Dây chuyền công nghệ của một hệ thống xử lý hoàn chỉnh có thể chia làm bốn khối:
- Khối xử lý cơ học: nước thải theo thứ tự qua: song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa và bể lắng đợt hai.
- Khối xử lý sinh học: nước thải thứ tự qua: khối xử lý cơ học, công trình xử lý sinh học, bể lắng đợt hai.
- Khối khử trùng: nước thải sau khi qua hệ thống cơ học hoặc xử lý sinh học thì được hòa trộn cùng chất khử trùng và cho tới bể trộn, bể tiếp xúc. Phản ứng diễn ra ở bể tiếp xúc.
- Khối xử lý cặn: bể lắng, công trình làm khô cặn
Hình 9.1. Sơ đồ tổng quát dây chuyền công nghệ:
1.Song chắn rác 1a.Máy nghiền rác Đường nước
2.Bể lắng cát 2a.Sân phơi rác Đường cặn 3.Bể lắng đợt I 4.Công trình xử lý sinh học Đường phân chia
5.Bể lắng lần II 6.Máng trộn I.Khối xử lý cơ học
7.Bể tiếp xúc 8.Công trình xử lý cặn II.Khối xử lý sinh học
9.Công trình làm khô cặn III.Khối khử trùng IV.Khối xử lý cặn
Hình 9.2. Dây chuyền và thuyết minh dây chuyền công nghệ: 1 2a 2 3 I IV II III 5 4 7 6 8 9
Chú thích:
1.Bể chứa song chắn rác 4.Bể lắng đợt 1 9.Sân phơi bùn
1a.Bể chứa cát 5.Bể Aeroten 10.Bể khử trùng nước thải 2.Bể lắng cát 6.Bể lắng đợt 2 Đường nước thải
2a.Bể chứa rác nghiền 7.Bể lắng bùn Đường cặn 3.Bể điều hòa 8.Bình phân phối khí ga Đường khí ga
Nước thải nhà máy theo đường cống dẫn chung được đưa vào hệ thống xử lý. Nước thải sau khi qua bể chắn rác một phần nước thô và bã vụn được giữ lại,
1 2 3 4 1a 2a 5 8 7 6 8 ' 9 10
phần bã có thể được nghiền và đưa trở lại trước song chắn hoặc đưa vào bể chứa rác sau được đưa ra ngoài bãi thải. Nước thải sau khi qua song chắn rác theo máng dẫn vào bể lắng cát ngang tại đây các chất rắn có khối lượng riêng lớn chủ yếu là cát được lắng và thu hồi bằng bơm và đưa ra hố chứa cát. Sau khi qua bể lắng cát nước thải vào bể điều hòa lưu lượng và được bơm qua bể lắng đợt 1. Thành phần cặn lắng ở đây chủ yếu là các chất lơ lửng, chất keo tụ, sau khi qua bể lắng hàm lượng chất rắn lơ lửng giảm xuống một nữa từ 180mg/l xuống còn 90mg/l. Trị số BOD còn 225mg/l. Nguồn cặn lắng ở đây gọi là cặn tươi được đưa vào bể lên men yếm khí.
Nước thải được ống dẫn vào bể xử lý sinh học hiếu khí Aeroten tại đây nhờ sự khuấy trộn hoàn chỉnh của thiết bị làm thoáng cơ học và nguồn vi sinh vật sẵn có trong nước thải các chất bẩn đóng vai trò làm nguồn cơ chất được vi sinh vật sử dụng và tạo thành các bông tụ (bùn hoạt tính).
Các bông tụ này sau khi được hình thành trong khoảng thời gian lên men thoáng khí được đưa qua bể lắng 2. Sau khi lắng một phần lớn bùn hoạt tính được tuần hoàn lại bể aeroten đóng vai trò là nguồn cung cấp vi sinh vật cho quá trình lên men. Phần còn lại được đưa tới bể nén bùn có tác dụng giảm ẩm và thể tích trước khi đưa qua bể lên men yếm khí (bể mêtan). Tại bể mêtan dưới sự hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí các chất hưu cơ được phân hủy tạo khí ga, nguồn khí ga này được sử dụng trở lại để làm hơi nóng cung cấp cho qua trình lên men này nhằm giảm bớt chi phí.
Bùn hoạt tính và cặn tươi sau khi qua bể lên men yếm khí được dẫn ra sân phơi bùn hoặc được xe xitec đưa đi làm phân bón cho đồng ruộng.
