Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men aspergillus niger trên môi trường rắn xốp với năng suất 25 tấn bã sắnngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME CELLULASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN ASPERGILLUS NIGER TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN-XỐP VỚI NĂNG SUẤT 25 TẤN BÃ SẮN/NGÀY Người hướng dẫn: TS BÙI XUÂN ĐỒNG Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ THANH THỦY Số thẻ sinh viên: 107120277 Lớp: 12SH Đà Nẵng, 5/2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Thanh Thủy Số thẻ sinh viên: 107120277 Lớp: 12SH 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 Enzyme Cellulase enzyme có vai trị quan trọng chuyển hóa chất hữu có thiên nhiên có ý nghĩa lớn công nghiệp thực phẩm (rượu, bia ), bảo vệ mơi trường Do có nhiều ứng dụng thực tế nên việc thực đề tài “thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase“ việc cần thiết Từ luận giải đây, tiến “thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase phương pháp lên men Aspergilus niger môi trường rắn xốp với suất 25 bã sắn/ ngày“ Từ lượng nguyên liêu sản xuất khối lượng sản phẩm 1287,4 kg/ca Để đảm bảo vận hành tính tốn chọn thiết bị: Xử lý nguyên liệu (máy nghiền, máy sàng, máy tuyển từ ướt, máy trộn, nồi hấp trùng), lên men (thiết bị tiệt trùng khay, khay nuôi cấy, giá đỡ), tinh chế sản phẩm (máy nghiền búa, thiết bị trích ly, thiết bị đặc, bao gói sản phẩm) Nhà máy xây dựng khu đất với diện tích 30942 m2, gồm phân xưởng (7020 m2), khu đất mở rộng (2706 m2) cơng trình phụ Nhà máy xây dựng khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc thuộc huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM KHOA HÓA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Huỳnh Thị Thanh Thủy Số thẻ sinh viên: 107120277 Lớp: 12SH Khoa: Hóa Ngành: Cơng nghệ sinh học Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Nguyên liệu: bã sắn (khoai mì) - Sản phẩm: dạng bột - Hiệu suất hao tổn công đoạn: Công đoạn Dây chuyền gia công bã sắn Nghiền Phân ly từ tính Dây chuyền gia cơng trấu Sàng Dây chuyền sản xuất enzyme Phối trộn Tiệt trùng Làm nguội Nhân giống sản xuất Cấy giống Phân phối vào khay nuôi Nuôi cấy Thu nhận chế phẩm Dây chuyền sản xuất enzyme kỹ thuật Nghiền Trích ly Lọc Cơ đặc Sấy chân khơng Bao gói Tỉ lệ hao hụt sản xuất(%) 0,5 1 0,5 0,5 0,5 0,5 2 2 0,5 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Lời cảm ơn - Mục lục - Danh mục hình vẽ - Danh mục bảng - Lời mở đầu - Chương 1: Lập luận kinh tế - Chương 2: Tổng quan tài liệu - Chương 3: Chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ - Chương 4: Cân vật chất - Chương 5: Tính chọn thiết bị - Chương 6: Tổ chức - Chương 7: Tính xây dựng - Chương 8: Tính điện, nước - Chương 9: Kiểm tra sản xuất đánh giá chất lượng sản phẩm - Chương 10: An toàn lao động vệ sinh xí nghiệp - Kết luận - Tài liệu tham khảo - Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): 01 vẽ tổng bình đồ 01 vẽ mặt phân xưởng 01 vẽ mặt cắt phân xưởng 01 vẽ sơ đồ hệ thống nước phân xưởng 01 vẽ dây chuyền công nghệ Họ tên người hướng dẫn: TS Bùi Xuân Đông (A0) (A0) (A0) (A0) (A0) Phần/ Nội dung: Toàn Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/02./2017 