Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn và rỉ đường mía với năng suất 25000 tấn sản phẩmnăm

Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 sản phẩm/năm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ACID GLUTAMIC TỪ NGUYÊN LIỆU TINH BỘT SẮN VÀ RỈ ĐƯỜNG MÍA VỚI NĂNG SUẤT 25000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM Người hướng dẫn: TS.ĐẶNG ĐỨC LONG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THÀNH Số thẻ sinh viên: 107120273 Lớp: 12SH Đà Nẵng, 5/2017 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 sản phẩm/năm TĨM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 tấn sản phẩm/năm Sinh viên: Nguyễn Thị Thảnh Số thẻ sinh viên: 107120273 Lớp: 12SH Acid glutamic loại acid amin tổng hợp thể người, thường thấy thể động vật, thực vật các dạng khác Do acid glutamic các dẫn xuất có đặc tính riêng, chúng dùng rộng rãi trị bệnh, bổ sung sinh trưởng cho thực vật Acid glutamic có vai trị quan trọng y học, sinh học thực phẩm Trong thể người động vật, acid glutamic tham gia chức tổng hợp nên các amino acid khác alanin, lơsin, cystein, oxyprolin…Acid glutamic dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp số hoá chất quan trọng, dùng rộng rãi cơng nghiệp mỹ phẩm Nó khơng có ý nghĩa mặt kinh tế mà cịn có ý nghĩa lớn lao xử lý mơi trường tận dụng các phế thải các ngành công nghiệp khác Từ luận giải trên, tiến hành thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 tấn sản phẩm/năm Để đảm bảo vận hành tơi tiến hành tính toán các cơng đoạn chọn thiết bị với các thông số kĩ thuật phù hợp để đạt suất theo đề tài Với điều kiện tự nhiên thuận lợi giao thông, kinh tế xã hội, nguồn nguyên liệu, Bình Dương, nhà máy đặt để khai thác tối đa các nguồn lợi Nhà máy xây dựng khu đất với diện tích 15500 m2 gồm phân xưởng sản xuất với diện tích 1944 m2 các cơng trình hỗ trợ khác như: kho nguyên liệu, kho thành phẩm, nhà hành chính, nhà sinh hoạt, xưởng điện, lị hơi, nhà xử lí nước thải, nhà để xe, nhà phát điện, kho nhiên liệu bố trí hợp lí khu đất theo yêu cầu sản xuất SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long LỜI CẢM ƠN -oOo - Tôi xin chân thành cám ơn thầy Đặng Đức Long tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, người dìu dắt truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt năm học tập rèn luyện trường Tôi xin chân thành cám ơn đến Bố, Mẹ, người thân gia đình động viên vật chất lẫn tinh thần suốt thời gian theo học trường Xin cám ơn tập thể lớp 12SH sát cánh giúp đỡ suốt năm học Đà Nẵng, tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Thảnh SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp riêng hướng dẫn khoa học TS Đặng Đức Long Các nội dung nghiên cứu, kết đồ án trung thực tơi thu thập từ các nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo chưa cơng bố bất kỳ hình thức trước Những số liệu các bảng biểu phục vụ cho việc tính toán, nhận xét, đánh giá Ngồi ra, đồ án sử dụng số nhận xét, đánh giá số liệu các tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có bất kỳ gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Trường đại học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây quá trình thực (nếu có) Sinh viên thực Nguyễn Thị Thảnh SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời cảm ơn………………………………………………………………… i Lời cam đoan………………………………………………… ………………… ii Mục lục…………………………………………………………….