Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT DẦU ĐẬU NÀNH TINH LUYỆN VỚI NĂNG SUẤT 56 TẤN HẠT/NGÀY Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ TRÚC LOAN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NGA Số thẻ sinh viên: 107150095 Lớp: 15H2A Đà Nẵng, 12/2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Số thẻ sinh viên: 107150095 Lớp: 15H2A Nội dung chính của đồ án có 9 chương, bao gồm: - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp Hòa Phú, tỉnh Đắk Lắk và nêu rõ các nội dung chính sau: vị trí xây dựng nhà máy, đặc điểm thiên nhiên, vùng nguyên liệu, hợp tác hóa, hạ tầng kỹ thuật, nguồn cung cấp nhiên liệu, nhân công, nguồn cung cấp nước, vấn đề xử lý nước thải, giao thông vận tải và thị trường tiêu thụ sản phẩm. - Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Trình bày khái quát về nguyên liệu hạt đậu nành và sản phẩm dầu đậu nành tinh luyện, làm rõ một số công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất dầu đậu nành tinh luyện và đưa ra phương án thiết kế. - Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Thuyết minh về quy trình công nghệ sản xuất dầu đậu nành tinh luyện dựa vào sơ đồ quy trình công nghệ đã chọn. - Chương 4: Tính cân bằng vật chất Đề ra kế hoạch sản xuất của nhà máy và dựa vào các thông số kỹ thuật ban đầu để tính toán và tổng kết cân bằng vật chất theo năng suất đã cho. - Chương 5: Tính và chọn thiết bị Tính toán và lựa chọn thiết bị thích hợp với dây chuyền sản xuất dựa vào các số liệu tổng kết cân bằng vật chất ở chương 4. - Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước Tính nhiệt, hơi và nước cho từng thiết bị trong dây chuyền công nghệ có sử dụng, trên cơ sở đó lựa chọn lò hơi, tính nhiên liệu và lượng nước cần dùng cho nhà máy. - Chương 7: Tính tổ chức – xây dựng Bao gồm tính tổ chức, xây dựng của các công trình, tính diện tích đất và hệ số sử dụng của nhà máy. - Chương 8: Kiểm tra sản xuất Trình bày một số phương pháp kiểm tra sản xuất và kiểm tra chất lượng nguyên liệu, thành phẩm. - Chương 9: An toàn lao động, vệ sinh và phòng chống cháy nổ trong nhà máy Nêu rõ các biện pháp an toàn lao động, vệ sinh xí nghiệp và các biện pháp phòng chống cháy nổ trong nhà máy. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Phương Nga Số thẻ sinh viên: 107150095 Lớp: 15H2A Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Năng suất nhà máy 56 tấn hạt/ngày 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Mục lục - Mở đầu - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật - Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm - Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ - Chương 4: Tính cân bằng vật chất - Chương 5: Tính và chọn thiết bị - Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước - Chương 7: Tính tổ chức – xây dựng - Chương 8: Kiểm tra sản xuất - Chương 9: An toàn lao động - Kết luận - Tài liệu tham khảo - Phụ lục 5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): gồm 5 bản vẽ - Bản vẽ số 1: Bản vẽ sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ (A0) - Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) - Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) - Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi – nước (A0) - Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0) 6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 28/08/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 30/11/2019 Trưởng bộ môn Công nghệ thực phẩm PGS.TS. Đặng Minh Nhật Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Người hướng dẫn TS. Nguyễn Thị Trúc Loan Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày LỜI NÓI ĐẦU Trải qua khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Thị Trúc Loan và sự nỗ lực học hỏi không ngừng của bản thân qua sách vở, cùng với sự giúp đỡ của anh, chị, bạn bè, đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành đúng thời gian quy định. Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nắm bắt được những kiến thức về công nghệ sản xuất dầu đậu nành tinh luyện cũng như cách lắp đặt, bố trí máy móc, thiết bị trong nhà máy. Từ đó, em đã có cái nhìn tổng quát hơn về công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện nói chung. Mặc dù bản thân em đã nỗ lực hết sức để hoàn thành đồ án này, tuy nhiên với thời gian có hạn cùng với những hạn chế về mặt kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn nên không tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được sự góp ý của thầy, cô để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong khoa Hóa, các thầy, cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm và đặc biệt là giảng viên TS. Nguyễn Thị Trúc Loan đã hướng dẫn em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan i Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: 1. Những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của giảng viên TS. Nguyễn Thị Trúc Loan. 2. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, thời gian, địa điểm công bố. 3. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Phương Nga Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan ii Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................i LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ...........................................................................ix DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT .................................................................... xii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT ..................................................2 1.1. Vị trí xây dựng nhà máy ........................................................................................2 1.2. Đặc điểm thiên nhiên ..............................................................................................2 1.3. Vùng nguyên liệu ....................................................................................................3 1.4. Hợp tác hóa .............................................................................................................3 1.5. Nguồn cung cấp điện ..............................................................................................3 1.6. Nguồn cung cấp hơi ................................................................................................3 1.7. Nhiên liệu .................................................................................................................3 1.