Phần nước thải sau khi qua bể lắng 2 được đưa vào máng xáo trộn và tiếp xúc với dung dịch clorua vôi nhằm hạn chế tối đa khả năng gây bệnh của vi sinh vật có trong nước sau khi xử lý.
Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp được thải ra nguồn theo TCVN 4595-1995.
KẾT LUẬN
Qua hơn 3 tháng nhận đề tài dưới sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Hoàng Minh cùng với sự nỗ lực của bản thân, cho đến nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Việc thiết kế nhà máy sản xuất enzim α_amylaza bằng phương pháp nuôi bề sâu mang lại nhiều lợi ích cho các nghành công nghiệp khác như: Dệt may, sản xuất bia rượu, tẩy rửa…Mặt dù ở nước ta công nghệ về enzim chưa phát triển xứng tầm với sự phát triển chung của các nghành khác. Nhưng để tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên sẵn có của nước nhà nói chung và đặc biệt miền trung nói riêng thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất chế phẩm enzim thô dạng bột là rất cần thiết.
Qua lần làm đồ án này em đã rút ra một số kinh nghiệm: • Nắm vững được dây chuyền công nghệ.
• Nắm bắt được nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị.
• Rút được nhiều kinh nghiệm quý báu trong việc thiết kế nhà máy. Tuy nhiên do thời gian còn hạn chế tài liệu còn thiếu, thời gian tham quan thực tế không có nhiều nên không tránh khỏi nhiều sai sót.
Kính mong các thầy cô giáo và các bạn đọc góp ý kiến giúp đỡ để cuốn đồ án được hoàn thiện và phong phú hơn.
Đà nẵng, ngày tháng năm 2012
Sinh viên thực hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 . Nguyễn Đức Lượng . “Bài giảng môn Công nghệ vi sinh vật tập 1”.
2 .PGS. TS Đặng Thị Thu (chủ biên). “Công nghệ enzim Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật”.
3 .PGS. TS Lương Đức Phẩm. “Công nghệ vi sinh vật. Nhà xuất bản nông
nghiệp”.
4. PGS. TSKH Lê Văn Hoàng. “Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học
trong công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà Nội, 2004”.
5. “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 1. Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật”.
6. “Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 2. Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật”.
7.Lê Xuân Phương. “Vi sinh vật công nghiệp. Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội”. 8.Trần Thế Truyền. “Cơ sở thiết kế nhà máy. Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng”. 9. Nguyễn Trọng Cẩn (chủ biên). “Công nghệ enzim. Nhà xuất bản nông nghiệp
Thành Phố Hồ Chí Minh”.
LỜI NÓI ĐẦU...1
CHƯƠNG 1...2
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT...2
1.1. Đặc điểm tự nhiên:...2
1.2. Nguồn nguyên liệu:...3
1.3. Hợp tác hoá:...3
1.4. Nguồn cung cấp điện:...3
1.5. Nguồn cung cấp nhiệt :...3
1.6. Nguồn nước và vấn đề nước thải nhà máy:...3
1.7. Giao thông :...4
1.8. Nguồn lao động:...4
1.9. Năng suất nhà máy:...4
CHƯƠNG 2...5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU...5
2.1. Tổng quan về enzyme amylase ...5
2.2. Phân loại...5
2.3. Hệ enzyme amylase: ...6
2.3.1. Enzyme α-amylase (α-1,4-glucanohydrolase)...6
2.3.2. Enzyme β-Amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase):...9
2.3.3. Enzyme γ-Amylase (glucoamylase)...10
2.3.4. Oligo 1,6-glucosidase (dextrinase tới hạn)...12
2.3.5. Enzyme pullulanase (α-dextrin6-glucosidase) ...12
2.3.6. α-glucosidase hay maltase (α-D,glucoside-glucohydrolase)...12