……………… iii Danh mục hình ảnh………………………………………………………………….…x Danh mục bảng biểu………………………………………………………………… xi Danh mục các từ viết tắt……………………………………………………… xii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Đặc điểm tự nhiên vị trí xây dựng 1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu 1.3 Khả hợp tác hóa 1.4 Giao thông vận tải 1.5 Nguồn cung cấp điện, nhiên liệu 1.6 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước thải 1.7 Nguồn nhân công 1.8 Thị trường tiêu thụ sản phẩm .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái quát acid glutamic 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tính chất vật lý 2.1.3 Tính chất hóa học 2.1.4 Vai trò L-AG 2.2 Phương pháp sản xuất acid glutamic [6, tr13 - 15] 2.2.1 Phương pháp tổng hợp hóa học 2.2.2 Phương pháp thủy phân 2.2.3 Phương pháp sinh tổng hợp (phương pháp lên men) SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long iii 2.2.4 Phương pháp kết hợp 10 2.3 Nguyên liệu sản xuất acid glutamic 10 2.3.1 Tinh bột sắn 10 2.3.2 Rỉ đường mía 11 2.4 Chủng vi sinh vật 12 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành acid glutamic 13 2.5.1 Nguồn Cacbon 13 2.5.2 Nguồn Nitơ 13 2.5.3 Nguồn muối vô khác 13 2.5.4 Chất điều hòa sinh trưởng 13 2.5.5 Ảnh hưởng pH 13 2.5.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 14 2.5.7 Ảnh hưởng cung cấp oxy khuấy trộn 14 CHƯƠNG CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 15 3.1 Chọn phương pháp sản xuất 15 3.2 Sơ đồ thuyết minh dây chuyền công nghệ 16 3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 18 3.3.1 Xử lý rỉ đường 18 3.3.2 Ly tâm dịch đường từ rỉ đường 18 3.3.3 Pha loãng dịch đường sau ly tâm 18 3.3.4 Hòa tan tinh bột sắn 18 3.3.5 Dịch hóa tinh bột 19 3.3.6 Làm nguội 19 3.3.7 Đường hóa tinh bột 19 3.3.8 Pha chế dịch lên men 20 3.3.9 Tiệt trùng, làm nguội dịch pha chế 20 3.3.10 Nhân giống 20 3.3.11 Lên men 22 3.3.12 Lọc dịch sau lên men 23 3.3.13 Cô đặc 23 3.3.14 Tẩy màu 23 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long iv 3.3.15 Acid hóa, kết tinh 24 3.3.16 Ly tâm 24 3.3.17 Sấy 25 3.3.18 Phân loại 25 3.3.19 Đóng gói 25 CHƯƠNG TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 27 4.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy năm .27 4.2 Các số liệu ban đầu .27 4.3 Tính cân vật chất 28 4.3.1 Đóng gói 29 4.3.2 Phân loại 29 4.3.3 Sấy, làm nguội 29 4.3.4 Ly tâm 30 4.3.5 Acid hóa kết tinh 30 4.3.6 Tẩy màu 31 4.3.7 Cô đặc 31 4.3.8 Lọc dịch sau lên men 32 4.3.9 Lên men 33 4.3.10 Tiệt trùng, làm nguội dịch pha chế 34 4.3.11 Pha chế dịch lên men 34 4.3.12 Xử lý nguyên liệu tinh bột 35 4.3.13 Xử lý nguyên liệu rỉ đường 38 4.3.14 Giống 39 4.4 Tổng kết 41 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 43 5.1 Tính tốn chọn thiết bị 43 5.1.1 Bunke chứa tinh bột 43 5.1.2 Thiết bị hòa tan tinh bột sắn 45 5.1.3.Thiết bị dịch hóa tinh bột 46 5.1.4 Thiết bị làm nguội 48 5.1.5 Thiết bị đường hóa tinh bột 49 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long v 5.1.6 Thùng chứa rỉ đường 50 5.1.7 Thiết bị xử lý rỉ đường 51 5.1.8 Ly tâm rỉ đường 51 5.1.9 Thùng pha loãng rỉ đường 52 5.1.10 Thiết bị pha chế dịch lên men 53 5.1.11 Thiết bị tiệt trùng, làm nguội dịch pha chế 53 5.1.12 Thiết bị lên men 54 5.1.13 Thiết bị nhân giống sản xuất 55 5.1.14 Thiết bị lọc 57 5.1.15 Thiết bị cô đặc 58 5.1.16 Thiết bị tẩy màu 59 5.1.17 Thiết bị kết tinh 59 5.1.18 Thiết bị ly tâm 61 5.1.19 Thiết bị sấy 62 5.1.20 Thiết bị phân loại 62 5.1.21 Thiết bị đóng gói 63 5.2 Tính chọn thùng chứa 64 5.3 Thiết bị vận chuyển 66 5.3.1 Gàu tải 66 5.3.2 Băng tải 67 5.3.3 Băng tải làm nguội 68 5.3.4 Chọn bơm 68 5.4 Tổng kết thiết bị 71 5.4.1 Thiết bị quy trình sản x́t 71 5.4.2 Thùng chứa 72 CHƯƠNG TÍNH TỔ CHỨC 73 6.