Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme protease từ bacillus subtilis với năng suất 500 tấn sản phẩm năm

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN 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 ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS VỚI NĂNG SUẤT 500 TẤN SẢN PHẨM/ NĂM Người hướng dẫn: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Sinh viên thực hiện: HOÀNG NGỌC QUỐC Số thẻ sinh viên: 107120267 Lớp: 12SH Đà Nẵng, 5/2017 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang i THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM TÓM TẮT Tên đề tài: thiết kế nhà máy sản xuất enzyme protease từ Bacillus subtilis với suất 500 sản phẩm/ năm Sinh viên thực hiện: HOÀNG NGỌC QUỐC Số thẻ SV: 107120267 Lớp: 12SH - Tóm tắt - Nhiệm vụ - Lời cảm ơn - Cam đoan - Mục lục - Lời mở đầu - Danh mục bảng biểu - Danh mục hình vẽ - Mở đầu - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật - Chương 2: Tổng quan tài liệu - Chương 3: Chọn thuyết minh quy trình cơng nghệ - Chương 4: Tính tốn cân vật chất - Chương 5: Tính chọn thiết bị - Chương 6: Tính tổ chức - Chương 7: Tính xây dựng - Chương 8: Tính lượng (điện/hơi/nước) - Chương 9: Kiểm tra sản xuất sản phẩm - Chương 10: An tồn lao động vệ sinh xí nghiệp - Kết luận - Tài liệu tham khảo SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang ii THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: HOÀNG NGỌC QUỐC Số thẻ sinh viên: 107120267 Lớp: 12SH Khoa: Hóa Ngành: Cơng Nghệ Sinh Học Tên đề tài đồ án: thiết kế nhà máy sản xuất enzyme protease từ Bacillus subtilis với suất 500 sản phẩm/ năm Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Năng suất sản xuất nhà máy 500 sản phẩm/ năm Vi sinh vật sử dụng là: Bacillus subtilis Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Các vẽ, đồ thị: Bao gồm vẽ A0 - Sơ đồ dây chuyền sản xuất - Tổng bình đồ nhà máy - Mặt – mặt cắt phân xưởng sản xuất enzyme protease - Mặt – mặt cắt phân xưởng sản xuất enzyme protease - Sơ đồ nước Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Minh Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 27/01/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 15/05/2017 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn …………………… SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC tháng năm 2017 Người hướng dẫn GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang iii THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM LỜI CẢM ƠN Với cố gắng, nỗ lực thân với quan tâm giúp đỡ thường xun, tận tình thầy, bạn khoa giúp tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô môn Công nghệ Sinh học – Khoa Hóa – Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng giúp tơi 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 Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Nguyễn Hồng Minh hướng dẫn tận tình, chu đáo tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến người thân, bạn bè ln giúp đỡ tơi suốt q trình làm đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Hồng Ngọc Quốc SVTH: HỒNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang iv THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đồ án tốt nghiệp trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đữ cho việc thực đồ án tốt nghiệp cảm ơn thông tin trích dẫn đồ án tốt nghiệp rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Hồng Ngọc Quốc SVTH: HỒNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang v THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM MỤC LỤC TÓM TẮT i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỜI CẢM ƠN iv CAM ĐOAN v MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC HÌNH ẢNH xiv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.1 Khí hậu 1.1.2 Vị trí địa lý chiến lược 1.2 Nguồn nguyên liệu 1.3 Hợp tác hoá .4 1.4 Nguồn cung cấp điện 1.5 Nguồn cung cấp nhiệt .4 1.6 Nguồn nước vấn đề nước thải nhà máy 1.7 Giao thông 1.8 Nguồn lao động 1.9 Năng suất nhà máy CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .7 2.1 Protease .7 2.1.1 Khái quát protease 2.1.2 Phân loại protease 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân protease .9 2.1.4 Nguồn thu nhận enzym protease 10 2.1.5 Ứng dụng protease .12 2.2 Tổng quan Bacillus subtilis .15 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang vi THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 2.2.1 Lịch sử phát 15 2.2.2 Phân loại 16 2.2.3 Đặc điểm Bacillus subtilis 16 2.2.4 Hệ enzyme Bacillus subtilis 20 2.3 Phân loại lên men 29 2.3.1 Lên men gián đoạn 29 2.3.3 Lên men bán liên tục 30 2.3.4 Lên men bề mặt 30 2.3.5 Lên men bán rắn 30 2.3.6 Lên men chìm 31 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 33 3.1 Chọn dây chuyền công nghệ 33 3.2 Thuyết minh quy trình 37 3.2.1 Xử lý nguyên liệu 37 3.2.2 Phối trộn 37 3.2.3 Tiệt trùng 38 3.2.4 Nhân giống sản xuất 38 3.2.5 Cấy giống 39 3.2.6 Phân phối giống vào khay 39 3.2.7 Nuôi cấy 39 3.2.8 Thu nhận chế phẩm 40 3.2.9 Trích ly 40 3.2.10 Lọc tinh 41 3.2.11 Cô đặc 41 3.2.12 Kết tủa 41 3.2.13 Ly tâm lạnh 41 3.2.14 Sấy 42 3.2.15 Cân bao gói 42 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 43 4.1 Kế hoạch sản xuất phân xưởng 43 4.1.2 Thành phần môi trường 43 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang vii THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 4.2 Cân vật chất 45 4.2.1 Dây chuyền sản xuất chế phẩm enzyme kỹ thuật .45 4.2.2 Dây chuyền nuôi cấy nhân giống 50 4.2.3 Dây chuyền chuẩn bị môi trường nuôi cấy 53 4.2.4 Môi trường nhân giống 54 4.3 Tổng kết 58 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .60 5.1 Cách chọn tính tốn 60 5.1.1 Chọn thiết bị 60 5.1.2 Tính tốn thiết bị 60 5.2 Tính thiết bị 60 5.2.1 Thiết bị làm bột sắn .60 5.2.2 Thiết bị nghiền bột sắn 61 5.2.3 Thiết bị định lượng 64 5.2.4 Bunke chứa bột sắn .64 5.2.5 Bunke chứa bột tôm 65 5.2.6 Bunke chứa môi trường nuôi cấy trước phân phối vào khay 66 5.2.7 Bunke chứa canh trường sau nuôi cấy 67 5.2.8 Bunke chứa enzyme sau sấy 68 5.2.9 Tính thùng chứa nước 68 5.2.10 Tính thùng chứa dung môi 70 5.2.11 Thiết bị nuôi cấy 71 5.2.12 Máy trộn 72 5.2.13 Thiết bị trùng .73 5.2.14 Thiết bị trích ly 74 5.2.15 Thiết bị lọc khung 76 5.2.16 Thiết bị cô đặc .76 5.2.17 Thiết bị kết tủa .77 5.2.18 Thiết bị ly tâm lạnh .78 5.2.19 Thiết bị sấy phun 79 5.2.20 Thiết bị cân, bao gói 80 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang viii THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 5.2.21 Thiết bị nhân giống 81 5.3 Thiết bị vận chuyển 83 5.3.1 Gàu tải 83 5.3.2 Vít tải 88 5.4 Chọn bơm 89 5.5 Thiết bị trùng khay 90 5.6 Thiết bị vận chuyển khay trước sau trùng 90 5.7 Tủ cấy 91 CHƯƠNG 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 95 6.