Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin acylase bằng phương pháp lên men bacillus sp với năng suất 100 kg sản phẩmngày

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 PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY Người hướng dẫn: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ THỦY TIÊN Số thẻ sinh viên: 107120283 Lớp: 12SH Đà Nẵng, 5/2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin - acylase phương pháp lên men Bacillus sp với suất 100 kg sản phẩm/ngày Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thủy Tuyên Số thẻ sinh viên: 107120283 Lớp: 12SH Nội dung đề tài: Enzyme penicillin acylase enzyme có khả phân giải kháng sinh tự nhiên (penicillin G penicillin V) thành tạo acid 6-amineopenicillanic Từ acid 6amineopenicillanic sản xuất kháng sinh penicillin bán tổng hợp, đáp ứng nhu cần thiết ngành dược phẩm góp phần giải tình trạng kháng thuốc xuất nhiều bệnh Nhà máy sản xuất enzyme nguyên liệu rỉ đường từ vi khuẩn Bacillus sp GPS10, loại vi khuẩn cho enzyme penicillin acylase với hoạt tính nồng độ cao Đồ án gồm hai phần: - Phần 1: Thuyết minh, gồm 10 chương + Chương 1: Lập luận kinh tế + Chương 2: Tổng quan tài liệu + Chương 3: Chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ + Chương 4: Tính cân vật chất + Chương 5: Tính chọn thiết bị + Chương 6: Tính tổ chức + Chương 7: Tính xây dựng + Chương 8: Tính nhiệt, nước + Chương 9: Kiểm tra sản xuất sản phẩm + Chương 10: An toàn lao động vệ sinh xí nghiệp - Phần 2: Các vẽ + 01 vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ + 01 vẽ mặt phân xưởng sản xuất + 01 vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất + 01 vẽ sơ đồ hệ thống nước phân xưởng sản xuất + 01 vẽ tổng bình đồ nhà máy (A0) (A0) (A0) (A0) (A0) ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Thủy Tuyên Lớp: 12SH Khoa: Hóa Tên đề tài đồ án: Số thẻ sinh viên: 107120283 Ngành: Công nghệ sinh học Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin - acylase phương pháp lên men Bacillus sp với suất 100 kg sản phẩm/ngày Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Nguyên liệu môi trường lên men: + Rỉ đường: 62% + Tryptone: 5,0 g/l + Chiết xuất nấm men: 3,0 g/l + PAA: 2,0 g/l + K2HPO4: 1,0 g/l + MgSO4.7H2O: 0,1 g/l + CaCl2.2H2O: 0,1 g/l - Chủng vi sinh vật: Bacillus sp PGS 10 - Môi trường lên men chìm: tỉ lệ giống đưa vào 10%; nhiệt độ 280C; pH=7; có cung cấp khơng khí; thời gian lên men 16 - Năng suất nhà máy: 100 kg sản phẩm/ ngày Sản phẩm dạng bột - Hao hụt vận chuyển công đoạn: STT Công đoạn Tỉ lệ hao hụt (%) Pha loãng sơ 0,5 Xử lý rỉ đường 0,5 Ly tâm thu dịch đường Phối trộn môi trường lên men 0,5 Thanh trùng làm nguội 0,5 Nhân giống 0,5 Lên men 0,5 Ly tâm thu sinh khối Nghiền tế bào 10 Trích ly enzyme PA 0,5 11 Lọc tinh 0,5 12 Cô đặc 13 Kết tủa enzyme PA 0,5 14 Ly tâm lạnh thu tủa 15 Sấy 16 Nghiền 0,5 17 Cân bao gói 0,5 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Tóm tắt - Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp - Lời cảm ơn - Lời cam đoan - Mục lục - Danh mục hình vẽ - Danh mục bảng - Danh mục chữ viết tắt - Lời mở đầu - Chương 1: Lập luận kinh tế - Chương 2: Tổng quan tài liệu - Chương 3: Chọn thuyết minh dây chuyền cơng nghệ - Chương 4: Tính cân vật chất - Chương 5: Tính chọn thiết bị - Chương 6: Tính tổ chức - Chương 7: Tính xây dựng - Chương 8: Tính nhiệt, nước - Chương 9: Kiểm tra sản xuất sản phẩm - Chương 10: An tồn lao động vệ sinh xí nghiệp Các vẽ: + 01 vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ + 01 vẽ mặt phân xưởng sản xuất + 01 vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất (A0) (A0) (A0) + 01 vẽ sơ đồ hệ thống nước phân xưởng sản xuất (A0) + 01 vẽ tổng bình đồ nhà máy (A0) Họ tên người hướng dẫn: TS Bùi Xuân Đông Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/02/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 10/05/2017 Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017 Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TS Lê Lý Thùy Trâm TS Bùi Xuân Đông Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY LỜI CẢM ƠN Với cố gắng, nỗ lực thân với quan tâm giúp đỡ thường xun, tận tình thầy, bạn khoa giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô môn Công nghệ Sinh học – Khoa Hóa – Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng giúp em có tảng kiến thức ban đầu vững tạo tiền đề cho việc hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp chuẩn bị hành trang cho cơng việc sau Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Bùi Xuân Đông hướng dẫn tận tình, chu đáo tạo điều kiện cho em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến người thân, bạn bè giúp đỡ em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực Lê Thị Thủy Tuyên SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang i Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin - acylase phương pháp lên men Bacillus sp với suất 100 kg sản phẩm/ngày” cơng trình thiết kế cá nhân em, khơng chép ai, thực quy định liêm học thuật nhà trường quy định, trích dẫn tài liệu tham khảo rõ nguồn gốc Em xin chịu trách nhiệm luận riêng Đà Nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực Lê Thị Thủy Tuyên SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang ii Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ iix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii Trang LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư 1.2 Cơ sở thiết kế 1.2.1 Vị trí địa lý 1.2.2 Nguồn nguyên liệu 1.2.3 Nguồn điện 1.2.4 Nguồn nước 1.2.5 Nguồn cung cấp 1.2.6 Hệ thống nước thải 1.2.7 Hợp tác hoá 1.2.8 Nguồn lao động 1.2.9 Thị trường tiêu thụ sản phẩm 1.2.10 Hệ thống giao thông 1.2.11 Năng suất nhà máy CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu enzyme penicillin acylase 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Lịch sử phát nghiên cứu 2.1.3 Phân loại 2.1.4 Cấu trúc PA 2.1.5 Ứng dụng 2.2 Tổng quan công nghệ sản xuất enzyme penicillin acylase SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang iii Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY 2.2.1 Các phương pháp lên men 2.2.2 Giới thiệu vi khuẩn Bacillus sp 11 2.2.3 Thành phần môi trường lên men 12 2.3 Giới thiệu ngun liệu (rỉ đường) mơi trường nuôi cấy Bacillus sp 14 2.4 Kết luận 15 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 16 3.1 Chọn dây chuyền công nghệ 16 3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 16 3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 18 3.3.1 Pha loãng sơ 18 3.3.2 Xử lý rỉ đường 18 3.3.3 Lọc 18 3.3.4 Phối trộn môi trường lên men 18 3.3.5 Tiệt trùng 19 3.3.6 Làm nguội 19 3.3.7 Nhân giống 19 2.2.8 Lên men 20 2.2.9 Ly tâm thu sinh khối 20 3.3.10 Nghiền tế bào 20 3.3.11 Trích ly thu dịch enzyme 20 3.3.12 Lọc tinh 21 2.2.13 Cô đặc 21 3.3.14 Kết tủa 21 3.3.15 Ly tâm lạnh thu tủa 21 3.3.16 Sấy chân không 22 3.3.17 Nghiền 22 3.3.18 Cân bao gói 22 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 23 