SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư Enzyme – chất xúc tác sinh học có tính chất chọn lọc đặc hiệu cao, quan trọng trình vận chuyển trao đổi chất sống sinh vật.Từ xưa người biết sử dụng men để sản xuất số sản phẩm thực phẩm, tinh chế men từ thóc nảy nầm.Ngày nay, enzyme giữ vai trò quan trọng ngành công nghiệp khác như: rượu, bia, nước giải khát lên men, ngành chế biến thực phẩm khác.Trong công nghiệp sản xuất rượu từ tinh bột, enzyme sản xuất từ nấm mốc thay hoàn toàn enzyme đại mạch nẩy mầm Enzyme cellulase sử dụng nhiều công nghiệp, chăn nuôi Nhưng lượng enzyme chiết từ tự nhiên không đủ để sử dụng Hơn hàng ngày nhà máy tinh bột sắn thải môi trường lượng lớn bã sắn.Vì đầu tư cho xây dựng nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme cellulase cần thiết vừa cung cấp chế phẩm enzyme cho công nghiệp, vừa xử lý lượng chất thải nhà máy tinh bột sắn 1.2 Vị trí xây dựng Nhà máy xây dựng khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc huyện Điện Bàn,tỉnh Quảng Nam 1.3 Đặc điểm tự nhiên:[1] 1.3.1 Điều kiện xạ Hàng năm Quảng Nam có hai lần mặt trời qua thiên đỉnh, lần thứ vào khoảng cuối tháng đầu tháng 5, lần thứ hai vào trung tuần tháng Lượng xạ tổng cộng thực tế phổ biến từ 130 - 150 Kcal/cm2/năm, Lượng xạ tổng cộng mùa khô (từ tháng đến tháng 7) chiếm đến 70 - 75%, mùa mưa (từ tháng đến tháng 12) chiếm từ 25 30% Lượng xạ tổng cộng vụ Đông Xuân chiếm 41%, vụ Hè Thu chiếm 59% Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 1.3.2 Gió Quảng Nam nằm khu vực nhiệt đới gió mùa nên có hai mùa gió (gió mùa mùa Đông gió mùa mùa Hè).Hướng gió thịnh hành: tỉnh Quảng Nam từ tháng đến tháng năm sau hướng Bắc đến Tây Bắc, từ tháng đến tháng hướng Đông Đông Nam Tốc độ gió: Tốc độ gió trung bình năm đồng ven biển khoảng 1,3m/s 1.3.3 Mưa Tổng lượng mưa trung bình năm phổ biến đồng từ 2.200 - 2.500mm, trung du, thung lũng thấp vùng núi từ 3.000 - 3.600mm, vùng đồng ven biển phía nam 2.000mm Mùa mưa: Lượng mưa năm tập trung chủ yếu từ tháng đến 12, chiếm 70 80% tổng lượng mưa năm Mùa mưa: Từ tháng đến tháng vùng đồng bằng, thung lũng thấp hải đảo, lượng mưa chiếm 20 - 30% tổng lượng mưa năm 1.4 Vùng nguyên liệu Nguyên liệu phụ phẩm mua từ nhà máy tinh bột sắn, xã Quế Cường , huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam 1.5 Hợp tác hóa Nhà máy đặt khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc nên điều kiện hợp tác hoá nhà máy nhà máy khác thuận lợi sử dụng chung công trình công cộng điện, nước, hệ thống thoát nước, giao thông… Nhờ giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng thời tận dụng tuần hoàn sản phẩm phụ tránh ô nhiễm môi trường Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 1.6 Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy từ mạng điện lưới quốc gia, nhờ trạm biến áp 110KV có dòng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V Để đề phòng điện nhà máy lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng 1.7 Nguồn cung cấp Hơi nước dùng để tiệt trùng thiết