Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm năm

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 NƯỚC TƯƠNG ĐẬU NÀNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN VỚI NĂNG SUẤT 2 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM. Người hướng dẫn: T.S NGUYỄN THỊ ĐÔNG PHƯƠNG Sinh viên thực hiện: VƯƠNG THỊ NHƯỜNG Số thẻ sinh viên: 107150167 Lớp: 15H2B Đà Nẵng, 6/2020 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu Lít sản phẩm/năm”. Sinh viên thực hiện: VƯƠNG THỊ NHƯỜNG Số thẻ SV: 107150167 Lớp: 15H2B Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm có 9 chương: Chương 1: Lập luận về kinh tế: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy và chọn địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm về vùng nguyên liệu, mạng lưới đường giao thông, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa cũng như là nhân công lao động trong nhà máy. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: Tìm hiểu về các đặc điểm, tính chất của nguyên liệu và sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ, lựa chọn quy trình và thuyết minh về quy trình. Chương 4: Cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất. Chương 5: Tính và chọn thiết bị. Chương 6: Tính nhiệt - hơi - nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng trong sản xuất và sinh hoạt. Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng nhà máy. Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm. Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy. 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 ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Vương Thị Nhường Lớp: 15H2B Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107150167 Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/ năm. 2. Ðề 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: + Sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. + Nguyên liệu khô đậu nành: Độ ẩm 10%, protein 45%. Nguyên liệu bột mỳ: Độ ẩm 12%, protein 8%. + Tỷ lệ nguyên liệu: 90% khô đậu nành và 10% bột mỳ. + Nước tương có hàm lượng Nito tổng là 6g/L và hàm lượng muối NaCl là 230 g/L. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Lời 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 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 nhà máy Chương 8: Kiểm tra sản xuất - Đánh giá chất lượng thành phẩm Chương 9: An toàn lao động - Vệ sinh nhà máy Kết luận Phụ lục Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thuớc bản vẽ ): Bản vẽ số 1: Sơ đồ kĩ thuật quy trình công nghệ (A0) Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 4: Sơ đồ bố trí đường ống hơi - nước (A0) Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy (A0) 6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Đông Phương 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10 / 02 /2020 8. Ngày hoàn thành đồ án: / /2020 Trưởng Bộ môn Công Nghệ Thực Đà nẵng, ngày… tháng … năm 2020 Người hướng dẫn Phẩm TS. Mạc Thị Hà Thanh TS. Nguyễn Thị Đông Phương LỜI NÓI ĐẦU Bách Khoa không chỉ là ngôi trường đại học hàng đầu về kỹ thuật với chương trình đào tạo rèn luyện tư duy và sự kiên trì. Bách Khoa trong tôi còn là một hành trình 5 năm trải nghiệm đầy thú vị và nhiều màu sắc. Và nơi đây có những thầy cô tận tình giảng dạy, khuyến khích sinh viên chủ động, sáng tạo, là những ngày ôn thi căng thẳng quên hết thời gian, hay là những ngày tình nguyện với nhiệt huyết của tuổi trẻ. Ở Bách Khoa, tôi học được giá trị của cuộc sống, học được sự mạnh mẽ cần thiết, là con gái học Bách Khoa vất vả nhưng chưa bao giờ tôi hối hận, mà còn cảm thấy biết ơn vì cũng là một nữ sinh của Bách Khoa. Đáng quý hơn, Bách Khoa còn cho tôi những người bạn, những người thầy, người cô thân thiết, những mối quan hệ mà có lẽ sẽ theo tôi trong suốt cuộc đời. Thật lòng cảm ơn Bách Khoa. Khép lại những năm tháng đó chính là mùa đồ án cuối cùng của đời sinh viên đồ án tốt nghiệp. Chắc hẳn tôi sẽ không thể nào hoàn thành tốt nếu không có sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Đông Phương , người đã trực tiếp theo sát tôi trong quá trình hoàn thành đồ án. Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô trong Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong Khoa Hóa nói riêng đã dạy dỗ và truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức bổ ích và những bài học kinh nghiệm quý báu, các thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành khóa học tại trường. Tôi xin chúc các thầy cô giáo trong Khoa Hóa dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Vương Thị Nhường i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin về thiết bị đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo với chú thích cụ thể. Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng quy định của nhà trường. Đà nẵng, ngày tháng năm 2020. Sinh viên thực hiện Vương Thị Nhường ii MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ..................................................... 2 1.1. Sự cần thiết của đầu tư ........................................................................................... 2 1.2. Cơ sở thiết kế ......................................................................................................... 