Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện với năng suất 60 tấn sản phẩm 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 HƯỚNG DƯƠNG TINH LUYỆN NĂNG SUẤT 60 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ TRÚC LOAN Sinh viên thực hiện: PHAN THỊ KHÁNH LINH Số thẻ sinh viên: 107140078 Lớp: 14H2A Đà Nẵng, 05/2019 TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dầu tinh luyện là sản phẩm quen thuộc đối với con người, là nguồn thực phẩm cung cấp một phần năng lượng cho cơ thể và góp phần làm tăng hương vị của các thực phẩm khác. Trong đời sống hằng ngày ta có thể dễ dàng nhận thấy sự có mặt của dầu tinh luyện trong mỗi bếp ăn của hộ gia đình. Tuy nhiên hiện nay sản phẩm dầu tinh luyện vẫn chưa đáp ứng được đầy đủ nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Vì vậy, việc xây dựng một nhà máy sản xuất dầu tinh luyện có thể đáp ứng được những nhu cầu trên, giải quyết được phần nào vấn đề việc làm cho người dân. Do đó, đồ án tốt nghiệp lần này em chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện với năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày. Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 9 chương: Chương 1: Lập luận kinh tế ► nội dung là các mục đích xây dựng nhà máy và cơ sở để thiết kế. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm ► Giới thiệu về nguyên liệu và tổng quan về sản phẩm dầu hướng dương tinh luyện với thông tin như: giá trị của dầu, chỉ tiêu chất lượng… Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ ► Chọn quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình. Chương 4: Tính cân bằng vật chất ►Thông tin về năng suất, các số liệu ban đầu, kế hoạch sản xuất và tính nguyên liệu cho mỗi công đoạn trong quy trình. Chương 5: Tính và chọn thiết bị ►Chọn thiết bị, số lượng thiết bị cho các công đoạn. Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước ►Tính cân bằng nhiệt, tính hơi sử dụng và lượng nước dùng cho sản xuất, thiết bị, sinh hoạt, lò hơi… Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng ►Lập hệ thống tổ chức của nhà máy, tính toán lượng công nhân, từ đó tính diện tích xây dựng cho các công trình. Chương 8: Kiểm tra sản xuất ► Xác định một số chỉ tiêu như tạp chất, độ ẩm nguyên liệu, hàm lượng, màu sắc của dầu… Chương 9: An toàn lao động, vệ sinh nhà máy và phòng chống cháy nổ. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phan Thị Khánh Linh Số thẻ sinh viên: 107140078 Lớp: 14H2A Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT DẦU HƯỚNG DƯƠNG TINH LUYỆN 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 60 tấn sản phẩm/ngày 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Mục lục - Mở đầu - Chương 1: Lập luận kinh tế. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền 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 và xây dựng. Chương 8: Kiểm tra sản xuất. Chương 9: An toàn lao động, vệ sinh nhà máy và phòng chống cháy nổ. - Kết luận - Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): - Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ - Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phẩn xưởng sản xuất chính - Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi – nước Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy 6. Họ và tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan (A0) (A0) (A0) (A0) (A0) 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 24/01/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 21/05/2019 Trưởng Bộ môn………………… Đà Nẵng, ngày…..tháng…..năm 2019 Người hướng dẫn PGS.TS. Đặng Minh Nhật TS. Nguyễn Thị Trúc Loan LỜI NÓI ĐẦU Sau những năm tháng học tại trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, với sự truyền đạt và chỉ bảo tận tình của các thầy cô, em đã nắm bắt được rất nhiều kiến thức, đặc biệt là kiến thức về chuyên ngành công nghệ thực phẩm. Sự hiểu biết ấy giúp em hiểu được tầm quan trọng của sự phát triển khoa học kỹ thuật và ứng dụng của nó vào cuộc sống phục vụ con người, giúp em có được nền tảng kiến thức để chuẩn bị bước vào xã hội. Nay để đánh giá và củng cố kiến thức chuyên ngành đã học em được giao nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng xuất 60 tấn sản phẩm /ngày. Trong quá trình thiết kế đã giúp em nắm rõ hơn những kiến thức chuyên ngành đã học khi ứng dụng như: chọn vị trí đặt nhà máy sao cho phù hơp, xây dựng kiểu nhà công nghiệp, cách chọn và bố trí thiết bị, các thông số kỹ thuật, mục đích và yêu cầu của từng công đoạn từ khâu nhập liệu đến khâu thành phẩm… Đây là những kiến thức rất quý báu phục vụ cho công việc của em sau này. Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng nói chung và toàn thể thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa nói riêng, đã dạy dỗ, truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích và tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp em hoàn thành chương trình học tại trường. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Thị Trúc Loan đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế, thời gian thực hiện có hạn nên dù đã cố gắng, đồ án của em vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét của quý thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày…..tháng…..năm 2019 Sinh viên thực hiện Phan Thị Khánh Linh i CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là của em dựa trên sự nghiên cứu, tìm hiểu từ các số liệu thực tế và được thực hiện theo đúng sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn. Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn từ các nguồn tài liệu nằm trong danh mục tài liệu tham khảo. Sinh viên thực hiện Người cam đoan Phan Thị Khánh Linh ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................... i CAM ĐOAN ...........................................................................................................ii CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT................................................ 2 1.1. Mục đích của việc xây dựng nhà máy ........................................................... 2 1.1.1. Tận dụng nguồn nguyên liệu .................................................................. 2 1.1.2. Đáp ứng nhu cầu trong nước .................................................................. 2 1.1.3. Phát triển kinh tế xã hội.......................................................................... 2 1.2. Cơ sở thiết kế ................................................................................................ 2 1.2.1. Nguồn điện ............................................................................................ 4 1.2.2. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ........................................... 4 1.2.3. Xử lý nước thải ...................................................................................... 4 1.2.4. Nguồn cung cấp hơi ............................................................................... 4 1.2.5. Nguồn nhiên liệu .................................................................................... 4 1.2.6. Giao thông vận tải .................................................................................. 4 1.2.7. Nguồn nhân công ................................................................................... 5 1.2.8. Thị trường tiêu thụ ................................................................................. 5 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN................................................................................... 6 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ............................................................................. 6 2.1.1 Giới thiệu chung về cây hướng dương ..................................................... 6 2.1.2 Cấu tạo hạt hướng dương ........................................................................ 6 2.1.3. Thành phần hóa học ............................................................................... 7 2.2. Tổng quan về sản phẩm ................................................................................ 9 2.2.1 Giá trị dầu hướng dương tinh luyện ......................................................... 9 2.2.2 Chỉ tiêu chất lượng dầu hướng dương tinh luyện ..................................... 9 2.2.3 Tình hình sản xuất ở Việt Nam................................................................ 9 2.2.4. Một số phụ phẩm trong công nghệ sản xuất dầu hướng dương tinh luyện ........................................................................................................................... 10 2.3.1 Các phương pháp thu dầu ...................................................................... 10 2.3.2. Các phương pháp tinh luyện ................................................................. 12 2.3.3. Quá trình nghiền .................................................................................. 13 2.3.4. Quá trình chưng sấy ............................................................................. 13 2.3.5. Phương pháp lọc .................................................................................. 14 iii 2.3.6. Các phương pháp thủy hóa .................................................................. 15 2.3.7. Quá trình trung hòa.............................................................................. 16 2.3.8. Quá trình tẩy màu ................................................................................ 16 2.3.9. Quá trình tẩy mùi................................................................................. 18 2.3.10. Chất chống oxy hóa .......................................................................... 18 CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............. 20 3.1. Quy trình công nghệ ................................................................................... 20 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................... 20 3.2.1 Tiếp nhận nguyên liệu .......................................................................... 20 3.2.2. Làm sạch ............................................................................................. 20 3.2.3. Xay, nghiền I ....................................................................................... 20 3.2.4. Chưng sấy I ......................................................................................... 20 3.2.5. Ép dầu sơ bộ ........................................................................................ 22 3.2.6 . Nghiền II và chưng sấy II ................................................................... 22 3.2.7. Phương pháp ép kiệt dầu...................................................................... 23 3.2.8. Tách tạp chất cơ học bằng phương pháp lắng....................................... 23 3.2.9. Thủy hóa dầu ....................................................................................... 23 3.2.10. Trung hòa acid béo ............................................................................ 