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 95 6.2 Tính nhân lực nhà máy 95 6.2.1 Chế độ làm việc 95 6.2.2 Nhân lực 95 CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG 98 7.1 Phân xưởng sản xuất 98 7.2 Kho chứa nguyên vật liệu 98 7.3 Kho thành phẩm 98 7.4 Phòng nhân giống 98 7.5 Phòng nuôi vi khuẩn 98 7.6 Phòng điều hòa 98 7.7 Phòng KCS 99 7.8 Trạm biến áp 99 7.9 Trạm bơm 99 7.10 Nhà hành phục vụ khác 99 7.11 Phân xưởng điện 99 7.12 Nhà để xe ôtô 99 7.13 Nhà để xe môtô cho cán công nhân viên 100 7.14 Nhà ăn 100 7.15 Nhà vệ sinh 100 7.16 Đài chứa nước 100 7.17 Bể chứa nước ngầm 100 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang ix THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 7.18 Bể xử lý nước thải 100 7.19 Bể xử lý chất thải rắn 101 7.20 Nhà bảo vệ 101 7.21 Máy phát điện 101 7.22 Phân xưởng lò 101 7.23 Kho vật tư thiết bị .101 CHƯƠNG : TÍNH ĐIỆN, HƠI, NHIỆT, NƯỚC 104 8.1 Tính điện .104 8.1.1 Tính phụ tải chiếu sáng .104 8.1.2 Tính phụ tải động lực 108 8.1.3 Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế 109 8.1.4 Tính điện tiêu thụ hàng năm .110 8.1.5 Chọn máy biến áp 111 8.2 Tính nhiệt 111 8.2.1 Công đoạn sấy .111 8.2.2 Công đoạn tiệt trùng 117 8.2.3 Tính nhiệt lượng để đun nóng nước 121 8.2.4 Tính nhiệt lượng q trình cô đặc 123 8.3 Tính 124 8.3.1 Tính cho công đoạn sấy 124 8.3.2 Tính cho công đoạn tiệt trùng .124 8.3.3 Tính cần cung cấp để đun nóng nước dùng tromg trích ly 124 8.3.4 Tính cho cơng đoạn đặc 124 8.3.5 Công đoạn trùng khay .124 8.3.6 Công đoạn trùng môi trường nhân giống 125 8.3.7 Tổng lượng dùng nhà máy 125 8.4 Tính nhiên liệu 126 8.4.1 Than .126 8.4.2 Dầu DO 128 8.4.3 Xăng 128 8.4.4 Dầu bôi trơn 128 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang x THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM Chọn  = 0,91: Hệ số tổn thất nhiệt mát đường ống, trở lực nhiều nguyên nhân khác: DTT = Dtt  = 176615,91 = 194083,42(kg/ngày) 0,91 Nồi đốt than ghi xích Mă hiệu LHT10/10X Đặc tính kỹ thuật: +Kiểu: Ống nước – tuần hồn tự nhiên +02 Ba lơng dọc ngang +Ghi xích khí hóa q trình cháy +Cấp than, thải xỉ khí hóa +Hiệu suất: 78~82% +Nhiên liệu: Than cám, củi trấu, vỏ hạt, … +Năng suất sinh (kg/h) : 10000 +Áp suất làm việc (kG/cm2) :10 194083,42 = 0,81 10000  24 Số lò cần dùng: Vậy chọn lị 8.4 Tính nhiên liệu 8.4.1 Than ❖ Tính lượng nhiên liệu cần thiết q trình sấy: Lượng nhiên liệu cần thiết tính theo cơng thức sau: G= D  ( I1 − I ) QP  n (kg/h) G = D  ( I1 − I ) Qp  n Trong D: lượng đốt cần thiết (kg/h) +I1: hàm nhiệt khơng khí sau khỏi calorife (kcal/kg) +I0: hàm nhiệt khơng khí trước đưa vào calorife (kcal/kg) +Qp: nhiệt lượng than (kcal/kg) +n: hệ số tác động hữu ích lị đốt +Với SVTH: HỒNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 126 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM +Ds = 2204,81 (kg/h) +I1 = 76,451(kcal/kg) + I0 = 18,164 (kcal/kg) +n = 0,51 Qp = 7800 (kcal/kg) Suy 2204,81 (76,451 − 18,164) = 32,31 (kg/h) 7800  0,51 G1 = Lượng nhiên liệu cần sử dụng năm: G1nam = 32,31 × 24 × 296 = 229530,24 (kg) Vậy lượng than cần thiết cho q trình sấy: 229530,24 (kg/năm) ❖ 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: G2 = D  (ih − i0 ) (kg/ngày) Q  Trong đó: +D: suất thực tế (kg/ngày) D = 196501,55(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 -  = 0,75 Vậy: G2 = 196501,55  (662,3 − 40) = 20903,06(kg / ngày ) 7800  0,75 Hệ số đốt cháy 90% Lượng than thực tế cần cung cấp là: G2tt = 20903,06 = 23225,62(kg / ngày ) 0,9 Lượng than cần cung cấp nồi năm: G2nam = 23225,62 × 296= 6874783,52 (kg) SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 127 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM ❖ Lượng than cần dung năm: Gthan = G1nam + G2nam = 229530,24+ 6874783,52 = 7104313,76 (kg) 8.4.2 Dầu DO Dự phòng để chạy máy phát điện đề phòng trường hợp điện, sử dụng lít/ ngày nên năm sử dụng là: x 296 = 1216 (lít) 8.4.3 Xăng Sử dụng xăng để vận hành xe tải, thiết bị dùng xăng Lượng xăng sử dụng 150 (lít/ngày) Lượng xăng sử dụng năm là: 150 x 296 = 44400 (lít/năm) 8.4.4 Dầu bơi trơn Lượng dầu bôi trơn dùng 20 kg/tháng lương dầu bơi trơn dùng năm