2 1.2.1. Vị trí ................................................................................................................ 2 1.2.2. Đặc điểm thiên nhiên....................................................................................... 3 1.2.3. Hệ thống giao thông nội bộ .............................................................................. 3 1.2.4. Nguồn cung cấp điện ........................................................................................ 4 1.2.6. Thị trường tiêu thụ sản phẩm ........................................................................... 4 1.2.7. Xử lí nước thải và chất thải .............................................................................. 4 1.2.8. Nguồn nguyên liệu ........................................................................................... 4 1.2.9. Nguồn cung cấp hơi ......................................................................................... 5 1.2.10. Nhiên liệu ....................................................................................................... 5 1.2.11. Nguồn nhân công ........................................................................................... 5 1.2.12. Sự hợp tác hóa ................................................................................................ 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ......................................................................................... 6 2.1. Giới thiệu về sản phẩm .......................................................................................... 6 2.1.1. Lịch sử nước tương .......................................................................................... 6 2.1.2. Đặc điểm của nước tương ................................................................................... 6 2.1.3. Giá trị thực phẩm của nước tương.................................................................... 7 2.1.4. Một số sản phẩm nước tương lên men trên thị trường hiện nay ...................... 8 2.2. Tổng quan về nguyên liệu ...................................................................................... 9 2.2.1. Tổng quan về cây đậu nành .............................................................................. 9 2.2.2. Giống Aspergillus oryzae ............................................................................... 14 2.2.3. Bột mì ............................................................................................................. 16 2.2.4. Muối ăn .......................................................................................................... 17 2.2.5. Nước ............................................................................................................... 17 2.2.6. Phụ gia bảo quản ............................................................................................ 18 2.3. Quá trình lên men (nuôi mốc) .............................................................................. 19 2.3.1. Khái niệm lên men (nuôi mốc)....................................................................... 19 2.3.2. Cơ chế quá trình lên men (nuôi mốc) ............................................................. 19 2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm nước tương .............................................. 19 2.4.1. Chỉ tiêu cảm quan ........................................................................................... 19 iii 2.4.2. Chỉ tiêu hóa lý ................................................................................................ 20 2.4.3. Chỉ tiêu vi sinh vật ......................................................................................... 21 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............ 22 3.1. Chọn phương pháp công nghệ ............................................................................. 22 3.1.1. Chọn phương pháp lên men ........................................................................... 22 3.1.2. Phương pháp nghiền ....................................................................................... 22 3.1.3. Công đoạn lọc................................................................................................. 23 3.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men .......... 24 3.3. Thuyết minh quy trình ......................................................................................... 25 3.3.1. Nghiền ............................................................................................................ 25 3.3.2. Rang (bột mì) ................................................................................................. 26 3.3.3. Phối trộn nguyên liệu ..................................................................................... 26 3.3.4. Hấp ................................................................................................................. 27 3.3.5. Đánh tơi, làm nguội ........................................................................................ 28 3.3.6. Cấy giống ....................................................................................................... 29 3.3.7. Nuôi mốc ( Tạo Koji) ..................................................................................... 