24 3.2.11.Tách sáp ............................................................................................. 24 3.2.12. Rửa dầu mỡ ....................................................................................... 25 3.2.13. Sấy khử nước..................................................................................... 25 3.2.14. Tẩy màu dầu ...................................................................................... 25 3.2.15. Khử mùi ............................................................................................ 25 3.2.16. Rót, đóng nắp .................................................................................... 26 3.2.17. Rửa chai ............................................................................................ 26 3.2.18. In nhãn, đóng thùng ........................................................................... 26 3.2.19. Bảo quản ........................................................................................... 26 CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................... 27 4.1. Năng suất và số liệu ban đầu ...................................................................... 27 4.2. Kế hoạch sản xuất ...................................................................................... 27 4.3. Tính nguyên liệu ....................................................................................... 28 4.3.1. Công đoạn thu nhận nguyên liệu :........................................................ 28 4.3.2. Bảo quản: ............................................................................................ 28 4.3.3. Làm sạch: ............................................................................................ 28 4.3.4. Nghiền I .............................................................................................. 28 4.3.5. Chưng sấy I: ........................................................................................ 29 iv 4.3.6. Ép sơ bộ: .............................................................................................. 29 4.3.7. Nghiền II:............................................................................................. 30 4.3.8. Chưng sấy II: ....................................................................................... 30 4.3.9. Ép kiệt:................................................................................................. 31 4.3.10. Lắng ................................................................................................... 31 4.3.11. Gia nhiệt ............................................................................................ 32 4.3.12. Lọc ..................................................................................................... 32 4.3.13. Thủy hóa ............................................................................................ 32 4.3.14. Trung hòa ........................................................................................... 32 4.3.15. Tách sáp ............................................................................................. 33 4.3.16. Rửa dầu mỡ ........................................................................................ 33 4.3.17. Sấy khử nước ..................................................................................... 33 4.3.18. Tẩy màu ............................................................................................. 34 4.3.19. Lọc ..................................................................................................... 34 4.3.20. Khử mùi ............................................................................................. 34 4.3.21. Hoàn thiện.......................................................................................... 34 CHƯƠNG 5. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ........................................................... 37 5.1. Xilo bảo quản ............................................................................................. 37 5.2. Máy bóc vỏ và loại tách tạp chất ................................................................. 37 5.3. Thiết bị nghiền I.......................................................................................... 38 5.4. Hệ thống chưng sấy và ép lần I ................................................................... 39 5.5. Hệ thống nghiền II ...................................................................................... 41 5.6. Hệ thống chưng sấy và ép lần II .................................................................. 41 5.7. Bể chứa dầu sau ép ..................................................................................... 43 5.8. Thiết bị lắng................................................................................................ 43 5.9. Thiết bị gia nhiệt ......................................................................................... 44 5.10. Thiết bị lọc................................................................................................ 46 5.11. Thiết bị thủy hóa – trung hòa – tách sáp: ................................................... 47 5.12. Thiết bị rửa và sấy dầu .............................................................................. 50 5.13. Hệ thống tẩy màu ...................................................................................... 51 5.14. Thiết bị lọc................................................................................................ 53 5.15. Thiết bị khử mùi ....................................................................................... 