4.1 Kế hoạch sản xuất phân xưởng 23 4.2 Hao hụt qua công đoạn 24 4.2.1 Giả sử hao hụt vận chuyển qua công đoạn 24 4.2.2 Sự thay đổi độ ẩm công đoạn 25 4.3 Tính cân vật chất 25 4.3.1 Đóng gói 25 SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang iv Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY 4.3.2 Nghiền 25 4.3.3 Sấy 25 4.3.4 Ly tâm thu tủa 25 4.3.5 Kết tủa enzyme 26 4.3.6 Cô đặc 26 4.3.7 Lọc tinh 27 4.3.8 Trích ly 27 4.3.9 Nghiền tế bào 28 4.3.10 Ly tâm thu sinh khối 28 4.3.11 Lên men 29 4.3.12 Thanh trùng làm nguội 29 4.3.13 Phối trộn môi trường lên men 29 4.3.14 Lọc thu dịch đường 30 4.3.15 Xử lý rỉ đường 30 4.3.16 Pha loãng sơ 31 4.3.17 Nhân giống cấp 31 4.4 Bảng tổng kết 34 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 37 5.1 Cách chọn tính tốn 37 5.1.1 Chọn thiết bị 37 5.1.2 Tính tốn thiết bị 37 5.2 Tính thiết bị 37 5.2.1 Thùng chứa rỉ đường 37 5.2.2 Thiết bị thủy phân đường 38 5.2.3 Máy lọc khung 39 5.2.4 Thiết bị phối trộn môi trường 40 5.2.5 Thiết bị trùng làm nguội 40 5.2.6 Thùng chứa dịch sau trùng làm nguội 42 5.2.7 Thiết bị lên men có đảo trộn học dạng sủi bọt 43 5.2.8 Thùng chứa dịch sau lên men 44 5.2.9 Thiết bị ly tâm 44 5.2.10 Thùng chứa sinh khối sau ly tâm 45 5.2.11 Thiết bị nghiền bi 45 5.2.12 Thiết bị trích ly 47 5.2.13 Máy lọc tinh 48 SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang v Suy 86,88 − 595 × 0,018 = 306,57 ℃ 0,24 + 0,47 × 0,018 Nếu coi hiệu số nhiệt độ sau máy sấy t = 10 0C, nhiệt độ đốt là: t= Th = 306,57 + 10 = 316,57 0C Lượng đốt cần thiết: D= Q (kg/ngày) r × 𝑥′ Với ▪ Q: lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy ▪ r: ẩn nhiệt ngưng tụ 316,570C ▪ x’: hàm ẩm đốt Với Q = 59187,36 (kcal/ngày) t = 316,57  r = 389,5 (kcal/h) Giả sử độ ẩm đốt 6%  x’ = 0,94 Suy ra: 59187,36 = 161,66 (kg/ngày) 389,5 × 0,94 Vậy lượng đốt cần cho công đoạn sấy 161,66 (kg/ngày) 8.1.6 Tổng lượng dùng nhà máy D𝑠 = Bảng 8.1 Bảng tổng kết lượng dùng nhà máy Hạng mục Lượng tiêu thụ (kg/ngày) Xử lý rỷ đường 200,96 Thanh trùng 2065,43 Trích ly 1069,67 Cơ đặc 1215 Sấy chân không 161,66 Tổng 4712,72 Lượng vệ sinh mục đích khác: Lượng 10% tổng lượng cung cấp cho sản xuất 0,1 × 4712,72 = 471,272 (kg/ngày) Tổng chi phí 5184 kg/ngày SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 89 8.2 Tính nhiên liệu 8.2.1 Than ❖ Tính lượng nhiên liệu cần thiết trình sấy Lượng nhiên liệu cần thiết tính theo cơng thức sau: D × (I1 − I0 ) G= (kg/ngày) Qp × n Trong ▪ D: lượng đốt cần thiết (kg/ngày) ▪ I1: hàm nhiệt khơng khí sau khỏi máy sấy (kcal/kg) ▪ I0: hàm nhiệt khơng khí trước đưa vào máy sấy (kcal/kg) ▪ Qp: nhiệt lượng than (kcal/kg) ▪ n: hệ số tác động hữu ích lò đốt Với ▪ Ds = 161,66 (kg/ngày) ▪ I1 = 86,88 (kcal/kg) ▪ I0 = 18,164 (kcal/kg) ▪ n = 0,51 ▪ Qp = 7800 (kcal/kg) Suy 161,66 × (86,88 − 18,164) G1 = = 2,8 (kg/ngày) 7800 × 0,51 Vậy lượng than cần thiết cho q trình sấy: 2,8 kg/ngày ❖ Tính lượng nhiên liệu cho nồi Sử dụng than làm nguồn chất đốt cấp nhiệt cho nồi Nhiệt lượng kg than cung cấp 7800 (kcal) Lượng nhiên liệu cần dùng tính theo cơng thức: D × (ih − i0 ) G2 = (kg/ngày) Q×μ Trong đó: ▪ D: suất thực tế (kg/ngày), D = 5184,04 kg/ngày ▪ ih: hàm nhiệt nước áp suất at (kcal/kg), ih = 662,3 (kcal/kg) ▪ i: hàm nhiệt nước đưa vào (kcal/kg), i = 40 (kcal/kg) ▪ Q: nhiệt lượng than (kcal/kg), Q = 7800 (kcal/kg) ▪ : hệ số sử dụng lò hơi,  = 0,75 Vậy: G2 = 5184,04 × (662,3 − 40) = 551,46 (kg/ngày) 7800 × 0,75 SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 