Ngày hoàn thành đồ án: 10/05/2017 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày tháng năm 201 Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện đồ án tốt nghiệp này, em xin cảm ơn người sau Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS.Bùi Xuân Đông người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Với lòng yêu nghề, tận tâm, chu đáo trình hướng dẫn giúp em thực xong đề tài Tiếp theo, em xin gửi đến lời cảm ơn đến gia đình bạn bè Những người động viên, cổ vũ tinh thần vật chất q trình em thực đề tài Ln tạo điều kiện tối đa để em hoàn thành nhiệm vụ Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn đến tất thầy cô Bộ môn Công nghệ Sinh học - Khoa Hóa - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng truyền đạt kiến thức quý báu để hồn thành đề tài tốt nghiệp mình, quan trọng kiến thức theo em suốt trình làm việc sau Xin chân thành cảm ơn! i LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT Tơi xin cam đoan đồ án tơi thực Các số liệu, kết tính tốn trung thực, khơng chép từ cơng trình khác Người cam đoan Ký tên Huỳnh Thị Thanh Thủy ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời cảm ơn i Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục ii iii Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ Danh sách cụm từ viết tắt xi xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư 1.2 Vị trí xây dựng 1.3 Đặc điểm tự nhiên 1.3.1 Điều kiện xạ 1.3.2 Gió 1.3.3 Mưa 1.4 Vùng nguyên liệu 1.5 Hợp tác hóa 1.6 Nguồn cung cấp điện 1.7 Nguồn cung cấp 1.8 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước thải 1.9 Năng suất phân xưởng 1.10 Giao thông nguồn lao động 1.11 Kết luận CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan enzyme Cellulase iii 2.1.1 Giới thiệu enzyme Cellulase 2.1.2 Cấu tạo 2.1.3 Cơ chế thuỷ phân cellulose enzyme Cellulase 2.1.4 Ứng dụng enzyme Cellulase 2.1.5 Nguồn vi sinh vật sinh enzyme Cellulase 10 2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất enzyme Cellulase 12 2.3 Tổng quan chủng nấm Aspergillus niger 13 2.3.1 Lịch sử nghiên cứu 13 2.3.2 Thành phần môi trường nuôi cấy Aspergillus niger 14 2.4 Tình hình xử lý bã thải sắn nhà máy chế biến tinh bột sắn 15 2.5 Kết luận tổng quan tài liệu 16 CHƯƠNG 3: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 17 3.1 Chọn dây chuyền công nghệ 17 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 18 3.2.1 Nguyên liệu 20 3.2.2 Phân ly từ tính 20 3.2.3 Phối trộn 20 3.2.4 Tiệt trùng 20 3.2.5 Làm nguội 21 3.2.6 Nhân giống 21 3.2.7 Trộn giống 22 3.2.8 Nuôi cấy 22 3.2.9 Thu nhận sinh khối 24 3.2.10 Nghiền 24 3.2.11 Trích ly 24 iv 3.2.12 Lọc 25 3.2.13.Cô đặc 25 3.2.14.Sấy phun: 25 3.2.15.Cân bao gói 25 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 26 4.1.Kế hoạch sản xuất nhà máy 26 4.2.Các số liệu ban đầu 26 4.3.Giả thiết hao hụt qua công đoạn sản xuất 27 4.4.Cân vật chất 29 4.4.1.Cân vật chất nguyên liệu 29 4.4.2.Phối trộn môi trường 30 4.4.3.Tiệt trùng 31 4.4.4.Làm nguội 31 4.4.5.Nhân giống sản xuất 31 4.4.6.Trộn giống 32 4.4.7.Phân phối vào khay nuôi 32 4.4.8.Nuôi cấy 32 4.4.9.Thu nhận sinh khối 333 4.4.10.Nghiền 33 4.4.11.Trích ly 33 4.4.12 Lọc 34 4.4.13.Cơ đặc 35 4.4.14.Sấy phun 35 