Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme cellulase từ vỏ lụa sắn theo phương pháp bề mặt

MỞ ĐẦUEnzyme là chất xúc tác sinh học có hoạt lực cao, có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến 1.000.000 dalton. Enzyme có thể hòa tan trong nước và dung dịch muối loãng và có mặt trong tất cả các cơ thể sinh vật sống.Enzyme là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa học. Người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực vật hoặc vi sinh vật. Với những ưu điểm vượt trội tốc độ sinh trưởng nhanh, hệ enzyme phong phú và có hoạt tính cao, môi trường nuôi cấy rẻ tiền, dễ kiếm, vi sinh vật đã trở thành nguồn nguyên liệu thu enzyme chủ yếu thu hút được nhiều quan tâm của các nhà nghiên cứu và sản xuất. Enzyme được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm như công nghệ sản xuất bia, sữa, phomai, bánh nướng… Ngoài ra enzyme còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất giấy và bột giấy, trong công nghiệp thuộc da, bột giặt và các chất tẩy rửa, đặc biệt trong công nghiệp dược phẩm và y tế… Qua đó cho thấy enzyme đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của con người. Vì vậy, yêu cầu phát triển ngành công nghiệp enzyme là hết sức cần thiết. Mặt khác, hàng năm các nhà máy chế biến tinh bột sắn thải ra hàng trăm ngàn tấn bã thải. Theo ước tính, một nhà máy chế biến có công suất 30100 tấnngày thì sẽ sản xuất được 7,5 25 tấn tinh bột, kèm theo đó là khối lượng lớn vỏ lụa sắn. Lượng vỏ lụa này hiện nay vẫn chưa được xử lý riêng rẽ gây mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường cho cộng đồng dân cư sống quanh khu vực nhà máy chế biến tinh bột sắn. Chính vì vậy cần có phương pháp xử lí để giảm thiểu độ ô nhiễm đồng thời tạo ra những sản phẩm có giá trị, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu.Xuất phát từ thực tế đo, ý tưởng sử dụng vỏ lụa sắn – thành phần chứa hàm lượng cellulose rất cao, làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất cellulase có nhiều ưu điểm. Nó không chỉ góp phần tạo ra nguồn enzyme mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày của con người mà còn góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường của các nhà máy tinh bột sắn. Với những lập luận trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme cellulase từ vỏ lụa sắn theo phương pháp bề mặt”.

Enzyme được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm như côngnghệ sản xuất bia, sữa, phomai, bánh nướng… Ngoài ra enzyme còn đóng vai trò quan trọng trongcác ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất giấy và bột giấy, trong côngnghiệp thuộc da, bột giặt và các chất tẩy rửa, đặc biệt trong công nghiệp dược phẩm và y tế… Qua

đó cho thấy enzyme đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của con người Vì vậy,yêu cầu phát triển ngành công nghiệp enzyme là hết sức cần thiết

Mặt khác, hàng năm các nhà máy chế biến tinh bột sắn thải ra hàng trăm ngàn tấn bã thải.Theo ước tính, một nhà máy chế biến có công suất 30-100 tấn/ngày thì sẽ sản xuất được 7,5 - 25tấn tinh bột, kèm theo đó là khối lượng lớn vỏ lụa sắn Lượng vỏ lụa này hiện nay vẫn chưa được

xử lý riêng rẽ gây mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường cho cộng đồng dân cư sống quanh khu vựcnhà máy chế biến tinh bột sắn Chính vì vậy cần có phương pháp xử lí để giảm thiểu độ ô nhiễmđồng thời tạo ra những sản phẩm có giá trị, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu

Xuất phát từ thực tế đo, ý tưởng sử dụng vỏ lụa sắn – thành phần chứa hàm lượngcellulose rất cao, làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất cellulase có nhiều ưu điểm Nókhông chỉ góp phần tạo ra nguồn enzyme mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngàycủa con người mà còn góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường của các nhà máy tinh bộtsắn

Với những lập luận trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất chế

phẩm enzyme cellulase từ vỏ lụa sắn theo phương pháp bề mặt”

Chương 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Enzyme – chất xúc tác sinh học có tính chất chọn lọc và đặc hiệu cao, đóng vai trò quan trọng trong các quá trình vận chuyển trao đổi chất trong sự sống của sinh vật