30 3.3.8. Lên men .......................................................................................................... 31 3.3.9. Trích ly – lọc .................................................................................................. 33 3.3.10. Phối trộn nước tương.................................................................................... 34 3.3.11. Thanh trùng .................................................................................................. 35 3.3.12. Lắng .............................................................................................................. 36 3.3.13. Rót chai ........................................................................................................ 37 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ......................................................... 38 4.1. Chọn các số liệu ban đầu ..................................................................................... 38 4.1.1. Các số liệu ban đầu......................................................................................... 38 4.1.2. Các thông số trạng thái ban đầu ..................................................................... 38 4.1.3. Giả sử mức tiêu hao qua từng công đoạn ....................................................... 38 4.2. Tính cân bằng sản phẩm ...................................................................................... 39 4.3. Tính cân bằng vật chất cho nhà máy sản xuất nước tương đậu nành lên men. ... 40 4.3.1. Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu ban đầu ............................... 40 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ .................................................. 51 5.1. Thiết bị nghiền ..................................................................................................... 51 5.2. Thiết bị rang (bột mì) ........................................................................................... 51 5.3. Thiết bị phối trộn nguyên liệu.............................................................................. 52 5.4. Thiết bị hấp .......................................................................................................... 52 5.5. Thiết bị đánh tơi, làm nguội ................................................................................. 54 iv 5.6. Thiết bị cấy giống ................................................................................................ 54 5.7. Phòng nuôi mốc ................................................................................................... 55 5.8. Thiết bị lên men ................................................................................................... 57 5.9. Thiết bị lọc lần 1 .................................................................................................. 58 5.10. Thiết bị trích ly bã lọc ........................................................................................ 58 5.11. Thiết bị lọc lần 2 ................................................................................................ 60 5.12. Thiết bị thanh trùng nước tương ........................................................................ 60 5.13. Thiết bị lắng ....................................................................................................... 61 5.14. Thiết bị rót chai .................................................................................................. 62 5.15. Thiết bị đóng thùng ............................................................................................ 63 5.16. Bồn chứa nước tương ......................................................................................... 64 5.17. Xe đẩy ................................................................................................................ 65 5.18. Bơm .................................................................................................................... 65 5.19. Thiết bị gia nhiệt nước ....................................................................................... 66 5.20. Thiết bị phối trộn nước, muối ............................................................................ 66 5.21 Băng tải………………………………………………………………..……………...67 CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT ...................................................................................... 69 6.1. Tính năng lượng ................................................................................................... 69 6.1.1. Cấp nhiệt cho các quá trình ............................................................................ 69 6.1.2. Tính hơi và chọn nồi hơi ................................................................................ 72 6.2. Tính nước ............................................................................................................. 72 6.2.1. Tính nước công nghệ ...................................................................................... 72 6.2.2. Tính nước sinh hoạt ........................................................................................ 74 6.2.3. Tính bể chứa nước .......................................................................................... 