53 5.16. Xitec chứa dầu sau khử mùi ...................................................................... 54 5.17. Thiết bị chiết rót........................................................................................ 55 5.18. Thiết bị dán nhãn ...................................................................................... 55 5.19. Thùng chứa ............................................................................................... 56 v 5.20. Hệ thống bơm........................................................................................... 59 5.21. Gàu tải...................................................................................................... 60 5.22. Băng tải .................................................................................................... 64 5.23. Vít tải ....................................................................................................... 65 5.24. Xilo chứa khô dầu .................................................................................... 66 5.25. Hệ thống tuy-e chân không ....................................................................... 67 CHƯƠNG 6. TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC ........................................................ 69 6.1 Cân bằng nhiệt ............................................................................................ 69 6.1.1 Chưng sấy I .......................................................................................... 69 6.1.1.1 Công đoạn chưng ............................................................................... 69 6.1.1.2. Công đoạn sấy .................................................................................. 72 6.1.2. Chưng sấy II ........................................................................................ 73 6.1.2.1 Công đoạn chưng ............................................................................... 73 6.1.2.2. Công đoạn sấy .................................................................................. 76 6.1.3. Lắng .................................................................................................... 78 6.1.3.1 Nhiệt vào Qv ...................................................................................... 78 6.1.3.2 Nhiệt ra Qr ......................................................................................... 78 6.1.4. Gia nhiệt .............................................................................................. 79 6.1.4.1 Nhiệt vào Qv ...................................................................................... 79 6.1.4.2 Nhiệt ra Qr ......................................................................................... 79 6.1.5. Thủy hóa ............................................................................................. 80 6.1.6. Trung hòa ............................................................................................ 81 6.1.7. Rửa, sấy dầu ........................................................................................ 82 6.1.8 Tẩy màu ............................................................................................... 83 6.1.9. Khử mùi .............................................................................................. 83 6.2. Tính hơi...................................................................................................... 85 6.2.1 Lượng hơi tiêu thụ ................................................................................ 85 6.2.2. Chọn nồi hơi ........................................................................................ 85 6.2.3. Lượng nhiên liệu tiêu thụ cho lò hơi .................................................... 85 6.3 Tính lượng nước.......................................................................................... 85 6.3.1. Lượng nước dùng trong sản xuất ......................................................... 86 6.3.2. Lượng nước dùng để vệ sinh thiết bị, máy móc.................................... 86 6.3.3. Lượng nước dùng trong sinh hoạt ........................................................ 86 6.3.4 Lượng nước dùng cho lò hơi................................................................. 86 CHƯƠNG 7 TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG ................................................... 87 7.1. Tính tổ chức ............................................................................................... 87 vi 7.1.1 Hệ thống tổ chức của nhà máy .............................................................. 87 7.1.2. Tính số nhân công làm việc trong nhà máy .......................................... 87 7.2. Tính xây dựng ............................................................................................. 89 7.2.1 Phân xưởng sản xuất chính.................................................................... 89 7.2.2 Kho chứa nguyên liệu và thành phẩm.................................................... 89 7.2.3. Kho chứa bao bì ................................................................................... 90 7.2.4. Kho chứa nhiên liệu ............................................................................. 90 7.2.5 Nhà hành chính ..................................................................................... 91 7.2.6. Các công trình phụ trợ .......................................................................... 