4.4.14.Cân – bao gói 36 4.4.16.Lượng nước sản xuất cần dùng: 36 v 4.5 Bảng tổng kết 38 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 39 5.1.Cơng thức tính số thiết bị sử dụng 39 5.2.Chọn máy nghiền 39 5.3.Chọn máy tuyển từ ướt 41 5.4.Chọn máy sàng 42 5.5.Chọn máy trộn nguyên liệu 43 5.6.Chọn thiết bị tiệt trùng 44 5.7.Chọn máy trộn giống 45 5.8.Thiết bị nhân giống 48 5.9.Thiết bị nuôi cấy 47 5.9.1.Khay nuôi 47 5.9.2.Giá đỡ 48 5.10.Thiết bị vô trùng khay 49 5.11.Máy nghiền búa 50 5.12.Thiết bị trích ly 51 5.13 Thiết bị lọc khung 53 5.14.Thiết bị cô đặc 54 5.15.Chọn thiết bị sấy phun 55 5.16.Máy bao gói chế phẩm 56 5.17.Cơ cấu tự động 57 5.18.Thiết bị vận chuyển 59 5.18.1.Gàu tải 59 5.18.2.Vít tải 60 5.18.3.Băng tải 62 vi Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 8.5.Tổng kết: Bảng 8.2: Bảng tổng kết hơi,nước,nhiên liệu Hạng mục Đơn vị/ca Đơn vị/năm Lượng nước 28692,6 kg 25479206,4 kg Nước 92,54 m3 82175,5 m3 Nhiên liệu đốt 14138.66 kg 4185.04 Dầu DO 1480 kg Dầu nhờn 1184 kg Mỡ bôi trơn 1480 kg SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 96 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 9.1 Kiểm tra nguyên liệu: 9.1.1 Bã sắn: Bã sắn ngun liệu dây chuyền sản xuất vâỵ chất lượng bã sắn có ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất chất lượng sản phẩm Vì ta sử dụng bã sắn phụ phẩm nhà máy tinh bột sắn nên bã sắn trước đưa vào sử dụng cần xử lý sơ để đảm bảo đủ tiêu cho sản xuất 9.1.2 Trấu: Trấu yếu tố quan trọng định đến chất lượng chế phẩm Không nguồn cacbon thông thường mà chất cảm ứng để sinh tổng hợp enzyme cellulase, trước đưa vào sản xuất cần phải kiểm tra.Trấu phải có màu vàng, độ đồng cao, khơng có mùi mốc, khơng có lẫn lộn với chất gây ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển nấm mốc suốt q trình ni cấy như: đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, kim loại… Tất kiểm tra cảm quan thiết bị chuyên dụng trước đưa vào sản xuất 9.1.3 Nguồn muối vô cơ: Đây nguồn nitơ, loại khoáng đa lượng vi lượng cần thiết việc sinh tổng hợp enzyme cellulase Nấm mốc dễ bị mẫn cảm nồng độ thấp khoáng chất lạ cho sản phẩm không mong muốn làm giảm hiệu suất trình sản xuất Cho nên cần đặt mua nơi có độ nhiễm tạp chất nồng độ cho phép 9.1.4 Nước: Kiểm tra độ màu sắc, tiêu chuẩn vi sinh nước sau xữ lý.Kiểm tra độ cứng, pH, số coli độ oxy hoá nước SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 97 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 9.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất: 9.2.1 Công đoạn làm nghiền: Kim loại loại bỏ trước nghiền Bột bã mía sau nghiền cần phải mịn, đều, tất đánh giá cảm quan 9.2.2 Kiểm tra trình lên men: Kiểm tra tốc độ lưu thơng khí để đảm bảo trình sinh trưởng tổng hợp enzyme cellulase nấm mốc Trong q trình ni cấy, nhiệt độ thay đổi nhiều theo nhũng quy luật định Vì cần thường xuyên kiểm tra điều tiết cho phù hợp Sau nuôi cấy khoảng thời gian 68 đến 72 kiểm tra hoạt độ enzyme đạt 300đvhđ/g coi kết thúc q trình ni cấy Tốc độ sinh trưởng phát triển canh trường xác định phương pháp đếm số tế bào có 1ml canh trường 9.3 Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm: Thông qua hoạt độ để đánh giá chất lượng bán thành phẩm sau