Từ xưa con người đã biết sử dụng men để sản xuất ra một số sản phẩm thựcphẩm, tinh chế được men từ thóc nảy nầm hoặc một số loài vi sinh vật đặc biệt.Ngày nay, enzyme giữ một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khácnhau như: rượu, bia, nước giải khát lên men, các nghành chế biến thực phẩm khác Trong công nghiệp sản xuất rượu từ tinh bột, enzyme sản xuất từ nấm mốc đãthay thế hoàn toàn enzyme của đại mạch nẩy mầm

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư:

Enzyme celluase được sử dụng nhiều trong công nghiệp, chăn nuôi Nhưng lượng enzyme chiết từ tự nhiên không đủ để sử dụng Hơn nữa hàng ngày nhà máy

tinh bột sắn thải ra môi trường một lượng lớn vỏ lụa sắn, lượng vỏ lụa sắn này nếukhông được xử lý sẽ làm ô nhiễm môi trường Vì vậy đầu tư cho xây dựng một nhàmáy sản xuất chế phẩm enzyme cellulase là cần thiết vì sẽ vừa cung cấp chế phẩmenzyme cho công nghiệp, vừa xử lý được lượng chất thải của nhà máy tinh bột sắn

1.2 Đặc điểm tự nhiên:

Khí hậu Quảng Nam chia ra làm hai mùa nắng và mưa Mùa nắng từ tháng 1đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, nhiệt độ trung bình là 26oC ÷ 28oC,

độ ẩm trung bình 80 ÷ 84%, hướng gió chủ yếu là đông – nam

1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu:

Lấy nguồn nguyên liệu chủ yếu từ các nguồn phế thải của nhà máy sản xuấttinh bột sắn Quảng Nam (nay chuyển thành Công ty cổ phần Fococev Quảng Nam)

có thể cung cấp đủ nguồn nguyên liệu cho phân xưởng sản xuất quanh năm Năm

1988, UBND tỉnh Quảng Nam cho xây dựng nhà máy tinh bột sắn tại thôn 1, xãQuế Cường, huyện Quế Sơn

1.4 Hợp tác hoá:

Nhà máy sản xuất enzyme được đặt trong khu kinh tế mở Chu Lai nên quátrình hợp tác hoá được tiến hành chặt chẽ Do đó việc sử dụng những công trìnhchung như: điện, nước, giao thông, …được tiến hành thuận lợi và giảm bớt chi phíđầu tư cho xây dựng

1.5 Nguồn cung cấp điện:

Nhà máy sử dụng nguồn điện cung cấp từ lưới điện của khu công nghiệp

1.6 Nguồn cung cấp hơi:

Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi của nhà máy Nhà máy sửdụng hơi từ phân xưởng hơi của nhà máy

1.7 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải:

Nguồn nước dùng trong sản xuất là nguồn nước của thành phố

Nước thải được chuyển vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy rồisau đó chuyển ra nguồn nước thải của thành phố

1.8 Năng suất của phân xưởng:

- Năng suất enzyme thô đạt 5 triệu kg sản phẩm/năm

- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme thô là 60%

- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme kỹ thuật là 40%

Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ ENZYME CELLULASE

VÀ NGUYÊN LIỆU

2.1 Cellulose:

2.1.1 Giới thiệu chung:

Cellulose – (C6H10O5)n – là một loại polyxacarit chủ yếu trong xác thực vật(chiếm tới 50 ÷ 80% trọng lượng khô) Lượng cellulose có trên hành tinh này có thểchiếm tới 3,500 tỷ tấn

Hợp chất cao phân tử này cấu tạo bởi hàng trăm, hàng nghìn gốc glucopyranoza, liên kết với nhau bằng dây nối 1,4-glucozit Trọng lượng phân tử củacellulose thay đổi tuỳ theo loài thực vật, thường vào khoảng 50.000 ÷ 400.000 Da

β-D-Cellulose là loại hợp chất rất bền vững, chúng hầu như không bị hoà tantrong bất kỳ loại dung môi nào (trừ dung dịch amonic của muối đồng) Phần lớncellulose trong thức ăn của thực vật không được cơ thể người hấp thụ, chúng chỉ cótác dụng cơ học trong việc lôi cuốn các chất cặn bã trong đường tiêu hoá Động vật

ăn cỏ sở dĩ hấp thụ được cellulose là nhờ trong dạ dày có tồn tại một khối lượng lớncác vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose (mỗi cm3 ở dạ cỏ của dạ dày bò 15 ÷

20 tỷ vi sinh vật) Trong đất, trong bùn, trong phân chuồng có rất nhiều loại vi sinhvật có khả năng phân giải cellulose, chúng góp phần quan trọng vào việc đảm bảovòng tuần hoàn carbon trong tự nhiên