74 CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH MẶT BẰNG ....................... 76 7.1. Tính tổ chức ......................................................................................................... 76 7.1.1. Sơ đồ tổ chức .................................................................................................. 76 7.1.2. Chế độ làm việc .............................................................................................. 76 7.1.3. Cơ cấu tổ chức ................................................................................................ 76 7.2. Tính xây dựng ...................................................................................................... 79 7.2.1. Đặc điểm của khu đất xây dựng nhà máy ...................................................... 79 7.2.2. Các khu sản xuất ............................................................................................ 79 7.2.3 Tổng diện tích xây dựng.................................................................................. 87 7.2.4 Diện tích khu đất được xây dựng .................................................................... 87 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT – KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ................ 88 8.1. Kiểm tra đánh giá chất lượng nguyên liệu ........................................................... 88 v 8.1.1. Kiểm tra nguyên liệu khô đậu nành khi mới nhập về .................................... 88 8.1.2. Kiểm tra nguyên liệu bột mỳ khi mới nhập về ............................................... 88 8.2. Kiểm tra quá trình sản xuất .................................................................................. 89 8.2.1. Tiêu chuẩn Việt Nam về nước tương ............................................................. 89 8.2.2. Các phương pháp xác định chỉ tiêu cảm quan và hóa học của nước tương ... 89 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH XÍ NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ .................................................................................................... 92 9.1. Vệ sinh xí nghiệp ................................................................................................. 92 9.1.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân ...................................................................... 92 9.1.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị, nền nhà ................................................................ 92 9.1.3. Thông gió điều hòa nhiệt độ ........................................................................... 92 9.2. An toàn lao động .................................................................................................. 93 9.2.1. An toàn làm việc với thiết bị đun nóng .......................................................... 93 9.2.2. An toàn lao động khi vận hành máy móc ....................................................... 93 9.2.3. An toàn về điện .............................................................................................. 93 9.3. phòng chống cháy nổ ........................................................................................... 94 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 95 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 99 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 2.1 Thành phần hóa học của nước tương .............................................................7 Bảng 2.2 Hàm lượng acid amine trên tổng lượng acid amine . .....................................11 Bảng 2.3 Hàm lượng acid béo trong tổng lượng chất khô . ..........................................12 Bảng 2.4 Thành phần carbohydrate trong đậu nành(%) ...............................................12 Bảng 2.5 Thành phần vitamin trong đậu nành . ............................................................13 Bảng 2.6 Thành phần hóa học của khô đậu nành(%) . ..................................................14 Bảng 2.7 Chỉ tiêu cảm quan của nước tương .............................................................200 Bảng 2.8 Chỉ tiêu hóa lý của nước tương .....................................................................20 Bảng 2.9 Chỉ tiêu vi sinh vật của nước tương ............................................................211 Bảng 4.1 Mức tiêu hao qua từng công đoạn ..................................................................38 Bảng 4.2 Sơ đồ nhập nguyên liệu ..................................................................................39 Bảng 4.3 Biểu đồ sản xuất nhà máy ..............................................................................39 Bảng 4.4 Tổng khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm cần xử lý cho mỗi quá trình theo 100 kg nguyên liệu. ...............................................................................................47 Bảng 4.5 Tổng khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm cần xử lý cho mỗi quá trình trong 1 ngày sản xuất là 6666,7 L sp/ngày. ...................................................................48 Bảng 4.6 Tổng khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm cần xử lý cho mỗi quá trình trong 1 mẻ sản