẩm/kg kkk) 2493 + 1,79 × t 2493 + 1,79 × 40 Ở nhiệt độ t2 = 400C, áp suất bão hoà Pb2 = 0,0752 (at) ϕ2 = ϕ1 = P X2 pb ( X + 0,062) × 0,0274 0,0752( 0,0274 + 0,062 ) = 4,076 Lượng không khí khô vào máy sấy Khối lượng acid glutamic ẩm trước sấy 587,875(kg/h) Lượng nước bốc hơi: W= G × ( W1 − W2 ) 587,875 × ( − 0,4) = = 15,747 (kg/h) 100 − W1 100 − Khối lượng acid glutamic khô sau sấy đến độ ẩm 0,4% là: G2 = G1 – W = 587,875 – 15,747 = 572,128(kg/h) Lượng không khí khô vào máy sấy: L= L= G2 , (kg/h) X2 − X0 [10, trang 165] 572,128 = 35982,89 (kg/h) 0,0274 − 0,0115 Nhiệt dung riêng acid glutamic Acid glutamic có công thức C5H9NO4 C= n1c1+ n2c2 + n3c3 + … M (J/kgđộ) [12 - Tr 152] Trong đó: M: Khối lượng mol hợp chất ni: Số nguyên tử nguyên tố hợp chất cj: Nhiệt dung riêng nguyên tố tương ứng (J/kg.độ) Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 75 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Vậy nhiệt dung riêng axit glutamic là: C= × 7500 + × 9630 + × 26000 + ×16800 = 1478,7(J/kg độ) 147 10 Cân nhiệt trình sấy Nhiệt vào: - Không khí mang vào: L ×I , (KJ/h) - Acid glutamic ẩm vào: G1 ×C1 ×t vl , (KJ/h) - Nhiệt calorife cung cấp: Qc,(KJ/h) Nhiệt ra: - Không khí ẩm mang lại: L × I , (kJ/h) - Acid glutamic khô mang ra: G2 ×C × t R , (kJ/h) Do tổn thất: 0,1 × Q2 , (kJ/h) Giả sử C1 = C2 = C = 1478,7 (J/kg.độ) Phương trình cân nhiệt lượng: L × I + G1 × C1 × tV + Qc = L × I + G × C × t R + 0,1 × Qc = >Qc = = L × ( I − I ) + G2 × C × t R − G1 × C1 × tV 0,9 35982,89 ×(110,316 − 55,715) + ( 572,128 ×1478,7 × 40 ) − ( 587,875 ×1478,7 × 26,5) 0,9 Qc = 12769083 (kJ/h) Chọn hiệu suất trao đổi nhiệt:η = 80% Lượng nhiệt thực tế cần thiết cung cấp cho calorife giờ: Qtt = Q c 12769083 = = 15961354 (kJ/h) η 0,8 Lượng nước bão hoà: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 76 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Gọi d: lượng nước cần dùng giờ, kg r: ẩn nhiệt hoá hơi nước bảo hoà 1200C r = 2207 Qtt = d × r , d= [12- Tr313] (kJ/h) Q tt 15961354 = = 7232,15 (kg/h) r 2207 7.1.6 Tính lượng cần dùng Lượng cần cung cấp cho nhà máy 1giờ: D = 277,2 + 6,5 + 2496,7+1845,3 + 7232,15 = 11857,85(kg/h) Lượng để vệ sinh, tổn thất vào mục đích khác 10% tổng lượng cung cấp cho sản xuất 11857,85 × 0,1 = 1185,785 (kg/h) Tổng lượng là: 11857,85 + 1185,785 = 13043,6 (kg/h) D Lượng thực tế cần dùng: Dtt = η Với η hệ số tổn thất nhiệt, mát đường ống thiết bị phụ tải, tổn thất trở lực đường ống hiệu suất lò Chọn η = 0,75 Dtt = 13043,6 =17391,5 (kg 0,75 hơi/h) 7.2 Tính nước Nước yêu cầu phải qua xử lý để đảm bảo tiêu chất lượng sản suất Giả sử kg nước sinh 1kg Suy ra, nước dùng cho lò giờ: 17,39 (m3)=139,12 (m3/ca) Nước dùng cho hòa tan tinh bột: Lượng tinh bột sắn đem hòa tan 1ca là: 5706(kg) Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 77 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Lượng nước cần dùng ca là: 28958,47 - 5706 = 23252,44(kg) ≈ 23,25 (m3) Giả sử nước cần vệ sinh thiết bị: (m3/ca) Các trình khác:5 (m3/h) Tổng lượng nước cần dùng: 139,12 + 23,25 +5 +5 =172,37 (m3/h) CHƯƠNG VIII KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất việc quan trọng đặc biệt ngành công nghệ thực phẩm Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho công nhân thao tác qui trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm cố kỹ thuật hư hỏng máy móc, thiết bị Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá tình hình hoạt động nhà máy đề kế hoạch hợp lý Đồng thời, qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 78 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 8.1 Kiểm tra đầu vào nguyên liệu Yêu cầu: tinh bột có màu trắng sáng ,không có màu nâu hay đục nấm mốc phát triển 8.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 8.2.1 Xử lý nguyên liệu Trong trình thuỷ phân tinh bột cần thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, PH, đo mức độ thủy phân tinh bột 8.2.2 Pha chế dịch lên men Cần kiểm tra tỉ lệ chất dinh dưỡng cho vào dịch trước trùng 8.2.3 Lên men Để đảm bảo trình lên men đạt hiệu cao phải ý khống chế điều kiện kỹ thuật sau: + Nhiệt độ: giữ 320C + Khi pH giảm đến phải bổ sung urê cho pH lên đến + Khi bọt nhiều phải tiếp dầu phá bọt để CO2 thoát dễ dàng + Thường xuyên đo nhiệt độ, độ đường, độ axit, pH, lượng không khí, áp suất + Đo độ đục máy so màu + Bổ sung urê 8.2.4 Công đoạn tinh chế + Đo nồng độ axit glutamic sau cô đặc Sau cô đặc, nồng độ axit glutamic khoảng 30%, pH = 5,5 - + Đo pH trình kết tinh + Kiểm tra độ ẩm axit glutamic sau li tâm, ép lọc, sấy 8.