lọc cô đặc 9.4 Kiểm tra chất lượng sản phẩm: 9.4.1 Nguyên tắc chung phương pháp xác định hoạt độ enzyme: - Phản ứng enzyme khái quát đơn giản hóa phương trình phản ứng: - Có thể xác định hoạt độ enzyme cách phân tích biến đổi theo thời gian điều kiện phản ứng xác định của: chất lại; sản phẩm tạo thành; chất sản phẩm Tùy theo đặc trưng phản ứng, tiện lợi phương pháp, yêu cầu độ xác, điều kiện phịng thí nghiệm… mà chọn cách xác định phù hợp Tuy nhiên, cách đáng tin cậy trường hợp xác định sản phẩm tạo thành theo thời gian (vì hoạt độ enzyme cần xác định thấp, chuyển hóa SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 98 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày chất khó đo xác xuất sản phẩm xác định cách đo đặc hiệu cho phép khẳng định có mặt enzyme cách tin cậy) 9.4.2 Các phương pháp xác định hoạt độ enzyme: Phân tích liên tục: phương pháp đo chất bị biến đổi hay sản phẩm tạo thành cách liên tục theo thời gian Tuy nhiên yêu cầu thiết bị đo phải có phận ổn định nhiệt → mặt hạn chế phương pháp Đồng thời, phải theo dõi biến đổi chất phản ứng cách liên tục nên khó thực phân tích hoạt độ nhiều mẫu enzyme lúc Phân tích gián đoạn: phương pháp cho enzyme tác dụng với chất sau khoảng thời gian định ngừng phản ứng enzyme cách thích hợp sau đo lượng chất cịn lại sản phẩm tạo thành Để ngừng phản ứng dùng tác nhân làm bất hoạt enzyme: nhiệt độ cao, thay đổi pH, dùng chất tạo phức hay tách enzyme khỏi hỗn hợp…Phương pháp khắc phục hạn chế phương pháp đo liên tục, phản ứng tiến hành tủ ấm hay bể nhiệt ổn định, tiến hành lúc nhiều mẫu…Tuy nhiên vấn đề đặt phải tìm cách làm ngưng phản ứng thích hợp Dựa theo nguyên tắc xác định hoạt độ trên, xác định theo phương pháp sau đây: 9.4.2.1 Phương pháp đo độ nhớt: Dùng nhớt kế đo biến đổi độ nhớt dung dịch phản ứng Áp dụng với enzyme mà chất có độ nhớt cao hẳn so với sản phẩm (chất có phân tử lớn acid nucleic, protein, Cellulose…) 9.4.2.2 Phương pháp phân cực kế: Sử dụng chất sản phẩm có khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực có góc quay riêng khác SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 99 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 9.4.2.3Phương pháp quang phổ kế: Được sử dụng phổ biến nay, dựa khả hấp thụ ánh sáng bước sóng xác định chất, sản phẩm phản ứng 9.4.2.4.Phương pháp hóa học: Dùng phản ứng hóa học để định lượng chất hay lượng sản phẩm tạo thành Thông thường phải chọn phản ứng tạo nên phức chất màu có độ hấp thu ánh sáng cực đại vùng để từ định lượng hợp chất Phương pháp định lượng chất lại hay sản phẩm tạo thành đơn giản đo chất cịn lại hay sản phẩm tạo thành cách trực tiếp Tuy nhiên nhiều trường hợp, đo cách gián tiếp phép đo phức tạp 9.4.3 Một số lưu ý xác định hoạt độ hay thực phản ứng enzyme: - Khi xác định hoạt độ enzyme cần chọn điều kiện pH nhiệt độ phân tích vùng thích hợp Với enzyme lần nghiên cứu, nên chọn pH trung tính, 300C370C Sau có điều chỉnh sau cần thiết - Bên cạnh pH nhiệt độ, cần lưu ý chất, thành phần đệm, lực ion hay nồng độ muối, chất làm bền - Các phân tích hoạt độ enzyme phải thực giá trị pH ổn định, nên phải dùng loại đệm hay hệ thống đệm thích hợp Nồng độ đệm thường dùng 20-50 nM Tuy phản ứng sinh acid, base cần phải