xuất........................................................................................................49 Bảng 4.7 Tổng khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm cần xử lý cho mỗi quá trình trong 1 giờ sản xuất…………………………………………………………………...51 Bảng 5.1 Bảng tổng kết thiết bị sản xuất nước tương lên men. ..................................679 Bảng 7.1 Phân công lao động phòng kinh doanh ........................................................777 Bảng 7.2 Phân công lao động phòng tổ chức - hành chánh ........................................777 Bảng 7.3 Phân công lao động sản xuất ........................................................................777 Bảng 7.4 Phân công lao động phòng kỹ thuật ...........................................................7879 Bảng 7.5 Phân công lao động phòng QA và R&D ........................................................79 Bảng 7.6 Diện tích để chứa các nguyên liệu ...............................................................812 Bảng 7.7 Bảng tổng kết diện tích của toàn bộ nhà máy ..............................................867 Bảng 8.1 Các chỉ tiêu chất lượng được khuyến cáo đối với khô đậu nành .................889 vii Hình 1.1 Sơ đồ khu công nghiệp Nhơn Hội . ..................................................................3 Hình 2.1 Nước tương Chin-Su nếp cái hoa vàng ...........................................................8 Hình 2.2 Nước tương Maggi ..........................................................................................9 Hình 2.3 Nước tương Nam Dương .................................................................................9 Hình 2.4 Nước tương Nhật Yamasa Shushi ...................................................................9 Hình 2.5 Xì dầu Trung Quốc ..........................................................................................9 Hình 2.6 Nước tương Sempio Hàn Quốc .......................................................................9 Hình 2.7 Cây đậu nành .................................................................................................10 Hình 2.8 Khô đậu nành . ...............................................................................................13 Hình 2.9 Nấm mốc A.oryzae ........................................................................................15 Hình 3.1 Máy nghiền búa .............................................................................................26 Hình 3.2 Cấu tạo máy nghiền búa ……………………………………………….. 26 Hình 3.3 Thiết bị rang ..................................................................................................26 Hình 3.4 Thiết bị phối trộn ...........................................................................................27 Hình 3.5 Cánh khuấy ....................................................................................................27 Hình 3.6 Thiết bị hấp ....................................................................................................28 Hình 3.7 Khuây hấp trong thiết bị hấp .........................................................................28 Hình 2.2 Thiết bị đánh tơi ............................................................................................29 Hình 3.9 Thiết bị trộn bào tử nấm mốc vào nguyên liệu ..............................................30 Hình 3.10 Thiết bị lên men ..........................................................................................32 Hình 3.11 Thiết bị lọc khung bản .................................................................................34 Hình 3.12 Thiết bị phối trộn .........................................................................................34 Hình 3.13 Thiết bị thanh trùng .....................................................................................36 Hình 3.14 Thiết bị lắng .................................................................................................36 Hình 3.15 Thiết bị rót kết hợp đóng nắp và dán nhãn ..................................................37 Hình 5.1 Máy nghiền búa .............................................................................................51 Hình 5.2 Thiết bị rang ..................................................................................................51 Hình 5.3 Thiết bị phối trộn ...........................................................................................53 Hình 5.4 Khay hấp nguyên liệu ...................................................................................52 Hình 5.5 Thiết bị hấp ....................................................................................................53 Hình 5.6 Thiết bị đánh tơi ............................................................................................54 Hình 5.7 Thiết bị cấy giống ..........................................................................................54 Hình 5.8 Khay nuôi mốc ..............................................................................................55 Hình 5.9 Xe đẩy nuôi mốc ............................................................................................57 Hình 5.10 Cấu tạo thiết bị lên men ...............................................................................57 