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 73 6.2 Tổ chức lao động nhà máy 74 6.2.1 Chế độ làm việc 74 6.2.2 Nhân lực nhà máy 74 CHƯƠNG TÍNH XÂY DỰNG 77 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long vi 7.1 Phân xưởng sản xuất 77 7.2 Kho chứa nguyên liệu 77 7.3 Kho thành phẩm 78 7.4 Phòng KCS 79 7.5 Trạm biến áp 79 7.6 Nhà hành .79 7.7 Xưởng điện .80 7.8 Gara ô tô 80 7.9 Nhà để xe máy cho cán công nhân viên 80 7.10 Nhà ăn 81 7.11 Đài chứa nước .81 7.12 Khu xử lý nước 81 7.13 Khu xử lý nước thải 81 7.14 Phân xưởng lò .81 7.15 Nhà bảo vệ 82 7.16 Trạm phát điện dự phòng 82 7.17 Nhà sinh hoạt 82 7.18 Khu đất mở rộng 83 7.19 Quy cách bố trí mặt nhà máy 83 CHƯƠNG TÍNH HƠI – NƯỚC 86 8.1 Tínhnhiệt – cho cơng đoạn 86 8.1.1 Tính nhiệt cho thiết bị dịch hóa tinh bột 86 8.1.2 Tính nhiệt cho thiết bị đường hóa tinh bột 87 8.1.3 Tính nhiệt cho thiết bị xử lý rỉ đường 88 8.1.4 Tính nhiệt cho thiết bị tiệt trùng dịch pha chế 89 8.1.5 Sấy acidglutamic 91 8.1.6 Tính lượng đặc 94 8.1.7 Tổng lượng cần dùng 95 8.2 Tính nước 95 8.3 Tính chi phí nhiên liệu 95 8.3.1 Dầu Mazut (FO): 95 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long vii 8.3.2 Dầu DO 96 8.3.3 Dầu nhờn 96 8.3.4 Xăng 96 CHƯƠNG KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG 97 SẢN PHẨM 97 9.1 Kiểm tra đầu vào nguyên liệu 97 9.1.1 Rỉ đường 97 9.1.2 Tinh bột sắn 97 9.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 97 9.2.1 Xử lý nguyên liệu 97 9.2.2 Pha chế dịch lên men 97 9.2.3 Lên men 97 9.2.4 Công đoạn sau lên men 99 9.2.5 Công đoạn tinh chế 99 9.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm 99 CHƯƠNG 10 AN TOÀN LAO ÐỘNG 100 10.1 Các nguyên nhân gây tai nạn lao động 100 10.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 100 10.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 101 10.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc 101 10.3.2 Thông gió 101 10.3.3 An toàn điện 101 10.3.4 An toàn sử dụng thiết bị 101 10.3.5 Phòng chống cháy nổ 101 10.3.6 An toàn với hoá chất 102 10.3.7 Chống sét 102 KẾT LUẬN 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long viii Áp suất nước bão hoà t1 = 80oC Pbl = 0,483 (at) 1 = = P X1 pbl ( X + 0,062 ) (%) 𝑥 0,01 0,483 𝑥 (0,01+0,062) = 0,29% Nhiệt lượng khơng khí nóng sau qua calorife I1 = t1 + (2493 + 1,79t1 )X = 80 + (2493 + 1,79 x 80) x 0,01 = 106,36 (kJ/kg kkk) Nhiệt lượng khơng khí sau khỏi máy sấy Do chỉ tính quá trình sấy lý thút nên I = I1 Hàm ẩm khơng khí sau khỏi máy sấy Chọn trạng thái khơng khí khỏi máy sấy t2 = 40oC I = t + (2493 + 1,79t 21 )X X2 = 𝐼2−t2 2493+1,79 𝑥 𝑡2 = 106,36−40 2493+1,79 𝑥 40 = 0,03 (kg ẩm/kg kkk) Ở nhiệt độ t2 = 40oC, áp suất bảo hoà Pb2 = 0,0752 (at) 2 = = P X2 pb ( X + 0,062 ) 𝑥 0,03 0,0752 𝑥 (0,03+0,062) = 4,34% Lượng khơng khí khơ vào máy sấy Khối lượng acid glutamic ẩm trước sấy 3286,36 (kg/h) Lượng nước bốc