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 79 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Axit glutamic phải đảm bảo tiêu hoá lý sau: - Tinh thể màu trắng sáng, hạt - Phân tử lượng 147,13 - pH = 3,3 - Độ ẩm đạt 0,4 - 0,5 - Nhiệt độ nóng chảy 247 – 2490 C - Tan hoàn toàn nước, không tan cồn, ete số dung môi CHƯƠNG IX AN TOÀN LAO ÐỘNG Trong nhà máy, an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng công nhân tình trạng máy móc, thiết bị Do đó, cần phải phổ biến rộng rãi cho cán công nhân viên nhà máy hiểu biết vận dụng cách có hiệu 9.1 Các nguyên nhân gây tai nạn lao động: - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu không đảm bảo an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 80 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh - Vận hành thiết bị, máy móc không quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật công nhân yếu - Các thiết bị, máy móc trang bị không tốt chưa hợp lý 9.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động: - Tại phân xưởng phải có biển báo quy trình vận hành loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động như: gàu tải, …phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ôn, có áp kế - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng không, có phải sửa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén… phải đặt xa nơi đông người, có áp kế - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vòi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho - Người công nhân vận hành máy phải thực chức mình, phải chịu hoàn toàn trách nhiệm máy móc bị hư hỏng quy trình vận hành - Kỷ luật nhà máy phải thực nghiêm để xử lý kịp thời trường hợp vô nguyên tắc, làm ẩu 9.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động: 9.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc: - Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu E nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân, không đảm bảo vận hành máy móc - Ban ngày cần phải sử dụng nguồn sáng tự nhiên - Ban đêm sử dụng nguồn ánh sáng nhân tạo phải đủ tiêu độ rọi 9.3.2 Thông gió: Nhà sản xuất làm việc phải thông gió tốt Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 81 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 9.3.3 An toàn điện: * Về điện chiếu sáng: Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô Thường xuyên kiểm tra độ sáng bóng đèn * Về thiết bị điện: - Phải có hệ thống báo động thiết bị có cố - Thiết bị điện phải có rơle đề phòng tải - Các phần cách điện thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, không bị ăn mòn - Thiết bị điện phải nối đất làm việc - Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa có bút thử điện - Khi cắt điện phải có biển báo mang dụng cụ bảo hiểm điện 9.3.4 An toàn sử dụng thiết bị: - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, công suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị 9.3.5 Phòng chống cháy nổ: - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy nhà máy 9.3.6 An toàn với hoá chất: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 82 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Các hoá chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị 9.3.7 Chống sét: Ðể đảm bảo an toàn cho công trình nhà máy, phải có cột thu lôi cho công trình vị trí cao KẾT LUẬN Nhờ giúp đỡ tận tình cô giáo hướng dẫn Trương Thị Minh Hạnh thầy cô khác môn gia đình, bạn bè, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic từ tinh bột sắn, suất 4570 sản phẩm/năm” Việc thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic tinh thể đáp ứng phần cho nhà máy sản mì chính, dược phẩm số ngành khác, góp phần thúc đẩy kinh tế đất nước nói chung khu vực miền trung nói riêng , tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn nước Qua trình thiết kế, có hội áp dụng kiểm tra lại kiến thức tiếp nhận suốt năm qua hiểu sâu công nghệ sản xuất axitglutamic Mặc dù có nhiều cố gắng công việc, với thời gian có hạn với hạn chế kiến thức chuyên môn kinh nghiệm thực