Hình 5.11 Thiết bị Lên mem ........................................................................................59 viii Hình 5.12 Thiết bị lọc khung bảng ...............................................................................59 Hình 5.13 Cấu tạo thiết bị trích ly ................................................................................60 Hình 5.14 thiết bị trích ly .............................................................................................60 Hình 5.15 Thiết bị lọc khung bảng ...............................................................................61 Hình 5.16 Thiết bị thanh trùng bản mỏng ....................................................................61 Hình 5.17 Cấu tạo thiết bị lắng .....................................................................................61 Hình 5.18 Thiết bị lắng .................................................................................................62 Hình 5.19 Thiết bị rót chai ...........................................................................................64 Hình 5.20 Thiết bị đóng thùng .....................................................................................64 Hình 5.21 Cấu tạo bồn chứa nước tương ......................................................................64 Hình 5.22 Bồn chứa nước tương ..................................................................................65 Hình 5.23 Xe đẩy ..........................................................................................................65 Hình 5.24 Bơm .............................................................................................................66 Hình 5.25 Thiết bị gia nhiệt nước .................................................................................67 Hình 5.26 Cấu tạo thiết bị phối trộn nước muối ...........................................................67 Hình 5.27 Thiết bị phối trộn nước, muối ......................................................................67 Hình 5.28 Băng tải ........................................................................................................67 Hình 6.1 Nồi hơi ...........................................................................................................72 ix Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, bên cạnh nước mắm, nước tương là loại nước chấm không thể thiếu trong những bữa cơm hằng ngày của mỗi gia đình. Nước tương còn có tên gọi khác là xì dầu, là chất lỏng màu nâu có vị mặn, được sử dụng để tạo gia vị khi nấu ăn hay làm nước chấm. Nước tương được lên men từ khô đậu nành và có nguồn gốc rất lâu đời. Ngày nay, không chỉ các nước ở Châu Á như: Việt Nam, Trung Quốc, Nhật bản, Philippine…ưa chuộng nước tương mà ngay cả các nước Châu Âu và Châu Mỹ cũng rất thích mùi vị đặc biệt của loại nước chấm này. Và ngoài cung cấp mùi vị, nước tương còn cung cấp một lượng đạm nhất định và một số khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Nước tương có thể được sản xuất theo 2 phương pháp: Phương pháp lên men và phương pháp hóa giải. Việc sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa giải xảy ra ở nhiệt độ cao (120-130°C) với xúc tác là acid HCl đậm đặc, protein sẽ được thủy phân nhanh chóng thành các acid amine. Tuy nhiên, quá trình này cũng xảy ra nhiều phản ứng phụ tạo thành các sản phẩm không mong muốn. Trong các sản phẩm phụ, chất có hàm lượng nhiều nhất là 3- monochloropropandiol (3-MCPD), đây là chất có khả năng năng gây ung thư nếu dùng trong một thời gian dài. Trong khi đó, nước tương sản xuất bằng phương pháp lên men bằng vi sinh vật lại không sinh ra chất độc trên, nên loại sản phẩm này an toàn với người sử dụng [1]. Chính vì thế hiện nay trên thế giới người ta dần hủy bỏ phương pháp hóa giải trong sản xuất nước tương và chuyển sang phương pháp lên men nhờ tác động của vi sinh vật, trong đó các nhà công ty sản xuất nước tương tại Việt Nam cũng đang hướng đến phương pháp lên men nhằm sản xuất ra loại nước tương an toàn cho người tiêu dùng. Do đó, sự ra đời nhà máy sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men vi sinh vật này sẽ đáp ứng được nhu cầu và mong đợi của người tiêu dùng. Trước tầm quan trọng và thiết yếu đó em thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng xuất 2 triệu lít sản phẩm/năm”. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 1 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của đầu tư Tại Việt Nam, đậu nành từ lâu đã có vị trí nhất định trong lòng người tiêu dùng vì sự thơm ngon, giàu dinh dưỡng và lành tính. Tuy nhiên, người tiêu dùng sử dụng đậu nành vì yêu thích hơn là vì nhu cầu nâng cao chất lượng sức khỏe. Thời gian gần đây, nước ta đứng trước nhiều nguy cơ nghiêm trọng về sức khỏe do chất lượng “sạch” của thực phẩm. Đậu nành là loại đậu lành và có ích nhất trong các loại đậu. Đậu nành là thực phẩm duy nhất có chứa hàm lượng protein tương đương với thịt. Hàm lượng protein trong đậu nành chiếm 38%. Trên thế giới hiện nay, các sản phẩm chế biến từ đậu nành vô cùng đa dạng với trên 30 chủng loại khác nhau. Việt Nam mới chỉ khai thác ở điểm khởi đầu, với một số ít sản phẩm. Thậm chí, hiện đậu nành còn được nghiên cứu để chế biến thành các loại thịt thực