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ........................................................3 1.9. Thoát nước ..............................................................................................................4 1.10. Giao thông vận tải ................................................................................................4 1.11. Nguồn nhân công ..................................................................................................4 1.12. Thị trường tiêu thụ ...............................................................................................4 1.13. Kết luận .................................................................................................................4 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ............................5 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ......................................................................................5 2.1.1. Giới thiệu chung về đậu nành ................................................................................5 2.1.2. Quá trình tạo thành dầu của hạt đậu nành .............................................................6 2.1.3. Thành phần hóa học của hạt đậu nành ..................................................................7 2.1.4. Một số chỉ tiêu chất lượng của hạt đậu nành .......................................................10 2.1.5. Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và trong nước ....................................10 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan iii Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 2.2. Tổng quan về sản phẩm .......................................................................................12 2.2.1. Giới thiệu về dầu đậu nành tinh luyện.................................................................12 2.2.2. Tình hình tiêu thụ dầu đậu nành trên thế giới và ở Việt Nam .............................12 2.2.3. Một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm ............................................................13 2.3. Giới thiệu một số phương pháp thu dầu thô và tinh chế dầu ...........................13 2.3.1. Các phương pháp thu dầu thô ..............................................................................13 2.3.2. Các phương pháp tinh chế dầu ............................................................................16 2.4. Lựa chọn phương án thiết kế ..............................................................................16 2.4.1. Bảo quản nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất ..............................................16 2.4.2. Nghiền 1 ..............................................................................................................17 2.4.3. Nghiền 2 ..............................................................................................................17 2.4.4. Chưng sấy bột nghiền ..........................................................................................17 2.4.5. Ép sơ bộ ...............................................................................................................18 2.4.6. Tách kiệt dầu .......................................................................................................18 2.4.7. Lọc .......................................................................................................................19 2.4.8. Thủy hóa ..............................................................................................................19 2.4.9. Tách sáp ...............................................................................................................20 2.4.10. Trung hòa ...........................................................................................................20 2.4.11. Rửa và sấy dầu ...................................................................................................21 2.4.12. Tẩy màu .............................................................................................................21 2.4.13. Khử mùi .............................................................................................................22 2.4.14. Bổ sung các chất chống oxy hóa .......................................................................22 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .................23 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ...................................................................................23 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.......................................................................23 3.2.1. Nguyên liệu..........................................................................................................23 3.2.2. Bảo quản ..............................................................................................................23 3.2.3. Phân loại, làm sạch .............................................................................................23 3.2.4. Nghiền 1 ..............................................................................................................23 3.2.5. Chưng sấy 1 .........................................................................................................25 3.2.6. Ép sơ bộ ...............................................................................................................25 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan iv Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 3.2.7. Nghiền 2 ..............................................................................................................25 