dùng đệm nồng độ cao tránh thay đổi pH trình thí nghiệm Cần chọn loại đệm thích hợp tránh làm kết tủa yếu tố cần thiết cho hoạt động enzyme Ca2+, Zn2+ - Cơ chất sản phẩm, đệm phải đạt nhiệt độ phân tích tiếp xúc với để bắt đầu phản ứng Nếu phân tích nhiều mẫu, thời gian bắt đầu kết thúc phản ứng phải trì - Ln có mẫu kiểm tra thích hợp để tránh sai sót SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 100 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày - Phải lựa chọn phương pháp làm ngừng phản ứng thích hợp, tránh làm biến đổi chất hay sản phẩm cần đo; hay can thiệp mạnh vào phép định lượng sản phẩm phản ứng enzyme (chất làm ngừng phản ứng có bước sóng hấp thụ ánh sáng cần đo với chất phản ứng, hay ức chế phản ứng tạo màu phân tích…) Tóm lại việc xác định hoạt độ enzyme cho số liệu tin cậy chọn phương pháp thích hợp có bước tiến hành SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 101 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG 10.1 An tồn lao động: Tất yếu tố nguy hiểm sản xuất theo chất tác động đến người chia thành yếu tố sau: lý học, sinh học tâm sinh lý Thuộc nhóm thứ bao gồm máy móc cấu truyền động, phận di động thiết bị không bảo vệ tốt, vật liệu di chuyển, thành phẩm, tăng nhiệt độ bề mặt thiết bị, điện áp mạch điện Thuộc nhóm thứ hai có quan hệ tới chất độc gây thương tích xâm nhập vào thể người qua đường hô hấp, lớp da đường tiêu hố Nhóm thứ ba bao gồm chất sinh học, vi sinh vật số sản phẩm hoạt hoá sinh học Kết hợp yếu tố tải lý học tâm trạng thần kinh Quá tải lý học bao gồm tải lao động, tải tỉnh tải động.Những tải trọng tâm trạng thần kinh xuất trí óc q mệt mỏi, hoạt động đơn điệu xúc cảm cao 10.1.1 Các biện pháp dự phịng an tồn: Nồng độ chất dể cháy nỗ tạo thành bên khu vực sản xuất, bên thiết bị, bể chứa Theo quy luật chất lỏng dể cháy bảo quản bể cách nhiệt, tốt bảo quản đất Trong đỗ đầy tháo cặn chúng cần phải theo dõi cẩn thận quy luật va định mức hoạt động Không cho phép sử dụng khơng khí nén để tạo áp cho chất lỏng dể cháy từ thiết bị qua thiết bị khác, tỉ lệ khơng khí bụi bên thiết bị dẫn tới tạo thành nồng độ dễ nổ Để tạo áp trường hợp tốt nên dùng khí trơ Dùng bơm có dạng màng hay khơng có vịng khít để bơm loại chất lỏng dể cháy nhằm loại trừ rò rỉ SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 102 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày Để ngừa tia lửa điện tạo thành, nguồn nung nóng khu dể nổ cháy, tất dụng cụ lấy điện, mở điện phương tiện tự động cần phải hoàn thành kiểu phịng nổ kín nước Nước sản xuất trước xả vào hệ thống rãnh cần phải trung hoà, làm dầu mỡ, nhựa hợp chất độc khác thiết bị làm Khi lắp ráp nguồn ánh sáng thiết bị điện cần phải tuân thủ quy định thiết bị điện khu vực 10.1.2 An toàn vận hành sản xuất chất sinh học: Điều kiện để đảm bảo an toàn vận hành phải quan sát thận trọng quy trình tiến hành thao tác công nghệ tất công đoạn Quy trình thao tác bao gồm phương pháp tiến hành nhằm bảo đảm an toàn vận hành tối đa thiết bị cụ thể, khảo sát điều kiện tiến hành quy trình loại trừ khả cháy nổ, chấn thương nhiễm độc Để cho thiết bị hoạt động tốt phân xưởng cần phải sáng sủa rộng rãi Để an toàn cần sơn đường ống dẫn thành màu để đoán nhận theo nhóm