hơi: W= 𝐺1 𝑋 (𝑊1−𝑊2) 100−𝑊1 = 3286,36 𝑥 ( 8−0,5) 100−8 = 267,91 (kg/h) Khối lượng acid glutamic khô sau sấy đến độ ẩm 0,5% là: G2 = G1 – W = 3286,36 – 267,91 = 3018,45 (kg/h) Lượng khơng khí khơ vào máy sấy: L= = SVTH: Nguyễn Thị Thảnh W X2 − X0 3018,45 0,03−0,01 = 150922,50 (kg/h) GVHD: TS Đặng Đức Long 92 Nhiệt dung riêng acid glutamic Acid glutamic có cơng thức C5H9NO4 C= n1c1+ n2c2 + n3c3+ M (J/kgđộ) [4, tr152] Trong đó: + M: Khối lượng mol hợp chất + ni: Số nguyên tử các nguyên tố hợp chất + cj: Nhiệt dung riêng các nguyên tố tương ứng (J/kg.độ) Vậy nhiệt dung riêng acidglutamic là: C=  7500 +  9630 +  26000 +  16800 = 1478,7(J/kgđộ) 147 10 Cân nhiệt q trình sấy Nhiệt vào: - Khơng khí mang vào: L  I ,(KJ/h) - Acid glutamic ẩm vào: G1  C1  tvl ,(KJ/h) - Nhiệt calorife cung cấp: Qc, (KJ/h) Nhiệt ra: - Khơng khí ẩm mang lại: L  I , (kJ/h) - Acid glutamic khô mang ra: G2  C2  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 + G2  C  t R + 0,1  Qc = Qc = = L  (I − I ) + G2  C  t R − G1  C1  tV 0,9 150922,50 x (106,36−51,40)+ 3018,45 x 1487,7 x 40− 3286,36 x 1478,7 x 26,5 0,9 = 65709776,78 (kJ/h) Chọn hiệu suất trao đổi nhiệt:  = 80% Lượng nhiệt thực tế cần thiết cung cấp cho calorife giờ: SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 93 Qtt = 𝑄𝑐 𝑛 = 65709776,78 0,8 = 82137220,98 (kJ/h) Lượng nước bão hoà: Gọi d: lượng nước cần dùng giờ, kg r: ẩn nhiệt hoá hơi nước bảo hoà 120oC r = 2207 [3, tr313] Qtt = d  r , (kJ/h) d= 𝑄𝑡𝑡 𝑟 = 82137220,98 2207 = 37216,68 (kg/h) 8.1.6 Tính lượng đặc Dịch sau lên men có nồng độ 17% đưa qua hệ thống cố đặc chân không để tạo dung dịch acid glutamic có nồng độ 30% Các đại lượng thứ nguyên có liên quan: + Do: Hơi sống vào nồi đầu, (kg/h) + Wi: Lượng thứ bốc từ các nồi, (kg/h) + Gđ : Lượng dịch lọc vào hệ thống, (kg/h) Gđ = 35290,64 (kg/h) + Gc : Lượng chế phẩm sau cô đặc, (kg/h) + Xđ : Nồng độ chất khô dịch lọc vào hệ thống chọn + Xc : Nồng độ chất khô chế phẩm chọn Khối lượng nước bốc quá trình đặc: W = Gđ x (1 - 𝑋𝑑 𝑋𝑐 ), (kg/h) = 35290,64 x ( - 17 ) = 15292,61 (kg/h) 30 Lượng cần cho quá trình đặc: D= Trong đó: 𝑊 0,85.𝑛 D: Lượng đốt cho quá trình đặc (kg/h) n: Số nồi cô đặc, n = 0,85 : Hệ số điều chỉnh Thay số vào ta có: D6 = SVTH: Nguyễn Thị Thảnh 15292,61 0,85 𝑥 = 5997,10 (kg/h) GVHD: TS Đặng Đức Long 94 8.1.7 Tổng lượng cần dùng Lượng cần cung cấp cho nhà máy: D = D + D2 + D + D + D + D D = 6813,71 + 39,45 + 501,91 + 10135,95 + 37216,68 + 5997,10 = 60704,80 (kg/h) Lượng để vệ sinh, tổn thất vào các mục đích khác 10% tổng lượng cung cấp cho sản xuất = 60704,80 x 0,1 = 6070,48 (kg/h) Tổng lượng là: 60704,80 + 6070,48 = 66775,28 (kg/h) Lượng thực tế cần dùng: Dtt = D  Với  hệ số tổn thất nhiệt, mất mát đường ống các thiết bị phụ tải, tổn thất trở lực đường ống hiệu suất lò Chọn  = 0,75 Dtt = 66775,28 0,75 = 89033,71 (kg hơi/h) 8.2 Tính nước Nước yêu cầu phải qua xử lý để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng sản suất Nước dùng cho hòa tan tinh bột ngày là: 159716,12 (kg) = 159,72 (m3) Nước dùng pha loãng dịch rỉ đường ngày: 52925,38 (kg) = 52,93 (m3) Giả sử nước cần vệ sinh thiết bị: 10 (m3/ngày) Các quá trình khác: 20 (m3/ngày) Tổng lượng nước cần dùng ngày: 159,72 + 52,93 +10 + 20 = 242,65 (m3/ngày) 8.3 Tính chi phí nhiên liệu 8.3.1 Dầu Mazut (FO): D= Du (ih + in ) Q (kg/ngày) Trong