2.4. Ứng dụng ...13
2.4.1. Ứng dụng amylase trong sản xuất bia...13
2.4.2. Ứng dụng amylase trong sản xuất cồn ...14
2.4.3. Ứng dụng amylase trong chế biến thực phẩm gia súc...15
2.4.4. Ứng dụng enzym amylase trong công nghiệp dệt...15
2.5. Hệ sinh vật phân giải enzyme amylase...15
2.5.1. Vai trò của giống trong công nghệ enzyme:...16
2.5.2. Yêu cầu giống Vi sinh vật...16
2.3.3. Giới thiệu về chủng nấm mốc Aspergillus oryzae 3 – 9 – 15...17
2.3.4. Nuôi cấy bằng phương pháp bề sâu...18
CHƯƠNG 3...20
LỰA CHỌN VÀ THYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ...20
3.1. Ưu nhược điểm của phương pháp nuôi cấy bề sâu: ...20
3.2. Sơ đồ công nghệ phương pháp nuôi cấy bề sâu:...21
3.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:...23
3.3.1. Môi trường: ...23
3.3.2. Chọn giống và nhân giống:...23
3.3.3. Nuôi cấy (lên men):...23
PHẦN 4...26
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT...26
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy:...26
4.2. Cân bằng vật chất:...27
4.2.1. Cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu ngô mảnh:...27
4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất : ...28
CHƯƠNG 5...32
5.1. Silo chứa ngô mảnh:...32
5.2. Thiết bị phân li từ tính (t4,79)...34
5.3. Bộ định lượng kiểu vít tải (4,t83)...35
5.4. Thiết bị nghiền một cặp trục:...36
5.5. Gàu tải: (4,t54) ...36
5.6. Thiết bị hòa tan các muối vô cơ:...38
5.7. Thiết bị đảo trộn tạo môi trường lên men(4,t95)...38
5.8. Thiết bị tiệt trùng môi trường dinh dưỡng dạng liên tục YHC – 20 (4, t114) ...41
5.9. Thiết bị lên men:...42
5.9.1. Tính thể tích của thiết bị lên men: (Vtb)...42
5.9.2. Chọn bộ khuấy đảo và công suất động cơ:...44
5.9.3. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men:...44
5.10. Thiết bị lọc: ...47
5.11. Thiết bị cô đặc: ...47
5.11.1. Khối lượng nước bốc hơi trong quá trình cô đặc:...48
5.11.2. Tính kích thước buồng đốt:...49
5.11.3. Tính thiết bị ngưng tụ barômet:...51
5.12. Thiết bị sấy phun:...53
5.13. Các thiết bị nhân giống cho sản xuất:...55
5.14. Tính và chọn bơm (5, t 440_453)...56
5.14.1. Bơm nước để hoà môi trường:...56
5.14.2. Bơm nước chiết mầm mạch:...57
5.14.3. Bơm môi trường đi thanh trùng:...57
5.14.4. Bơm canh trường đi lọc:...58
5.14.5. Bơm giống từ thiết bị nhân giống vào thiết bị lên men:...58
5.15. Máy nén và bơm tạo độ chân không:...59
5.15.1. Máy nén:(5,t 514) ...59
5.15.2. Bơm chân không:(5,t 513)...59
5.16. Bộ lọc tiệt trùng không khí và quạt:(4, tr 129)...59
5.16.1. Chọn bộ lọc sạch bằng vải: Petrianova...59
5.16.2. Quạt:...61
5.17. Tính tank:...61
5.17.1. Tính tank chứa môi trường sau khi khuấy trộn:...61
5.17.2. Tính tank chứa chế phẩm enzim sau khi lọc:...61
5.17.3. Tính tank chứa chế phẩm enzim sau khi cô đặc:...62
5.18. Băng tải làm nguội sản phẩm: ...63
5.19. Sơ đồ dây chuyền tự động định lượng phân chia bao gói: ...63
CHƯƠNG 6...67
TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG...67
6.1. Sơ đồ tổ chức của nhà máy sản xuất enzim α – amylaza:...67
6.1.1. Phòng tổ chức hành chính :...67
6.1.2. Phòng tài vụ:...67
6.1.3. Phòng kinh doanh:...67
6.1.4. Phòng KCS và vi sinh:...68
6.1.5. Phân xưởng sản xuất:...68
6.1.6. Phân xưởng cơ điện:...68
6.2. Bố trí nhân sự:...68
6.2.1. Số công nhân thao tác công nghệ:...68
6.2.3. Bộ phận kinh doanh: ...69
6.3. Tính xây dựng công trình:`...70
6.3.1. Kho chứa nguyên vật liệu:...70