90 Hệ số đốt cháy 90% Lượng than thực tế cần cung cấp là: 551,46 G2tt = = 612,73(kg/ngày) 0,9 ❖ Tổng lượng than cần dung năm: Gthan = (G1 + G2) x 352 = (2,8+ 612,73) x 352 = 216666,56 (kg/năm) 8.2.2 Dầu FO D= D𝑢 × (ih + in ) (kg/ngày) Q×μ Trong Q : Nhiệt lượng dầu, Q = 9200 (kcal/kg) Du : Năng suất hơi, Du = 5184,04 (kg/ngày)  : Hiệu suất lò hơi,  = 0,8 th : Hàm nhiệt áp suất làm việc (8 atm) 662,3 (kcal/kg) in : Hàm nhiệt nước 260C, in = 26 (kcal/kg) 5184,04 × (662,3 + 26) D= = 484,81(kg/ngày) 9200 × 0,8 Vậy lượng dầu dùng năm là: 484,81 x 352 = 170653,12 (kg/năm) 8.2.3 Dầu DO Dự phòng để chạy máy phát điện đề phòng trường hợp điện Sử dụng lít/ ngày Một năm sử dụng là: x 352 = 1408 (lít) 8.2.4 Dầu nhờn Dùng bôi trơn thiết bị Định mức: lít/ ngày Trong năm dùng: x 352 = 704 (lít) 8.2.5 Xăng Sử dụng cho xe nhà máy, thiết bị dùng xăng Lượng xăng sử dụng cho ngày 70 lít Lượng xăng sử dụng cho năm: 70 × 352 = 24640 (lít) 8.3 Tính nước 8.3.1 Nước dùng cho sản xuất Nước dùng sản xuất nước tham gia trực tiếp vào trình sản xuất, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng enzyme, bao gồm: − Lượng nước dùng để pha loãng rỉ đường − Lượng nước dùng để phối trộn SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 91 − Lượng nước dùng để để trích li − Lượng nước dùng nhân giống Lượng nước dùng cho sản xuất ngày là: 38885,35 lít/ngày 8.3.2 Nước sử dụng phục vụ cho việc sản xuất Nước dùng phục vụ cho việc sản xuất sử dụng vào mục đích phụ trợ cho sản xuất, chúng không tham gia trực tiếp vào thành phần sản phẩm nên yêu cầu loại nước thấp nước dùng cho sản xuất Nước sử dụng phục vụ cho sản xuất bao gồm nước vệ sinh thiết bị, đường ống; nước sử dụng cho lò hơi, nước sử dụng qua trình rửa khay loại nước khác Chọn lượng nước sử dụng phục vụ cho việc sản xuất 15% lượng nước dùng cho sản xuất Lượng nước phục vụ cho việc sản xuất ngày là: 38885,35 × 0,15 = 5832,8 (lít/ngày) 8.3.3 Nước sinh hoạt ❖ Nước cho nhà tắm, vệ sinh Nước dùng cho nhà tắm vệ sinh 50 lít/người/ngày, tính cho 30% số người Ta có số người làm việc ngày là: 98 người Lượng nước dùng cho nhà tắm vệ sinh ngày là: 50 x 98 = 4900 lít/ngày ❖ Nước dùng cho nhà ăn tập thể Tiêu chuẩn nước dùng cho nhà ăn tập thể 30 lít/người/ngày Nên lượng nước cần dùng cho toàn nhân viên nhà máy: 30 x 98 = 2940 lít/ngày ❖ Nước dùng cho tưới Với diện tích xanh 487,2 (m2), ngày tưới lần hệ thống phun tự động Cứ 25 m2 xanh tốn 1000 lít nước Vậy lượng nước tốn ngày để tưới là: 487,2 × 1000 = 19488 lít/ngày 25 ❖ Nước dùng cho cứu hoả Theo quy định lượng nước cứu hoả cần 2,5 lít/s dùng 3h nên lượng nước dùng là: 2,5 x x 3600 = 27000 (lít) Lượng nước cho sinh hoạt ngày là: 4900 + 2940 + 19488 + 27000 = 54328 (lít) SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 92 Vậy tổng lượng nước sử dụng nhà máy ngày là: 38885,35 + 5832,8 + 54328 = 99046,15 (lít) = 99,05 (m3) SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 93 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất, chất lượng sản phẩm vấn đề hàng đầu ngành công nghiệp nói chung ngành cơng nghiệp thực phẩm nói riêng Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho công 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 biện pháp kế hoạch thực hợp hợp lí Đồng thời qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải thiện kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt nâng cao suất chất lượng sản phẩm 9.1 Kiểm tra đầu vào nguyên liệu 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 không triệu vi sinh vật gam rỉ 9.