Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic bằng phương pháp lên men

Phương pháp kết hợp

Phương pháp vi sinh vật tổng hợp nên axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và gluxit mất nhiều thời gian, do đó người ta lợi dụng các phản ứng tổng hợp tạo ra những chất có cấu tạo gần giống axit amin, từ đấy lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra axit amin. Phương pháp này tuy nhanh nhưng yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng nghiên cứu chứ ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất.

Chủng vi sinh vật

Với những trình bày ở trên thì phương pháp lên men có nhiều ưu thế hơn hết trong việc sản xuất axit glutamic. Nên đối với đề tài thiết kế này tôi chọn phương pháp lên men để sản xuất axit glutamic.

Qui trình sản xuất axit glutamic

Đây là phương pháp kết hợp giữa tổng hợp hóa học và vi sinh vật học.

Thuyết minh qui trình 1. Xử lí nguyên liệu

Sau thời gian lưu khoảng 60h để tinh thể CaSO4 có kích thước lớn, đem ly tâm hỗn hợp sau xử lý để phân tách hai thành phần: Phần lỏng được đưa vào tank để thực hiện tiếp quá trình xử lý trước khi tiến hành lên men, phần rắn gồm CaSO4, K2SO4, CaK2(SO4)2 tiếp tục ly tâm lần hai để thu dịch lỏng còn phần rắn được cung cấp cho nhà máy phân bón. Quá trình này được thực hiện trong cùng một thiết bị nhằm đưa pH của dung dịch axit glutamic giảm đến điểm đẳng điện rồi hạ nhiệt độ để axit gulamic kết tinh lại sau đó tiến hành ly tâm.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

• Tính cân bằng vật chất
• Nhân giống

Ta phải tiến hành nhân giống nhiều cấp, ở đây ta chọn quá trình nhân giống ba cấp, mới đủ giống tiếp vào lên men. Điều kiện nuôi cấy: Ống được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 5oC, hai tháng cấy lại một lần, sáu tháng phân lập và tuyển chọn nòi có hiệu lực cao.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

• Thiết bị xử lý nguyên liệu 1. Nguyên liệu rỉ đường
• Thiết bị nhân giống
• Thùng chứa nguyên liệu và bán thành phẩm
• Thiết bị vận chuyển

Thùng pha loãng rỉ đường được đặt bên dưới thùng định lượng để dịch rỉ đường có thể tự chảy vào thiết bị pha loãng. Thùng định lượng lượng tinh bột cho một ca sản xuất là thiết bị dạng hình trụ, có đáy dạng hình nón, có nắp bằng. Thiết bị hòa tan tinh bột có cấu tạo dạng hình trụ tròn bên trong có gắng cánh khoấy để khoấy tinh bột khi tinh bột được tự chảy từ thùng định lượng xuống.

Khối lượng axit glutamic cần được lọc là: maxit glutamic = 67,29 kg/h Chọn thiết bị lọc belt fillter press có năng suất là 100 kg/h và Diện tích bề mặt băng tải 3 m2. Dịch đường sau khi qua thiết bị thanh trùng được chảy vào thùng chứa này rồi được bơm liên tục vào thiết bị lên men. Thùng này được đặt thấp so với các thiết bị tinh chế để sau khi xử lý thì dịch axit được tự chảy vào thùng rồi được bơm đi xử lý tiếp.

Thùng chứa được đặt trệt ngay trên mặt đất để thuận lợi cho tính tự chảy của dịch axit glutamic trong quá trình tinh chế. Bã trong rỉ đường sau khi ly tâm được đưa vào thùng chứa rồi được vận chuyển liên tục ra bên ngoài để cung cấp cho các nhà máy sản xuất phân bón nông nghiệp. Sau khi lọc tách xác vi khuẩn, dịch axit glutamic được chảy vào thùng chứa để được bơm đi xử lý tiếp còn xác vi khuẩn được đưa vào thùng chứa xác rồi được vận chuyển liên tục ra ngoài.

TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG

Tính xây dựng

• Diện tích các công trình 1. Phân xưởng sản xuất chính
• Tính khu đất xây dựng nhà máy 1. Diện tích khu đất

Hai thùng được đặt cạnh nhau và bên cạnh kho nguyên liệu chứa tinh bột để thuận lợi cho cung cấp nguyên liệu cho sản xuất. Là nơi đặt các thiết bị máy móc và các bộ phận gia công máy móc phục vụ sản xuất cho nhà máy. Như vậy tổng diện tích của khu hành chính là 344 m2 chưa kể cầu thang, hành lang, nhà vệ sinh…vv.

Xử lý nước để pha chế dịch lên men và lên men, cho quà trình hòa tan nguyên liệu, cho lò hơi…. Để đảm bảo làm việc liên tục nhà máy có trang bị máy phát điện dự phòng. Ngoài ra để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng nhà máy còn có hệ số sử dụng KSD: KSD =.

FGT: Diện tích đường giao thông, cống rãnh tính bằng 50% tổng diện tích công trình xây dựng.

TÍNH HƠI - NƯỚC

KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY

• An toàn lao động
• Bảo vệ môi trường

Điều kiện cơ bản để đảm bảo an toàn vận hành là phải quan sát thận trọng quy trình tiến hành các thao tác công nghệ của tất cả các công đoạn.Quy trình thao tác bao gồm các phương pháp tiến hành nhằm bảo đảm an toàn vận hành tối đa trên một thiết bị cụ thể, khi khảo sát những điều kiện tiến hành các quy trình loại trừ được khả năng cháy nổ, chấn thương nhiễm độc. Các máy nén khí thường đặt riêng biệt trong các toà nhà một tầng,được thiết kế theo yêu cầu “ tiêu chuẩn phòng cháy .Khi thiết kế xây dựng các xí nghiệp công nghiệp và các vùng dân cư” và “ tiêu chuẩn vệ sinh khi thiết kế các xí nghiệp công nghiệp” cần. Mỗi máy nén đều trang bị hệ thống an toàn, bảo đảm hệ thống tín hiệu ánh sáng và âm thanh khi ngừng nạp nước lạnh, khi tăng nhiệt độ khí nén cao hơn nhiệt độ cho phép và để đảm bảo ngừng máy một cách tự động khi giảm áp suất dầu.

Hiện nay ai cũng thấy rừ là cần nghiờm chỉnh chấp hành cỏc qui định về bảo hộ lao động và kỹ thuật an toàn, và kinh nghiệm cho thấy rằng: việc thường xuyên giải thích các qui định về bảo hộ lao động cho công nhân sẽ đem lại kết quả tốt cho mọi công việc. Độ nhiễm bẩn của dòng nước được đánh giá theo hai chỉ số: COD và BOD (COD - lượng Oxy (mg) để oxy hoá hoàn toàn tất cả các chất nhiễm bẩn hoá học có trong một lít nước thải và BOD -lượng Oxy (mg), mà các vi sinh vật sử dụng để oxy hoá các chất hữu cơ có trong một lít nước thải). Sau hơn 3 tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng cùng với sự hướng dẫn của cô Trương Thị Minh Hạnh đến nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic hiện đại năng suất 480 tấn sản phẩm/năm".

Đây là một đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn, với công nghệ sản xuất axit glutamic bằng phương pháp này chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng một nhà máy sản xuất ở khu vực gia lai để phục vụ cho thị trường trong nước và hướng đến thị trường các nước trong khu vực.