6.3.2.. Phân xưởng sản xuất chính: ...70
6.3.3. Kho thành phẩm: ...70
6.3.4. Phòng KCS:...70
6.3.5. Trạm biến áp: ...70
6.3.6. Trạm bơm: ...70
6.3.7. Nhà hành chính và phục vụ khác:...70
6.3.8. Phân xưởng điện cơ: ...71
6.3.9. Nhà để xe ôtô: ...71
6.2.10. Nhà để xe môtô cho cán bộ công nhân viên:...71
6.2.11. Nhà ăn: ...71
6.2.12. Nhà vệ sinh:...71
6.2.13. Đài chứa nước: ...72
6.2.14. Bể chứa nước ngầm: ...72
6.2.15. Bể xử lý nước thải:...72
6.2.16. Nhà bảo vệ: ...72
6.2.17. Trạm phát điện dự phòng: ...72
6.2.18. Phân xưởng lò hơi:...72
6.2.19. Kho hóa chất:...72
CHƯƠNG 7...74
TÍNH - NƯỚC – HƠI...74
7.1. Tính nước:...74
7.1.1. Nước dùng cho phân xưởng sản xuất:...74
7.1.2. Nước dùng cho nhà vệ sinh và sinh hoạt:...74
7.1.3. Tính nước cần cho nhà ăn:...75
7.1.4. Nước rửa dụng cụ và vệ sinh thiết bị:...75
7.1.5. Nước dùng cho chữa cháy và phụ vụ các công việc khác:...75
7.2. Tính hơi:...76
7.2.1. Công đoạn sấy: ...76
7.2.2. Tính hơi cung cấp cho quá trình thanh trùng:...76
7.2.3. Tính hơi cho quá trình cô đặc:...76
7.2.4. Lượng hơi cần trong một ngày sản xuất:...76
7.3. Tính phí nguyên liệu...77 7.2.1. Dầu FO...77 7.2.2. Dầu DO...77 7.2.3. Dầu nhờn...78 7.2.4. Mỡ bôi trơn...78 CHƯƠNG 8...78
KIỂM TRA CÁC CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT...78
VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM...78
8.1. Kiểm tra nguyên liệu...78
8.1.1. Ngô mảnh:...78
8.1.2. Nguồn muối vô cơ:...79
8.1.3. Nước...79
8.2. Kiểm tra trên các công đoạn sản xuất...79
8.2.1. Công đoạn làm sạch và nghiền. ...79
8.2.3. Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm: ...80
8.3. Kiểm tra sản phẩm:...80
CHƯƠNG 9...81
AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP...81
9.1. An toàn lao động:...81
9.1.1. Những nguyên nhân thường gây ra tại nạn:...81
9.1.2. Những biện pháp hạn chế gây ra tai nạn lao động:...82
9.1.3. Những yêu cầu cụ thể:...82
9.2. Vệ sinh công nghiệp:...84
9.2.1. Vệ sinh cá nhân:...84
9.2.2. Vệ sinh máy móc thiết bị:...84
9.2.3. Vệ sinh nhà máy:...84
9.3. Xử lý nước thải:...84
KẾT LUẬN...89
TÀI LIỆU THAM KHẢO...90
LỜI NÓI ĐẦU...1
CHƯƠNG 1...2
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT...2
1.1. Đặc điểm tự nhiên:...2
1.2. Nguồn nguyên liệu:...3
1.3. Hợp tác hoá:...3
1.4. Nguồn cung cấp điện:...3
1.5. Nguồn cung cấp nhiệt :...3
1.6. Nguồn nước và vấn đề nước thải nhà máy:...3
1.7. Giao thông :...4
1.8. Nguồn lao động:...4
1.9. Năng suất nhà máy:...4
CHƯƠNG 2...5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU...5
2.1. Tổng quan về enzyme amylase ...5
2.2. Phân loại...5
2.3. Hệ enzyme amylase: ...6
2.3.1. Enzyme α-amylase (α-1,4-glucanohydrolase)...6
2.3.2. Enzyme β-Amylase (β-1,4-glucan-maltohydrolase):...9
2.3.3. Enzyme γ-Amylase (glucoamylase)...10
2.3.4. Oligo 1,6-glucosidase (dextrinase tới hạn)...12
2.3.5. Enzyme pullulanase (α-dextrin6-glucosidase) ...12
2.3.6. α-glucosidase hay maltase (α-D,glucoside-glucohydrolase)...12
2.4. Ứng dụng ...13
2.4.1. Ứng dụng amylase trong sản xuất bia...13
2.4.2. Ứng dụng amylase trong sản xuất cồn ...14
2.4.3. Ứng dụng amylase trong chế biến thực phẩm gia súc...15
2.4.4. Ứng dụng enzym amylase trong công nghiệp dệt...15
2.5. Hệ sinh vật phân giải enzyme amylase...15
2.5.1. Vai trò của giống trong công nghệ enzyme:...16
2.5.2. Yêu cầu giống Vi sinh vật...16
2.3.3. Giới thiệu về chủng nấm mốc Aspergillus oryzae 3 – 9 – 15...17