là: 20 × 12 = 240 kg/năm 8.5 Tính nước 8.5.1 Nước dùng cho sản xuất Nước dùng sản xuất nước tham gia trực tiếp vào trình sản xuất enzyme protease, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng enzyme, bao gồm: −Lượng nước dùng để phối trộn −Lượng nước dùng để để trích li −Lượng nước dùng nhân giống Lượng nước dùng cho sản xuất ngày : 210503,73 (lít) 8.5.2 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 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 128 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 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: 123153,046 × 0,15 = 31575,56 (lít) 8.5.3 Nước sinh hoạt ❖ Nước cho nhà tắm, vệ sinh Theo nước dùng cho nhà tắm vệ sinh 50 lít/người/ngày, tính cho 30% số người Ta có số người làm việc ngày là: 116 người, Lượng nước dùng cho nhà tắm vệ sinh ngày là: 50 x 116 = 5800 lít/ngày ❖ Nước dùng cho nhà ăn tập thể Theo 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 116 = 3480 lít/ngày ❖ Nước dùng cho tưới cây: Với diện tích xanh 2447,8(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: 2447,8 1000 = 97912 (lít) 25 ❖ Nước dùng cho cứu hoả Theo quy định lượng nước cứu hoả cần 2,5 lít/s [8] dùng 3h nên lượng nước dùng là: 2,5 x x 3600 = 27000 (lít) Lượng nước cho sinh hoạt ngày là: 5800 + 3480 + 97912 + 27000 = 109892 (lít) Vậy tổng lượng nước sử dụng nhà máy năm là: (210503,73 + 31575,56 + 109892) × 296 =104183501,80 (lít) = 104183,51 (m3) SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 129 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất, chất lượng sản phẩm khâu quan trọng ngành cơng nghiệp nói chung, ngành cơng nghiệp sản xuất dược phẩm nói riêng Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm từ khâu ban đầu thành phẩm, đảm bảo cho cơng nhân thao tác quy trình kỹ thuật, tránh mối nguy hại đến sản phẩm tránh gây cố kỹ thuật, hư hại đến máy móc, thiết bị Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá cụ thể tình hình hoạt động nhà máy Đồng thời, qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải thiện kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt nhằm nâng cao suất chất lượng sản phẩm 9.1 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 9.1.1 Tinh bột sắn Muốn có sản phẩm đạt chất lượng yếu tố nguyên liệu đầu vào yếu tố vô quan trọng Khi thu nhận: + Màu sắc: Màu trắng tinh + Mùi: Có mùi đặc trưng tinh bột sắn, không mốc, chua,khét + Trạng thái: Tinh bột sắn phải khơ, rời, mịn, khơng vón cục khơng bốc nóng hay trương nở, không lẫn sạn đá, sâu mọt + Ðộ ẩm: độ ẩm cho phép bảo quản phải nhỏ 13,3% Xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi + Xác định khối lượng riêng Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập vào xilơ Nếu có biến đổi rõ rệt tiêu chất lượng phải báo cho phịng kỹ thuật cơng nghệ để có biện pháp xử lý 9.1.2 Nước dùng để thủy phân tinh bột sắn Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hố nước + Độ cứng cho phép: ÷ mg đương lượng + Độ pH: 6,8 ÷ 7,3 (đo giấy quỳ) SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 130 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM + Độ oxy hoá :  mg Kiểm tra độ Nước sản xuất phải bảo đảm suốt, không màu mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh 9.