Đề tài Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/năm Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Giáo viên hướng dẫn : Ts. Vũ Hồng Sơn Sinh viên thực hiện : Phạm Anh Toàn Kỹ thuật sinh học – K53 Nhiệm vụ thiết kế:Thiết phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/năm Số liệu ban đầu Hàm lượng dầu trong nguyên liệu hạt ban đầu : D 0 = 20% Độ ẩm khối hạt W 0 = 11% Lượng tạp chất trước khi làm sạch T 0 = 2% Lượng tạp chất sau khi làm sạch T s = 0,5% Độ ẩm tạp chất W t = 11 % Độ ẩm dầu W d = 0,2% Độ ẩm khô dầu W k = 5% Hàm lượng cặn trong dầu C d = 0,2% Độ ẩm sau chưng W c = 25% Nhiệt độ chưng t c = 80ºC Độ ẩm sau sấy W s = 2% Nhiệt độ sấy t s = 105ºC Áp suất hơi nước P= 4 atm Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 2 Chương I: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm 1.1. Giới thiệu cây đậu tương. 1.1.1. Đặc điểm của cây đậu tương Đậu tương hay còn gọi là đậu nành là cây cho hàm lượng dầu thực vật cao 10 -25%. Là cây ngắn ngày thời gian sinh sản chỉ có 70 -75 ngày, giống dài hơn khoảng 120 ngày. Thích hợp với thời gian trồng vụ màu ở Việt Nam. Cây đậu tương còn có khả năng tích lũy đạm từ khí trời, tự túc và làm giàu đạn cho đất nhờ vào sự cộng sinh vi khuẩn nốt sần ‘Rhizobium Japonicum L.’với bộ rễ của cây. Do đó cây đậu tương là cây thực phẩm dễ trồng lại hiệu quả kinh tế.Cậy đậu tương có thể quan sát thấy vỏ, thân, lá xung quanh có các lông màu nâu hoặc màu xám. Mỗi nhành lá có từ 2-4 lá, chiều dài lá 6 -15 cm, chiều rộng lá 2 -7 cm. Lá bắt đầu rụng khi các hạt trong quả trưởng thành lúc này dinh dưỡng từ lá sẽ vào hạt. Hoa có màu trắng, hồng, tím. Quả dài từ 3 -8 cm, thường chứa từ 2 -4 hạt, đường kính hạt 5 -11 mm.[1] Quê hương của đậu tương là Đông Nam châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu tương và 55% sản lượng đậu tương của thế giới nằm ở Mỹ. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu tương năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu tương lớn khác là Brasil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Phần lớn sản lượng đậu tương của Mỹ hoặc để nuôi gia súc, hoặc để xuất khẩu, mặc dù tiêu thụ đậu tương ở người trên đất nước này đang tăng lên. Dầu đậu tương chiếm tới 80% lượng dầu ăn được tiêu thụ ở Mỹ.[2] Hình 1.1.1 cây đậu tương Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 3 Đậu tương là một trong số các cây lương thực đã có nhiều giống được cải biến di truyền (GMO) nhằm tăng năng suất. Hiện nay, khoảng 80% lượng đậu tương được trồng phục vụ thương mại đều là GMO. Công ty Monsanto có trụ sở ở nhiều nước Canada, Australia, Trung Quốc, Nam Mỹ …là công ty hàng đầu thế giới hiện nay trong sản xuất cây chuyển gen nói chung và đậu tương chuyển gen nói riêng. 1.1.2. Các giống đậu tương được trồng ở Việt Nam.[3] Giống MTD 176: - Thời gian sinh trưởng: 80 - 90 ngày. - Chiều cao cây: 45 - 50 cm, cứng cây, ít đổ ngã. - Hạt màu vàng, khối lượng 1.000 hạt từ 120 - 140 g. . - Năng suất trung bình 150 – 200kg/sào. - Thích hợp với vụ Thu-đông (vụ 2). Giống HL2: - Thời gian sinh trưởng 85 - 90 ngày. - Chiều cao cây 40 - 50 cm, cứng cây, ít đổ ngã. - Lá nhỏ, tán gọn, thích hợp với trồng xen. - Quả tập trung trên thân chính, vỏ quả màu xám đen, tỉ lệ quả 3 - 4 hạt cao. - Hạt màu vàng bóng, rốn hạt màu hồng, khối lượng 1000 hạt 130 - 140 g. - Năng suất trung bình 120 – 160 kg/sào ở vụ Thu đông (vụ 2). - Trồng được 3 vụ: Hè thu, thu đông, đông xuân. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 4 - Mức độ nhiễm sâu bệnh hại: Trung bình. Giống HL92: - Thời gian sinh trưởng ngắn 75 - 80 ngày. - Chiều cao cây 40 - 50 cm. - Hạt vàng bóng, rốn hạt màu hồng, khối lượng 1000 hạt: 120 - 140 g. - Năng suất 110 - 200 kg/sào - Ít nhiễm bệnh xoắn lá, thối trái, nhiễm bệnh gỉ sắt ở mức trung bình. - Trồng được các vụ trong năm. Giống DT 84: - Thời gian sinh trưởng 85 - 95 ngày. - Cây cao trung bình 45 - 50 cm, ít phân cành. - Cứng cây, ít đổ ngã - Hạt to, khối lượng 1000 hạt 150 - 160 g, hạt màu vàng, rốn hạt màu nâu. - Năng suất trung bình 150 - 200 kg/sào. - Ít nhiễm bệnh đốm nâu, chống chịu khá với bệnh gỉ sắt, sương mai, lở cổ rễ. 1.1.3. Đặc điểm sinh thái của cây đậu tương. - Nhiệt độ: + Giai đoạn nẫy mầm: thích hợp 24 – 30◦C + Giai đoạn cây con: 24 – 30◦C Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 5 + Giai đoạn ra hoa kết trái: 24 – 34◦C + Giai đoạn chín: 20 – 25◦C - Lượng mưa: Lượng mưa tối thiểu phải đạt từ 400 mm, tốt nhất là 700 mm. - Về ẩm độ đất: + Giai đoạn nẫy mầm: thích hợp 75 – 80% + Giai đoạn cây con: 50 – 60% + Giai đoạn ra hoa kết trái: 70 – 80% + Giai đoạn chín: 35 – 50 % - Ánh sáng: Đa số các giống đậu nành trồng hiện nay đều có phản ứng quang kỳ ngày ngắn. - Đất đai: đậu nành có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau: đất đỏ, đất xám, đất phù sa, đất giồng cát. Nhưng để trồng đậu nành có hiệu quả phải trồng trên đất có thành phần cơ giới nhẹ, pH từ 5 – 8. 1.1.4. Kỹ thuật canh tác với cây đậu tương. Luân canh là biện pháp canh tác tiến bộ, thể hiện sự bổ sung cho nhau giữa 2 cây trồng ở 2 vụ kế tiếp Các công thức luân canh phổ biến ở phía Bắc: Vùng núi phía Bắc: + Đậu tương xuân - lúa mùa - cây vụ đông (ngô đông). + Ngô xuân - đậu tương hè (hoặc hè thu) - cây vụ đông (hoặc cày giữ ẩm). + Lúa xuân - lúa mùa sớm - đậu tương đông, nếu chủ động nước . Trung du Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ: + Đậu tương xuân - lúa mùa sớm - cây vụ đông. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 6 + Ngô xuân - đậu tương hè thu - cây vụ đông. + Lúa xuân - lúa mùa sớm - đậu tương đông. 1.1.5. Tình hình sản xuất đậu tương.[4] Sản lượng đậu tương ở Brazil và Achentina giảm do thời tiết nóng và khô. Tại Brazil, sản lượng đậu tương dự báo đạt 68,5 triệu tấn, giảm 3,5 triệu tấn và ở Achentina, sản lượng đậu tương giảm 1,5 triệu tấn còn 46,5 triệu tấn. Bảng 1.1. Thống kê sản lượng đậu tương của một số nước trên thế giới. 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 Production Brazil 57800 69000 75500 66500 81000 81000 United States 80749 91417 90605 83172 73265 71694 Argentina 32000 54500 49000 41000 55000 55000 China 15540 14980 15100 13500 12600 12600 India 9100 9700 9800 11000 11400 11400 Paraguay 3647 7377 8373 4000 8100 8100 Canada 3336 3507 4345 4246 4500 4400 Other 9464 10605 12016 13673 14594 13939 Total 211636 261086 264739 237091 260459 258133 Thousand Metric Tons United States Department of Agriculture: Soybean Năm 2010 -2011 theo báo cáo FAO toàn thế giới thu hoạch 265,3 triệu tấn (9 - 2011) . Tổ chức Nông Lương FAO của Liên hiệp quốc cho biết, sản lượng đậu tương toàn cầu dự kiến sẽ giảm 10% còn 240 triệu tấn, mức thấp kỷ lục trong năm 2011-2012 do bất lợi thời tiết và sản lượng thấp ở các quốc gia sản xuất chính như Brazil, Trung Quốc và Mỹ. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 7 Bảng 1.2.Thống kê sản lượng đậu tương Việt Nam. Year 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Diện tích, ha 190,1 192,1 146,2 197,8 173,6 200 230 Năng suất, tấn.10 3 /ha 1,45 1,39 1,46 2,00 1,46 1,5 1,52 Tổng sản lượng 275,5 267,6 213,6 296,9 254,2 300 350 Năm 2011 sản lượng đậu tương Việt Nam đạt 254,2 nghìn tấn giảm 14% so với 2011.