Đang tải... (xem toàn văn)
Acid amin là một thành phần cần thiết cho cơ thể. Thiếu một số acid amin là nguyên nhân gây nên bệnh tật hay suy giảm sức khỏe. Trong đó, acid glutamic là một loại acid amin quan trọng, tham gia vào việc cấu tạo nên protein của cơ thể. Trong 20 loại acid amin trong cơ thể thì acid glutamic thuộc loại acid amin thay thế, nghĩa là cơ thể có thể tổng hợp được. Ở điều kiện bình thường, cơ thể không cần acid amin cung cấp từ bên ngoài, mà ngày nay chúng được dùng chủ yếu trong việc sản xuất chất điều vị.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Acid amin thành phần cần thiết cho thể Thiếu số acid amin nguyên nhân gây nên bệnh tật hay suy giảm sức khỏe Trong đó, acid glutamic loại acid amin quan trọng, tham gia vào việc cấu tạo nên protein thể Trong 20 loại acid amin thể acid glutamic thuộc loại acid amin thay thế, nghĩa thể tổng hợp Ở điều kiện bình thường, thể không cần acid amin cung cấp từ bên ngoài, mà ngày chúng dùng chủ yếu việc sản xuất chất điều vị Acid glutamic tìm thấy nhờ Kikunae Ikeda , phân lập acid glutamic từ rong biển [] Tuy nhiên ngày acid glutamic sản xuất từ nguyên liệu tinh bột, rỉ đường, Acid glutamic có vai trò quan trọng y học, sinh học, thực phẩm Đây nguồn nguyên liệu chủ yếu sản xuất bột số chất điều vị khác, mục đích tạo hương vị làm thức ăn thêm ngon Việc sản xuất acid glutamic việc cần thiết, ngành công nghiệp quan trọng cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm nói riêng ngành công nghiệp nói chung Hiện nước ta nhà máy sản xuất acid glutamic, mà phần lớn nhập từ nước ngoài, lợi để xây dựng nhà máy sản xuất acid alutamic cung cấp cho thị trường nước Ở đề tài chọn: “ Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic suất 250000 sản phẩm/năm từ nguyên liệu tinh bột sắnvà rỉ đường mía” Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Phát triển ngành công nghiệp chế biến thực phẩm yêu cầu cần thiết việc phát triển kinh tế nước nhà thời kì đổi Để ngày nâng cao mức sống nhân dân, đáp ứng cầu nước tăng cường mở rộng thị trường xuất khẩu, phát triển ngành thực phẩm đặc biệt ngành sản xuất bột góp phần đem lại lợi nhuận cao cho kinh tế quốc dân Trong đó, acid glutamic nguồn nguyên liệu để sản xuất bột nhu cầu sử dụng acid glutamic nguồn nguyên liệu để sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm, hóa chất, ngày tăng Việc thiết lập nhà máy sản xuất acid glutamic cần thiết có tính kinh tế, giải nhiều sản phẩm nông nghiệp thu hút lượng lớn lao động Thiết lập nhà máy cần quan tâm đến nhiều vấn đề sau: 1.1 Đặc điểm tự nhiên vị trí xây dựng Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch đảm bảo phát triển chung kinh tế địa phương Tôi chọn xây dựng nhà máy tỉnh Bình Dương Bình Dương tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ Việt Nam, nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Phía Bắc giáp tỉnh Bình Phước, phía Nam giáp Thành phố Hồ Chí Minh, phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai, phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh Thành phố Hồ Chí Minh Địa hình tương đối phẳng, hệ thống sông ngòi tài nguyên thiên nhiên phong phú Khí hậu mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với mùa rõ rệt: mùa mưa tháng đến 11, mùa khô tháng 12 đến tháng năm sau Lượng mưa trung bình năm 1800 mm đến 2000 mm Nhiệt độ trung bình năm 26,50C Bình Dương có cửa ngõ giao thương