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 9.2.1 Thủy phân tinh bột sắn, lọc dịch thủy phân Trong trình thủy phân ta cần: +Kiểm tra thường xuyên nhiệt độ, pH đảm bảo thích hợp axit mơi trường Ngồi cịn kiểm tra tốc độ thủy phân, tốc độ nâng nhiệt giữ nhiệt đồng hồ nhiệt kế +Kiểm tra mức độ thủy phân: Dùng iot để kiểm tra +Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào thiết bị pha chế +Kiểm tra độ cuả dịch lọc 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 q 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: Pha đầu giữ 300C, pha sau giữ 22-250C +Áp suất: 1kG/cm2 +Lượng khơng khí: 30÷40m3/giờ cho 1m3 mơi trường +Cơng suất khuấy trộn: kW/m3/giờ +pH trì khoảng 6,5-6,8 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 131 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM +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 suất phải kiểm tra thường xuyên có chiều hướng thay đổi phải chỉnh +pH kiểm tra lần +OD đo độ đục máy so màu thường đo vào thứ 0; 6; 12; 18 +Enzyme đo vào thứ 6; 12; 16; 20; 24; 28; 32; 36 kết thúc q trình 9.2.4 Cơng đoạn sau lên men Cần kiểm tra pH dịch sau lên men để đảm bảo pH 6,8 ÷ 7,4 đạt, hàm lượng enzyme trong dịch khoảng 110kg/m3 dịch lên men Đo pH q trình trích ly Đo pH trình kết tinh Kiểm tra độ ẩm penicillin sau li tâm, ép lọc, sấy 9.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Enzyme protease phải đảm bảo tiêu hoá lý sau: +Độ ẩm đạt 1% +Độ tinh khiết 60% +Thể tích lọ 10 ml, không bị rạn, nứt, hư hỏng +Enzyme protease phải bảo quản nhiệt độ 300C, điều kiện khô Nếu bị ẩm ướt dễ ảnh hưởng đển chất lượng enzyme enzyme protease dễ tan nước +Kiểm tra hoạt độ enzyme SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 132 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG 10.1 An tồn lao động 10.1.1 Tai nạn xảy nguyên nhân sau + Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ + Các thiết bị bảo hộ lao động cịn thiếu khơng đảm bảo + Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao + Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật + Trình độ lành nghề nắm mặt kỹ thuật cơng nhân cịn yếu + Các thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý 10.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động + Tại phân xưởng cần có biển báo quy định vận hành + Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất + Các loại thiết bị có động gàu tải, máy nghiền…phải có che chắn cẩn thận + Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, có áp kế + Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén phải đặt xa nơi đơng người, có áp kế, rơ le nhạy Trước nén khí thiết bị phải kiểm tra kỹ + 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 vơ phận vào khu sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho + Làm theo hướng dẫn sơ đồ qui trình cơng nghệ, tuyệt đối khơng tự ý làm khác Khi cần thay đổi điều phải thơng báo đề nghị trước với trưởng ca người có trách nhiệm 10.1.3 An tồn 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 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 133 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 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 đốn nhận theo nhóm chất vận chuyển 10.1.4 Các trạm khí nén Các máy nén khí thường đặt riêng biệt tồ nhà tầng, thiết kế theo yêu cầu “tiêu chuẩn phịng cháy thiết kế xây dựng xí nghiệp công 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 sổ, 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 10.1.5 Các máy lọc để làm thu hồi khí, bụi Sự nhiễm bẩn khơng khí xảy phòng tập trung loại thiết bị để cấy, lên men, sấy, nghiền Để làm khơng khí khỏi chất nhiễm bẩn cơng nghiệp thường sử dụng thiết bị thu gom khí – bụi Thiết bị để làm khí dễ bốc cháy hay chất dễ nổ trang bị phù hợp với luật an tồn có tính đến đảm bảo làm liên tục 10.1.6 Máy nghiền, sấy Được đặt phòng 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, tắt sau dừng máy 10.1.7 Kỹ thuật an tồn ni 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 nhiễm