2.1.2 Tính chất vật lý của cellulose:

+ Cellulose không tan trong nước mà chỉ có thể bị phồng lên do hấp thụ nước

2.1.3 Tính chất sinh học của cellulose:

+ Cellulose bị phân huỷ ở nhiệt độ bình thường hoặc ở nhiệt độ 40  500Cnhờ các enzyme phân huỷ cellulose được gọi chung là cellulase Cellulose bị phânhuỷ khi đun nóng với acid hoặc với kiềm ở nồng độ khá cao

+ Trong tế bào thực vật, cellulose liên kết chặt chẽ với hemicellulose, pectin,lignin Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sự phân huỷ cellulose của enzyme

Hình 2.1 Cấu trúc phân tử cellulose

2.1.4 Một số lưu ý trong sinh tổng hợp enzyme cellulase:

- Nhiều nhà nghiên cứu cho biết cellulose là nguồn cơ chất thích hợp nhất đối

với sự tổng hợp cellulase Rõ ràng đây là sự tổng hợp mang tính chất cảm ứng màcellulose là “chất cảm ứng” Do đó nồng độ của nó trong môi trường nuôi sẽ có ảnhhưởng lớn đến năng suất của quá trình nuôi cấy

- Một số chất có tác dụng ức chế sinh tổng hợp cellulase như glucose, succinat,citrat, các sản phẩm trung gian của chu trình kreb…

- Cao nấm men, cao bắp, pepton có thể là chất tăng sinh tổng hợp cellulase ở một số chủng vi sinh vật Một số acid amin như: aspartic, valin…tăng cường tổng hợp cellulase

- Nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự tổng hợp cellulase như: Fe, Mn, Zn, Co,

….pH thích hợp cho tổng hợp cho đa số nấm tích tụ cellulase là 4,6 Nhiệt độ thích hợp cho tổng hợp cellulase là 2830oC Đa số cellulose chịu nhiệt độ cao, enzyme chịu được 90  1000C trong vài phút như cellulose của Tricoderma viride, khi nâng

lên 1000C/5 phút hoạt tính vẫn giữ được 96%

2.2 Thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật cellulase: (15)

2.2.1 Nguồn Cacbon:

Theo lý thuyết sinh tổng hợp của enzyme cảm ứng, trong môi trường nuôi cấy vi sinhvật sinh cellulase nhất thiết phải có cellulose là chất cảm ứng và là nguồn cacbon

Những nguồn cellulose có thể là vỏ sắn, giấy lọc, bông, bột cellulose, lõi ngô,

cám, mùn cưa, bã củ cải, rơm, than bùn… Trichoderma lignorum và Tr.koningi

nuôi trên môi trường có nguồn cacbon là giấy lọc cho hoạt tính enzyme cao nhất

Kết quả cũng tương tự như vậy khi nuôi Myrothecium verrucaria trên môi trường

có giấy lọc và lõi ngô, bã củ cải

Chất cảm ứng của enzyme cellulase còn là cellobiosooctacetat, cám mì, lactose

salicyl Đối với Stachybotrit atra nguồn cacbon tốt nhất để sinh tổng hợp cellulase

là tinh bột (1%)

Các nguồn cacbon khác (glucose, cellobiose, acetat, citrat, oxalat, xuccinat, vànhững sản phẩm trung gian của vòng krebs) có tác dụng kiềm hãm sinh tổng hợpcellulase Song, trong môi trường với nồng độ glucose rất ít tác dụng kích thích visinh vật phát triển tạo thành enzyme Glycerin chỉ có tác dụng kích thích vi sinh vậtsinh trưởng và phát triển, không cảm ứng tổng hợp enzyme

2.2.2 Nguồn Nito:

Các nguồn nitơ vô cơ thích hợp nhất đối với các sinh vật sinh cellulase là muối

nitrat Đối với các giống của bộ nấm bông (Hyphomycetates) nguồn nitơ tốt nhất lại

là (NH4)2HPO4 Nói chung các muối amon ít tác dụng nâng cao hoạt lực enzymenày, thậm chí còn ức chế quá trình tổng hợp, vì rằng môi trường trong các muối nàylàm cho môi trường acid hóa Điều này không những ức chế trong quá trình sinhtổng hợp enzyme mà còn có thể làm mất hoạt tính enzyme sau khi tạo thành