91 7.2.7. Nhà phục vụ ......................................................................................... 92 CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT ................................................................ 95 8.1. Kiểm tra sản xuất ........................................................................................ 95 8.2. Xác định một số chỉ tiêu ............................................................................. 95 8.2.1. Xác định tỉ lệ tạp chất nguyên liệu ....................................................... 95 8.2.2. Xác định độ ẩm nguyên liệu ................................................................. 95 8.2.3. Xác định tỷ lệ vỏ và nhân trong của hạt ................................................ 96 8.2.4 Xác định hàm lượng dầu trong nguyên liệu ........................................... 96 8.2.5. Xác định màu sắc dầu .......................................................................... 96 8.2.6. Xác định mùi vị dầu ............................................................................. 97 8.2.7. Xác định độ trong của dầu .................................................................... 97 8.2.8 Xác định hàm lượng nước và chất bốc hơi trong dầu ............................. 97 8.2.9. Xác định chỉ số acid ............................................................................. 98 8.2.10. Xác định chỉ số xà phòng ................................................................... 98 8.2.11. Xác định chỉ số peroxide .................................................................... 99 8.2.12. Xác định chỉ số iot bằng phương pháp Wijs ....................................... 99 CHƯƠNG 9 AN TOÀN LAO ĐỘNG, VỆ SINH VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ TRONG NHÀ MÁY ......................................................................................... 101 9.1. An toàn lao động....................................................................................... 101 9.1.1 Nguyên nhân gây tai nạn ..................................................................... 101 9.1.2. Biện pháp hạn chế tai nạn lao động .................................................... 101 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động .................................................... 101 9.2. Vệ sinh nhà máy ....................................................................................... 102 9.3. Phòng chống cháy nổ ................................................................................ 105 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 106 TÀI LIỆU KHAM KHẢO ................................................................................... 107 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ❖ Danh sách bảng Bảng 2. 1. Thành phần các acid amin trong hạt hướng dương (mg/g khối lượng protein) [31]. .............................................................................................................. 8 Bảng 2. 2 Một số đặc trưng của dầu hướng dương làm thực phẩm [32] .................. 9 Bảng 3. 1. Cặn sáp từ các loại dầu ứng với các hợp chất [21]............................... 24 Bảng 4. 1. Các thông số kỹ thuật ban đầu ........................................................... 27 Bảng 4. 2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy ............................................................ 28 Bảng 4. 3. Tỉ lệ hao hụt nguyên liệu trong các công đoạn (%) .......................... 29 Bảng 4. 4. Bảng tổng kết cân bằng vật chất........................................................... 35 Bảng 5. 1. Thông số xilo TSE ................................................................................ 37 Bảng 5. 2 Thông số kỹ thuật máy bóc vỏ Dy-3000c ............................................... 38 Bảng 5. 3. TSKT TB nghiền trục 2PG600x400[23] ............................................... 39 Bảng 5. 4 Thông số kĩ thuật thiết bị chưng sấy và ép sơ bộ FP-75......................... 40 Bảng 5. 5. Thông số kĩ thuật máy nghiền búa Cotantien ........................................ 41 Bảng 5. 6 Thông số kĩ thuật máy YZP – 28 [25] .................................................... 42 Bảng 5. 7. Thông số kỹ thuật của thiết bị lắng ....................................................... 44 Bảng 5. 8. Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt ................................................ 46 Bảng 5. 9. Thông số kĩ thuật thiết bị lọc YLX – 95 [2] ........................................... 47 Bảng 5. 10. Thông số kỹ thuật của thiết bị thủy hóa .............................................. 49 Bảng 5. 11 Thông số kỹ thuật của thiết bị trung hòa.............................................. 50 Bảng 5. 12 Thông số kỹ thuật của thiết bị rửa, sấy ................................................ 51 Bảng 5. 13. Thông số kỹ thuật của thiết bị tẩy màu ............................................... 52 Bảng 5. 14 Thông số kĩ thuật thiết bị lọc YLX – 65 [28] ........................................ 53 Bảng 5. 15. Thông số kỹ thuật của thiết bị khử mùi ............................................... 54 Bảng 5. 16 Thông số kĩ thuật máy rửa – chiết rót – đóng nắp chai 3 trong 1 [29] . 55 viii Bảng 5. 17 Thông số kỹ thuật máy dán nhãn .......................................................... 55 Bảng 5. 18. Thông số kỹ thuật thùng chứa nước thủy hóa ...................................... 56 Bảng 5. 