3.2.8. Chưng sấy 2 .........................................................................................................25 3.2.9. Trích ly ................................................................................................................26 3.2.10. Chưng cất ...........................................................................................................26 3.2.11. Lắng ...................................................................................................................26 3.2.12. Lọc .....................................................................................................................26 3.2.13. Thủy hóa ............................................................................................................26 3.2.14. Tách sáp .............................................................................................................27 3.2.15. Trung hòa ...........................................................................................................27 3.2.16. Rửa dầu ..............................................................................................................27 3.2.17. Sấy dầu ..............................................................................................................27 3.2.18. Tẩy màu .............................................................................................................28 3.2.19. Lọc dầu ..............................................................................................................28 3.2.20. Khử mùi .............................................................................................................28 3.2.21. Chiết chai, dán nhãn, đóng thùng ......................................................................28 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .............................................................29 4.1. Các thông số kỹ thuật ban đầu ............................................................................29 4.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ..........................................................................29 4.3. Tính cân bằng vật chất .........................................................................................30 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ...................................................................41 5.1. Xilô chứa nguyên liệu ...........................................................................................41 5.2. Thiết bị phân loại và làm sạch .............................................................................41 5.3. Thiết bị nghiền 1 ...................................................................................................42 5.4. Thiết bị chưng sấy 1..............................................................................................42 5.5. Thiết bị ép sơ bộ ....................................................................................................43 5.6. Thiết bị nghiền 2 ...................................................................................................43 5.7. Thiết bị chưng sấy 2..............................................................................................44 5.8. Hệ thống trích ly dầu ............................................................................................44 5.9. Thiết bị chưng cất .................................................................................................45 5.10. Thiết bị lắng ........................................................................................................46 5.11. Thiết bị gia nhiệt .................................................................................................47 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan v Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 5.12. Thiết bị lọc ...........................................................................................................49 5.13. Thiết bị thủy hóa .................................................................................................50 5.14. Thiết bị hạ nhiệt dầu ..........................................................................................52 5.15. Thiết bị ly tâm .....................................................................................................53 5.16. Thiết bị trung hòa ...............................................................................................54 5.17. Thiết bị rửa – sấy dầu ........................................................................................55 5.18. Thiết bị tẩy màu ..................................................................................................56 5.19. Thiết bị lọc dầu ...................................................................................................57 5.20. Thiết bị khử mùi .................................................................................................57 5.21. Thiết bị làm nguội ...............................................................................................58 5.22. Thiết bị chiết rót .................................................................................................59 5.23. Thiết bị dán nhãn................................................................................................ 60 5.24. Thiết bị đóng thùng carton ................................................................................60 5.25. Thùng chứa .........................................................................................................61 5.26. Thiết bị vận chuyển ............................................................................................69 Chương 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC ................................................................ 