bị, môi trường… nhà máy tự cung cấp Do đó, cần có lò riêng, áp suất dùng atm nhiên liệu chủ yếu bã mía,than dùng đốt nóng lò nhà máy Tác nhân làm lạnh NH3, dầu bôi trơn… nhập từ bên 1.8 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước thải Nước nhu cầu thiếu trình sản xuất, nguồn nước cung cấp cho nhà máy lấy từ công ty cấp nước Để chủ động nguồn nước nhà máy tự xây dựng thêm bể chứa nước Toàn nước thải nhà máy phải xử lý COD,BOD đạt yêu cầu sau chuyển nguồn nước thải thành phố 1.9 Năng suất phân xưởng Năng suất sản xuất enzyme kỹ thuật đạt 296 sản phẩm/năm 1.10 Giao thông nguồn lao động Việc xuất, nhập nguyên vật liệu, trang thiết bị, bao bì, sản phẩm giao thông đóng vai trò quan trọng Những năm gần khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc liên tục nâng cấp sở hạ tầng, mạng lưới giao thông đô thị nên tạo điều kiện thuận tiện Nguồn lao động người am hiểu vi sinh vật enzyme chủ yếu kỹ sư tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học từ trường đại học cao đẳng Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 1.11 Kết luận Từ vấn đề phân tích ta chọn xây dựng nhà máy khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam.Nhà máy đặt đảm bảo đầy đủ điều kiện cần thiết cho trình sản xuất,tiêu thụ,nhân công có lợi mặt kinh tế tốt Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan enzyme Cellulase [2] 2.1.1 Giới thiệu enzyme Cellulase Enzyme Cellulase phức hệ enzyme có tác dụng thuỷ phân cellulose thông qua việc thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucoside cellulose tạo sản phẩm glucose cung cấp cho công nghiệp lên men Nguồn thu enzyme cellulase lớn vi sinh vật 2.1.2 Cấu tạo Cellulase hệ enzyme đa cấu tử gồm: endo-β-1- glucanase, exoglucanase β- glucosidase Theo hiểu biết trình phân huỷ cellulose nhờ enzyme thực nhờ phức hệ cellulase, bao gồm enzyme C1, Cx β-glucosidase Enzyme C1 có tính chất không đặc hiệu Dưới tác dụng C1, loại cellulose bị hấp thụ nước, trương lên chuẩn bị cho tác động enzyme khác Nếu tách riêng C1 cho hoạt động độc lập tác dụng lại không thấy rõ ràng Vì người ta cho C1 yếu tố (factor), enzyme Cx gọi enzyme β-1,4 glucanase, thuỷ phân cellulose ngậm nước C1 nói (polyanhydroglucoza hydrat hoá) thành cellulose Chữ x có nghĩa enzyme gồm nhiều thành phần khác người ta thường chia làm loại là: exo-β-1,4 glucanase endo-β-1,4 glucanase + Exo-β-1,4 glucanase xúc tác việc tách liên tiếp đơn vị glucose từ đầu không khử (non-reducing end) chuỗi cellulose + Endo-β-1,4 glucanase phân cắt liên kết β-1,4 glucozit vị trí chuỗi cellulose Enzyme hoạt động tốt pH = 5,5, nhiệt độ 550C, bền 30 – 450C Hoạt tính cao pH =6 Các dung môi hữu ảnh hưởng tới enzym trừ n- butanol Các ion kim loại EDTA nồng độ 4-14 n.M làm giảm hoạt tính enzym Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Các tác giả (Ogawa Toyama, 1967) cho có enzyme trung gian C2 (giữa C1 Cx) Enzyme trước hết tác động vào cellulose bị làm trương nước C1 thuỷ phân thành dextrin cellulose hoà tan Sau Cx tiếp tục thuỷ phân