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 9.2.1 Xử lý nguyên liệu Trong trình xử lý rỉ đường cần thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH đảm bảo tỉ lệ thích hợp axít mơi trường để đảm bảo hiệu suất cho trình 9.2.2 Pha chế dịch lên men Cần kiểm tra tỉ lệ chất dinh dưỡng cho vào dịch trước trùng Kiểm tra pH dung dịch trung tính để bảo đảm cho trình sau trùng đem lên men 9.2.3 Lên men Lên men giai đoạn quan trọng trình sản xuất, định suất chất lượng sản phẩm Vì cần kiểm tra thường xuyên nghiêm ngặt Để đảm bảo trình lên men đạt hiệu cao phải ý khống chế điều kiện kỹ thuật nêu chương như: - Thiết bị lên men phải vô khuẩn trước sử dụng, thường trùng nhiệt 2,5 - at thời gian 3h - Nhiệt độ: 280C - Áp suất: 1kG/cm2 - pH trì khoảng - Khi bọt nhiều phải tiếp dầu phá bọt để CO2 thoát dễ dàng Các chế độ kiểm tra cần thiết giai đoạn này: SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XN ĐƠNG Trang 94 - Nhiệt độ, lượng khơng khí, áp suất 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 thứ 0; 4; 8; 12; 16 - Enzyme đo vào thứ 4; 8; 12; 16 kết thúc trình lên men 9.2.4 Công đoạn sau lên men Cần kiểm tra pH dịch sau lên men để đảm bảo pH 6,8 ÷ 7,4 đạt Đo pH trình trích ly Đo pH q trình kết tinh Kiểm tra độ ẩm enzyme sau li tâm, cô đặc, sấy 9.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Enzyme penicillin acylase phải đảm bảo tiêu hoá lý sau: - Độ ẩm đạt 1% - Độ tinh khiết 99% - Mỗi bao sản phẩm có khối lượng 100g Bao bì khơng bị hư hỏng, ẩm ướt - Enzyme penicillin acylase phải bảo quản nhiệt độ 300C, điều kiện khô Nếu bị ẩm ướt dễ ảnh hưởng đển chất lượng enzyme SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 95 CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP Việc đảm bảo an tồn lao động sản xuất đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng đến tiến trình sản xuất, suất nhà máy sức khỏe người lao động tuổi thọ máy móc, thiết bị Do cần phải quan tâm mức phổ biến rộng rãi cho cán công nhân viên nhà máy hiểu rõ mức độ quan trọng Nhà máy cần phải đề biện pháp phòng ngừa, đồng thời phải buộc tất người tuân theo qui định 10.1 Những nguyên nhân gây tai nạn - Các thiết bị bảo hộ khơng an tồn - Khơng thường xun kiểm tra thiết bị, máy móc để phát hư hỏng - Vận hành máy móc khơng qui định - Thiếu bảng hướng dẫn sử dụng máy móc, thiết bị - Sự trang bị bố trí qui trình thiết bị khơng hợp lý - Ý thức chấp hành công nhân viên nhà máy chưa cao - Tổ chức lao động không chặt chẽ 10.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động - Công tác tổ chức quản lý nhà máy: phải có nội quy quy chế làm việc cụ thể cho phận, phân xưởng sản xuất - Máy móc thiết bị phải có bảng hướng dẫn vận hành sử dụng cụ thể - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động như: máy nghiền phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, có áp kế - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng khơng, có phải sửa chữa kịp thời - Kho xăng, dầu, nhiên liệu phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải trang bị bình CO2 chống cháy vịi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho hàng Cấm hút thuốc kho nơi dễ xảy cháy nổ nhà máy - Người công nhân vận hành máy phải thực chức phải chịu hồn tồn trách nhiệm máy móc bị hư hỏng quy trình vận hành - Công nhân nhân viên phải thường xuyên học tập thực hành cơng tác phịng chống cháy nổ SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 96 10.