74 6.1. Cân bằng nhiệt ......................................................................................................74 6.1.1. Chưng sấy 1 .........................................................................................................74 6.1.2. Chưng sấy 2 .........................................................................................................74 6.1.3. Trích ly ................................................................................................................74 6.1.4. Chưng cất .............................................................................................................75 6.1.5. Lắng .....................................................................................................................76 6.1.6. Gia nhiệt ..............................................................................................................77 6.1.7. Thủy hóa ..............................................................................................................78 6.1.8. Trung hòa .............................................................................................................79 6.1.9. Rửa – sấy dầu ......................................................................................................81 6.1.10. Tẩy màu .............................................................................................................83 6.1.11. Khử mùi .............................................................................................................84 6.1.12. Thùng chứa acid citric thủy hóa ........................................................................85 6.1.13. Thùng chứa nước thủy hóa và rửa dầu ..............................................................86 6.1.14. Thùng chứa NaCl...............................................................................................87 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan vi Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 6.2. Tính hơi .................................................................................................................88 6.2.1. Lượng hơi tiêu thụ ...............................................................................................88 6.2.2. Chọn lò hơi ..........................................................................................................88 6.2.3. Lượng nhiên liệu tiêu thụ cho lò hơi ...................................................................89 6.3. Tính lượng nước sử dụng .....................................................................................89 6.3.1. Lượng nước dùng trong sản xuất .........................................................................89 6.3.2. Lượng nước dùng để vệ sinh thiết bị, máy móc ..................................................90 6.3.3. Lượng nước dùng trong sinh hoạt .......................................................................90 6.3.4. Lượng nước dùng cho lò hơi ...............................................................................90 6.3.5. Tổng lượng nước nhà máy sử dụng .....................................................................90 Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG ............................................................91 7.1. Tính tổ chức ..........................................................................................................91 7.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy ...................................................................91 7.1.2. Chức năng công việc ...........................................................................................91 7.2. Tổ chức lao động của nhà máy ............................................................................92 7.2.1. Chế độ làm việc ...................................................................................................92 7.2.2. Tính số nhân công làm việc trong nhà máy.........................................................92 7.3. Tính xây dựng .......................................................................................................93 7.3.1. Phân xưởng sản xuất chính ..................................................................................93 7.3.2. Xilô chứa nguyên liệu..........................................................................................94 7.3.3. Kho thành phẩm ..................................................................................................94 7.3.4. Kho chứa bao bì và hóa chất ...............................................................................94 7.3.5. Kho chứa nhiên liệu.............................................................................................95 7.3.6. Phòng kiểm nghiệm .............................................................................................95 7.3.7. Phòng điều khiển .................................................................................................95 7.3.8. Nhà hành chính ....................................................................................................95 7.3.9. Các công trình phụ trợ .........................................................................................96 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT ........................................................................100 8.1. Mục đích của kiểm tra sản xuất ........................................................................100 8.2. Phân tích nguyên liệu .........................................................................................100 8.2.1. Lấy mẫu nguyên liệu .........................................................................................100 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan vii Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 8.2.2. Xác định tỉ lệ tạp chất trong hạt.........................................................................101 8.2.3. Xác định độ ẩm ..................................................................................................101 8.2.4. Xác định hàm lượng dầu có trong hạt ...............................................................101 