với Thành phố Hồ Chí Minh, trung tâm kinh tế - văn hóa nước, có trục giao thông huyết mạch quốc gia chạy qua quốc lộ 13, quốc lộ 14, đường Hồ Chí Minh, đường Xuyên Á, cách sân bay Tân Sơn Nhất cảng biển từ 10 – 15 km thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội toàn diện Hiện nay, Bình Dương có 28 khu công nghiệp cụm công nghiệp tập trung có tổng diện tích 8700 với 1200 doanh nghiệp nước hoạt động có tổng vốn đăng ký 13 tỷ đôla Mỹ (https://vi.wikipedia.org/wiki/B%C3%ACnh_D%C6%B0%C6%A1ng) Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Từ thông số trên, xin chọn địa điểm đặt nhà máy khu công nghiệp VISIP huyện Thuận An tỉnh Bình Dương, với hướng gió chủ đạo hướng Đông Bắc Hình 1 Bản đồ hành tỉnh Bình Dương 1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguồn nguyên liệu chủ yếu nhà máy tinh bột sắn rỉ đường, thị trường cung cấp nguyên liệu rộng lớn Có thể cung cấp từ nhà máy chế biến tinh bột sắn khu vực huyện Thuận An huyện Tân Uyên như: Công ty TNHH sản xuất hóa chất thương mại dịch vụ Gia Định; Công ty TNHH Tinh bột công nghiệp SUNCHUNG; Công ty TNHH Sản xuất–xuất lương thực Bình Dương, Nguồn nguyên liệu cung cấp từ nhà máy sản xuất tinh bột sắn tỉnh Tây Ninh, Gia Lai, Đắc Lắc, Bà Rịa Vũng Tàu, Rỉ đườg nhập nhà máy sản xuất đường ăn khu vực tỉnh Bình Dương như: Công Ty Cổ Phần Đường Bình Dương, Công Ty Cổ Phần Thương Mại Thành Thành Công, Đặng Thành - Công Ty TNHH Đặng Thành, Việc ổn định nguyên liệu điều kiện thuận lợi cho nhà máy vào hoạt động nâng cao suất, chất lượng tốt 1.3 Khả hợp tác hóa Nhà máy đặt khu công nghiệp VISIP nên việc hợp tác nhà máy nhà máy khác thuận lợi Nhà máy hợp tác mặt với nhà máy khác phương diện kinh tế, kỹ thuật Việc hợp tác hóa nhà máy với nhà máy khác mặt kinh tế kỹ thuật việc liên hợp hóa làm giảm thời gian xây dựng, giảm vốn đầu tư hạ giá Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thành sản phẩm Do nguồn nguyên liệu tinh bột sắn mua từ nhà máy khác, hợp tác với nhà máy khác bao bì, hộp cactoong, sở sản xuất nguyên phụ liệu khác [Th.S Trần Thế Truyền (2006) _Cơ sở thiết kế hà máy_Khoa Hóa_Đại học Bách khoa Đà Nẵng (2006), Tr7] 1.4 Giao thông vận tải Nhà máy thiết kế nằm khu công nghiệp VISIP, nằm gần đường ( đến Thị trấn Lái Thiêu, Bình Dương 1km), gần đường sắt (cách ga Sài Gòn, Thành phố Hồ Chí Minh 25 km), gần đường không (cách sân bay Tân Sơn Nhất 30 km), gần cảng (cách Tân cảng, Thành phố Hồ Chí Minh 22 km), thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên nhiên liệu vào nhà máy vận chuyển sản phẩm [http://viipip.com/ipvn/?ipcode=20&module=info] Vấn đề giao thông không nhằm mục đích xây dựng nhà máy nhanh chóng mà tồn phát triển nhà máy tương lai 1.5 Nguồn cung cấp điện, nhiên liệu Việc sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị chiếu sáng Điện sử dụng thường 110 – 220V/360V Tại chân Khu công nghiệp có trạm biến áp 40 MVA, mạng 22 KV KCN Nhà máy sử dụng lưới điện khu công nghiệp, nhà máy có máy phát điện dự phòng để đảm bảo hoạt động liên tục Nhà máy đặt khu công nghiệp nên nên sử dụng nguồn điện, hơi, nhiên liệu có sẵn khu công nghiệp 1.6 Nguồn cung cấp nước vấn đề xử lý nước thải Nước dùng nhà máy với mục đích chế biến, vệ sinh thiết bị dùng cho sinh hoạt Nguồn cung cấp lấy từ hệ thống cung cấp nước khu công nghiệp Trong khu công nghiệp có Nhà máy cấp nước công suất 12000 m 3/ngày Hệ thống thoát nước xử lý nước