vật thay thế cho thịt động vật nhờ vào lượng protein dồi dào trong hạt đậu nành. Có chất lượng tốt phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu [2]. Để khắc phục tình trạng trên, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu nước ngoài, đa dạng hoá sản phẩm, nhận thấy việc xây dựng nhà máy sản xuất nước tương đậu nành là hợp lý, có khả năng thu hồi lãi cao và là giải pháp làm tăng giá trị cho nhân dân. 1.2. Cơ sở thiết kế 1.2.1. Vị trí Khu công nghiệp Nhơn Hội A có diện tích 630 ha, nằm về phía Đông đầm Thị Nại, thuộc xã Nhơn Hội, thành phố Quy Nhơn, gồm có: khu cảng và hậu cần cảng, khu trung tâm điều hành, giao dịch và hành chính, khu sản xuất cho các xí nghiệp sản xuất hàng hoá xuất khẩu, khu kho tàng để lưu giữ hàng hoá và trung chuyển. Đây là một khu kinh tế có vị trí chiến lược của tỉnh Bình Định có ranh giới như sau: - Cách cảng Quy Nhơn 2 km, cách trung tâm thành phố 6 km, sân bay Phù Cát 30 km, cách ga Diêu Trì 15 km, gần Quốc lộ lA, Quốc lộ 19, đường sắt xuyên Việt, giao lưu thuận lợi với các vùng khác trong nước và quốc tế [3]. - Phía Bắc giáp với khu công nghiệp - Phía Tây giáp với đường giao thông chính của khu kinh tế Nhơn Hội. - Phía Đông giáp núi Phương Mai. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 2 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. Điều kiện mở rộng mặt bằng của khu công nghiệp rất thuận lợi, có thể mở rộng lên hướng Tây Bắc, không bị ngập lụt, không có di sản văn hoá hay quần thể kiến trúc kiên cố, địa chất khu vực ổn định [3]. Thêm nữa Nhơn Hội nằm gần các huyện Tuy Phước, Tây Sơn, An Lão. Về mặt thị trường, nhà máy ra đời sẽ đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ sản phẩm nước tương đậu nành trong thành phố, các huyện lân cận và cho cả khu vực miền Trung, Tây Nguyên [3]. Hình 1.1 Sơ đồ khu công nghiệp Nhơn Hội [3]. 1.2.2. Đặc điểm thiên nhiên Tài nguyên khí hậu khá dồi dào: Chế độ bức xạ, chế độ mưa, chế độ nhiệt - ẩm, điều kiện khí hậu - thủy văn nhìn chung tương đối thuận lợi. Khí hậu nắng ráo quanh năm và có nhiệt độ tương đối ổn định, có 2 mùa rõ rệt: Mùa khô từ tháng 3 - 9, mùa mưa từ tháng 10 - 2 năm sau. Mùa đông thịnh hành gió Đông Nam đến Đông, tần suất 56%. Mùa hạ hướng gió Đông Nam đến Đông nhưng trong nửa đầu mùa hạ là Tây đến Tây Bắc, tốc độ gió trung bình 2,2 m/h, tần suất 35%. Một số đặc trưng khí hậu [3]. - Hướng gió chủ đạo là Đông Nam. - Nhiệt độ trung bình năm là 26,6 0C. - Tổng số giờ nắng trung bình năm 2521 h. - Độ ẩm tương đối trung bình 78,0% [3]. 1.2.3. Hệ thống giao thông nội bộ Hệ thống giao thông được quy hoạch theo đúng quy chuẩn, đảm bảo cho giao thông thuận lợi tới từng lô đất. Về hệ thống cây xanh vườn hoa và cây xanh sinh thái được bố trí xen kẽ sẽ góp phần tạo mỹ quan và bảo vệ môi trường. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 3 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. 1.2.4. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện nhà máy sử dụng máy phát điện dự phòng. Dầu cung cấp cho nhà máy được vận chuyển bằng đường bộ và đường thủy từ Cảng Quy Nhơn [3]. 1.2.5. Nguồn cung cấp nước Nước sử dụng trong nhà máy được sử dụng vào các mục đích vệ sinh, rửa nguyên liệu, chế biến, vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy,… do đó trong quá trình sản xuất, nhà máy cần một lượng nước khá lớn. Nguồn cung cấp nước của nhà máy chủ yếu từ nước đã xử lý của khu công nghiệp, ngoài ra trong nhà máy còn có hệ thống giếng nước dự phòng. Nước dùng trong các khâu của dây chuyền sản xuất phải qua bộ phận xử lý kỹ lưỡng, còn nước vệ sinh nhà máy, thiết bị thì chỉ cần xử lý sơ bộ. Nước thải trong nhà máy sản xuất nước tương cần phải qua hệ thống xử lý các phế phẩm hữu cơ thải ra trong quá trình chế biến, sau đó mới thải ra hệ thống thoát nước của nhà máy. 1.2.6. Thị trường tiêu thụ sản phẩm Nhu cầu về các loại nước chấm của người dân càng ngày càng cao kể cả trong nước và xuất khẩu. Ở trong nước tiêu thụ ở các thành phố lớn. Và nhà máy nằm ở miền trung đất nước nên thị trường sẽ được vận chuyển ra bắc, trung, nam để tiêu thụ. Về xuất khẩu có thể xuất khẩu sang các nước láng giềng như Trung Quốc, Lào, …hoặc các thị trường khác như Hàn Quốc, Nhật bản, Mỹ… 1.2.7. Xử lí nước thải và chất thải + Nước thải cục bộ trong nhà máy, xí nghiệp được xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định trước khi thải ra mạng lưới cống trong khu công nghiệp và được tiếp tục xử lý tại nhà máy xử lý nước thải của khu công nghiệp. Nước thải sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi cho thải ra kênh rạch và môi trường. + Chất thải sau quá trình lọc sẽ được vận chuyển đến khu chứa chất thải, sau đó sẽ đem bán cho các nhà máy sản xuất chăn nuôi thức ăn gia súc. 1.2.8. Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất nước tương là khô đậu nành. Khô đậu nành là phụ phẩm sau quá trình chiết xuất dầu từ hạt đậu nành. Đối với nhà máy, thì nguồn nguyên liệu khô đậu nành sẽ được nhập khẩu từ nước ngoài như các nước Hàn Quốc, Đài Loan, Thái Lan. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 4 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. 1.2.9. Nguồn cung cấp hơi Nhà máy sử dụng lò hơi riêng. 