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 10.3.1 Ánh sáng Đảm bảo ánh sáng làm việc Các phịng, phân xưởng sản xuất phải có đủ ánh sáng thích hợp với cơng việc Bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo khơng bị lấp bóng lố mắt Bố trí cửa phù hợp để tận dụng ánh sáng tự nhiên 10.3.2 Thông gió Nhà sản xuất nhà làm việc phải thơng gió tốt Phân xưởng nấu thải nhiều nhiệt nên cần phải bố trí thêm quạt máy, tạo điều kiện thoải mái cho cơng nhân làm việc 10.3.3 An tồn điện - Hệ thống điện điều khiển phải tập trung vào bảng điện, phải có hệ thống chng điện báo hệ thống đèn màu báo động - Trạm biến áp, máy phát phải có biến báo, bố trí xa nơi sản xuất - Các thiết bị điện phải che chắn, bảo hiểm - Trang bị bảo hộ lao động phải đầy đủ cho công nhân cơ, điện 10.3.4 An toàn sử dụng thiết bị - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, cơng 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 kì hạn - Phát sửa chữa kịp thời có hư hỏng 10.3.5 Phịng chống ồn rung Việc phòng chống ồn rung đóng vai trị quan trọng nhà máy Nó ảnh hưởng đến hiệu suất máy móc, tuổi thọ cơng trình, tác động đến quan thần kinh công nhân vận hành sinh nhức đầu, mệt mỏi Làm giảm khả lao động dễ gây tai nạn lao động Để hạn chế giảm đến mức thấp tiếng ồn chống rung cần: - Lắp ráp thiết bị phải cân đối, bulơng phải bắt chặt - Cần có thiết bị cách âm tốt nơi có độ ồn cao - Khi xử lý móng phân xưởng phải tính tốn kỹ lưỡng 10.3.6 Phòng chống cháy nổ 10.3.6.1 Yêu cầu chung - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò ống bị co giãn, cong lại gây cháy nổ SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 97 - Đề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ơtơ… - Có bể chứa nước chữa cháy, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên tham gia hội thao phòng cháy chữa cháy 10.3.6.2 Yêu cầu thiết kế thi công Tăng tiết diện ngang cấu trúc bề dày lớp bảo vệ cấu kiện bê tơng cốt thép - Bố trí khoảng các khu nhà mặt cho hợp lý để thuận lợi phòng chữa cháy - Xung quanh nhà lạnh cần phải có đường ơtơ vào để phịng chữa cháy 10.3.6.3 Yêu cầu trang thiết bị Đối với thiết bị dễ cháy nổ cần tuân thủ cách nghiêm ngặt qui định thao tác, sử dụng cần đặt cuối hướng gió 10.3.7 An tồn hố chất Các hố 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 10.3.8 Chống sét Để đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 10.4 Vệ sinh xí nghiệp Vấn đề vệ sinh cơng nghiệp có ý nghĩa quan trọng nhà máy thực phẩm Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân 10.4.1 Vệ sinh cá nhân công nhân Vấn đề yêu cầu cao, đặc biệt công nhân trực tiếp làm việc phân xưởng sản xuất - Cơng nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy, đội mũ, đeo trang, ủng mang găng tay - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất 10.4.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị Máy móc thiết bị trước bàn giao lại cho ca sau phải vệ sinh SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 98 Đối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men 10.4.3 Vệ sinh xí nghiệp Trong phân xưởng sản xuất, sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 10.4.4 Xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất hữu nên vi sinh vật dễ phát triển gây ô nhiễm cho môi trường sống người Vì vấn đề xử lý nước thải quan trọng nhà máy Để đảm bảo vệ sinh, đường ống dẫn nước thải thường chôn sâu đất rãnh có nắp đậy kín đảm bảo vấn đề tự chảy Khi nước thải không nối trực tiếp xuống cống mà