chất vận chuyển 10.1.3 Các trạm khí nén: Các máy nén khí thường đặt riêng biệt nhà tầng, thiết kế theo yêu cầu “ tiêu chuẩn phòng cháy thiết kế xây dựng xí nghiệp cơng nghiệp vùng dân cư” “ tiêu chuẩn vệ sinh thiết kế xí nghiệp cơng nghiệp” cần ngăn phịng trạm khí nén khơng có tầng mái, dễ tháo, tỉ lệ diện tích cửa sỗ, cửa vào ra, cửa trời chiếm 0,05m2 cho 1m2 phòng Mỗi máy nén trang bị hệ thống an toàn, bảo đảm hệ thống tín hiệu ánh sáng âm ngừng nạp nước lạnh, tăng nhiệt độ khí nén cao nhiệt độ cho phép để đảm bảo ngừng máy cách tự động giảm áp suất dầu SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 103 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 10.1.4 Các máy lọc để làm thu hồi khí, bụi: Sự nhiễm bẩn khơng khí xảy phịng tập trung loại thiết bị để cấy, lên men, sấy, nghiền Để làm khơng khí khỏi chất nhiễm bẩn công nghiệp thường sử dụng thiết bị thu gom khí - bụi Thiết bị để làm khí dể bốc cháy hay chất dể nổ trang bị phù hợp với luật an tồn có tính đến đảm bảo làm liên tục 10.1.5 Máy nghiền, sấy: Được đặt phịng riêng biệt, xung quang có khoảng trống với chiều rộng lớn 1,5m Cho phép nạp khí hố, cịn phải tránh bụi bay ngồi cần phải có cấu tạo dạng kín Tất máy nghiền cần phải trang bị thêm thiết bị hút gió, mở sớm trước mở máy nghiền, cịn tắt sau dừng máy 10.1.6 Các biện pháp an toàn sử dụng cấu vận chuyển: Để an tồn cho hoạt động vít tải, tất cấu dẫn động cần phải có lưới chắn khơng cho vít tải chuyển động lắp tháo rời, không cho phép tiến hành sửa chữa thời gian hoạt động vít tải 10.1.7 Kỹ thuật an tồn nuôi cấy vi sinh vật môi trường rắn: Trong phân xưởng nuôi cấy chủng nấm mốc môi trường rắn xốp, tất dùng khay Phương pháp sản xuất làm nhiển bẩn khơng khí bụi hữu tạo từ bào tử môi trường dinh dưỡng, bán thành phẩm thành phẩm Khi chuẩn bị canh trường cấy vào môi trường, vận chuyển, tháo liệu, nghiền, sấy khối lượng lớn vi sinh vật bào tử cửa chúng xâm nhập vào khơng khí phịng sản xuất Nếu khơng có cấu kín, trao đổi khơng khí khơng mạnh khơng có phận hút khí hàm lượng bụi đạt 100 đến 150 mmg/1m3 khơng khí, điều dẫn tới xuất nổ cháy Tất điều có ảnh hưởng đến sức khoẻ cơng nhân SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 104 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày Hàm lượng bào tử khơng khí khoảng 20000 m3 làm cho công nhân bị bệnh niêm mạc, bệnh da quan bên thể Chính nên cần thiết phải có biện pháp bảo đảm an tồn cho cơng việc 10.2 Bảo vệ mơi trường: Bảo vệ thiên nhiên sử dụng hợp lý nguồn dự trữ điều kiện khai thác triệt để nhiệm vụ mang tính xã hội, kinh tế quan trọng quốc gia Việc thu nhận chế phẩm hoạt hố sinh học có liên quan với sử dụng vi sinh vật khác sản xuất Phân tích phế thải xí nghiệp vi sinh vật khẳng định rằng: khơng khí nước thải vào môi trường xung quanh cần phải tiến hành vô trùng Hệ thống bảo vệ môi trường xung quanh bao gồm thiết bị làm không khí thải, nước rửa thải 10.2.1 Làm khơng khí: Khơng khí thải vào khí bị nhiễm tế bào vi sinh vật, bị nhiểm cát bụi protein sản phẩm khác tổng hợp vi sinh, tạo giai đoạn lên men Để giảm bụi khí thải, thường sử dụng máy lọc khí 10.2.2 Làm nước thải: Q trình cơng nghệ thu nhận sản phẩm vi sinh tổng hợp địi hỏi phải sử dụng lượng lớn nước, lượng