tiễn Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 83 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh thân nên sai sót điều tránh khỏi Tôi mong nhận ý kiến đóng góp chân thành thầy cô bạn bè để nâng cao kiến thức, kinh nghiệm nhằm phục vụ công tác sau Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2011 Sinh viên thực TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Xương, Nguyễn Xích Liên (2004), Tinh Bột Sắn Và Các Sản Phẩm Từ Tinh Bột Sắn, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Tp Hồ Chí Minh Tài liệu từ công ty Ajinomoto GS, TSKH Nguyễn Bin, PGS.TS Đỗ Văn Đài, TS.Nguyễn Trọng Khuông, TS.Trần Xoa, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm (1992), Tập 1, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội TS.Trương Thị Minh Hạnh (2004), Bài giảng công nghệ sản xuất axít amin, ĐHBK Đà Nẵng PGS.TS Nguyễn Thị Hiền (2004), Công nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 84 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Lê Văn Hoàng (2004), Các trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật ThS Trần Xuân Ngạch, ThS Phan Bích Ngọc, Bài giảng môn học công nghệ lên men, ĐHBK Đà Nẵng PGS.TS Lương Đức Phẩm (2004), Công nghệ vi sinh vật, NXB Nông Nghiệp Trần Văn Phú, Lê Quang Dương(1991), ‘Kỹ thuật sấy nông sản’, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 10 Trần Văn Phú, ‘Tính toán thiết kế hệ thống sấy’, NXB Giáo dục 11 Trần Thế Truyền (2006), Cơ sở thiết kế nhà máy, Khoa Hóa ĐHBK Đà Nẵng 12 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản (1992), Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm Tập 1, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội 13 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản (1992), Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm Tập 2, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội Tiếng Nga 14 Ц Ρ.ЗąЙЧИΚ(1997),ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕПΡΕДПΡИЯТИЙ ΒИΗΟДΕЛЂЧΕСΚΟЙ ΠΡΟΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИ̦̦ Μоскьа Web 15 http://ebg.vn/chi-tiet-san-pham/6656/tinh-bot-san (ngay 15-2) 16 http://vi.wikipedia.org/wiki/Qu%E1%BA%A3ng_Nam (ngay 15-2) 17 http://cyanua1201.violet.vn/entry/show/entry_id/395243 (ngay 15-2) 18 http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=52, (ngay 15-2) 19 http://voer.edu.vn/content/m32464/1.1/ (ngay 30-2) 20 http://forum.hanoifishing.com/showthread.php?t=10779 (ngay 30-2) 21 http://www.semvn.net/sem/modules.php?name=News&op=viewst&sid=410, (ngay 30-2) Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 85 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh 22 http://www.vatgia.com/raovat/3905/2463440/thiet-bi-trao-doi-nhiet-thiet-bi- trao-doi-nhiet-dang-tam-tam-trao-doi-nhiet.html (ngay 3-3) 23 http://www.traderscity.com/board/products-1/offers-to-sell-and-export-1/beer- equipment-mash-tank-29148/ (ngay 3-3) 24 http://www.simerics.com/gallery_mixer.html (ngay 8-3) 25 http://www.vocw.edu.vn/content/m10510/latest/, cập nhật 8/3 26 http://www.chinapharmachinery.ru/e8-preparation-vessel.html (ngay 25-4) 27 http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=52, truy cập 27/4 28 http://changshuyaoji.en.alibaba.com/product/200908537200055190/Fermentor_Fermenter_.html (ngay 30-4) 29 http://www.processequipments.net/chemical-plant-crystallizers.html (ngay 30- 4) 30 http://www.heinkelusa.com/heinkel-centrifuge-equipment/pennwalt-super- decanter (ngày 30-4) 31 http://www.topmachinebiz.com/product/95406/Decanter-Centrifuge.htm (ngày 30-4) 32 http://www.princeton-indiana.com/wastewater/pages/biosolids/press.htmld (ngày30-4) 33 http://ttmindustry.vn/default.asp?prod=3 (ngày30-4) 34 http://www.quangnam.gov.vn/web/quangnam/danhchonhadautu/khucongnghi ep/kcndiennam-dienngoc? (ngày 30-4) 35 http://www.scielo.br), truy cập 30-4 Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 86 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh MỤC LỤC CHƯƠNG I LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1.Tinh bột sắn [1],[5] 2.2 Mì axit glutamic 5.22.Thùng chứa 51 CHƯƠNG VI 53 TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 53 Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 87 Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh [...]