cellodextrin thành cellobiose - β-glucosidase enzyme đặc hiệu, thuỷ phân cellulose thành cellohexose (D-glucose) mã số enzyme là: 3.2.1.21 EC 2.1.3 Cơ chế thuỷ phân cellulose enzyme cellulase SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Hình 2.1 Cơ chế thuỷ phân cellulose enzyme cellulase Endocellulase: xúc tác trình cắt liên kết α-1,4- glucoside cellulose, lignin α-Dglucan cách ngẫu nhiên Sản phẩm trình phân giải cellulose phân tử nhỏ, cellobiose glucose Exocellulase: cắt đơn vị glucose từ đầu không khử chuỗi cellulose tạo thành cellobiose (disaccharide) số cellotetrose Cellobiase: Phân giải cellobiose (disaccharide) cellotetrose thành glucose 2.1.4 Tính chất lý hóa enzyme cellulase Tùy thuộc vào cấu trúc nguồn gốc enzyme, hoạt tính enzyme đạt mạnh nhiệt độ, pH định ➢ Ảnh hưởng nhiệt độ: vận tốc phản ứng enzyme xúc tác tăng lên tăng nhiệt độ giới hạn định, chưa ảnh hưởng đến cấu trúc enzyme Hoạt tính enzyme đạt cực đại nhiệt độ thích hợp, khoảng nhiệt độ thích hợp nhiều enzyme vào khoảng 40-500C Ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tính giảm mạnh hoạt tính, nhiệt độ thấp 00C, hoạt tính enzyme bị giảm nhiều lại phục hồi SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG đưa nhiệt độ thích hợp Hoạt tính enzyme cellulase từ Trichoderma reesei đạt tối đa 550C ➢ Ảnh hưởng pH: Khả hoạt động enzyme phụ thuộc vào pH môi trường phản ứng Tùy thuộc vào chất enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động trung tính, kiềm acid Theo nghiên cứu trước cho thấy, pH tối ưu cho hoạt động cellulase từ Trichoderma reesei 4,0-5,0 ➢ Ảnh hưởng ion kim loại: Các ion kim loại kìm hãm hoạt hóa hoạt động enzyme Các ion kim loại nặng nồng độ định gây biến tính kìm hãm không thuận nghịch enzyme ➢ Ngoài ra, dung môi hữu cơ, chất tẩy rửa ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính enzyme Tùy thuộc vào chất chất chất enzyme mà tính chất mức độ ảnh hưởng tới hoạt động enzyme khác Các dung môi hữu methanol, ethanol, isopropanol acetone ức chế hoạt động cellulase, đặc biệt nbutanol ức chế mạnh nhất, hoạt tính cellulase 33-63% Các chất tẩy rửa tween 20, tween 80, SDS triton X-100 làm giảm hoạt tính cellulase mức độ khác nhau, SDS làm giảm mạnh hoạt tính cellulase 18-34% 2.1.5 Ứng dụng enzyme cellulase [3] 2.1.5.1 Enzyme cellulase với công nghiệp thực phẩm Cellulase thành phần tế bào thực vật, có mặt loại rau nguyên liệu, phế liệu ngành trồng trọt lâm nghiệp Nhưng người động vật khả phân giải cellulose Nó có giá trị làm tăng tiêu hóa, với lượng lớn trở nên vô ích hay cản trở tiêu hóa Chế phẩm cellulase thường dùng để: Tăng chất lượng thực phẩm thức ăn gia súc SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Tăng hiệu suất trích ly chất từ nguyên liệu thực vật Ứng dụng cellulase chế biến thực phẩm dùng để tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất vị làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật Đặc biệt thức ăn cho trẻ nói chung chất lượng thực phẩm tăng lên Một số nước dùng cellulase để xử lý loại