19. Thông số kỹ thuật thùng chứa dung dịch NaOH .................................. 57 Bảng 5. 20. Thông số kỹ thuật thùng nước muối .................................................... 58 Bảng 5. 21. Thông số kỹ thuật thùng chứa than và đất hoạt tính ............................ 59 Bảng 5. 22. Thông số kĩ thuật bơm CAM 75........................................................... 59 Bảng 5. 23 Số lượng bơm sử dụng ở các công đoạn ............................................... 60 Bảng 5. 24. Gàu tải chuyển nguyên liệu lên máy nhiền (GT1) ............................... 61 Bảng 5. 25 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu lên máy chưng sấy I (GT2) ................ 62 Bảng 5. 26. Băng tải vận chuyển khô dầu II (BT3) ................................................ 65 Bảng 5. 27. Bảng tổng kết chọn và tính toán thiết bị chính .................................... 67 Bảng 5. 28. Bảng tổng kết thiết bị vận chuyển ...................................................... 68 Bảng 6. 1. Tổng kết cân bằng nhiệt ........................................................................ 84 Bảng 6. 2. Thông số kĩ thuật lò hơi ........................................................................ 85 Bảng 7. 1 Số người lao động trực tiếp theo ca ....................................................... 88 Bảng 7. 2. Số người lao động gián tiếp theo ca ...................................................... 88 Bảng 7. 3. Tổng kết các công trình xây dựng ......................................................... 93 Bảng 8. 1. Thông số pha nước cất và dung dịch I2 tiêu chuẩn[3 ]. ......................... 97 Bảng 8. 2. Thông số xác định chỉ số iot [3]. ......................................................... 100 ❖ Danh sách hình Hình 2. 1. Cây và hạt hướng dương ......................................................................... 6 Hình 2. 2. Hạt hướng dương .................................................................................... 7 Hình 3. 1. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu hướng dương tinh luyện ........................... 21 Hình 5. 1. Xilo bảo quản STE ................................................................................ 37 Hình 5. 2 Máy bóc vỏ............................................................................................. 37 Hình 5. 3. Sơ đồ máy nghiền 2 trục (trái) và trục nghiền có rãnh xoắn (phải)........ 38 ix Hình 5. 4. Máy nghiền 2 trục [15] ......................................................................... 39 Hình 5. 5. Hệ thống chưng sấy và ép sơ bộ (trái), nồi chưng sấy tách riêng (phải) 39 Hình 5. 6. Cấu tạo máy ép sơ bộ ........................................................................... 40 Hình 5. 7. Thiết bị nghiền búa Cotantien [16] ....................................................... 41 Hình 5. 8. Hệ thống chưng sấy và ép sơ bộ (trái), sơ đồ chưng sấy 3 tầng (phải) .. 42 Hình 5. 9. Thiết bị YZP - 28 .................................................................................. 42 Hình 5. 10. Thiết bị lắng ....................................................................................... 43 Hình 5. 11. Thiết bị lọc khung bản [26] ................................................................ 46 Hình 5. 12. Thiết bị thủy hóa - trung hòa – tách sáp............................................. 48 Hình 5. 13. Cấu tạo nồi khử mùi ........................................................................... 53 Hình 5. 14. Thiết bị dán nhãn................................................................................ 55 Hình 5. 15. Bơm Cam 75 ....................................................................................... 59 Hình 5. 16. Băng tải [5] ........................................................................................ 64 Hình 7. 1. Hệ thống tổ chức của nhà máy.............................................................. 87 Hình 9. 1. Sơ đồ xử lý nước thải .......................................................................... 104 x Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành công nghiệp thực phẩm, dầu mỡ chiếm một vị trí quan trọng, là thành phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn hằng ngày. Mang ý nghĩa về nhiệt lượng và sinh lý đối với con người. Ngoài ra, dầu mỡ còn là nguyên liệu cần thiết trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm. Chính vì vậy, việc đẩy mạnh công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm không thể tách rời việc phát triển nguồn dầu mỡ đạt yêu cầu về số lượng và chất lượng. Cùng với sự phát triển xã hội, đời sống vật chất của người dân được cải thiện nên nhu cầu về chất lượng dinh dưỡng cũng được nâng cao. Trong khi lượng dầu mỡ có nguồn gốc động vật lại chứa nhiều nguy cơ tiềm ẩn về bệnh cho con người, đồng thời khả năng bảo quản lại thấp, hiệu quả khai thác lại không cao (thời gian nuôi, thức ăn…) thì dầu thực vật là loại thực phẩm cung cấp nguồn năng lượng và dinh dưỡng rất lớn cho con người. Dầu thực vật không chỉ sử dụng trong ngành thực phẩm mà còn trong các ngành khác như: công nghiệp xà phòng, sơn, vecni, sản xuất glyxerin… Theo số liệu của Tổ chức dầu thế giới (1968) sản lượng dầu thực vật chiếm tới 79% tổng lượng dầu sản xuất và cho đến nay nó đã gần như thay thế dầu động vật trong chế biến thức ăn. Để thu được dầu thực vật, người ta có thể sử dụng các loại quả, hạt chứa dầu cao như hướng dương, dừa, bơ, cacao, đậu nành, đậu phộng hay cây chứa dầu như cây olive, cọ,… Dầu hướng dương có hàm