nước bị nhiễm bẩn vi sinh vật độc hại, muối khoáng cấu tử hữu Độ nhiễm bẩn dòng nước đánh giá theo hai số: COD BOD (COD lượng Oxy (mg) để oxy hố hồn tồn tất chất nhiễm bẩn hố học có lít nước thải BOD -lượng Oxy (mg), mà vi sinh vật sử dụng để oxy hoá chất hữu có lít nước thải) SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 105 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng với giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn TS Bùi Xuân Đông, đến hoàn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài " Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày " rút số kết luận sau: - Về lập luận kinh tế chọn khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc gần nguồn ngun liệu giao thơng thuận lợi - Về tổng quan tài liệu: sử dụng tài liệu ngồi nước có uy tín công nhận - Về dây chuyền công nghệ: sử dụng chủng Aspergillus Niger nuôi cấy môi trường rắn xốp để sản xuất enzyme Cellulase - Về tinh cân vật chất: từ 25 nguyên liệu đầu vào, sản xuất 3862,2 kg sản phẩm ngày - Về thiết bị: Sử dụng thiết bị có sẵn nước nhập từ nước - Về tính tổ chức xây dựng: nhà máy phân cơng lao động theo hình thức trực tiếp gián tiếp Được tính tốn xây dựng với tổng diện tích nhà máy 30924 m2 - Về lượng sử dụng 35865,75 kg/ca Lượng nước sử dụng 92,54 m 3/ca Bên cạnh cịn sử dụng loại như: nhiên liệu đốt, dầu nhờn, mỡ bôi trơn - Về kiểm tra nguyên liệu sản phẩm: chất lượng nguyên liệu đầu vào ảnh hưởng lớn đến q trình ni cấy tạo sản phẩm nên kiểm tra thiết bị chuyên dụng - Về an tồn lao động bảo vệ mơi trường: an tồn cho người lao động, an toàn sử dụng thiết bị bảo vệ môi trường việc làm cần thiết nhà máy SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 106 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày Tuy nhiên thời gian có hạn, với hạn chế chuyên môn kinh nghiệm thực tế thân nên tránh khỏi sai sót, điều kiện tiếp cận với thực tế chưa nhiều nên đồ án nhiều thiếu sót Tơi mong nhận dẫn thầy ý kiến đóng góp từ bạn bè để đồ án hoàn thiện Đà nẵng, ngày 18 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực Huỳnh Thị Thanh Thủy SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 107 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu sách Bùi Xuân Đồng, Nguyễn Huy Văn (2000) Vi nấm dung công nghệ sinh học, NXB Khoa học kỹ thuật Hồ Lê Viên Nguyễn Trọng Khn Trần Xoa (1992) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, Tập 1, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội Hồ Lê Viên Nguyễn Trọng Khuôn Trần Xoa (1992) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, Tập 2, NXB Đại học kỹ thuật Hà Nội Lê Ngọc Tú, Lê văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thắng, Nguyễn Thị Trịnh, Bùi Đức Lợi, Lưu Duẫn, Lê Dỗn Diên (2002), Hóa sinh cơng nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội – Hà Nội Lê Văn Hồng (2004) Các q trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Lân Dũng (1979) Vi sinh vật học tập I, NXB Khoa học kỹ thuật 7.Lương Đức Phẩm (2004) Công nghệ vi sinh vật, NXB Nơng nghiệp Phan Thị Bích Ngọc, Giáo trình an tồn lao động, trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng 9.Trần Xn Ngạch (2007).Giáo trình Cơng nghệ Enzyme, Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, 