rau bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo lương thực gạo Người ta xử lý chè, loại tảo biển… Trong sản xuất bia, tác dụng cellulase hay phức hệ citase có cellulase, thành tế bào hạt đại mạch bị phá hủy tạo điều kiện tốt cho tác động protease đường hóa Trong sản xuất agar-agar, tác dụng chế phẩm cellulase làm tăng chất lượng agar-agar so với phương pháp dùng acid để phá thành tế bào Đặt biệt việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu phế liệu thực vật đem thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc công nghệ lên men Những ứng dụng cellulase công nghiệp thực phẩm có kết tốt Tuy nhiên hạn chế lớn khó thu chế phẩm có cellulase hoạt độ cao 2.1.5.2 Trong công nghiệp sản xuất giấy bột giấy Trong công nghiệp sản xuất bột giấy giấy, bổ sung loại enzyme khâu nghiền bột, tẩy trắng có vai trò quan trọng Nguyên liệu ban đầu chứa hàm lượng cao chất khó tan lignin phần hemicellulose, nên trình nghiền để tách riêng sợi gỗ thành bột mịn gặp nhiều khó khăn Trong công đoạn nghiền bột giấy, bổ sung endoglucanase làm thay đổi nhẹ cấu hình sợi cellulose, tăng khả nghiền tiết kiệm khoảng 20% lượng cho trình nghiền học Trước nghiền hóa học, gỗ xử lý với endoglucanase hỗn hợp enzyme hemicellulase, pectinase làm tăng khả khuếch tán hóa chất vào phía gỗ hiệu khử lignin SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Lượng nước tuần hoàn: 56m3/h - Tổng công suất điện: 15.1Kw - Trọng lượng máy: 2200 kg GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Ta chọn thiết bị có kích thước sau 15000x3000x3000mm Hình 5.7 Thiết bị tiệt trùng dạng đường hầm 5.9 Máy nghiền búa lượng môi trường sau lên men cần nghiền: 7422,6 (kg/ca).Chọn máy nghiền búa với đặc tính kỹ thuật sau: Bảng thông số kỹ thuật máy nghiền búa[13] Thông số Công suất (tấn/h) Máy nghiền búa PCφ600×400 10-20 Kích thước LxWxH (mm) 1200×1050×1200 Công suất (kW) 11,0 – 15,0 Kích thước liệu nạp (mm) ≤200 Kích thước liệu (mm) ≤25 SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng thiết bị: n  GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 7422,6  0,9 1000.8 Vậy chọn thiết bị dự trữ với kích thước 1200×1050×1200 Hình 5.9 Máy nghiền búa 5.10 Thiết bị trích ly Chọn máy trích ly hoạt động liên tục dạng roto STT Bảng 5.5 Đặc tính kỹ thuật máy trích ly dạng roto tác động liên tục Đặc tính Thông số Đơn vị Năng xuất theo phần chiết 1500 l/h Số phòng hình quạt roto 16-20 Phòng Chiều sâu phòng hình quạt 230-360 Mm Đường kính roto 7500 Mm Chiều sâu lớp canh trường nấm mốc 300 Mm Tổng bề mặt lọc 20 m2 Lượng chiết sau trích ly 6546,75 (kg/ca) Giả sử khối lượng riêng dịch chiết D = 1,1 (kg/lít): SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 6546,75  5951,6 (lít/ngày) hay 5,95 (m3/ngày) 1,1 5,95  0,49 Số thiết bị cần dùng là: n  1,5.8 V= Vậy chọn thiết bị với kích thước D = 7500 mm; H = 6426 mm Hình 5.9 Máy trích ly hoạt động liên tục dạng roto Cấu tạo: 1- Bộ nạp liệu; 2- Khoang hình quạt; 3- Máy sấy bã sinh học; 4- Các thùng chứa; 5- Bơm; 6- Đường ống dẫn dung