Natri nitrat làm cho môi trường kiềm hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho sự tạothành cellulase Các hợp chất nitơ hữu cơ có tác dụng khác nhau đến sinh tổng hợpcellulase Điều này phụ thuộc vào điều kiện sinh lý của từng chủng giống Cao ngô

và cao nấm men có tác dụng nâng cao hoạt lực cellulase của vi sinh vật, nhưng vớicao ngô khả năng sinh tổng hợp C1 – và C2 – cellulase cao hơn so với cao nấm men

2.2.1 Nguồn khoáng chất:

Những nguyên tố khoáng (Fe, Mn, Zn, B, Mo, Cu,…) có ảnh hưởng rõ rệt đếnkhả năng tổng hợp cellulase của vi sinh vật Zn, Mn, Fe có tác dụng kích thích tạo

thành enzyme này ở nhiều chủng Nồng độ tối thích của Zn là 0,11 – 22 mg/l, sắt 2– 10 mg/l, Mn: 3,4 – 27,2 mg/l.

Có thể chia quá trình phân huỷ cellulose thành 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: là sự thuỷ phân cellulose thành celobiose dưới tác dụng củaenzyme cellulase, ngoài ra còn tạo một lượng đường glucose

Sự phân giải hiếu khí cenllulose luôn luôn xảy ra trong tự nhiên và có ýnghĩa to lớn trong quá trình vô cơ hoá những xác thực vật Những sản phẩm trunggian hình thành trong quá trình này là nguồn thức ăn tốt cho các vi khuẩn cố địnhNitơ Do đó nơi nào có nhiều phân hữu cơ thì vi khuẩn cố định Nitơ sẽ phát triểnmạnh và cố định được nhiều Nitơ làm cho đất phì nhiều hơn

2.3.2 Vi khuẩn:

Trong điều kiện hiếu khí, có rất nhiều vi khuẩn có khả năng phân huỷcellulose nhờ vào hệ enzyme cellulose của chúng Cellulase là một phức hệ enzymethuỷ phân cellulose tạo ra các đường đủ nhỏ để đi qua vách tế bào vi khuẩn Ở một

số vi khuẩn, enzyme oxy hoá khử và enzyme phân huỷ protein cũng tham gia vàoquá trình trên Một số loài vi khuẩn tiêu biểu có khả năng phân huỷ cellulose trong

điều kiện hiếu khí: Acetobacter xilinum, Achromabacter, Bacilluus subtilis, Celvibrio fulvus, Cytophaga, Cellulomonas biazotea, Cellulomonas fini,

Cellulomonas flavigena, Promyxobacterium, Psudomonas fluorescens var

cellulose…(16)

2.3.3 Niêm vi khuẩn: (17)

Trong điều kiện hiếu khí, các vi sinh vật tham gia vào việc thuỷ phân cellulosegồm niêm vi khuẩn, một số đại diện của các vi khuẩn sinh bào tử và không sinh bào tử,

xạ khuẩn, nấm Trong số này thì các loại niêm vi khuẩn là quan trọng hơn cả

Niêm vi khuẩn phân huỷ cellulose chủ yếu được tìm thấy trong các giống

Cytophaga, Sporocytophaga và Soran-gium Chúng sống trong các loại đất ít acid,

trung tính và ít kiềm

Trên bờ mặt các vật liệu chứa cellulose, niêm vi khuẩn phát triển trong dạng thểnhầy không có hình dạng xác định, lan rộng, vô màu, màu vàng, da cam, hoặc đỏ Tế bàocủa niêm vi khuẩn bám sát vào sợi cellulose và chỉ thuỷ phân chúng khi bám sát vàochúng, khuẩn lạc của niêm vi khuẩn được tạo thành trên các môi trường thạch

Niêm vi khuẩn có thể sử dụng nguồn carbon không chỉ cellulose mà còn cảcác nguồn hydrat carbon khác như tinh bột chẳng hạn Tuy nhiên, các loài của giống

Cytophaga và Sporocytophaga ưa thích cellulose hơn cả Nitrat là nguồn nitrogen

tốt đối với niêm vi khuẩn Niêm vi khuẩn nhận được năng lượng khi oxy hoá cácsản phẩm của sự phân giải cellulose thành CO2 và H2O

2.3.4 Xạ khuẩn: (18)

Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ các hợp chất hữu cơ caophân tử như cellulose, lignin…có trong bã thực vật để tạo thành các hợp chất trunggian, tổng hợp các chất mùn

Xạ khuẩn là một nhóm vi sinh vật đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong tựnhiên, thậm chí trên những cơ chất mà vi khuẩn và nấm mốc không phát triển được

Xạ khuẩn tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hoá nhiều hợp chất hữu

cơ trong tự nhiên Chúng sinh sản ra chất kháng sinh từ acid amin tạo thành trongquá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và các chất hữu cơ Các chất khángsinh này tiêu diệt vi khuẩn và nấm gây hại Ngoài ra, xạ khuẩn còn có khả năng sinh

ra hàng loạt các hợp chất hữu cơ có giá trị như vitamin nhóm B, các acid hữu cơ,các loại enzyme như cellulasse….