bẩn khơng khí bụi hữu tạo từ bào tử môi trường dinh dưỡng, bán thành phẩm thành phẩm SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 134 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 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 Hàm lượng bào tử khơng khí khoảng 20000 m3 làm cho cơng 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 môi 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 hoá 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 mơi trường xung quanh cần phải tiến hành vô trùng Hệ thống bảo vệ môi trường xung quanh bao gồm thiết bị làm khơng khí thải, nước rửa thải 10.2.1 Làm khơng khí Khơng khí thải vào khí bị nhiễm tế bào vi sinh vật, bị nhiễm 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 đòi 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 SVTH: HỒNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 135 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM lít nước thải BOD – lượng Oxy (mg), mà vi sinh vật sử dụng để oxy hoá chất hữu có lít nước thải) SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 136 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM KẾT LUẬN Qua tháng nhận đề tài, với nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ tận tình TS Nguyễn Hồng Minh, tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Hiện nay, việc tìm enzyme nâng hoạt lực enzyme cũ mang lại nhiều lợi ích sản xuất đời sống Nhờ đó, chất lượng sống người ngày nâng cao Công nghệ enzyme nước ta mẽ, giai đoạn hưởng ứng ngày hoàn thiện dần lĩnh vực tương lai Do việc thiết kế nhà máy sản xuất enzyme protease từ vi sinh vật phương pháp nuôi cấy bề mặt mang lại nhiều lợi ích cho nhiều ngành cơng nghiệp khác như: dệt may, sản xuất rượu bia, tẩy rửa… Và ứng dụng đề tài mang tính cấp thiết tình hình Việt Nam hội nhập mạnh mẽ với kinh tế giới Qua đồ án giúp củng cố thêm nhiều kiến thức thời gian học vừa qua rút nhiều kinh nghiệm việc thiết kế nhà máy, Tuy nhiên thời gian hạn chế hiểu biết cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót Kính mong thầy giáo bạn đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện SVTH: HỒNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 137 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu sách: Ban xúc tiến đầu tư hỗ trợ doanh nghiệp Đà nẵng (2011) Nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu Đỗ Thị Bích Thủy, Trần Thị Xơ (2004), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố lên khả sinh protease Bacillus subtilis, Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT Bộ Nông nghiệp & PTNT số 12, trang 1667 -1668 Hoàng Văn Chước (1999) - Kỹ thuật sấy - NXB Khoa học kỹ thuật Khóa luận:”Tổng quan enzyme ngoại bào Bacillus Subtilis”, Tống Ngọc Triêm, Khoa Môi trường Công nghệ sinh học, DDH KTCN-TPHCM,2010 Lê Ngọc Tú, La Văn Chử, Phạm Trân Châu, Enzyme vi sinh vật,tập 1,nhà xuất Khoa học kĩ thuật Hà Nội 1982 Nguyễn Đức Lượng “Bài giảng môn Công nghệ vi sinh vật tập 1” Nguyễn Đức Lượng(chủ biên)(2004),Công nghệ enzyme,Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh PGSPGS TSKH Lê Văn Hồng “Các q trình thiết bị cơng nghệ sinh học công nghiệp Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2004” “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật” 10 Tạp chí sinh học tập 4(2)-2006:”Xác định số tính chất hóa lý protease chủng Serratia sp.DT3”, Nguyễn Thị Thảo,Quyền Đình Thi,Lê Thị Thu Hương viện CNSH,Trường ĐH Khoa học tự nhiên,ĐH Quốc gia Hà Nội 11 Ths Trần Xn Ngạch, Bài giảng mơn CƠNG NGHỆ ENZYM 12 Tiểu luận:”Sự tổng hợp ứng dụng enzyme protease”, Nguyễn Ngọc Phúc,Nguyễn Tuấn Anh,Hồ Thị Thùy Dung,Trần Quang