dịch cô; 7- Khớp nối để nạp chất tải nhiệt; 8- Băng tải để chuyển bã sinh học; 9-Thùng chứa; 10- Đường ống dẫn nước để khuếch tán; 11- Bơm chân không; 12- Vòi phun Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị có roto chia thành 16 hình quạt làm quay trục đứng Mỗi ngăn có đáy lưới với bề sau 0,23 - 0,36 m Canh trường nấm mốc sau nghiền nhỏ cho vào đáy lưới Khi roto quay hình quạt qua khu vực Khu vực đầu canh trường gia công nước, sau nhờ bơm chân không thùng chiết lọc chảy vào thùng chứa đê bơm vào khu vực hai Ở canh trường nấm mốc trích ly, lọc cho chảy vào thùng chứa thứ hai Các công đoạn lặp lại khu vực ba bốn Sau chiết, phần chiết làm giàu enzyme cho vào trình tiếp theo, phần bã sinh học thãi cho vào máy sấy SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 5.11 Thiết bị cô đặc - Tên sản phẩm : Cô đặc tuần hoàn cấp SJN2 [14] - Mục đích: Thiết bị sử dụng việc cô đặc thuốc đông dược, thuốc tây, glucoza, tinh bột, MXG, sản xuất bơ, hóa chất, đặc biệt thông dụng cho việc cô đặc vật liệu có tính nhạy nhiệt cao - Chi tiết: + Được lắp đặt hệ thống nhiệt tuần hoàn bơm chân không làm cho vận tốc bay nước nhanh + Dung dịch cô đặc điều kiện khép kín sủi bọt Nguyên liệu chảy lỏng không bị bẩn, dạng kem hình thành cách đồng + Với việc trang bị tuần hoàn kép khả bay tăng gấp đôi có khả thu hồi tinh chất khác với tuần hoàn đơn, khả thu hồi đạt 50% thời điểm chất hữu có khả hòa tan thu hồi + Nguồn nhiệt đỉnh vỏ bọc thiết bị bay thêm vào cấu cánh tay mở phận cấp nhiệt Thiết bị tiện lợi an toàn + Các phần tiếp xúc với nguyên liệu làm thép inox đạt tới tiêu chuẩn GMP + Các trang thiết bị tự động hóa trình rút nước, làm giảm bớt khối lượng công việc phải dùng tới chân tay, có nửa trình thực tự động - Thông số kỹ thuật chính: + Kí hiệu: SJN2-500; + Năng suất bay hơi:500kg/h + Tiêu hao (kg/h): 380; + Áp lực (Mpa): < 0,1; + Nhiệt độ: Bộ thứ 800C - 900C thứ hai 550C-700C; + Áp chân không (Mpa): Bộ thứ 0,02- 0,04 thứ hai 0,05-0,08; + Kích trước (mm): 4500x1000x3200 mm; + Nước tuần hoàn làm mát (tấn/h): 10-15 Khối lượng nước bay là: SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 2077,3 (kg/ngày)= 692,4(kg/ca) Thiết bị làm việc liên tục nên số thiết bị cần dùng: n 692,4  0,17 500.8 Vậy chọn thiết bị cô đặc với kích thước 4500 x 1000 x 3200 mm Hình 5.10 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cấp 5.12 Thiết bị sấy băng tải Lượng nước bay là: 507,6 kg/ngày Hình 5.11 Thiết bị sấy băng tải Chọn máy sấy DWT-2-10 hình:[18] Thông số kỹ thuật thiết bị: Số sấy: SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Thời gian sấy : 0,25h – 1,5h Năng suất bơi (Kg/h) : 300 Nhiệt độ : 120 Tổng công suất điện tiêu thụ(KW) : 20 Tổng công suất điện hệ thống (KW): 21.3 Kích thước (mm) : 2000x 10000 x 2050 mm Chọn hệ số chứa đầy 𝜑 = 0,8 Thiết bị hoạt động liên tục Vậy số thiết bị cần dùng n  507,6   0,26 300  0,8 Vậy chọn thiết bị sấy chân kích thước 2000x 10000 x 2050 mm 5.13 Máy bao gói chế phẩm Chọn máy đóng gói công ty TNHH TM-SX-KT khí Anpha Hình 