8.3. Phân tích sản phẩm ............................................................................................102 8.3.1. Lấy mẫu dầu ......................................................................................................102 8.3.2. Xác định màu sắc...............................................................................................102 8.3.3. Xác định mùi vị dầu ..........................................................................................103 8.3.4. Xác định độ trong của dầu .................................................................................103 8.3.5. Xác định hàm lượng nước và chất bốc hơi trong dầu .......................................103 8.3.6. Xác định chỉ số acid ..........................................................................................103 8.3.7. Xác định chỉ số xà phòng hóa............................................................................104 8.3.8. Xác định chỉ số iod bằng phương pháp Wijjs ...................................................104 8.3.9. Xác định chỉ số peroxyde ..................................................................................105 Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG, VỆ SINH VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ TRONG NHÀ MÁY ..................................................................................................107 9.1. An toàn lao động .................................................................................................107 9.1.1. Nguyên nhân gây tai nạn ...................................................................................107 9.1.2. Biện pháp hạn chế tai nạn lao động ...................................................................107 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động ..................................................................107 9.2. Vệ sinh nhà máy..................................................................................................108 9.2.1. Vệ sinh cá nhân .................................................................................................108 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị ..................................................................................108 9.2.3. Vệ sinh nhà máy ................................................................................................109 9.2.4. Xử lý phế liệu ....................................................................................................109 9.2.5. Cung cấp nước ...................................................................................................109 9.2.6. Xử lý nước thải ..................................................................................................109 9.3. Phòng chống cháy nổ ..........................................................................................110 KẾT LUẬN ................................................................................................................111 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................112 PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan viii Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ❖ DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hạt đậu nành (% chất khô) ..................................... 7 Bảng 2.2. So sánh các acid amin của casein đậu nành và casein của sữa bò ................. 8 Bảng 2.3. Hàm lượng các acid béo trong dầu đậu nành ................................................. 9 Bảng 2.4. Diện tích, năng suất và sản lượng đậu nành ở Việt Nam ............................. 11 Bảng 2.5. Mức tiêu thụ dầu thực vật ở một số nước trên thế giới (Đvt: triệu tấn) ....... 12 Bảng 2.6. Tiêu thụ dầu thực vật trên thị trường Việt Nam........................................... 13 Bảng 2.7. Nồng độ NaOH tương ứng với nhiệt độ và chỉ số acid của dầu mỡ ............ 20 Bảng 4.1. Các thông số kỹ thuật ban đầu ..................................................................... 29 Bảng 4.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm 2020......................................... 29 Bảng 4.3. Mức hao hụt ở các công đoạn, tính theo % khối lượng ............................... 30 Bảng 4.4. Tổng kết cân bằng vật chất .......................................................................... 39 Bảng 5.1. Thông số kỹ thuật xilô TCZK07313 ............................................................ 41 Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật máy sàng rung TTVM 520 ............................................. 41 Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật máy nghiền búa SFSP56*32 .......................................... 42 Bảng 5.4. Thông số kỹ thuật thiết bị chưng sấy 1 ........................................................ 42 Bảng 5.5. Thông số kỹ thuật máy ép trục vít ............................................................... 43 Bảng 5.6. Thông số kỹ thuật máy nghiền ..................................................................... 44 Bảng 5.7. Thông số kỹ thuật thiết bị chưng sấy 2 ........................................................ 44 Bảng 5.8. Thông số kỹ thuật của thiết bị chứa dung môi SSF-600 .............................. 45 Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật thiết bị chưng cất dung môi DW-100 ............................ 46 Bảng 5.10. Thông số kỹ thuật của thiết bị lắng ............................................................ 47 Bảng 5.11. Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt ..................................................... 49 Bảng 5.12. Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc khung bản ............................................ 50 Bảng 5.13. Thông số kỹ thuật của thiết bị thủy hóa ..................................................... 52 Bảng 5.14. Thông số kỹ thuật của thiết bị hạ nhiệt dầu ............................................... 53 Bảng 5.15. Thông số kỹ thuật của thiết bị ly tâm ......................................................... 