Q: Nhiệt lượng dầu : 9200 (kcal/kg) [33] Du : Năng suất : 89033,71 (kg/h)  : Hiệu suất lò : 0,9 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 95 th: Hàm nhiệt áp suất làm việc (8atm) 662,3 (kcal/kg) Tra bảng (I.251) [4, tr315]: in : Hàm nhiệt nước 26oC , in = 26 (kcal/kg) D= 89033,71 x (662,3+26) 9200 𝑥 0,9 = 7401,20 (kg/h) Số ngày sản xuất năm 348 ngày Vậy lượng dầu dùng năm: Gd = 7401,20 x 24 x 348 = 61814788,70 (kg/năm) Khối lượng riêng dầu FO 0,970 (kg/l) Thể tích dầu cần dùng: V = 61814788,70 0,970 = 63726586,29 (l) 8.3.2 Dầu DO Sử dụng cho máy phát điện Định mức :5 kg/ngày Lượng dầu sử dụng năm: DDO = x 348 = 1740 (kg) 8.3.3 Dầu nhờn Dùng bôi trơn thiết bị Định mức :4 kg/ ngày Lượng dầu nhờn sử dụng năm: DDN = x 348 = 1392 (kg) 8.3.4 Xăng Sử dụng cho các xe nhà máy Gỉa sử lượng xăng sử dụng cho ngày là: 70lít Vậy lượng xăng sử dụng cho năm = 70 x 348 = 24360 (lít) SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 96 CHƯƠNG KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất việc hết sức 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 cơng nhân thao tác quy 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 9.1 Kiểm tra đầu vào nguyên liệu 9.1.1 Rỉ đường Đối với rỉ đường phải đảm bảo cảm quang dịch rỉ có màu nâu sáng khơng có mặt khuẩn lạc nấm mốc Có thể pha lỗng soi kính hiển vi để đảm bảo mật độ vi sinh vật khơng quá triệu vi sinh vật gam rỉ đường 9.1.2 Tinh bột sắn Đánh giá cảm quan tinh bột sắn có màu trắng sáng khơng có màu nâu hay đục khơng có nấm mốc phát triển Phải đảm bảo tỉ lệ tinh bột cao từ 83÷88% tốt 9.2 Kiểm tra cơng đoạn sản xuất 9.2.1 Xử lý nguyên liệu Trong quá trình thuỷ phân tinh bột xử lý rỉ đường cần thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH, đo mức độ thủy phân tinh bột, rỉ đường 9.2.2 Pha chế dịch lên men Cần kiểm tra tỉ lệ chất dinh dưỡng cho vào dịch trước tiệt trùng 9.2.3 Lên men Đây giai đoạn quan trọng nhất quá trình sản xuất nhà máy cần kiểm tra thường xuyên nghiêm ngặt Để đảm bảo quá trình lên men đạt hiệu cao phải ý khống chế các điều kiện kỹ thuật sau: SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 97 + Nhiệt độ: giữ 32oC + Áp suất: 1kg/cm2 + Lượng khơng khí: 30÷40 m3/giờ cho 1m3 mơi trường + Cánh khuấy: đạt 180÷200 vg/ph + Khi pH giảm đến phải bổ sung urê cho pH lên đến 8, bổ sung nồi lên men 2÷3 lần + Khi bọt nhiều phải tiếp dầu phá bọt để CO2 thoát dễ dàng * Các chế độ kiểm tra cần thiết giai đoạn này: + Nhiệt độ, lượng khơng khí, áp śt phải kiểm tra thường xun có chiều hướng thay đổi phải chỉnh + pH kiểm tra lần + OD đo độ đục máy so màu thường đo vào các thứ 0; 6; 12; 18 + Độ đường: phân tích xác định hàm lượng đường vào các thứ 0; 6; 12; 18; 20; 24 đến kết thúc Xác định hàm lượng đường theo phương pháp Bertrand Nguyên lý: Dùng kali ferocyanit kẽm axetat để tách đường khỏi mẫu Sau dùng dung dịch Feling để nhận biết có mặt đường, dùng sắt(III)sunfat để loại lượng đồng oxit tạo thành, sau dùng dung dịch thuốc tím để xác định hàm lượng đường có 100ml dịch mẫu [31] + Urê bổ sung vào các thứ 0; 6; 12 + Acid glutamic đo vào các thứ 6; 12; 16; 20; 24; 28; 30 kết thúc quá trình Qua số liệu theo dõi phân tích, biểu diễn thơng thường hàm lượng đường giảm dần, acid glutamic tăng dần Nhưng cá biệt có trường hợp lên men nửa chừng đường hao acid glutamic tạo không tăng, chí