[6] Theo FAO Việt Nam là nước nhập siêu đậu tương cho dù diện tích diện tích trồng lớn. Năm 2011, Việt Nam nhập khẩu hơn 1 triệu tấn đậu tương béo nguyên chất, tăng 350% so với năm 2010 do áp lực tiêu thụ mạnh về thực phẩm và thức ăn chăn nuôi trong nước. Kim ngạch nhập khẩu đậu tương năm 2011 đạt mức kỷ lục là 550 triệu USD, tăng 416% so với cùng kỳ năm trước, trong đó khoảng 49% nhập khẩu từ Brazil, 22% nhập khẩu từ Hoa Kỳ, 16% từ Argentina, số còn lại là nhập khẩu từ Canada, Uruguay, Trung Quốc và một số quốc gia khác (tham khảo bảng 2 bên dưới). Nhập khẩu tăng mạnh nhằm đáp ứng công suất vận hành của hai nhà máy ép dầu mới khánh thành cũng như nhu cầu tiêu thụ của ngành thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Theo các thương nhân trong nước, năm 2012 nhập khẩu đậu tương từ Hoa Kỳ sẽ có xu hướng tăng lên. Theo tổ chức USDA, tổng lượng đậu tương Việt Nam nhập khẩu từ Hoa Kỳ năm 2012 sẽ có thể tăng gấp đôi đạt mức 500 nghìn tấn.[5] Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 8 Bảng 1.3.Thống kê nhập khẩu đậu tương một số nước trên thế giới. Imports Year 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 China 41098 50338 52339 58000 59500 59500 EU-27 13213 12674 12482 11000 10700 10700 Mexico 3327 3523 3498 3400 3200 3200 Japan 3396 3401 2917 2700 2600 2600 Taiwan 2216 2469 2454 2250 2200 2200 Indonesia 1393 1620 1898 1990 2000 2000 Thailand 1510 1660 2139 1930 1950 1950 Egypt 1575 1638 1644 1600 1550 1550 Vietnam 184 231 924 1150 1230 1230 Korea South 1167 1197 1239 1060 1100 1100 Other 8312 8087 7280 5748 5849 5754 Total 77391 86838 88814 90828 91879 91784 USDA: Thousand Metric Tons 1.1.6. Quá trình tạo dầu ở hạt đậu tương. Quá trình tạo thành dầu lipít dự trữ trong hạt dầu xảy ra khi hạt chín các hợp chất hữu cơ và vô cơ chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây, lá và đất thông qua hệ rễ, từ đó chuyển thành các chất dự trữ ở trong hạt. Quá trình tổng hợp trong dầu, lúc đầu tạo ra các chất gluxit điển hình là tinh bột. Sau đó hạt chín dần những hạt tinh bột sẽ chuyển thành các hạt lipít. Ngay từ ngày đầu khi hạt mới chín, trong một số hạt tinh bột của tế bào, bên cạnh tinh bột đã có một ít dầu chiếm chỗ.Giữa tinh bột và dầu có một vùng trung gian các sản phẩm của tinh bột chuyển thành dầu. Quá trình biến đổi này diễn ra Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 9 nhanh nhất ở khu nhân tế bào. Ở giai đoạn cuối của quá trình, tinh bột trong các tếbào hạt dầu sẽ biến mất hoàn toàn và chuyển thành dầu. Giai đoạn đầu khi hạt chín dầu có nhiều axít béo tự do. Sau đó lượng axít béo tự do giảm xuống và hàm lượng triglixerit liên kết từ hai hay ba nguyên tử cacbondưới tác dung hai hệ enzim với nguồn cacbon là các chất gluxít thiên nhiên. Từ các sản phẩm phân tử thấp tạo ra axít béo có 16 nguyên tử cacbon. Sau đó mạch axit béo sẽ thêm nguyên tử cacbon, quá trình tạo thànhtriglixerit xảy ra theo ba giai đoạn. 1.1.7. Thành phần hóa học của hạt đậu tương. Đậu nành thực sự là thực phẩm giàu dinh dưỡng Bảng 1.4.Thành phần hóa học hạt đậu tương Thành phần Tỷ lệ, % Protein, % Dầu, % Tro, % Hydratcacbon, % Hạt đậu nành nguyên 100 40,0 21,0 4,9 34,0 [...]... hơn - Lượng khô dầu có thời gian xử lý thuận lợi cho ép Page 20 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Dầu sau khi ép bị biến đổi, khó bảo quản do đó cần phải được tinh luyện Qua phân tích trên trong sản xuất dầu đậu tương, dây chuyền ép đậu tương phải qua những công đoạn sau: Page 21 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts... 1200 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Theo đầu người Kg/người/năm 6,54 7,04 7,6 7,8 1.3.Công nghệ sản xuất dầu thô • Công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp ép Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Chưng sấy Nước,Hơi nước Chưng sấy I Ép sơ bộ Dầu thô I Khô dầu Chưng sấy II Ép lần II Page 16 Dầu thô II Dầu thô 7,9 14,5 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương. .. 