53 Bảng 5.16. Thông số kỹ thuật của thiết bị trung hòa.................................................... 55 Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật của thiết bị rửa – sấy dầu ............................................. 56 Bảng 5.18. Thông số kỹ thuật của thiết bị tẩy màu ...................................................... 57 Bảng 5.19. Thông số kỹ thuật của thiết bị khử mùi ..................................................... 58 Bảng 5.20. Thông số kỹ thuật của thiết bị làm nguội ................................................... 59 Bảng 5.21. Thông số kỹ thuật máy chiết rót ................................................................ 59 Bảng 5.22. Thông số kỹ thuật máy dán nhãn ............................................................... 60 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan ix Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày Bảng 5.23. Thông số kỹ thuật máy đóng thùng carton................................................. 60 Bảng 5.24. Thông số kỹ thuật của thùng chứa dầu thô ................................................ 62 Bảng 5.25. Thông số kỹ thuật của thùng chứa bã dầu .................................................. 63 Bảng 5.26. Thông số kỹ thuật của thùng chứa dung môi ............................................. 63 Bảng 5.27. Thông số kỹ thuật của thùng chứa acid citric ............................................ 64 Bảng 5.28. Thông số kỹ thuật của thùng chứa nước .................................................... 65 Bảng 5.29. Thông số kỹ thuật của thùng chứa dung dịch NaCl ................................... 66 Bảng 5.30. Thông số kỹ thuật của thùng chứa dung dịch NaOH ................................. 66 Bảng 5.31. Thông số kỹ thuật của thùng chứa than hoạt tính ...................................... 67 Bảng 5.32. Thông số kỹ thuật của thùng chứa đất hoạt tính ........................................ 68 Bảng 5.33. Thông số kỹ thuật của thùng chứa dầu sau làm nguội ............................... 68 Bảng 5.34. Thông số kỹ thuật của bơm LSJ-05D ........................................................ 69 Bảng 5.35. Thông số kỹ thuật của xích tải ................................................................... 70 Bảng 5.36. Thông số kỹ thuật của gầu tải .................................................................... 70 Bảng 5.37. Thông số kỹ thuật của vít tải ...................................................................... 70 Bảng 5.38. Thông số kỹ thuật của băng tải .................................................................. 71 Bảng 5.39. Tổng kết thiết bị ......................................................................................... 72 Bảng 6.1. Tổng kết cân bằng nhiệt ............................................................................... 88 Bảng 6.2. Thông số kỹ thuật của lò hơi ........................................................................ 89 Bảng 7.1. Số nhân công lao động trực tiếp của nhà máy ............................................. 92 Bảng 7.2. Số nhân công lao động gián tiếp của nhà máy ............................................. 93 Bảng 7.3. Tổng kết các công trình xây dựng ................................................................ 98 Bảng 8.1. Thông số pha nước cất và dung dịch I2 tiêu chuẩn ....................................102 Bảng 8.2. Mối quan hệ giữa chỉ số iod và lượng mẫu cần lấy ...................................105 ❖ DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Cây đậu nành .................................................................................................. 5 Hình 2.2. Quả đậu nành .................................................................................................. 6 Hình 2.3. Hạt đậu nành ................................................................................................. 10 Hình 2.4. Một số sản phẩm dầu đậu nành tinh luyện trên thị trường ........................... 12 Hình 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu đậu nành tinh luyện ...................... 24 Hình 5.1. Xilô chứa hạt ................................................................................................ 41 Hình 5.2. Máy sàng rung .............................................................................................. 41 Hình 5.3. Máy nghiền búa ............................................................................................ 42 Hình 5.4. Thiết bị chưng sấy YZCL150*5 ................................................................... 42 Hình 5.5. Thiết bị ép trục vít 6YL-180 ......................................................................... 43 Hình 5.6. Máy nghiền trục ............................................................................................ 44 Hình 5.7. Thiết bị trích ly kiểu thùng quay .................................................................. 44 Hình 5.8. Thiết bị chứa dung môi SSG-600 ................................................................. 45 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan x Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày Hình 5.9. Thiết bị chưng cất mixen .............................................................................. 46 Hình 5.10. Thiết bị lắng ................................................................................................ 46 Hình 5.11. Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm ................................................................ 48 Hình 5.12. Thiết bị lọc khung bản ................................................................................ 50 Hình 5.13. Nồi thủy hóa, trung hòa .............................................................................. 50 Hình 5.14. Thiết bị ly tâm ............................................................................................ 53 Hình 5.15. Thiết bị rửa – sấy dầu ................................................................................. 