5.12 Kích thước: (D600 x R600 x C1900)mm SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Thông số kỹ thuật: - Quy cách bao gói: 50 – 1000 g - Năng suất 30 sp/phút - Công suất điện: 1.8 kw/h - Nguồn điện: 220v/50hz - Toàn thân máy phần tiếp xúc với nguyên liệu chế tạo inox 304 không rỉ sét - Tất chi tiết máy gia công tự động máy CNC có độ xác cao - Máy định lượng trục vít, cân điện tử, bơm định lượng - Trọng lượng máy đóng gói bột dạng nằm: 400kg Khối lượng enzyme cần đóng gói : 521,3 kg/ca Số lượng máy đóng gói là: n 521,3  0,07 30  0,5  60  Vậy chọn thiết bị với kích thước 600x600x1900 mm 5.14 Cơ cấu tự động: - Cơ cấu nạp, tháo liệu tự động Chọn cấu tương tự cấu tháo dỡ tự động canh trường nấm mốc hình có cánh tay robot hỗ trợ việc nạp dỡ liệu SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Hình 5.20 Cơ cấu tháo dỡ tự động canh trường nấm mốc Cấu tạo: 1- Đường ray; 2- Chốt định vị; 3- Khung; 4- Trụ đứng; 5- Chốt; 6- Tấm kim loại phẳng; 7- Thanh nối; 8- Đế cột; 9- Sàng; 10- Đĩa xích Nguyên tắc hoạt động: Cơ cấu chuyển động đường ray Trên cấu có cánh tay robot để nâng hạ khay nạp liệu tháo liệu Cánh tay robot nhận khay sau chuyển tới bunke chứa tạm thời, nhận hỗn hợp môi trường qua van cấp (lượng môi trường định từ bunke điều chỉnh van lưu lượng kế) Sau cánh tay robot tự động nhấc khay lên đưa vào dàn nuôi - Cơ cấu xếp dỡ khay tự động Tương tự cấu nạp, tháo liệu tự động Cơ cấu xếp dỡ khay chạy đường ray, cấu có cánh tay robot để xếp khay vào lò hấp lấy khay khỏi lòi sau tiệt trùng Bảng 5.15 Đặc tính kỹ thuật cấu tháo dỡ tự động canh trường nấm mốc STT Đặc tính Thông số Đơn vị suất xếp dỡ trung bình khay/phút kích thước 3000×1500×2000 mm công suất động kw.h khối lượng 3500 kg 5.15 Máy lọc nước sinh học: - Sử dụng phòng điều hòa dùng hệ thống đường ống để phun sương giữ ẩm cho phòng nuôi cấy - Máy sử dụng màng lọc sinh học để loại vi sinh vật nấm mốc… Giả sử máy có suất lọc 10m3/ngày Kích thước thiết bị: 500  300  300 5.16 Thiết bị vận chuyển 5.16.1.Gàu tải: STT Bảng 5.4 Đặc tính kỹ thuật gàu tải Đặc tính Thông số Dung tích gàu (V) 0,9 Bước gàu (L) 33 Chiều rộng băng (B) 150 Chiều rộng gàu (b) 110 Chiều cao gàu (h) 132 Chiều cao miệng gàu (h1) 66 Góc nghiêng thành gàu α 40 Góc lượn đáy gàu 35 SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Đơn vị lít mm mm mm mm mm độ mm Page 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Cấu tạo:1- Bộ phận kéo; 2- Gàu; 3- Vỏ gàu; 4- Tang căng; 5- Miệng nạp; 6- Guốc hãm; 7- Ống tháo liệu; 8- Đầu dẫn động; 9- Tang dẫn động Nguyên tắc hoạt động: Khi thiết bị hoạt động gàu luân chuyển lên xuống liên tục nhờ tang dẫn động tang căng, gàu xúc đầy nguyên liệu từ guốc hãm hay đổ trực tiếp vào gàu, gàu chứa nguyên liệu di chuyển lên chuyển qua tang bị lật ngược lại, tác dụng lực ly tâm trọng lực, nguyên liệu đổ qua ống tháo liệu thiết bị chứa Hình 5.4 Gàu tải Năng suất gàu tải tính theo công thức: V  v    KZ Q  3,6 L [7, Tr 55] Trong đó: V : Sức chứa gàu (m3) v : Tốc độ nguyên liệu chuyển dịch (m/s) ρ : Mật độ xếp (kg/m3) Kz : Hệ số chất đầy gàu (đối với nguyên liệu dạng hạt nhỏ Kz = 0,85 ÷ 0,95, hạt, mẫu lớn Kz = 0, ÷ 0,8) L : Bước gàu Công suất truyền động tang dẫn: N QHg 1000 Trong đó: g: Gia tốc rơi tự do, chọn g = 9,81 m/s2 : Hệ số hữu dụng, chọn  = 0,8 5.16.2.Vít tải STT Bảng 5.5 Đặc tính kỹ thuật vít tải Đặc tính Thông số Đường kính vít tải 300 –500 Số vòng quay trục 0,5 – SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Đơn vị mm Vòng/phút Page 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Hình 5.5 Vít tải Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu đưa vào máng qua ống nạp liệu vít quay vận chuyển đến ống tháo liệu đáy máng Các cửa quán sát bố trí theo chiều dài vít Nguyên liệu chuyển dời quay với vít bị trọng lực lực ma sát ngăn cản Năng suất vít tải (tấn/h) Q = 0,047.D3.n.ρ.KB.KZ.KY [8, Tr56] D : Đường kính vít tải, m n : Số vòng quay trục vít, (0,5÷2) vòng/phút ρ : Mật độ xếp, kg/m3 KB : Hệ số phụ thuộc bước vít đường kính trục vít nguyên liệu hạt nhẹ KB = 0,75 ÷1,0; nguyên liệu miếng to nhám KB = 0,5 ÷ 0,6 KZ : Hệ số chất đầy máng nguyên liệu nhẹ tính mài mòn (bột) KZ = 0,32; nguyên liệu nặng mài mòn KZ = 0,25 KY : Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng vít tải Công dẫn động vít tải theo chiều ngang là: Q  L  KC  K Z N Kw [8, Tr56] 367   Trong L : Chiều dài vít tải theo đường nằm ngang D : Đường kính vít tải KZ : Hệ số dự trữ công suất, chọn KZ = 1,15 KC : Hệ số cản chuyển động nguyên liệu, chọn KC = 1,6  : Hệ số truyền động nguyên liệu, chọn  = 0,8 5.16.3 Băng tải SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Hình 5.6 Băng tải Cấu tạo: a- Với băng tải nằm ngang; b- Với băng tải hình máng; 1- Trục căng; 2Băng tải; xe dỡ liệu; 3- Trục lăn; 5- Khung; 6- Trục dẫn; 7- Bộ truyền động; 8- Động cơ; 9- Cơ cấu làm căng Nguyên tắc hoạt động: Vật liệu nạp vào vị trí nạp liệu, nhờ vào tang dẫn động trục căng mà vật liệu nằm băng tải di chuyển tới nơi tháo liệu Năng suất Q (tấn/h): Đối với hàng hóa vun đống với băng tải phẳng: Q = 155B2vρ Đối với hang hóa vun đống với băng tải máng: Q = 310B2vρ Đối với hang hóa dạng riêng lẽ với băng tải phẳng: Q = 3,6v/l Trong đó: B- Bề rộng băng tải, mm v- Tố độ, m/s (Thường chọn v từ 0,7 – m/s cho hàng hóa dạng hạt, từ 0,75 – 1,2 m/s cho hàng hóa hạt lớn, hàng hóa đơn chiết từ 0,5 – 1,9m/s) ρ- Tỷ trọng xếp đầy, tấn/m3 m- Khối lượng đơn vị hàng hóa, kg l- Khoảng cách hàng hóa băng tải Nếu tăng góc nghiêng băng tải từ – 250 tốc độ tối đa giảm từ – 40% Công suất thiết bị dẫn động N (kw) xác định theo công thức ( K1vL  0,00014QL  0,0024QH ) K  N  N  K1 L H K2 Nx η : Hệ số phụ thuộc vào băng tải : Chiều dài băng tải tính theo phương ngang : Chiều cao nâng hàng hóa : Hệ số phụ thuộc vào chiều dài băng tải : Công suất cho xe tháo dỡ : Hiệu suất truyền động SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 5.17 Bơm nước Sử dụng máy bơm ly tâm HVP240-1.75 20 có khoang bơm làm hợp kim chống gỉ - Bơm nước để phối trộn môi trường: Sử dụng bơm - Bơm nước để rửa khay