thải hoàn chỉnh 1.7 Nguồn nhân công Vì nhà máy đặt khu công nghiệp nên thu hút nhiều cán chuyên môn Cán quản lý cán kỹ thuật nhà máy đào tạo trường đại học Kinh tế, Bách khoa, Tổng hợp, học khu vực thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Do Bình Dương tỉnh lân cận vùng đông dân cư nên việc tuyển chọn Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP công nhân địa phương nhà máy dễ dàng (Dân số Bình Dương năm 2014 tổng cộng 1802500 người) Đây việc tiện lợi cho nhà máy tiện lợi cho việc sinh hoạt lại, giảm công trình nhà ở, giảm chi phí ban đầu 1.8 Thị trường tiêu thụ sản phẩm Nhà máy sản xuất acid glutamic với công nghệ đại, chất lượng tốt có khả tiêu thụ nước, đẩy lùi acid glutamic ngoại nhập tương lai xuất sang nước Tóm lại: Với điều kiện nêu khả xây dựng nhà máy sản xuất acid glutamic khu công nghiệp VISIP, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương hoàn toàn Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu acid glutamic 2.1.1 Khái niệm Acid amin nói chung acid glutamic (L - AG) nói riêng có ý nghĩa to lớn L – AG acid công nghiệp quan trọng, acid amin không thay có vai trò quan trọng trình trao đổi chất người động vật [Sách cô Hạnh] Acid glutamic có công thức phân tử: C5H9O4 Thuộc loại acid amin có chứa nhóm amin hai nhóm cacboxyl Điều chế cách tổng hợp lên men glucid Công thức cấu tạo: HOOC – CH(NH2) – CH2 – CH2 - COOH 2.1.2 Tính chất vật lý Acid L (+) – glutamic (thường gọi acid glutamic) tinh thể không màu, tonc = 247 - 2490C (phân hủy), thăng hoa 2000C, độ quay cực riêng với tia D 220C 310 Ít tan nước, etanol; không tan ete, axeton Đóng vai trò quan trọng việc trao đổi đạm Dùng y học, nghiên cứu sinh hóa, bổ sung vào phần thức ăn Acid L (+) – glutamic có vị thịt, acid D (-) – glutamic vị Hình Cấu trúc phân tử acid glutamic 2.1.3 Tính chất hóa học Thuộc loại acid amin có chứa nhóm amin nhóm cacbonxylic: Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Công thức hóa học: C5H9O4 Công thức cấu tạo: L – AG hòa tan H2O tạo dung dịch có tính acid, làm quỳ tím hóa đỏ Tham gia phản ứng cháy, tác dụng với acid, tác dụng với bazo, tác dụng với muối, tác dụng với rượu tạo hợp chất mang nhóm chức este 2.1.4 Vai trò acid glutamic [sách cô Hạnh] Trong thể người động vật, acid glutamic tham gia vào việc tạo thành protein tạo nên hàng loạt acid amin khác alanine, lơxin, propin, xystin,… Acid glutamic tham gia vào trình chuyển hóa amin, liên kết với NH3 nên có ý nghĩa to lớn việc giảm lượng NH3 giải độc thể Trong thể người, thức ăn thiếu số acid amin alanine, lơxin, acid aspactic, prolin, xerin,… acid glutamic thừa thể sử dụng để tổng hợp acid amin Acid glutamic tham gia cấu tạo nên chất xám chất trắng não, tham gia trình trao đổi protein glucid, kích thích phản ứng oxy hóa não, đóng vai trò quan trọng biến đổi hệ thần kinh trung ương Acid glutamic thành phần myofibril nên có ý nghĩa lớn hoạt động hệ Vì y học, acid glutamic coi chất bổ não, chữa bệnh thần kinh phân lập, bệnh chậm phát triển trí não, tim mạch, bệnh bắp thịt,… Acid glutamic dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp số hóa chất quan trọng: N – acetyl glutamate chất hoạt động bề mặt, vi sinh vật phân giải được, ăn da, dùng rộng rãi công nghiệp mỹ phẩm, xà phòng, dầu gội đầu Acid oxypyrolidicacboxylic, dẫn xuất khác acid glutamic dùng làm chất giữ ẩm mỹ phẩm Acetylglutamat dùng xử lý ô nhiễm nước biển