10.Trần Hữu Uyển Hoàng Kim Cơ, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Dương Đức Hồng (2001) Kỹ thuật môi trường, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội 11.Trần Thị Xô (2012) Nghiên cứu sử dụng hệ enzyme pectinase, cellulose vi khuẩn B.Subtilis, P.Lantarum nấm mốc A.Niger, PH Chrysosporium để xử lý lớp nhớt vỏ cà phê SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 108 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 12.Trần Thế Truyền (1999) Cơ sở thiết kế nhà máy, Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng 13.Dewey D Y Ryu And Mary Mandels (1980), Cellulase: biosynthesis and applications, Enzyme Microbiology Technology B Tài liệu Internet 14.MáynghiềnQ15:http://www.vatgia.com/6613/5662054/thong_so_ky_thuat/m%C 3%A1y-nghi%E1%BB%81n-b%E1%BB%99t-q15-c%C3%B4ng-su%E1%BA%A5t-1-5t%E1%BA%A5n-h.html ,(ngày truy cập: 23/03/2017) 15.Máy tuyển từ tính khơ http://maythietbimo.vn/san-pham/may-tuyen-tu-kho-mottang-trong-tu-p53497a246069.htm, (ngày truy cập: 23/03/2017) 16.Sàng rung http://cotantien.com.vn/product.aspx?id=42, (ngày truy cập: 23/03/2017) 17.Máy trộn http://cotantien.com.vn/product.aspx?id=43, (ngày truy cập: 23/03/2017) 18.Thiết bị tiệt trùng dạng nằm ngang: http://123doc.org/document/2224816-tieuluan-cac-thiet-bi-tiet-trung-moi-truong-dinh-duong-long.htm (ngày truy cập: 24/03/2017) 19.Thiết bị tiệt trùng liên tục dạng đường hầm http://www.thietbivpm.com/sanpham/chitiet/sp/196-May-thanh-trung-lam-nguoi-lien-tucdang-phun.VPM#Thông, (ngày truy cập: 24/03/2017) 20.Máy nghiền búa http://maynghienda.info/thiet-bi-da-nghien/may-nghienbua.html, (ngày truy cập: 24/03/2017) 21 Máy lọc: https://www.sanphamloc.com.vn/sp-loc-chat-long/may-ep-bun-khungban/may-loc-khung-ban-725.html (ngày truy cập: 24/03/2017) 22.Thiết bị cô đặc http://ttmindustry.vn/default.asp?prod=7&view=81, (ngày truy cập: 24/03/2017) 23.Thiết bị sấy phun : http://ttmindustry.vn/default.asp?prod=53&sp=51&view=27, (ngày truy cập: 25/03/2017) SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 109 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn-xốp với suất 25 bã sắn/ngày 24.Đóng gói: http://maydonggoi.com.vn/vi/may-dong-goi-bot-dang-namngang.html, (ngày truy cập: 25/03/2017) 25.Nồi đốt than ống nước ghi xích http://noihoisaodo.com/noi-hoi-dot-than-ongnuoc-ghi-xich/, (ngày truy cập: 20/04/2017) 26 Khí hậu- thủy văn Quảng Nam: http://www.quangnam.gov.vn/cmspages/chuyenmuc/chuyenmuc_view.aspx?IDChuyenM uc=158, (ngày truy cập: 20/02/2017) SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trang 110 ... tài ? ?thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase? ?? việc cần thiết Từ luận giải đây, tiến ? ?thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase phương pháp lên men Aspergilus niger môi trường rắn xốp với suất. .. Đông Trang 22 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn- xốp với suất 25 bã sắn/ngày Q trình ni cấy môi trường bán rắn nuôi phương pháp bề mặt... Đông Trang 13 Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase phương pháp lên men Aspergillus niger môi trường rắn- xốp với suất 25 bã sắn/ngày Thành phần môi trường nuôi cấy Aspergillus niger 2.3.2.1