phải qua phểu riêng nắp cống sau xử lí thải chung với đường nước thải thành phố, khơng có phải qua xử lí tốt đổ sơng ngồi, hồ, ao… SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 99 KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng với giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn TS Bùi Xn Đơng, đến em hồn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài "Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin-acylase phương pháp lên men Bacillus sp với suất 100 kg sản phẩm/ngày" Hiện với xu phát triển mạnh mẽ ngành Công nghiệp enzyme giới, việc thiết kế nhà máy sản xuất enzyme penicillin-acylase phương pháp lên men Bacillus sp mang lại nhiều lợi ích cho lĩnh vực dược phẩm số ngành cơng nghiệp khác Góp phần phát triển kinh tế khu vực miền Trung nước Nó đề tài quan trọng giúp Việt Nam hội nhập với kinh tế giới Qua trình làm đồ án em rút số kết luận sau: - Với nguyện liệu rỉ đường, em chọn xây dựng nhà máy khu công nghiệp VSIP Quảng Ngãi với nguồn nguyên liệu phong phú, sở hạ tầng đường giao thông thuận lợi - Trong tổng quan tài liệu khái quát enzyme penicillin acylase, phương pháp sản xuất, nguyên liệu sản xuất - Dựa vào tài liệu tổng quan trên, em lựa chọn dây chuyền công nghệ phù hợp với cơng nghệ lên men chìm nhiệt độ 280C, pH=7, thời gian lên men 16h có sục khơng khí - Dựa vào cơng thức tính tốn cân vật chất, nhà máy sử dụng 824 lít rỉ đường cho ngày sản xuất - Dựa vào cân vật chất tính được,em chọn thiết bị nhà máy: thiết bị thủy phân rỉ đường, máy lọc khung bản, thiết bị trùng làm nguội, thiết bị lên men, thiết bị ly tâm, máy nghiền bi, thiết bị trích ly, máy lọc tinh, thiết bị đặc, thiết bị kết tủa, máy nghiền búa, thiết bị đóng gói… - Tổng số lao động nhà máy 98 người - Nhà máy xây dựng khu đất có kích thước 100 x 63 (m) với phân xưởng sản xuất có khích thước 42 x 24 x 12,6 (m) Hệ số xây dựng 0,4 hệ số sử dụng 0,77 - Nhà máy sử dụng 5184 kg nóng/ngày 99,05 m3 nước/ngày - Trong trình sản xuất nguyên liệu sản phẩm kiểm tra liên tục, đảm bảo điều kiện chất lượng - Nhà máy xây dựng thực theo qui định an toàn lao động SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 100 - Các thiết bị phân phân xưởng xếp theo qui định khoảng cách vẽ mặt - Bản vẽ mặt cắt với mặt cắt thể hết thiết bị - Sơ đồ - nước gồm có đường ống nóng, nước sạch, nước lạnh, nước ngưng, nước thải - Bản vẽ tổng bình đồ nhà máy bố trí hợp lý, theo hướng gió đơng nam 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 Em mong nhận dẫn thầy ý kiến đóng góp từ bạn bè để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực Lê Thị Thủy Tuyên SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Bùi Xuân Đông (2015) Công nghệ enzyme Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng (lưu hành nội bộ) [2] Lê Lý Thùy Trâm (2014) Công nghệ vi sinh vật Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng (lưu hành nội bộ) Trang 31 – 33 [3] Lê Văn Hồng (2004) Các q trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [4] Lê Văn Nhương, Nguyễn Văn Cách (2009) Cơ sở Công nghệ sinh học, Tập – Công nghệ vi sinh NXB giáo dục Việt Nam [5] Trần Thế Truyền (2006) Cơ sở thiết kế nhà máy Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng (lưu hành nội bộ) [6] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (1992) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, Tập NXB Đại học Kỹ thuật Hà Nội [7] Trương Minh Hạnh (2013) Bài giảng Công nghệ dược phẩm Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng (lưu hành nội bộ) Tài liệu tiếng nước [8] Michiel Janssen (2006) Properties of Immobilised Penicillin G Acylase in βLactam Antibiotic Synthesis [9] J Rajendhran, V Krishnakumar and P Gunasekaran (2002) Optimization of a fermentation medium for the production of Penicillin G acylase from Bacillus sp Tạp chí Wiley Online Library [10] J Rajendhran, V Krishnakumar and P Gunasekaran (2003) Production of Penicillin G acylase from Bacillus sp.: Effect of medium components Springer link [11] V.I Tishkov, S.S Savin, and A.S Yasnaya (2010) Protein Engineering of Penicillin Acylase Acta Naturae Tài liệu từ Internet [12] Vị trí địa lí Quảng Ngải (truy cập ngày 25/02/2017) https://vi.wikipedia.org/wiki/Qu%E1%BA%A3ng_Ng%C3%A3i [13] Vi khuẩn Bacillus sp (truy cập ngày 04/03/2017) https://vi.wikipedia.org/wiki/Tr%E1%BB%B1c_khu%E1%BA%A9n [14] Máy lọc khung (truy cập ngày 19/03/2017) http://www.chodansinh.net/view-54660/m%C3%81y-%C3%89p-khungb%E1%BA%A2n -m%C3%81y-%C3%89p-b%C3%99n-/ [15] Thiết bị trùng làm nguội (truy cập ngày 19/03/2017) SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 102 http://tailieu.tv/tai-lieu/giao-an-mon-hoc-thiet-bi-thuc-pham-18505/ [16] Thiết bị ly tâm (truy cập ngày 19/03/2017) http://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugalseparators/Separators/ FEUX [17] Máy lọc khung (truy cập ngày 19/03/2017) http://hoahocngaynay.com/vi/nghien-cuu-giang-day/quy-trinh-hoa-hoc/1378thiet-bi-loc-khung-ban.html [18] Thiết bị ly tâm (truy cập ngày 19/03/2017) https://voer.edu.vn/m/may-ly-tam-phan-ly/614faf6b [19] Máy nghiền bi (truy cập ngày 20/03/2017) http://victoryvietnam.com.vn/news/985/May-nghien-bi.html [20] Thiết bị cô đặc (truy cập ngày 20/03/2017) http://www.ttmindustry.vn/default.asp?prod=7&view=62 http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-thiet-bi-co-dac-mot-noi-co-ong-tuan-hoantrung-tam-8510/ [21] CaCl2 (truy cập ngày 20/03/2017) https://vi.wikipedia.org/wiki/Canxi_clorua [22] Thiết bị ly tâm lạnh (truy cập ngày 20/03/2017) http://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugalseparators/Separators/ FEUX/ [23] Máy sấy chân không băng tải (truy cập ngày 20/03/2017) http://ttmindustry.vn/default.asp?prod=56&sp=51&view=215 [24] Máy nghiền búa (truy cập ngày 20/03/2017) https://voer.edu.vn/m/thiet-bi-de-nghien-tieu-chuan-hoa/feb8bcfc [25] Thiết bị đóng gói (truy cập ngày 20/03/2017) http://www.alibaba.com/product-detail/vibration-granule-quantitative-packingmachine_1966106765.html [26] Bơm ly tâm (truy cập ngày 21/03/2017) http://www.lcpumps.com/english/ProductView.aspx?parm=livewater&gclid=Cj 0KEQjwle4BRCwqeWkv8TWqOoBEiQAMocbP81cgx8mOWoiXcIpFK2Qfhd8urgB eA8lzkxUnpv2kaAlVf8P8HAQ [27] Vít tải (truy cập ngày 21/03/2017) http://www.alibaba.com/product-detail/GX15-screw-conveyor_501701689.html SVTH: LÊ THỊ THỦY TUYÊN_12SH GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 103 ... Đông Tên đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY LỜI CẢM ƠN Với cố gắng, nỗ lực thân với quan tâm giúp... tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PENICILLIN ACYLASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BACILLUS SP VỚI NĂNG SUẤT 100 KG SẢN PHẨM/NGÀY LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp với đề tài ? ?Thiết. .. thông đường thủy liên hệ với với vùng nước nước giới 1.2.11 Năng suất nhà máy Nhà máy sản xuất enzyme penicillin acylase phương pháp lên men Bacillus sp với suất 100 kg sản phẩm/ngày SVTH: LÊ THỊ