dầu hỏa dầu thực vật gây Acid glutamic tự nhiên phân bổ dạng hợp chất dạng tự do, có thành phần cấu tạo protein động thực vật Trong mô, acid glutamic tạo thành từ NH3 acid α–xetoglutaric Trong sinh vật, đặc biệt vi sinh vật, acid glutamic tổng hợp đường lên men từ nhiều nguồn cacbon Tính an toàn sử dụng acid glutamic: Bột (MSG) muối natri acid glutamic sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm chất tăng hương vị có vị unami, làm tăng thêm hương vị thức ăn có mùi vị thơm ngon, glutamate xảy tự nhiên thực phẩm hầm súp thịt Một niềm tin phổ biến bột gây đau đầu cảm giác khó chịu khác Nhưng Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xét nghiệm mù đôi không tìm thấy chứng để hỗ trợ điều MSG sử dụng 100 năm cho thực phẩm, với số nghiên cứu tiến hành an toàn Tiêu thụ sản xuất loại thực phẩm có hàm lượng muối glutamat cao, có chứa natri glutamat, kéo dài lâu hơn, với chứng sản xuất mát vào khoảng 5500 TCN Các quan quốc tế quốc gia quản lý chất phụ gia thực phẩm xem xét MSG an toàn cho người tiêu dùng chất tăng cường hương vị Trong điều kiện bình thường, người chuyển hóa lượng glutamate tương đối lớn, sản xuất tự nhiên ruột trình thủy phân protein [https://en.wikipedia.org/wiki/Monosodium_glutamate#Safety] 2.2 Phương pháp sản xuất acid glutamic Có nhiều phương pháp để sản xuất acid glutamic từ nguồn nguyên liệu khác Hiện nay, giới có bốn phương pháp 2.2.1 Phương pháp tổng hợp hóa học Phương pháp ứng dụng phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên acid glutamic aminoacid khác từ khí thải công nghiệp dầu hỏa hay ngành khác Ưu điểm: - Có thể sử dụng nguồn nguyên liệu thực phẩm để sản xuất - Tận dụng phế liệu từ công nghiệp hóa dầu Nhược điểm: - Chỉ thực nước có công nghiệp hóa dầu phát triển - Yêu cầu kĩ thuật cao - Tạo hỗn hợp không qua cực D, L – acid glutamic, tăng chi phí cho việc tách L acid glutamic dẫn đến tăng giá thành sản phẩm 2.2.2 Phương pháp thủy phân Phương pháp sử dụng tác nhân hóa chất enzyme để thủy phân nguyên liệu có hàm lượng protein cao, tạo hỗn hợp aminoacid có acid glutamic Sau tách acid glutamic khỏi hỗn hợp phương pháp hóa lý Ưu điểm: - Khống chế quy trình điều kiện sản xuất Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Có thể áp dụng vào sở thủ công, bán giới - Ổn định chất lượng sản phẩm mẻ Nhược điểm: - Cần sử dụng nguyên liệu có hàm lượng protein cao - Sử dụng nhiều thiết bị hóa chất, thiết bị chống ăn mòn - Hiệu suất thấp dẫn đến giá thành cao - Môi trường làm việc bị nhiễm độc acid, ảnh hưởng sức khỏe 2.2.3 Phương pháp sinh tổng hợp (phương pháp lên men) Phương pháp sử dụng rộng rãi để sản xuất acid glutamic cách dùng chủng vi sinh vật có khả tổng hợp acid glutamic để sản xuất Ưu điểm: - Không cần sử dụng nguyên liệu giàu protein - Không phải sử dụng nhiều hóa chất thiết bị chống ăn mòn - Hiệu suất cao, giá thành hạ - Có thể sử dụng loại nguyên liệu khác - Tạo acid glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao Nhược điểm: - Quá trình đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao nghiệm ngặt - Điều kiện khử trùng phải tốt, không giảm hiệu suất thu hồi 2.2.3.1 Phương pháp lên men gián đoạn Nguyên tắc phương pháp tạo α - Ketoglutaric kĩ thuật vi sinh nuôi cấy vi sinh vật Sau đó, chuyển hóa α - Ketoglutaric thành acid glutamic nhờ emzyme aminotransferanse glutamatdehydrogenase Nhược điểm phương pháp dùng nhiều enzyme acid