55 Hình 5.16. Thiết bị khử mùi ......................................................................................... 57 Hình 5.17. Máy chiết rót............................................................................................... 59 Hình 5.18. Máy dán nhãn ............................................................................................. 60 Hình 5.19. Máy đóng thùng carton ............................................................................... 61 Hình 5.20. Thùng chứa dầu thô .................................................................................... 61 Hình 5.21. Bơm LSJ-05D ............................................................................................. 69 Hình 5.22. Gầu tải......................................................................................................... 70 Hình 5.23. Vít tải .......................................................................................................... 70 Hình 5.24. Băng tải ....................................................................................................... 71 Hình 7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy ............................................................ 91 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan xi Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT USDA: bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ THT: than hoạt tính ĐHT: đất hoạt tính BHA: butylate hydroanisole BHT: butylate hydroxytoluen PGĐ: Phó giám đốc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan xii Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày MỞ ĐẦU Chất béo là thành phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, đặc biệt là chất béo có nguồn gốc từ thực vật như dầu đậu nành, dầu lạc, dầu mè, dầu hướng hương…Tuy nhiên, phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là dầu đậu nành tinh luyện bởi nó đem rất nhiều lợi ích cho cơ thể con người. Dầu đậu nành cung cấp các acid béo thiết yếu, các vitamin tan trong dầu như vitamin A, D, E, K,…và là nguồn dự trữ năng lượng lớn nhất cho cơ thể. Không chỉ vậy, sử dụng dầu đậu nành trong chế biến các món ăn còn giúp tạo cảm quan hấp dẫn cho thực phẩm. Trong dầu đậu nành còn chứa lecithin giúp cho cơ thể trẻ lâu, tăng thêm trí nhớ, tái tạo các mô, làm cứng xương và tăng sức đề kháng. Chính những lợi ích của dầu đậu nành đem lại mà nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng và giúp cho dầu đậu nành chiếm một thị phần rất lớn trong lĩnh vực dầu thực vật nói chung. Dầu thu được từ hạt đậu nành bằng các phương pháp khác nhau như ép, trích ly hoặc có thể sử dụng kết hợp cả hai phương pháp trên sẽ thu được dầu thô. Dầu thô này mới chỉ qua làm sạch sơ bộ, trong thành phần của nó còn chứa nhiều tạp chất nên ảnh hưởng lớn đến chất lượng của dầu trong quá trình bảo quản. Vì vậy, cần phải loại bỏ các tạp chất cơ học và hóa học không mong muốn này ra khỏi dầu để nâng cao chất lượng giúp tăng giá trị cảm quan và thời hạn bảo quản của sản phẩm. Công đoạn tách các tạp chất này ra khỏi dầu thô còn được gọi là tinh chế dầu. Dầu thô sau khi trải qua tinh chế dầu gọi là dầu tinh luyện. Ngoài ra, bã dầu đậu nành chứa một lượng lớn protein, lecithin có nhiều giá trị dinh dưỡng nên có thể được tận dụng làm nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác như lecithin được sử dụng trong sản xuất kẹo bánh và bánh mì để làm tăng giá trị dinh dưỡng của những sản phẩm đó, sản xuất nước chấm, sản xuất protein thực phẩm và cũng có thể dùng làm thức ăn gia súc. Ở Việt Nam, đậu nành được trồng ở nhiều vùng trên cả nước với sản lượng ước tính đạt 168 nghìn tấn/ha năm 2018 nên có thể cung cấp phần lớn nguyên liệu cho sản xuất dầu. Do đó, để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và những lợi ích về mặt kinh tế, việc thiết kế xây dựng một nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện là thực sự cần thiết, không những mang lại sức khỏe tốt, đáp ứng nhu cầu của thị trường mà còn góp phần phát triển kinh tế đất nước, nâng cao đời sống của người dân. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 1 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT 1.1. Vị trí xây dựng nhà máy Việc thiết kế một nhà máy thực phẩm cần phải tuân theo các nguyên tắc sau: - Chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch chung và đảm bảo sự phát triển chung về kinh tế của địa phương. Địa điểm xây dựng nhà máy tốt nhất là nằm gần nguồn cung cấp nguyên liệu để thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, sẽ giảm được giá thành của nguyên liệu cũng như giảm thất thoát hao hụt nguyên liệu, từ đó giảm giá thành của sản phẩm. Bên cạnh đó, đặc điểm thổ nhưỡng cũng ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và cung cấp nguyên liệu lâu dài cho nhà máy. Nó quyết định về số lượng và chất lượng nguyên liệu cung cấp, cả về thời vụ sản xuất và đôi khi cả đến quy trình sản xuất. - Nhà máy phải đặt gần nguồn cung cấp năng lượng, điện, nước, thuận lợi về giao thông, gần trục đường chính để đảm bảo sự hoạt động bình thường và cần chú ý đến nguồn nhân lực địa phương. - Đặc biệt, cần phải xác định năng suất hợp lý cho nhà máy dựa vào khả năng cung cấp nguyên vật liệu, yêu cầu tiêu thụ…[1]. Trên cơ sở đó, em chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện nằm trong khu công nghiệp Hòa Phú, tỉnh Đắk Lắk. 1.2. Đặc điểm thiên nhiên Khu công nghiệp Hòa Phú thuộc thôn 12, xã Hòa Phú, thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk. Với diện tích 181 ha, cách trung tâm thành phố Buôn Ma Thuột 15 km theo quốc lộ 14 về phía Nam. Nằm gần với quốc lộ 14 nối tỉnh Đắk Lắk với các tỉnh phía Nam và phía Bắc, đây là con đường huyết mạch đi từ Plâyku của tỉnh Gia Lai qua trung tâm thành phố Buôn Ma Thuột xuống tỉnh Bình Phước, thành phố Hồ Chí Minh nên rất thuận tiện cho giao thông vận tải. Hơn nữa, tỉnh Đắk Lắk có vị trí địa lý rất thuận lợi, phía Bắc giáp với tỉnh Gia Lai, phía Đông giáp với tỉnh Khánh Hòa và Phú Yên, phía Nam giáp với 2 tỉnh Đắk Nông và Lâm Đồng, phía Tây có đường biên giới chung với Campuchia. Khí hậu của tỉnh Đắk Lắk có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10, tập trung 90% lượng mưa hàng năm. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa không đáng kể [2]. Các thông số về khí hậu của tỉnh Đắk Lắk như sau: - Nhiệt độ trung bình năm: 25°C. - Nhiệt độ cao nhất của vùng: 31,5°C. - Nhiệt độ thấp nhất của vùng: 20°C. - Độ ẩm không khí trung bình năm: 82,4%. - Hướng gió chính là hướng Tây Nam [3]. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 2 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 1.3. Vùng nguyên liệu Tây Nguyên là một trong những vùng trồng cây đậu nành lớn trên cả nước, đặc biệt là 2 tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông với tổng diện tích 8000 ha đất canh tác và thu được sản lượng gần 15000 tấn năm 2014 và hiện nay diện tích canh tác đậu tương ở Tây Nguyên lên đến 17000 ha [4]. Đắk Lắk là một tỉnh có nhiều huyện trồng đậu nành như Cưjut, Ea Sup, Krông Pak, Krông Bông, Krông Nô, M’Drak. Ngoài ra, nhà máy còn có thể nhập nguyên liệu từ các tỉnh lân cận như Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng hoặc các vùng trồng đậu nành lớn trên cả nước như các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, Đông Nam Bộ,… Hơn nữa, Đắk Lắk là tỉnh có đất đỏ bazan màu mỡ, cùng với điều kiện thời tiết ôn hòa thích hợp cho việc trồng cây đậu nành với năng suất cao giúp mở rộng vùng nguyên liệu để đáp ứng cho nhu cầu sản xuất của nhà máy sau này. 1.4. Hợp tác hóa Nhà máy đặt trong khu công nghiệp nên thuận lợi trong việc sử dụng chung những công trình điện, hơi, nước, công trình giao thông vận tải, vấn đề tiêu thụ sản phẩm và phế phẩm nhanh…sẽ có tác dụng giảm thời gian xây dựng, giảm vốn đầu tư và hạ giá thành của sản phẩm. 1.5. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380 V. Ngoài ra, để đảm bảo nhà máy sản xuất liên tục thì cần chuẩn bị máy phát điện dự phòng. 1.6. Nguồn cung cấp hơi Hơi được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như quá trình chưng sấy bột nghiền, gia nhiệt, trung hòa, tẩy màu, khử mùi, vệ sinh thiết bị, kể cả làm nóng nước cho sinh hoạt…nên nhà máy phải có lò hơi riêng với công suất lò tùy thuộc vào năng suất của nhà máy. 1.7. Nhiên liệu Nhiên liệu dùng cho sản xuất trong nhà máy gồm: xăng dùng cho xe ô tô, xe vận chuyển nguyên vật liệu, các loại dầu nhớt dùng cho máy móc và lò hơi…Nguồn nhiên liệu này nhà máy có thể mua từ công ty xăng dầu của tỉnh. 1.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước 1.8.1. Nguồn cung cấp nước Nước là một trong những nguyên liệu cần thiết của nhà máy. Nước sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như cung cấp cho lò hơi, trung hòa, rửa dầu, vệ sinh trang thiết bị và dùng cho sinh hoạt…Tùy vào từng mục đích sử dụng khác nhau mà từng loại nước phải đảm bảo các chỉ tiêu về hóa học, lý học và sinh học nhất định. Nhà máy sử dụng nước thủy cục của thành phố rồi sau đó qua hệ thống xử lý nước riêng của nhà máy. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 3 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện với năng suất 56 tấn hạt/ngày 1.8.2. Xử lý nước thải Nước thải của nhà máy cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định của Sở Tài nguyên và Môi trường ban hành trước khi xả ra môi trường. 1.9. Thoát nước Nước thải của nhà máy chủ yếu chứa các chất hữu cơ, là môi trường vi sinh vật dễ phát triển nên dễ bị lây nhiễm vi sinh sang các dụng cụ, thiết bị và nhập liệu vào nhà máy, ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thành phẩm. Để tránh bị đọng nước gây ngập úng, nhà máy có thể tận dụng những hệ thống thoát nước của thành phố để xử lý. 1.10. Giao thông vận tải Giao thông vận tải là một vấn đề rất quan trọng. Hàng ngày, nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn, thông thường chở về nhà máy gồm nguyên vật liệu, bao bì, nhãn hiệu,…kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ra còn vận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong sản xuất. Vì vậy, vấn đề giao thông vận tải không chỉ mục đích xây dựng nhà máy nhanh mà còn lại sự tồn tại và phát triển của nhà máy trong tương lai. Nhà máy nằm gần trên quốc lộ 14 nên rất thuận tiện cho giao thông đường bộ. 1.11. Nguồn nhân công Nhà máy được xây dựng trong khu công nghiệp Hòa Phú, sẽ thu hút được phần lớn nguồn nhân lực của các tỉnh lân cận. Công nhân làm việc trong nhà máy sẽ tận dụng nguồn nhân lực địa phương vì ngoài những phiền phức khác còn đỡ đầu tư về xây dựng khu nhà ở cho công nhân. Đối với đội ngũ lãnh đạo nhà máy, tuyển dụng các kỹ sư, cử nhân tốt nghiệp từ các trường đại học trên cả nước như đại học Tây Nguyên, đại học Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh, …có đầy đủ kiến thức, năng lực lãnh đạo nhà máy tốt. 1.12. Thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ mà nhà máy hướng đến chủ yếu là miền Trung – Tây Nguyên và các tỉnh lân cận như Bình Dương, Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh…và có thể mở rộng trên toàn quốc. Riêng tại tỉnh Đắk Lắk, với điều kiện kinh tế phát triển và dân cư ngày càng đông, nhu cầu sử dụng các sản phẩm dầu thực vật rất lớn, đặc biệt là dầu đậu nành tinh luyện. Ngoài ra, nhà máy có thể phân phối cho các đại lý bán lẻ, các siêu thị hoặc các khu thương mại trong tỉnh. Nhà máy lại được xây dựng ở miền Trung – Tây Nguyên nên việc vận chuyển tiêu thụ sản phẩm trên cả nước rất dễ dàng. 1.13. Kết luận Qua sự thăm dò và nghiên cứu các đặc điểm tự nhiên, vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng cũng như nguồn nhân lực,… cho thấy việc thiết kế xây dựng nhà máy sản xuất dầu đậu nành tinh luyện tại khu công nghiệp Hòa Phú, tỉnh Đắk Lắk là có tính khả thi. Nhờ đó, sẽ tạo được công ăn việc làm cho công nhân, giải quyết vấn đề lao động dư thừa giúp nâng cao đời sống của nhân dân, đồng thời góp phần phát triển kinh tế khu vực miền Trung – Tây nguyên và thúc đẩy nền kinh tế nước ta phát triển hơn. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Nga Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 4