lượng vitamin E cao và ít chất béo bão hòa có lợi cho da và hệ miễn dịch. Dầu hướng dương được tinh chế rất thân thiện với trái tim, nó làm giảm nồng độ cholesterol vì chứa nhiều axit béo không bão hòa, có lợi cho sức khỏe tim mạch. Vì thế, nhu cầu tiêu dùng dầu được chế biến từ hạt hướng dương ngày càng tăng. Với mục tiêu và tầm quan trọng trên thì việc xây dựng các nhà máy sản xuất dầu hướng dương là cần thiết để đáp ứng nhu cầu thị trường. Do vậy, em được giao đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện với năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày”. SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 1 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Mục đích của việc xây dựng nhà máy 1.1.1. Tận dụng nguồn nguyên liệu Bắt đầu từ năm 2011, cứ sau 2 vụ ngô và đậu..., các kỹ sư nông nghiệp ở Trang trại TH (Nghệ An) lại trồng hướng dương với mục đích luân canh cây trồng để giảm các nguy cơ tích lũy bệnh. Ngoài ra hướng dương cũng cho năng suất rất cao, chịu hạn, lạnh tốt hơn nhiều các cây trồng khác. Khi hạt bắt đầu ngậm sữa, cô đặc lại thì bắt đầu dùng máy để thu hoạch (bao gồm cả thân cây, lá và hạt), sau đó nghiền nhỏ, ủ chua để làm thức ăn cho bò sữa. Hạt giống mua từ Thái Lan, loại hạt giống lai F1. Đây là loại hạt chuyên dùng để lấy ép lấy dầu, khác với loại hạt hướng dương rang để ăn. Thời gian từ lúc gieo hạt đến khi thu hoạch là 3 tuần, số tấn bình quân thu được tính cả cây và hạt là 20 tấn/ha, cánh đồng với diện tích 100ha, nên mỗi vụ thu về khoảng 2000 tấn tính cả cây và hạt. Vì thế, thay vì sử dụng tất cả làm thức ăn cho gia súc, có thể tận dụng lượng hạt thu được để sản xuất dầu ăn, phục vụ con người, tăng lợi nhuận [12]. 1.1.2. Đáp ứng nhu cầu trong nước Đời sống ngày càng được nâng cao vì vậy nhu cầu về thực phẩm của con người cũng tăng theo về cả mặt chất lượng cũng như mặt hàng mới. Trong đó, mặt hàng dầu thực vật cũng chiếm một vai trò lớn. Chính vì vậy, ở nước ta ngày càng có nhiều nhà máy sản xuất dầu thực vật được xây dựng. 1.1.3. Phát triển kinh tế xã hội Việc xây dựng nhà máy sản xuất dầu thực vật ở đây phục vụ cho việc tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có và còn tạo ra một lượng lớn việc làm cho người lao động, góp phần giảm tỉ lệ người thất nghiệp ở địa phương. 1.2. Cơ sở thiết kế Nhà máy sản xuất dầu tinh luyện từ hạt hướng dương với năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày đặt tại KCN Việt Nam – Singapore II thuộc hệ thống Khu công nghiệp Việt Nam – Singapore, viết tắt VSIP Vietnam – Singapore, thuộc huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương. Đặc điểm tự nhiên của địa điểm đặt nhà máy: Bình Dương là tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ, Việt Nam. Tỉnh lị của Bình Dương hiện nay là thành phố Thủ Dầu Một, cách trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh 30 km theo đường Quốc lộ 13. Đây là tỉnh có dân số đông thứ 7 trong 63 tỉnh thành. SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 2 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày Địa hình Bình Dương tương đối bằng phẳng, hệ thống sông ngòi và tài nguyên thiên nhiên phong phú. Khí hậu mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ khoảng tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau, lượng mưa trung bình hàng năm 1.800 mm đến 2.000 mm. Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,5oC. • 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 và Thành phố Hồ Chí Minh • Chế độ gió tương đối ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và áp thấp nhiệt đới. Về mùa khô gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông, Đông - Nam, về mùa mưa gió thịnh hành chủ yếu là hướng Tây, Tây – Nam. Vị trí địa lí: KCN VSIP II nằm ở trung tâm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, cách Tp HCM 35km, cách cảng Cát Lái 40km, cách sân bây quốc tế Tân Sơn Nhất 35km, nằm ở Khu liên hợp dịch vụ đô thị mới Bình Dương. Tổng điện tích đất của VSIP II hiện tại là 2.045 ha và sẵn sàng giao đất ngay cho nhà đầu tư. VSIP còn hợp tác với các công ty xây dựng, tiến hành xây dựng các khu nhà ở giá thấp cho công nhân thuê, tạo nơi ăn ở, an toàn, ổn định, tạo thuận lợi cho công ty sử dụng lao động, việc quản lý, đưa đón công nhân. Một số chi phí đầu tư ở khu công nghiệp: • Giá thuê đất: 38 USD/m2 (trong 45 năm) • Phí bảo dưỡng cơ sở hạ tầng: 0,07 USD/m2/tháng • Điện: giờ cao điểm: 0,08 USD/kmh; bình thường: 0,075 USD/kmh • Nước: 0.1 USD/m3 • Xử lý nước thải: 0,19 USD/m3 Vùng nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng trong nhà máy là hạt hướng dương. Nguyên liệu được nhà máy tiến hành thu mua ở Nghệ An, Lâm Đồng, Lào Cai, nhưng sản lượng ở các tỉnh này không đủ đáp ứng nguồn nguyên liệu cho nhà máy vận hành. Do đó, nguồn nguyên liệu chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài như: Ukraina, Nga, EU, Trung Quốc, Argentina…[11] [17]. Sự liên hợp hóa và hợp tác hóa Trước khi tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất dầu tinh luyện thì cần phải tiến hành đàm phán hợp tác với ban điều hành về các vấn đề như: điện, nước, công trình giao thông, cấp thoát nước, xử lý nước thải và vấn đề an ninh. SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 3 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày Cần hợp tác với các doanh nghiệp trong và ngoài nước để được hỗ trợ kỹ thuật hiện đại và tiêu thụ sản phẩm. Bên cạnh đó cần có sự hợp tác với các nhà máy khác sử dụng nguồn phế phẩm của nhà máy làm nguyên liệu để nâng cao hiệu quả kinh tế cho nhà máy. 1.2.1. Nguồn điện Nhà máy sử dụng lượng điện lớn cho các máy hoạt động trong quá trình sản xuất, trong sinh hoạt và chiếu sáng. Vì vậy, nguồn điện mà nhà máy sử dụng là nguồn do khu công nghiệp cung cấp. Nhà máy cũng có nguồn điện dự phòng để đề phòng trường hợp mất điện. 1.2.2. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước Nước sử dụng trong nhà máy với nhiều mục đích khác nhau như: nước dùng trong sản xuất, nước dùng để vệ sinh thiết bị, nước sinh hoạt,… Vì vậy, nguồn nước có những cách xử lý khác nhau để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cũng như sức khỏe của công nhân. Nguồn nước được lấy bên cung cấp nước của khu công nghiệp và có thể thêm nguồn giếng khoan của công ty. 1.2.3. Xử lý nước thải Tận dụng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hoàn chỉnh có trong KCN. Nước thải trong nhà máy sản xuất gồm: Nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất, chứa nhiều chất hữu cơ là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Vì vậy phải xử lý trước khi đưa vào hệ thống xử lý chung của KCN nhằm đảm bảo nguồn nước thải ra ngoài không gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của công nhân và dân cư tại khu vực sản xuất. 1.2.4. Nguồn cung cấp hơi Trong nhà máy có rất nhiều công đoạn như thủy hóa, trung hòa, tẩy màu, gia nhiệt nước, vệ sinh thiết bị… cần đến hơi. Vì thế phải có lò hơi. 1.2.5. Nguồn nhiên liệu Nhà máy dùng nhiên liệu để đốt nóng lò hơi là dầu mazut (FO), dầu diesel để vận hành các xe do công ty xăng dầu địa phương cung cấp. 1.2.6. Giao thông vận tải Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với các nhà máy vì phải vận chuyển hàng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu… về nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ. Khu công nghiệp có vị trí thuận tiện, cơ sở hạ tầng tốt, đầy đủ các dịch vụ phục vụ nhu cầu của các doanh nghiệp trong khu công nghiệp: điện, nước, xử lý chất thải SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 4 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày rắn, ngân hàng, viễn thông. Vì vậy, hiện đã có nhiều doanh nghiệp đang hoạt động rất tốt. Ngoài ra, còn thuận tiện vận chuyển hàng hóa về cảng Sài Gòn, sân bay, đường bộ. 1.2.7. Nguồn nhân công Bình Dương là một tỉnh có số lượng người trong độ tuổi lao động lớn nên cung cấp một lượng lớn công nhân, nhà máy cũng có thể sử dụng công nhân từ các tỉnh khác trong cả nước. Nhà máy có thể thu hút các cán bộ khoa học kỹ thuật, quản lý từ các trường đại học và cao đẳng trên địa bàn cũng như trong cả nước. 1.2.8. Thị trường tiêu thụ Dầu hướng dương có nhiều loại khác nhau với tỷ lệ acid béo không no khác nhau. Chính thành phần các acid béo không no cao này khiến dầu hướng dương trở thành một trong những loại dầu và mỡ thực vật tốt nhất cho sức khỏe, đặc biệt là đối với những người có nguy cơ mắc bệnh tim mạnh. Vì vậy, thị trường tiêu thụ của sản phẩm rất lớn và tiềm năng. Cán cân tỉ lệ các loại dầu thực vật trên thị trường hiện nay đang có xu hướng nghiêng dần về các sản phẩm dầu được chiết xuất từ hạt hướng dương. Đặc biệt, theo dự báo của bộ Công thương, đến năm 2025 khi mà mức tiêu thụ dầu ăn của người Việt đạt ngưỡng 18,5kg/người/năm thì sản lượng dầu ăn hướng dương được nhập vào Việt Nam để phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng sẽ tăng lên đáng kể [22]. ❖ Kết luận: Với những vấn đề như đã nêu trên, việc thiết kế một nhà máy sản xuất dầu tinh luyện từ hạt hướng dương là rất khả thi. Góp phần tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, đa dạng hóa mặt hàng dầu thực vật, tạo ra nhiều công ăn việc làm mới cho người lao động, góp phần phát triển kinh tế chung của cả nước. SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 5 Thiết kế nhà máy sản xuất dầu hướng dương tinh luyện năng suất 60 tấn sản phẩm/ngày CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về nguyên liệu 2.1.1 Giới thiệu chung về cây hướng dương Hướng dương còn gọi là: hướng dương quỳ tử, thiên quỳ tử, quỳ tử, quỳ hoa tử; tên khoa học: Helianthus annuus L., thuộc họ Cúc (Asteraceae). Cây có nguồn gốc từ Mexico, đây là loài cây thảo sống khoảng một năm, thân to thẳng có lông cứng, thường có đốm, cao 1- 3m. Lá to, thường mọc so le, có cuống dài, phiến lá hình trứng đầu nhọn, cụm hoa đầu lớn, đường kính 7 - 20cm, bao chung hình trứng. Hoa hình lưỡi, ngoài màu vàng, các hoa lưỡng tính ở giữa có màu tím hồng. Cây ra hoa vào mùa đông, mùa xuân. Hình 2.1. Cây và hạt hướng dương Từ hướng dương cũng được sử dụng để nói về tất cả các loài thực vật thuộc chi Helianthus. Cái gọi là bông hoa này trên thực tế là một cụm hoa dạng đầu, bao gồm nhưng bông hoa con. Số các vòng xoắn trái và số các vòng xoắn phải là các số kế tiếp trong dãy Fibonacci, điển hình là 34 vòng xoắn theo một hướng và 55 theo hướng kia; trên một bông hoa hướng dương rất to người ta có thể thấy 89 vòng xoắn theo một hướng và 144 theo hướng kia. Những bông hoa dạng đĩa khi trưởng thành phát triển thành những cái mà người ta gọi là “hạt hướng dương”. Tuy nhiên, các “hạt” đó thực sự là một loại quả (quả bế) của loài cây này, với nhưng hạt thật sự nằm bên trong lớp vỏ không ăn được [17]. 2.1.2 Cấu tạo hạt hướng dương Hạt hướng dương cấu tạo từ vỏ quả, vỏ hạt, tử diệp và khoảng không khí như hình 2.2 Vỏ quả (1) cấu tạo từ những mô có cấu trúc khác nhau: mô biểu bì, lớp fitomlan, mô sợi, nhu mô thành mảnh. SVTH: Phan Thị Khánh Linh GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 6