amin làm nguồn amin cho phản ứng dây chuyền nên dùng công nghiệp 2.2.3.2 Phương pháp lên men trực tiếp Nguyên tắc phương pháp sản xuất acid glutamic dịch nuôi cấy loại vi sinh vật Các sinh vật có hệ enzyme đặc biệt chuyển tiếp đường NH3 thành acid glutamic môi trường Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dịch đường có nồng độ chất khô 10% 32oClà 1035,05 (kg/m3) Thể tích dịch pha chế: V = = 5117,99 (m3/ngày) Chọn hệ số chứa đầy: ϕ = 0,8 Thể tích thiết bị: V = = 913,93 (m3) Tính toán tương tự mục (5.3), ta có kích thước thiết bị sau: D = 8,8 (m) h1 = 14,10 (m) Hình 5.6 Thiết bị pha chế dịch lên men h = 0,88 (m) H = 15,86 (m) Số thiết bị: thiết bị, kích thước D = 8,8m, H = 15,86m 5.2.8 Thiết bị trùng dịch pha chế Sử dụng thiết bị trùng dạng mỏng BO1-Y5 [tài liệu 3820] Đặc tính kỹ thuật BO1-Y5: + Năng suất , m3/h: + Số lượng bản, cái: 85 + Bề mặt làm việc bản, m2: 12,1 + Vận tốc sản phẩm, m/s: 0,4 + Vận tốc chất tải nhiệt, m/s: 0,4 + Kích thước bản, mm: 800×255×1,2 + Kích thước thiết bị, mm: 1870×700×1400 + Khối lượng, kg: 430 Theo bảng (4.4), lượng dịch pha chế đem vào trùng, làm nguội mẻ: 5244402,97 (kg/ngày) Thể tích dịch pha chế là: V = 5066,81 (m3/ngày) Số lượng thiết bị sử dụng là: n = = 43 5.2.9 Thùng chứa rỉ đường Thùng chứa rỉ đường hình trụ tròn, đáy hình nón cụt, nắp Rỉ đường đem xử lý có suất 6437017,20 (kg/ngày) Giả sử khối lượng riêng rỉ đường 62% d= 1300,59 (kg/m3) Trang 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thể tích rỉ đường lúc là: Vrỉ ban đầu = = 4949,30 (m3) Chọn hệ số chứa đầy φ = 0,8 ta tích thiết bị chứa rỉ đường ban đầu là: Vthiết bị = = 833,80 (m3) Chọn đường kính thiết bị d = , h1=1,3D, h2= 0,3D H= h1+ h2 x 2+ h3 Vthiết bị = Vtrụ + 2Vcầu Hình 5.7 Thùng chứa rỉ đường Vtrụ = × h1 = 1,02D3 Vcầu = ×h2 x ((h2)2+3d2) = 0,13D3 Vậy : Vthiết bị = Vtrụ + 2Vcầu = 1,28D3 Suy ra: D= 8,8 (m) d= 8,8/2 = 4,4 (m) h1= 8,8 x 1,3 = 11,44 (m) h2= 8,8 × 0,3 = 2,64 (m), h3 = (m) H= 11,44 + 2,64×2 + = 17,72 (m) Số thùng chứa 7, kích thước D = 8,8m, H = 17, 72m Thiết kế bể để bảo quản rỉ đường tính theo số bản: áp suất khí nhiệt độ không khí bên đến -40 0C, tải trọng gió 343 Pa 5.2.10 Thiết bị xử lý rỉ đường Là nồi hai vỏ tương tự như thiết bị dịch hóa Thời gian đường hóa 60h Theo bảng (4.4), lượng dịch đem vào thiết bị mẻ: 6469364,02 (kg/ngày) Tỉ trọng dịch đường 62% 1300,59 kg/m3 Thể tích dịch rỉ đường mẻ là: V= = 4976,43 (m3) Chọn hệ số chứa đầy phần vỏ chứa bên chứa phần vỏ bên là: V = = 710,92 (m3) Trang 53 ϕ = 0,7 Ta tích ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính tương tự thiết bị dịch hóa, ta có: Đường kính vỏ thiết bị: 8,10 (m), chiều cao vỏ trong: 14,58 (m) Chu vi phần vỏ trong: 25,44 (m) Diện tích truyền nhiệt: 371,02 (m2) Đường kính vỏ ngoài: 8,30 (m), chiều cao thiết bị: 14,94 (m) Lượng dùng cho thiết bị dịch hóa tính chương tính Thời gian xử lí 60h nên số thiết bị dự trữ n = 10 x = 25 Vậy số thiết bị xử lý rỉ đường là: 40 thiết bị 5.2.11 Ly tâm rỉ đường Lượng dịch rỉ đường cần ly tâm mẻ: 6404670,38 (kg/h) Thể tích dịch li tâm mẻ là: V = = 4924,43 (m3) Sử dụng máy li tâm liên tục nằm ngang cạo bã vít tải [Lê Văn Hoàng (2004), Các trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ Thuật, Tr 228] Hình 5.8 Thiết bị ly tâm rỉ đường Năng suất tối đa: (m3/h) Đường kính roto: 325 mm Dựa vào tỉ lệ kích thước thiết bị với đường kính rôtô hình 5.8 ta × × có