42972 43069 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn 1.2.1 Tình hình sản xuất dầu đậu tương ở Việt Nam Các công ty sản suất dầu đậu tương ở Việt Nam • Công ty trách nhiệm hữu hạn Bunge Việt Nam - thành viên của Tập đoàn Bunge của Mỹ với sản phẩm + Đậu nành Mỹ No.2 + Khô dầu đậu nành Ấn Độ + Khô dầu đậu nành Mỹ + Khô dầu đậu nành Brazil + Khô dầu đậu nành Argentina... 22,65 tấn/ năm 100 2 Lượng nguyên liêu đưa vào sản xuất 1 năm 1500 tấn/ năm 1 ngày 1500 : 245 =6,12 tấn/ ngày 1 giờ 6,12 : 24 = 0,25 tấn/ h 3 Lượng dầu thô ép được 6,32 + 11,79 6,12 = 1,108 tấn/ ngày 1 ngày 6,12 100 1 giờ 1,108 : 24 = 0,05 tấn/ h 4 Lượng khô dầu ép sơ bộ 85,63 = 5,241 tấn/ ngày 1 ngày 6,12 100 5,241 1 giờ = 0,218 tấn/ h 24 Page 30 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD:... do của dầu trong vách tế bào, độ nhớt dầu giảm đi rõ rệt đem đi ép lần II, đây là giai đoạn ép kiệt thu lượng dầu thô II , dầu thô II thu được bơm lên tank chứa dầu kết hợp với dầu thô I đem đi lọc ép loại cặn làm sạch thu thô dầu thô phục vụ cho quá trình tinh luyện dầu sau này Page 17 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn • Công nghệ sản xuất dầu thực... nên ăn đậu tương sống Enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt Page 12 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn 1.2 Tình tình sản xuất và tiêu thụ dầu đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam[4] Đậu tương được trồng chủ yếu để lấy hạt đã và vẫn còn được sử dụng làm thực phẩm ở dạng tươi, lên men và dạng khô Một số lượng lớn đậu nành được đem ép để chiết dầu dùng... đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Chưng sấy I Ép lần I Dầu thô I Khô dầu I Nghiền Chưng sấy II Ép lần II Dầu thô II Khô Lọc Dầu thô 2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ Page 22 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn 2.2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu được thu mua từ các địa phương thuộc các tỉnh trung du miền... Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Nước, hơi nước Chưng sấy Trích ly Bã trích ly Mitxen Lọc Cặn dầu Chưng cất Ngưng tụ, Làm nguội Dầu thô Page 18 Dung môi Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn • Thuyết minh vắn tắt sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp trích ly Nguyên liệu hạt được làm sạch loại bỏ tạp chất tăng hiệt suất thu dầu, giảm khối lượng lọc dầu sau... cân bằng vật liệu Số nguyên liệu ban đầu Hàm lượng dầu trong nguyên liệu hạt ban đầu : D 0 = 20% Độ ẩm khối hạt W 0 = 11% Lượng tạp chất trước khi làm sạch T 0 = 2% Lượng tạp chất sau khi làm sạch T s = 0,5% Độ ẩm tạp chất W t = 11 % Độ ẩm dầu W d = 0,2% Page 27 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Hàm lượng dầu trong khô D k = 2% Độ ẩm khô dầu W k = 5%... 704 318 325 325 352 315 315 325 325 318 300 350 320 320 2589 3100 2410 2533 2533 8628 9245 Page 13 7803 7850 7950 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Bảng 1.12 Xuất khẩu dầu đậu tương ở một số nước Các nước xuất khẩu dầu đậu tương đơn vị, nghìn tấn 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 Argentina 4704 4453 4561 3830 4035 4065 Brazil 1909 . Đề tài Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/năm Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD:. học – K53 Nhiệm vụ thiết kế :Thiết phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/năm Số liệu ban đầu Hàm lượng dầu trong nguyên liệu hạt ban đầu :