nuôi: Sử dụng bơm - Bơm nước vào thiết bị trích ly: Sử dụng bơm 5.18 Tính bunke: Bunke chứa có dạng hình trụ, đáy côn, tích chứa đủ lượng nguyên liệu dùng mẻ Thiết bị làm thép, có góc đáy 60o Thể tích bunke chứa: (VB) m VB  VT  VN  0,9   Trong VT ,VN : Là thể tích phần trụ phần đáy (m3) ρ : Mật độ xếp nguyên liệu (kg) 0,85 : Hệ số chứa đầy D H 600 h l d Hình 5.7 Bunke chứa Thể tích hình nón cụt SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG  D2 d  D d  VN   3,14  h      4  Mà Dd  tg 60   D  d  2  VN   3,14  D  d 24 h   3,14 D  H tr 3,14 D  VB  VT  V N   H tr   3,14  D  d 24 VT    (*) 5.18.1 Bunke chứa bã sắn: Lượng sắn dùng để sản xuất ngày là: 9880,6 kg Giả sử mật độ xếp bột vỏ sắn là: ρ = 670 (kg/m3) Hệ số chứa đầy bunke 0,85 9880,6 V  17,3 (m3) 670  0,85 Chọn D = m, d = 0,5 m, l = 0,5 m Thay vào (*) ta : 3,14  2 17,3  H   3,14  2  0,5  24 H =4,9 (m) h  2  0,5  1,299 (m) Vậy chiều cao thiết bị là: Hbunke = H + h + l = 4,9 + 1,299 + 0,5 = 5,5 (m) Chọn Hbunke = m Vậy chọn bunke chứa sắn với kích thước: D = 2000 mm, Hbunke = 6000 mm 5.18.2.Bunke chứa trấu: Lượng bột ngô dùng để sản xuất ngày là: 1178,7 (kg) Mật độ xếp bột ngô là: ρ = 560 (kg/m3 ); [7, Tr 48] 1178,7 V  2,5 (m3) 560  0,85 Chọn D = m; d = 0,5 m; l = 0,5 m Thay vào (*) ta được: SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 3,14  2 H   3,14   0,5 24 H = 0,23 (m) h  2  0,5  1,299 (m) Vậy chiều cao thiết bị là: Hbunke = H + h + l = 0,23+ 1,299 + 0,5 = 2,03 (m) Chọn Hbunke= 2,1 m Vậy có bunke chứa bột ngô có kích thước: D = 2000 mm, Hbunke = 2700 mm 5.19 Tổng kết thiết bị  2,5   BẢNG BẢNG TỔNG KẾT THIẾT BỊ Tên thiết bị Dài Rộng STT Cao (mm) (mm) (mm) Đường kính Số (mm) lượng Máy nghiền trục băm 3A 350 450 800 Máy tuyển từ tính 600 1800 2000 Máy trộn 5346 1480 2340 Nồi trùng Thiết bị làm nguội Thiết bị nuôi cấy 2500 2000 2500 Dàn 16500 1200 1720 27 Khay 1500 1000 80 Thiết bị tiệt trùng khay 1500 3000 3000 Máy nghiền búa 1200 1050 1200 10 Thiết bị trích ly 11 Thiết bị cô đặc 4500 1000 3000 12 Thiết bị sấy 10000 2000 2050 13 Thiết bị bao gói 600 1900 14 Gàu tải 15 Vít tải 16 Băng tải 3000 6426 SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN 600 2070 7500 Page 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17 Bunke chứa bã sắn 18 Bunke chứa trấu 19 Bơm 21 Cơ cấu tự động 22 Máy lọc nước SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Page 63 ... vài công ty sản xuất enzyme cellulase từ Trichoderma theo trình koji Tương tự, áp dụng trình để sản xuất enzym cellulase từ Asp.niger Theo Yamada(1977), khoảng 45 cellulase sản xuất từ T.viride... sản xuất cellulose 2.3.4 Tình hình xử lý bã thải sắn nhà máy chế biến tinh bột sắn Chất thải rắn sinh trình sản xuất chủ yếu bao gồm: SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ... máy lắc + Từ môi trường sản xuất sau làm nguội SVTH: HUỲNH THỊ THANH THỦY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE TỪ BÃ SẮN Page 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG 3.2.6.1 Nhân giống sản xuất: Từ môi