kích thước thiết bị li tâm sau: 4000 1500 1500 (mm) Số thiết bị sử dụng: n = = 35 Trang 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2.12 Thùng pha loãng rỉ đường Theo mục bảng (4.4), lượng dịch đường (từ thủy phân rỉ đường) đem pha loãng mẻ : 2857288,11 (kg/ngày) Khối lượng riêng dịch đường 10% là: 1035,05 (kg/m3) Suy ra, thể tích dịch đem pha loãng: h = 2760,53 (m ) h1 Chọn hệ số chứa đầy thiết bị:0,8 Thể tích thiết bị: = 492,95(m3) Tính toán tương tự mục 5.3 ta có: D D = 7,17 (m) Hình 5.9 Thiết bị pha loãng rỉ đường h1 = 11,47 (m) h = 0,72 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 12,9 (m) Vậy chọn thiết bị với kích thước: D = 7,17m, H = 12,9m 5.2.13 Thiết bị lên men Thời gian mẻ lên men: 40h Lượng dung dịch cần đưa vào lên men mẻ: 9596906,64 (m3) Khối lượng riêng dịch lên men 1035,5 (kg/m3) Suy thể tích dịch đưa vào lên men mẻ: V = = 9271,98 (m3) Chọn hệ số chứa đầy: ϕ = 0,65, chọn 10 thiết bị lên men cho mẻ Thể tích thiết bị: V = = 1426,46 (m3) Thiết kế thiết bị lên men tương tự thiết bị [https://www.alibaba.com/product-detail/Steam-electric-heating-Stainless-steelfermentation_60236451526.html] Trang 55 JRFG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.10 Thiết bị lên men JRFG Tính toán tương tự mục 5.3 ta có kích thước thiết bị sau: D = 10,22 (m) h1 = 16,35 (m) h = 1,02 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 18,39 (m) Theo công nghệ, thời gian lên men 40h nên số thiết bị lên men cần chọn là: 10 x = 16,67 Chọn 17 thiết bị dự trữ Vậy có 17 thiết bị lên men, kích thước D = 10,22m, H = 18,39m 5.2.14 Thiết bị nhân giống sản xuất 5.2.14.1.Thiết bị nuôi cấy giống sản xuất Lượng giống cần đưa vào lên men mẻ: 383878,67(kg/ngày) Thể tích dịch đưa vào lên men: V = 367,17 (m3/ngày) Chọn hệ số chứa đầy: ϕ = 0,65, chọn thiết bị nuôi cấy giống sản xuất Thể tích thiết bị: V TB = = 188,29 (m3) Thiết kế thiết bị nhân giống sau: Trang 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.11 Thiết bị nhân giống [ http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=52] Tính toán tương tự mục 5.3, ta có kích thước thiết bị sau: D = 5,20 (m) h1 = 8,33 (m) h = 0,52 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 9,37 (m) Vậy chon thiết bị nuôi cấy giống sản xuất với kích thước D = 5,20m, H = 9,37m 5.2.14.2 Thiết bị nuôi cấy cấp II Lượng giống cấp II cần mẻ là: 36,72 (m3/ngày ) Hệ số chứa đầy: 0,65, chon thiết bị nuôi cấy giống cấp II Lượng dịch đựng thiết bị: ≈ 56,49 (m3) Thiết kế thiết bị nhân giống nhân giống sản xuất với thể tích 6,49 (m3) Tính toán tương tự mục 5.3, ta có kích thước thiết bị sau: D = 3,48 (m) h1 = 5,57 (m) h = 0,35 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 6,27 (m) Thời gian nhân giống cấp II 9h Chọn số thiết bị nuôi cấy giống cấp II thiết bị, với kích thước D = 3,48m, H = 6,27m Trang 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2.14.3 Thiết bị nuôi cấy giống cấp I Lượng giống cấp I cần mẻ 3,67 (m3/ngày ) Hệ số chứa đầy: 0,65.Chọn thiết bị nuôi cấy giống cấp I Lượng dịch đựng thiết bị: VTB = = 5,65 (m3) Tính toán tương tự mục 5.3, ta có kích thước thiết thiết bị sau: D = 1,62 (m) h1 = 2,59 (m) h = 0,16 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 2,61 (m) Thời gian nhân giống cấp I 9h Chọn thiết bị với kích thước D = 1,62m, H = 2,61m 5.2.15 Lọc dịch sau lên men Theo bảng 4.4, thể tích dịch cần lọc trong: 9500996,98 (kg /ngày) Thể tích dịch sau lên men: V = = 9179,26 (m3/ngày) Chọn thiết bị lọc khung có nhãn hiệu Β9 − ΒφC 423 − 53 − 00 − 00 với thông số kỹ thuật: - Năng suất : : 10 m3/h - Diện tích bề mặt lọc :19,5 m2 - Số lượng : 60 - Kích thước : (565 x 575) mm - Công suất động : kw - Kích thước thiết bị : (2500 x 1080 x 1470) mm - Khối lượng : :1470kg [Ц Ρ.