2.3.4. Nuôi cấy bằng phương pháp bề sâu...18
LỰA CHỌN VÀ THYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ...20
3.1. Ưu nhược điểm của phương pháp nuôi cấy bề sâu: ...20
3.2. Sơ đồ công nghệ phương pháp nuôi cấy bề sâu:...21
Hình 3.1. Quy trình phương pháp nuôi cấy bề sâu...21
3.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:...23
3.3.1. Môi trường: ...23
3.3.2. Chọn giống và nhân giống:...23
3.3.3. Nuôi cấy (lên men):...23
PHẦN 4...26
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT...26
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy:...26
Bảng 4.1. Kế hoạch sản xuất của phân xưởng sản xuất trong năm...26
Bảng 4.2. Số ca làm việc cho các tháng và cả năm...26
4.2. Cân bằng vật chất:...27
Bảng 4.3. Mức hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn...27
4.2.1. Cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu ngô mảnh:...27
4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất : ...28
Bảng 4.4. Lượng nguyên liệu cần cho một ngày sản xuất:...31
Bảng 4.5. Tổng kết về nguyên liệu bán thành phẩm trong một ngày....32
CHƯƠNG 5...32
CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ...32
5.1. Silo chứa ngô mảnh:...32
5.2. Thiết bị phân li từ tính (t4,79)...34
Bảng 5.1. Đặc tính kỹ thuật của máy:...34
5.3. Bộ định lượng kiểu vít tải (4,t83)...35
5.4. Thiết bị nghiền một cặp trục:...36
5.5. Gàu tải: (4,t54) ...36
5.6. Thiết bị hòa tan các muối vô cơ:...38
5.7. Thiết bị đảo trộn tạo môi trường lên men(4,t95)...38
5.8. Thiết bị tiệt trùng môi trường dinh dưỡng dạng liên tục YHC – 20 (4, t114) ...41
5.9. Thiết bị lên men:...42
5.9.1. Tính thể tích của thiết bị lên men: (Vtb)...42
5.9.2. Chọn bộ khuấy đảo và công suất động cơ:...44
5.9.3. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men:...44
5.10. Thiết bị lọc: ...47
5.11. Thiết bị cô đặc: ...47
5.11.1. Khối lượng nước bốc hơi trong quá trình cô đặc:...48
5.11.2. Tính kích thước buồng đốt:...49
5.11.3. Tính thiết bị ngưng tụ barômet:...51
5.12. Thiết bị sấy phun:...53
5.13. Các thiết bị nhân giống cho sản xuất:...55
5.14. Tính và chọn bơm (5, t 440_453)...56
5.14.1. Bơm nước để hoà môi trường:...56
5.14.2. Bơm nước chiết mầm mạch:...57
5.14.4. Bơm canh trường đi lọc:...58
5.14.5. Bơm giống từ thiết bị nhân giống vào thiết bị lên men:...58
5.15. Máy nén và bơm tạo độ chân không:...59
5.15.1. Máy nén:(5,t 514) ...59
5.15.2. Bơm chân không:(5,t 513)...59
5.16. Bộ lọc tiệt trùng không khí và quạt:(4, tr 129)...59
5.16.1. Chọn bộ lọc sạch bằng vải: Petrianova...59
Bảng 5.2. Các đặc tính của bộ lọc tinh:...60
5.16.2. Quạt:...61
5.17. Tính tank:...61
5.17.1. Tính tank chứa môi trường sau khi khuấy trộn:...61
5.17.2. Tính tank chứa chế phẩm enzim sau khi lọc:...61
5.17.3. Tính tank chứa chế phẩm enzim sau khi cô đặc:...62
5.18. Băng tải làm nguội sản phẩm: ...63
5.19. Sơ đồ dây chuyền tự động định lượng phân chia bao gói: ...63
Bảng 5.3. Bảng tổng kết thiết bị toàn phân xưởng...65
CHƯƠNG 6...67
TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG...67
6.1. Sơ đồ tổ chức của nhà máy sản xuất enzim α – amylaza:...67
6.1.1. Phòng tổ chức hành chính :...67
6.1.2. Phòng tài vụ:...67
6.1.3. Phòng kinh doanh:...67
6.1.4. Phòng KCS và vi sinh:...68
6.1.5. Phân xưởng sản xuất:...68
6.1.6. Phân xưởng cơ điện:...68
6.2. Bố trí nhân sự:...68
6.2.1. Số công nhân thao tác công nghệ:...68
6.2.2. Số công nhân ở các bộ phận phụ:...69