... tiếp axit glutamic và từ đó đến nay sản phẩm này hàng năm vẫn đứng đầu Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 14 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh trong công nghiệp axit amin Axit glutamic sản xuất chủ yếu ở Nhật Bản, chiếm 50 % sản lượng thế giới, chủ yếu bằng phương pháp lên men trực tiếp Với những ưu điểm như vậy, ở đây tôi chọn phương pháp lên men một giai đoạn để sản xuất acid glutamic. .. ngày làm việc trong năm: 365 – 24 = 341 Số ca làm việc trong năm: 341 × 3 = 1023 ngày ca 4.3 Cân bằng vật liệu Nhà máy sản xuất axit glutamic tinh thể với năng suất 4570 tấn/ năm Như vậy năng suất mỗi ngày của nhà máy là: maxit glutamic = 4570 : 341 = 13,4 tấn/ ngày = 13400 kg/ngày 4.3.1.Làm nguội và bao gói Tỉ lệ hao hụt là 1% Lượng axit glutamic trước khi bao gói là: 13400 × 100 = 13535,35 (kg/ngày)... hiệu, khối tịnh lượng, ngày sản xuất, hạn sử Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 26 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh dụng và cách sử dụng Các túi axit glutamic nhỏ 0,5kg được bọc trong 1 túi lớn khoảng 10 kg được bọc bằng giấy chống ẩm và đóng hộp carton đưa qua nhập kho [16] Hình 3.15 Thiết bị bao gói đứng TTM-1300KB [33] Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp... có lợi, sinh tổng hợp axit glutamic ít, nếu sục khí kém sẽ Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 12 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh tạo ra alanin và axit lactic Vì vậy, người ta phải bổ sung thêm penicilin để kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn trong môi trường giàu biotin đồng thời tăng trưởng quá trình tổng hợp axit glutamic Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp... máy làm việc một năm 12 tháng, một ngày làm 3 ca Mỗi ca 8 giờ Trong đó có tháng 11 là nghỉ 10 ngày để vệ sinh và bảo dưỡng thiết bị sản xuất, 10 ngày nghỉ do sự cố kỹ thuật và 4 ngày nghỉ tết âm lịch Ta có tổng kết thời gian sản xuất của nhà máy trong một năm như sau: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 28 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Số ngày làm việc trong năm: 365 – 24 =... : Axit glutamic hút ẩm rất nhanh nên sau ly tâm phải sấy ngay Tiến hành : Axit glutamic ẩm đưa vào thiết bị sấy nhờ cơ cấu rung và chạy trên băng chuyền liên tục, không khí nóng được thổi liên tục vào làm bay hơi ẩm và làm khô acid Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 25 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Hình 3.13 Thiết bị sấy rung tầng sôi [33] 3.3.18 Làm nguội Tinh thể axit glutamic. .. Hạnh Sau khi tẩy màu cần cho vào thiết bị ép lọc để làm trong dung dịch Sử dụng thiết bị lọc khung bản 3.3.14 Axít hoá và kết tinh [5] Mục đích: chuyển axit glutamic từ pha lỏng sang pha rắn tinh thể Axit hóa axit glutamic: Toàn bộ dung dịch axit glutamic thu được trên được đưa về thùng kết tinh Cho cánh khuấy hoạt động liên tục để ngăn ngừa axit glutamic kết tủa quá sớm, kết tinh nhỏ và hiệu quả thấp... đầu Năng suất của nhà máy: 4570 tấn sản phẩm/ năm Nguyên liệu dùng: tinh bột Ta giả sử tổn hao của từng công đoạn so với công đoạn trước đó như sau: Pha loãng,lọc 0,5% Dịch hoá 2% Đường hoá 2% Pha chế dịch lên men 1% Thanh trùng và làm nguội 1% Lên men 2% Lọc 2% Cô đặc 1% Tẩy màu 1% Axít hoá và kết tinh 1,5% Ly tâm 2% Lọc 1,5% Sấy 1% Phân loại 0,5% Làm nguội và bao gói 1% 4.2 Biểu đồ sản xuất Nhà máy. .. được axit glutamic ẩm - Pha lỏng: gồm nước và một ít axit glutamic không kết tinh hòa tan vào ta gọi đó là nước cái Phần nước cái đưa đi kết tinh lại Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic Đồ án tốt nghiệp 24 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Hình 3.11 .Thiết bị ly tâm SDC[30];[31] 3.3.16 Lọc Tinh thể sau khi ly tâm còn ẩm và có bám màu nâu nên cần được làm sạch bằng quá trình ép lọc Hình 3.12 Thiết bị... PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh CHƯƠNG III CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1.Chọn phương pháp sản xuất [5] Phương pháp lên men là phương pháp sử dụng rộng rãi hiện nay để sản xuất axit glutamic Nguyên tắc: Dùng chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp ra axit glutamic để sản xuất Sản xuất axit glutamic bằng phương pháp lên men người ta sử dụng 2 phương pháp là lên men 2 giai đoạn (gián đoạn) và