ЗąЙЧИΚ(1997),ΟЂΟΥДΟΒАΗИЕПΡΕДПΡИЯТИЙ ΠΡΟΜЫΙΙΙЛΕΗΗΟСΤИИИ Μоскьа.Tr 109] Trang 58 ΒИΗΟДΕЛЂЧΕСΚΟЙ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.12 Thiết bị lọc dịch sau lên men Số lượng thiết bị cần sử dụng cho mẻ: n= = 38,24 Vậy chọn 39 thiết bị 5.2.16 Thiết bị cô đặc Theo bảng 4.4, lượng acid glutamic đưa cô đặc mẻ: 8465388,31 (kg/ngày) Lượng acid glutamic sua cô đặc: 4749082,94 (kg/ngày) Suy lượng nước bay hơi: 8465388,31 - 4749082,94 = 3716305,37 (kg/ngày) Sử dụng thiết bị cô đặc chân không RP3B3 với thông số kỹ thuật: Hình 5.13 Thiết bị cô đặc chân không Năng suất bay : 1000 (kg/h) Trang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đường kính bên thiết bị : 1100 mm Áp lực : 0,02 – 0,15 (MPa) Độ chân không : > 620 mmHg Công suất điện : 10 Kw Kích thước : 3060 3400 4500 (mm) × × Số thiết bị cô đặc cần sử dụng cho mẻ : = 154,8 Suy cần 155 thiết bị cô đặc 5.2.17 Thiết bị tẩy màu Lượng dung dịch axit glutamic đưa tẩy màu mẻ: 4749082,94 (kg/ngày) h Giả sử thời gian lưu 30 phút, lượng than hoạt tính h1 chiếm 1/3 thể tích thiết bị Khối lượng riêng axit glutamic: 1,620 (kg/l) Khối lượng riêng axit glutamic 30% : 1,186 (kg/l) Thể tích dung dịch axit glutamic: D V = = 4004,29 (m3) Hệ số chứa đầy thiết bị 0,8 Hình 5.14 Thiết bị tẩy màu Thể tích thiết bị cần thiết kế: x = 7508,03 (m3) Chọn 10 thiết bị, ta tích thiết bị: VTB = = 750,80 (m3) Kích thước thiết bị tính tương tự mục 5.3 ta có: D = 8,25 (m) h1 = 13,20 (m) h = 0,83 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 14,86 (m) Số thiết bị là: 10 thiết bị với kích thước D = 8,25, H = 14,86m 5.2.18 Thiết bị kết tinh Thời gian mẻ kết tinh 50h Trang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Theo bảng (4.4), lượng dung dịch axit glutamic đưa kết tinh mẻ: 5842504,31 (kg/ca) Khối lượng riêng axit glutamic: 1,620 (kg/l) Khối lượng riêng dung dịch axit glutamic 30% là: 1,186 (kg/l) Thể tích axit glutamic ca: = 4926,23(m3) Chọn hệ số chứa đầy thiết bị 0,8 Chọn thiết bị Thể tích thiết bị là: = 615,77 (m3) Tương tự phần 5.3, ta có kích thước thiết bị là: D = 7,72 (m) h1 = 12,36 (m) h = 0,77 (m) Chiều cao toàn thiết bị: H = 13,90 (m) Thời gian kết tinh 50h, số thiết bị dự trữ: 10 x = 20,83 Vậy chọn 21 thiết bị kết tinh với kích thước D = 7,72m, H = 13,90m 5.2.19 Thiết bị ly tâm Giả sử thời gian mẻ ly tâm 15 phút Lượng axit glutamic đưa ly tâm mẻ: 4627263,45 (kg/h) Chọn máy ly tâm lọc SGZ1250 Trung Quốc sản xuất Hình 5.15 Thiết bị ly tâm [http://www.alibaba.com/] + Kí hiệu máy: SGZ1250 + Đường kính trống quay, mm: 1250 Trang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Giới hạn nạp vật liệu tối đa, kg/h: + Kích thước bản, mm: 530 2520×2000×2350 + Khối lượng, kg: 3800 Số lượng thiết bị chọn: n= 5.2.20 Thiết bị ép lọc Lượng axit glutamic đưa ép lọc mẻ: 796694,05 (kg/ngày) Sử dụng thiết bị ép lọc DY-3000 Tên thiết bị: DY-3000 Năng suất: 800 (kg/h) Bề rộng lưới vải lọc: 3000 (mm) Diện tích vùng ép lọc: 14,4 (m2) Kích thước: 4400 × 3400 × 2190 (mm) Hình 5.16 Thiết bị rửa – ép lọc Số thiết bị cần chọn: n = = 