1.2.10. Nhiên liệu Nhà máy sản xuất nước tương sử dụng nhiên liệu như xăng cho xe tải, dầu DO dùng cho máy phát điện, dầu nhờn để bôi trơn các thiết bị. 1.2.11. Nguồn nhân công Dân số trong toàn tỉnh khoảng trên 1,5 triệu người. Trong đó, số lao động trong độ tuổi chiếm trên 53%. Nhà máy được xây dựng gần Quy Nhơn, tại đây có nhiều trường Đại học, Cao đẳng và các trung tâm đào tạo tay nghề, có khả năng đào tạo nên đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, cán bộ quản lý có chất lượng và công nhân có tay nghề cao, đáp ứng đủ nhu cầu lao động cho nhà máy [4]. 1.2.12. Sự hợp tác hóa Liên kết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp như nhà máy cung cấp bao bì, nhà máy nước từ đó giảm được chi phí đầu tư, điện nước và dễ dàng kiểm soát ô nhiễm. Nằm sát thành phố Quy Nhơn, là một thành phố đang trên đà phát triển rất năng động đây cũng là một thị trường tiềm năng lớn. Từ những điều kiện rất thuận lợi nêu trên em thấy rằng việc xây dựng một nhà máy sản xuất nước tương đậu nành tại khu công nghiệp Nhơn Hội A là rất hợp lý, nó vừa tận dụng được ưu thế của vùng. Và còn gần khu vực trồng nguyên liệu đậu nành là vùng tây nguyên. Mặc khác, nó còn tạo đà cho sự phát triển kinh tế chung của tỉnh Bình Định, cho khu vực Miền Trung. Kết luận: Qua quá trình tìm hiểu về chính sách phát triển kinh tế của nhà nước, về xu hướng phát triển chung của xã hội như trên. Đồng thời trên cơ sở phân tích các dữ liệu thực tế: Nguyên liệu, nguồi lao động, khí hậu, vị trí địa lý, cơ sở hạ tầng trong vùng...Em quyết định xây dựng “Nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sp/năm” tại khu công nghiệp Nhơn Hội A, xã Nhơn Hội, thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 5 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu về sản phẩm 2.1.1. Lịch sử nước tương Các loại nước chấm lên men được sản xuất từ đậu nành có một lịch sử sản xuất lâu đời. Và nước chấm lên men được sản xuất đầu tiên so với các loại nước chấm thủy phân acid. Và nhiều nước nói rằng Trung Quốc là nơi đầu tiên sản xuất nước chấm lên men [5]. Còn ở Việt Nam, nước chấm đậu nành lên men được sản xuất thủ công từ đậu nành chủ yếu ở những nơi người Hoa tập trung sinh sống. Dần dần sau này chúng ta sản xuất phương pháp thủy phân bằng acid ở cả miền nam và miền bắc. Hiện nay người ta nghiên cứu sản xuất bằng phương pháp vi sinh vật. Sự khác biệt về quy trình công nghệ sản xuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khác nhau như xì dầu, nước tương lên men, nước tương hóa giải [6]. 2.1.2. Đặc điểm của nước tương Nước tương là một loại nước lên men dạng lỏng, chủ yếu là acid amin với muối, có hương vị đặc trưng. Trong bữa ăn dùng để chấm hoặc trong nấu nướng dùng làm gia vị. Nước tương còn được gọi là xì dầu. Nước tương đã được thêm vào trong các món ăn truyền thống của nhiều khu vực Đông Á và trở thành nền văn hóa Đông Nam Á. Nước tương được sử dụng rộng rãi như ở Trung Quốc, Hàn Quốc và món ăn Nhật Bản. Mặc dù xuất hiện ở nhiều nước, nhưng nước tương sản xuất trong các nền văn hóa khác nhau và các vùng khác nhau thì có sự khác nhau trong hương vị, mùi thơm và độ mặn . Nước tương là một chất lỏng mặn, màu nâu sẫm với một hương thơm riêng biệt. Nó là đại diện gia vị mặn trong nấu ăn Phương Đông, nhưng nó ngày càng phổ biến ở nhiều khu vực khác trên thế giới. Công nghiệp hóa đã làm thay đổi quá trình sản xuất, thay đổi các nguyên liệu được sử dụng, tiêu chuẩn hóa sản phẩm và sửa đổi phần nào đặc tính của nó. Nước tương là một loại nước chấm giàu chất dinh dưỡng có hương vị thơm ngon, nó là sản phẩm của quá trình lên men nguyên liệu giàu protein dưới tác dụng của enzym vi sinh vật [7]. SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 6 Thiết kế nhà máy sản xuất nước tương đậu nành bằng phương pháp lên men với năng suất 2 triệu lít sản phẩm/năm. 2.1.3. Giá trị thực phẩm của nước tương Xét về phương diện hóa học, người ta thường chú ý đến lượng đạm toàn phần. Vì đây là chất dinh dưỡng có giá trị nhất của nước tương. Tiếp theo cần xem xét lượng đạm amin. Từ hai lượng đạm này suy ra tỷ lệ đạm amin đối với đạm toàn phần cho biết mức độ lên men protein trong nước tương, tỷ lệ này càng cao càng tốt. Trung bình tỉ lệ này trong nước tương lên men khoảng 50-60%. Hàm lượng đạm amin cao làm giá trị mùi vị nước tương được nâng lên [7]. 2.1.3.1. Thành phần hóa học của nước tương Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, tỷ lệ phối chế, phương pháp chế biến. Trong nước chấm lên men còn chứa khá nhiều đường do tác dụng của men amylase của mốc lên tinh bột, nước chấm còn chứa một lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác. Bảng 2.1 Thành phần hóa học của nước tương [7] Thành phần Hàm lượng g/l Đạm nito toàn phần theo nito 15-21.6 Nito 8.5-13 Amoniac 1.0-2.0 Đường 14.5-15.3 Lipid 17.0-25.0 Muối ăn NaCl 200-250 Acid ( theo acid acetic) 2.0-8.0 Chất khô 325.0-387.0 Metionin 3.32 Lyzin 6.5 Phenyalanin 7.0 Ngoài ra trong nước tương còn chứa một lượng nhỏ các vitamin nhóm B, vài loại muối khoáng. 2.1.3.2. Acid amin Nước tương sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các acid amin có trong đậu nành. Trong nước tương có nhiều acid amin như arginin, methionin, tryptophan, tyrosin, valin, serin, glycin, hystidin, alanin, glutamic, … 2.1.3.3. Đường SVTH: Vương Thị Nhường GVHD: T.S Nguyễn Thị Đông Phương 7