Tuyến khoa Sinh học,Đại học Khoa học Huế,2012 13 Trần Quốc Hiền(1), Lê Văn Việt Mẫn(2) (1) Trung tâm Công nghệ Sau thu hoạch, Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II (2) Trường Đại học Bách khoa, ĐHQGHCM( 2006) 14 Tạp chí Nơng Nghiệp – Nơng Thơn – Mơi Trường, kì , tháng 5/2015 15 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, tập 71, số 2, năm 2012 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 138 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 16 Tạp Chí Khoa Học DHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công Nghệ, số 3, 2013 17 Enzyme – GS.TS Mai Xuân Lương, Đại Học Đà Lạt 2005 18 Nghiên cứu ảnh hưởng môi trường đến enzyme protease từ Bacillus Subtilis Đỗ Thị Bích Thủy Trần Thị Xô 2004 19 Proteolytic Enzyme, second edition – Rob Beyond and Judith S Bond Tài liệu internet https://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_subtilis http://www.dhtp.vn/vie/gioi-thieu/tong-quan-tp-da-nang-.html http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8468077/1/ .http://timtailieu.vn/tai-lieu/cac-phuong-phap-chiet-rut-tinh-sach-va-xac-dinh-protein-32517/ http://doc.edu.vn/tai-lieu/nghien-cuu-quy-trinh-san-xuat-enzyme-protease-tu-vi-sinh-vat-11313/ http://luanvan.co/luan-van/thu-nhan-va-tinh-che-enzyme-40820/ http://doc.edu.vn/tai-lieu/nghien-cuu-quy-trinh-san-xuat-enzyme-protease-tu-vi-sinh-vat-11313/ http://enbac.com/Ba-Ria-Vung-Tau/Thiet-bi-VP-va-May-CN/p1745513/May-nghien-muoi-mayxay-muoi-may-nghien-bot-ngu-coc-may-nghien-dau-nanh-ca-phe-may-nghien-bot-hoa-chatkanghe-30B.html http://www.vatgia.com/5608/601159/c%C3%A2n-b%C3%A0n-l%E1%BB%9Bnhs-500-500kg.html 10 http://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugalseparators/Separators/FEUX/ 11 http://luanvan.co/luan-van/seminar-enzyme-protease-51956/ 12 http://www.alibaba.com/product-detail/GX15-screw-conveyor_501701689.html 13 http://www.alibaba.com/product-detail/Series-PT-speed-adjustable-quantitativefeeding_360139253.html 14 http://www.maythucpham.com.vn/index.php?option=com_content&view=article&i d=207:may-thanh-trung-tm-cach-dng-lien-tc&catid=25:cac-thit-b-ch-bin-nongsn&Itemid=176 15 http://www.alibaba.com/product-detail/Chemical-Resistant-ConveyorBelt_1658181496.html 16 http://thietbiphongsach.com/snphm.html?page=shop.product_details&category_id=4&flypage=fly page.tpl&product_id=440 SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 139 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM 17 http://www.alibaba.com/product-detail/CTB-series-6012-Magnetic-Separatorof_321086460.html 18 http://www.alibaba.com/product-detail/200-500kg-h-SG40-hammermill_1580410739.html” 19 http://www.ptmaycongnghiep.com/default.asp?prod=53&sp=51&view=27 20 http://www.ttmindustry.vn/default.asp?prod=7&view=62 21 http://www.alibaba.com/product-detail/self-priming-pump-an pump_1878567373.html 22 http://www.alibaba.com/product-detail/YSDC-B4-Automatic-granule-weighingmachine_1313717274.html SVTH: HOÀNG NGỌC QUỐC GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG MINH Trang 140 ...THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM TÓM TẮT Tên đề tài: thiết kế nhà máy sản xuất enzyme protease từ Bacillus subtilis với suất 500 sản phẩm/ năm. .. 15 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM khiết Bacillus subtilis Gần đây, Bacillus subtilis nghiên cứu, sử dụng rộng rãi giới Từ đó, thuật ngữ ? ?Subtilis. .. Trang THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME PROTEASE TỪ BACILLUS SUBTILIS 500 TẤN SẢN PHẨM/NĂM khơng có nhiều nguồn cung cấp ngun liệu gần với Quảng Nam, Huế, Quảng Trị tỉnh có nhà máy sản xuất chế