41,49 Vậy chọn 42 thiết bị 5.2.21 Thiết bị sấy Lượng axit glutamic đưa sấy mẻ: 755863,48 (kg/ ngày) Lượng nướ bay hơi: 755863,48 – 725628,94 = 30234,54 (kg/ngày) Sử dụng thiết bị sấy tầng sôi GFG 120 Trang 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.17 Thiết bị sấy tầng sôi [28] + Nhãn hiệu máy: : WDG3-2 + Sản lượng bay hơi: : 11,5 – 23 (kg/h) + Số tầng :1 + Số lượng ống vi sóng : 27 + Công suất vi sóng : 27kw + Tốc độ băng tải : 0,5 – m/phút + Công suất máy (kg/mẻ) : 80-120 + Kích thước máy (mm) : 6440×1000×2000 + Trọng lượng máy (kg) : 1900 Số lượng thiết bị cần chọn: n = = 5.2.22 Thiết bị phân loại Lượng axit glutamic cần phân loại mẻ: 725628,94 (kg/ngày) Sử dụng thiết bị sàng rung phân loại XZS800 Trang 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.18 Thiết bị phân loại [.http://360muaban.com/eStore/Products_Info.asp?lProductID=383&sId=059264f8d3, Thông số kĩ thuật: - Năng suất (kg/h): 800 - Tốc độ quay trục (vòng/phút): 1500 - Kích thước máy(mm): 1200 1200 1550 × × Số thiết bị cần chọn: n = = 37,79 Vậy chọn 38 thiết bị 5.2.23 Thiết bị đóng gói Lượng axit glutamic đưa đóng gói mẻ: 722000,80 (kg/ngày) Chọn máy đóng gói dạng hạt cân điện tử [29]: Đặc tính kỹ thuật: + Năng suất, gói/phút: 20 - 50 + Phạm vi đóng gói: 50 – 1000g + Chiều dài túi: 80 – 250mm + Chiều rộng túi: 50 – 180mm ± + Độ xác định lượng, %: + Kích thước bản, mm: 1300×900×2000 + Trọng lượng máy: 420kg Tính toán thiết bị sử dụng: Chọn trọng lượng gói: 0,5kg Chọn suất 20 gói/phút = 1200 gói/h =28800 gói/ngày Số thiết bị sử dụng: n = = 25,07 Vậy chọn 26 thiết bị 5.3 Tính chọn thùng chứa Thùng chứa chế tạo thép không gỉ, thân hình trụ, đáy nắp hình hH h chỏm cầu hình (5.19) Gọi h1 chiều cao hình trụ, h chiều cao nắp đáy D h1 Chọn h1 = 1,6D; h = 0,1D h Trang 64 Hình 5.19 Thùng chứa nguyên liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thể tích hình học thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vcc Thể tích hình trụ: Vtr = πD h1 πD × 1,6 D = = 0,4πD 4 Thể tích chỏm cầu: Vcc = π 3D 19πD h( h + )= 1500 Thể tích thiết bị: = 0,4πD + × Vtb = Vtr + 2Vchỏm cầu ⇒D=3 19πD 159,5 = πD 1500 375 Vtb × 375 π × 159,5 5.26 Chọn bơm Trong nhà máy ta dùng bơm ly tâm Chọn bơm ly tâm 0ЦH-5 với thông số sau: + Năng suất, m3/h: + Áp suất, MPa: 0,08 + Tốc độ quay, vòng/phút: 1420 + Công suất động cơ, kW: 1,7 + Đường kính ống hút/đẩy, mm: 36/36 + Kích thước, mm: 432×290×285 + Khối lượng, kg: 29,3 Chọn bơm BЦH-40 với thông số sau: + Năng suất, m3/h: 40 + Áp suất, MPa: 0,2 + Tốc độ quay, vòng/phút: 2910 Trang 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Công suất động cơ, kW: 5,5 + Chiều cao bơm lên, m: + Đường kính ống hút/đẩy, mm: 75/48 + Kích thước, mm: 1385×510×907 + Khối lượng, kg: 103 Trang 66 ... khu công nghiệp VISIP, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương hoàn toàn Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu acid glutamic 2.1.1 Khái niệm Acid amin nói chung acid glutamic. .. ăn Acid L (+) – glutamic có vị thịt, acid D (-) – glutamic vị Hình Cấu trúc phân tử acid glutamic 2.1.3 Tính chất hóa học Thuộc loại acid amin có chứa nhóm amin nhóm cacbonxylic: Trang ĐỒ ÁN TỐT... aminoacid có acid glutamic Sau tách acid glutamic khỏi hỗn hợp phương pháp hóa lý Ưu điểm: - Khống chế quy trình điều kiện sản xuất Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Có thể áp dụng vào sở thủ công, bán