cịn giảm Trong trường hợp cần xác định rõ nguyên nhân cho xác quyết định biện pháp xử lý ngay, nếu chậm đường hao hết acid tạo các trước hao hết Nguyên nhân thông thường gây tượng dịch bị nhiễm trùng không khí, urê dầu mang vào, loại tạp khuẩn sống acid glutamic tồn với vi khuẩn lên men, hai loại không tiêu diệt lẫn Tùy tình hình cụ thể mà có hướng giải quyết, nếu acid glutamic tạo với hàm lượng cao ngừng quá trình lên men, nếu lượng acid glutamic chưa đáng kể mà đường cao gia nhiệt trùng lên men lại từ đầu SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 98 9.2.4 Công đoạn sau lên men Trong giai đoạn cần kiểm tra pH dịch sau lên men để đảm bảo pH 5,5÷6 đạt Kiểm tra hàm lượng acid glutamic khoảng 18÷20g/l 9.2.5 Cơng đoạn tinh chế + Đo nồng độ acid glutamic sau cô đặc Sau cô đặc, nồng độ acid glutamic khoảng 30%, pH=5,5 - + Đo pH quá trình kết tinh + Kiểm tra độ ẩm acid glutamic sau li tâm, ép lọc, sấy 9.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Acid glutamic phải đảm bảo các chỉ tiêu hoá lý sau: - Tinh thể màu trắng sáng, các hạt - Phân tử lượng 147,13 - pH = 3,3 - Độ ẩm đạt 0,4 - 0,5 - Nhiệt độ nóng chảy 247 – 249oC - Tan hồn tồn nước, khơng tan cồn, ete số dung môi SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 99 CHƯƠNG 10 AN TỒN LAO ÐỘNG Trong nhà máy, an tồn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng cơng 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 10.1 Các nguyên nhân gây tai nạn lao động - Tổ chức lao động liên hệ các phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động cịn thiếu khơng đảm bảo an tồn - Ý thức chấp hành kỷ luật cơng nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật công nhân cịn ́u - Các thiết bị, máy móc trang bị không tốt chưa hợp lý 10.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động - Tại các phân xưởng phải có các biển báo quy trình vận hành từng loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quá 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 ơn, có áp kế - Phải kiểm tra lại các phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng khơng, nếu có phải sửa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén,… phải đặt xa nơi đơng người, có áp kế - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vịi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc lá kho - Người công nhân vận hành máy phải thực chức mình, phải chịu hồn tồn trách nhiệm nếu 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 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 100 10.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 10.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc - Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu Emin nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân, khơng đảm bảo vận hành máy móc - Ban ngày cần phải sử dụng nguồn sáng tự nhiên - Ban đêm sử dụng nguồn ánh nhân tạo phải đủ chỉ tiêu độ rọi 10.3.2 Thơng gió Nhà sản x́t làm việc phải thơng gió tốt 10.3.3 An tồn điện Về điện chiếu sáng: Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, cơng tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khơ ráo Thường xun 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 phịng quá tải - Các phần cách điện thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, khơng bị ăn mịn - 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 10.3.4 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, vơ dầu mỡ cho thiết bị 10.3.5 Phịng chống cháy nổ - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, các ống bị co giãn, cong lại gây nổ - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuân theo các thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 101 - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xun kiểm tra định kỳ cơng tác phịng cháy nhà máy 10.3.6 An tồn với hố chất Các hóa chất sử dụng H2SO4, HCl, 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 Quy tắc an tồn: + Ln mang kính bảo vệ + Khơng để acid tiếp xúc trực tiếp với da + Sử dụng găng tay (chịu acid) làm việc + Khu vực làm việc phải thoáng khí, có hệ thống thơng gió tốt + Thải bỏ: Khơng đổ vào thùng, trung hịa trước thải bỏ [32] 10.3.7 Chống sét Ðể đảm bảo an toàn cho các cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 102 KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng với giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn TS Đặng Đức Long, đến tơi hồn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic với suất 25000 tấn sản phẩm/năm từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía” rút số kết luận sau: - Về dây chuyền công nghệ: Nắm các bước việc lựa chọn vận hành dây chuyền sản xuất thực phẩm - Qua tính cân vật chất, rút với khoảng 106475 tấn nguyên liệu tinh bột sắn 228072 tấn nguyên liệu rỉ đường mía áp dụng quy trình cơng nghệ tạo 25000 tấn sản phẩm năm sản xuất - Về thiết bị: Nắm cách chọn tính toán thiết bị phù hợp với từng công đoạn sản xuất để đảm bảo hiệu sản xuất tiết kiệm chi phí sản xuất Để sản xuất acid glutamic với suất 25000 tấn sản phẩm/năm, sử dụng các thiết bị, thùng chứa hóa chất bán thành phẩm với các thơng số kĩ thuật - Về mặt bằng: Nắm cách thức xếp, tổ chức xây dựng nhà máy sản xuất thực phẩm Tuy nhiên thời gian có hạn, với hạn chế chuyên môn kinh nghiệm thực tế thân nên khơng thể tránh khỏi sai sót, điều kiện tiếp cận với thực tế chưa nhiều nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Tơi rất mong nhận chỉ dẫn các thầy cô ý kiến đóng góp từ bạn bè để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, tháng 5/2017 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thảnh SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khng, Trần Xoa, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm (1992), Tập 1, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xoa, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm (1992), Tập 2, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thao, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học, tập 1, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thao, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học, tập 2, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Trương Thị Minh Hạnh (2004), Bài giảng công nghệ sản xuất acidamin, ĐHBK Đà Nẵng Nguyễn Thị Hiền (2004), Cơng nghệ sản xuất mì sản phẩm mên men cổ truyền, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Lê Văn Hồng (2004), Các q trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Nguyễn Đức Lượng (2002), Vi sinh vật công nghiệp, NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn May, Giáo trình kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm 10 Trần Thế Truyền (1999), Bài giảng sở thiết kế nhà máy hóa chất, Khoa Hóa ĐHBK Đà Nẵng Tài liệu Internet 11 https://www.alibaba.com/product-detail/100-quality-guarateen-hydraulic-chamberfilter_803110595.html?spm=a2700.details.maylikever.14.wSe640, tra ngày 5/3/2017 12 https://vi.wikipedia.org/wiki/B%C3%ACnh_D%C6%B0%C6%A1ng, tra ngày 16/2/2017 13 http://viipip.com/ipvn/?ipcode=20&module=info, tra ngày 16/2/2017 14 https://en.wikipedia.org/wiki/Monosodium_glutamate#Safety, tra ngày 16/2/2017 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 104 15 https://www.alibaba.com/product-detail/LRG-1000-Cold-hotvessel_338622036.html?spm=a2700.7724838.0.0.YYr0dQ, tra ngày28/2/2017 16 https://www.alibaba.com/product-detail/Alfa-Laval-Plate-Type-HeatExchanger_1310175789.html?spm=a2700.7724838.0.0.Pf2ypE&s=p/, tra ngày 28/2/2017 17 https://www.alibaba.com/product-detail/Seed-tank-JFST300_971540388.html?spm=a2700.7724838.0.0.oH96sl, tra ngày 1/3/2017 18 http://ttmindustry.vn/default.asp?prod=7&view=44, tra ngày 1/3/2017 19 https://www.alibaba.com/product-detail/factory-supply-5000L-Stainless-Steel304_60613727953.html?spm=a2700.7724838.0.0.2Mtzd5, tra ngày 1/3/2017 20 https://www.alibaba.com/product-detail/Flat-Bottom-Discharge-ludge-centrifugeSGZ1250_703929421.html?spm=a2700.7724838.0.0.QO6pdL, tra ngày 5/3/2017 21 https://www.alibaba.com/product-detail/ZLG-2011-China-Popular-Sugardryer_456923939.html?spm=a2700.7724838.0.0.hYbJss, tra ngày 5/3/2017 22 http://www.ttmindustry.vn/default.asp?prod=122&view=65, tra ngày 3/4/2017 23 https://www.alibaba.com/product-detail/Vertical-Sugar-Salt-Sachet-PackingMachine_724093896.html?spm=a2700.7724838.0.0.ECbkqC&s=p, tra ngày 3/4/2017 24 http://maybomnuoccongnghiep.net/may-bom-cong-nghiep-pentax-cm65250b.html, tra ngày 15/4/2017 25 http://songphuongminh.com/san-pham/may-bom-ly-tam-waukesha-loai-closecoupled-c-series, tra ngày 15/4/2017 26 http://vietnamboiler.com/pro.asp?pro=7&noi-hoi-dot-dau-dot-khi-hop-khoi-uot/, tra ngày 25/4/2017 27 http://dangtuanlqd.violet.vn/document/same/entry_id/408989, tra ngày 16/2/2015 28 https://www.flickr.com/photos/ajc1/510676658/, tra ngày 30/2/2015 29 https://www.alibaba.com/product-detail/factory-supply-5000L-Stainless-Steel304_60613727953.html?spm=a2700.7724838.0.0.2Mtzd5, tra ngày 5/3/2017 30 https://vi.wikipedia.org/wiki/Axit_clohydric, tra ngày 5/3/2017 31 https://xetnghiemdakhoa.com/diendan/printthread.php?tid=1245, tra ngày 10/4/2017 32 https://ewormvn.wordpress.com/2009/09/10/msds_hidrochloric-acid_vietnamese/, tra ngày 10/4/2017 33 https://vi.wikipedia.org/wiki/D%E1%BA%A7u_mazut, tra ngày 20/4/2017 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 105 34 https://en.wikipedia.org/wiki/Corynebacterium_glutamicum, tra ngày 10/5/2017 SVTH: Nguyễn Thị Thảnh GVHD: TS Đặng Đức Long 106 ... máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 sản phẩm/năm TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ. .. các ngành công nghiệp khác Từ luận giải trên, tiến hành thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic từ nguyên liệu tinh bột sắn rỉ đường mía với suất 25000 tấn sản phẩm/năm Để đảm bảo vận... áp dụng vào nghiên cứu không áp dụng vào công nghiệp 2.3 Nguyên liệu sản xuất acid glutamic 2.3.1 Tinh bột sắn Tinh bột sắn sản xuất quá trình chế biến củ sắn Có hai loại sắn đắng sắn khác