Khả năng phân giải cellulose của xạ khuẩn đã được nghiên cứu nhiều.Harmsen (1964) chia xạ khuẩn phân huỷ cellulose ra làm ba nhóm A, B và C.Nhóm B và C phân huỷ cellulose rất mạnh mẽ Theo khoá phân loại của Waksman

(1961) thì nhóm A thuộc loại nhóm albo-fravus và nhóm fradii-asteroides, và nhóm

C gồm các loài thuộc nhóm albo-lateus, nhóm B thuộc các loài Act diastaticus, Act lipmanii Theo Krasilnikov (1949) thì các loài xạ khuẩn phân giải cellulose có

thể xếp hạng theo mức độ phân giải từ mạnh xuống yếu như sau:

+ Loài 1: Act coelicolor, Act sulfureus, Act aureus, Act cellulosae, Act verne, Act glaucus, Act candidus, Act diaslaticus, Act chroleucus, Act chromogenes.

+ Loài 2: Act hydroscopicus, Act griseoflavus, Act ochroleucus, Act loidensis, Act viridans, Act griseolus.

+ Loài 3: Act themofuscus, Act xanthostromus.

+ Loài 4: Act flavochromogenes, Act bovis, Act sampsonii.

2.4 Phương pháp nuôi cấy bề mặt: (15)

Nuôi cấy nấm mốc và một số vi khuẩn theo phương pháp bề mặt để sản xuấtenzyme thường dùng môi trường rắn, đôi khi dùng môi trường lỏng

Môi trường rắn thường là các nguyên liệu tự nhiên: cám mì, cám gạo, ngô mảnh,bột đậu tương,… Môi trường lỏng thường là các dịch rỉ đường, dịch thủy phân từthóc mầm, nước bã rượu… có thêm muối khoáng Môi trường lỏng ít dùng để nuôicấy nấm mốc theo phương pháp này

- Ưu điểm của phương pháp này:

+ Nuôi bề mặt rất dễ thực hiện, qui trình công nghệ không phức tạp

+ Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều

so với nuôi cấy chìm

+ Chế phẩm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và bảo quản

+ Nuôi cấy bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc vậnhành công nghệ cũng như đầu tư ban đầu vừa đơn giản vừa không tốn kém.

+ Trong trường hợp bị nhiễm vi sinh vật lạ rất dễ xử lý

- Tuy nhiên phương pháp này có những nhược điểm:

+ Chỉ có thể nuôi cấy gián đoạn

+ Tốn nhiều diện tích cho quá trình nuôi cấy

2.5 Sắn và vỏ lụa sắn:

2.5.1 Tình hình cây sắn: (20)

- Sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới: Sản lượng sắn thế giới đang tăng, cụ

thể là năm 2006 đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và

1961 là 71,26 triệu tấn Nước có sản lượng sắn nhiều nhất thế giới là Nigeria (45,72triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn) ViệtNam đứng thứ mười trên thế giới về sản lượng sắn (7,71 triệu tấn) Nước có năngsuất sắn cao nhất hiện nay là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008) Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/người/năm Sản lượng sắncủa thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85% (lương thực 58%, thức ăn gia súc28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), còn lại 15% (gần 30 triệu tấn) được xuấtkhẩu dưới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột (CIAT, 1993) Nhu cầu sắn làm thức ăngia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định trong năm 2006 (FAO, 2007)

- Sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam:

+ Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa và

ngô Năm 2005, cây sắn có diện tích thu hoạch 432 nghìn ha, năng suất 15,35 tấn/ha,sản lượng 6,6 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7.326 ha, năng suất 4,88 tấn/ha, sảnlượng 35,8 triệu tấn, cây ngô có diện tích 995 ha, năng suất 3,51 tấn/ha, sản lượng gầnmột triệu tấn (FAO, 2007) Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dânnghèo do sắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tếnông hộ Sắn chủ yếu dùng để bán (48,6%) kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%),chế biến thủ công (16,8%), chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi

+ Sắn cũng là cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu và tiêu thụ trong nước.Sắn là nguyên liệu chính để chế biến bột ngọt, bio - ethanol, mì ăn liền, bánh kẹo,siro, nước giải khát, bao bì, ván ép, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học và chấtgiữ ẩm cho đất

+ Toàn quốc hiện có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng côngsuất khoảng 3,8 triệu tấn củ tươi/năm và nhiều cơ sở chế biến sắn thủ công rãi ráctại hầu hết các tỉnh trồng sắn Việt Nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 –1.200.000 tấn tinh bột sắn, trong đó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trongnước Sản phẩm sắn xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn.Thị trường chính là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc Đầu tưnhà máy chế biến bio - etanol là một hướng lớn triển vọng

+ Sản xuất lương thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầmnhìn đến năm 2020 Chính phủ Việt Nam chủ trương đẩy mạnh sản xuất lúa, ngô vàcoi trọng việc sản xuất sắn, khoai lang ở những vùng, những vụ có điều kiện pháttriển Thị trường xuất khẩu sắn lát và tinh bột sắn Việt Nam dự báo thuận lợi và cólợi thế cạnh tranh cao do có nhu cầu cao về chế biến bioethanol, bột ngọt, thức ăngia súc và những sản phẩm tinh bột biến tính

+ Diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha nhưng sẽtăng năng suất và sản lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt

có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình

kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng sinh thái

2.5.2 Tình hình ô nhiễm ở nhà máy tinh bột sắn: (21)

Nhà máy tinh bột sắn chỉ sử dụng phần lõi của củ sắn để sản xuất tinh bột,phần vỏ lụa sẽ được thải ra ngoài Phần thải này nếu không được xử lý đúng cách sẽgây ra tình trạng ô nhiễm trầm trọng

Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Quảng Nam với công suất thiết kế 60 tấn tinh bột sắn/ngày sẽ thải ra môi trường một lượng vỏ lụa sắn rất lớn Lượng chất thải này vừa gây mùi hôivừa làm ô nhiễm nguồn nước Thôn 1, xã Quế Cường, huyện Quế Sơn, Quảng Nam có 287

hộ, 1235 nhân khẩu đa phần phải chịu ảnh hưởng từ sự ô nhiễm do nhà máy thải ra

Hình 2.3 Hình ảnh về nguồn vỏ lụa sắn của nhà máy tinh bột sắn Quảng Nam

2.5.3 Cấu tạo củ sắn: (19)

Củ sắn có kích thước trung bình dài 25 ÷ 38 cm, đường kính 3 ÷ 6 cm Tùytheo giống, điều kiện đất đai và thời gian thu hoạch mà củ sắn có kích thước trêndưới kích thước trung bình Cấu tạo của củ sắn gồm 4 phần chính:

+ Vỏ gỗ (còn gọi là vỏ lụa) có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, bao bọcbên ngoài củ sắn, dày 0,2 ÷ 0,6 mm, chiếm khoảng 0,5 ÷ 0,3 trọng lượng toàn củ.Lớp vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose, cho nên mặc dù rất mỏngnhưng cứng và bền Vỏ gỗ có nhiệm vụ bảo vệ củ sắn khỏi tác động của các yếu tốbên ngoài gây hư hỏng

+ Vỏ thịt (còn gọi là vỏ cùi) nằm trong lớp vỏ gỗ, có màu trắng, vàng,hoặc hồng tuỳ theo giống và thời gian thu hoạch, vỏ thịt dày 1,5 ÷ 6,0 mm, chiếmkhoảng 5 ÷ 7% khối lượng củ sắn Trong vỏ thịt chứa khoảng 2,9 ÷ 3,2% protein,

5 ÷ 8% tinh bột, 2,7 ÷ 3,2 cellulose và là nơi tập trung nhiều nhất glucoxianogenictrong củ sắn: 14,04 ÷ 21,60 mg HCN/100g, ngoài ra còn có các sắc tố và enzyme.

+ Thịt sắn nằm trong lớp vỏ thịt và là phần quan trọng nhất của củ sắn,chiếm khoảng 90% khối lượng toàn củ Thịt sắn khi mới đào thì có màu trắng, mịn.Thành phần cấu tạo của thịt sắn chủ yếu là tinh bột, ngoài ra còn có một lượng nhỏ

là protein, lipit, các chất khoáng, vitamin, enzyme, khoảng 0,3% ÷ 0,5% nhựa sắn

và một lượng nhỏ glucoxianogenic Hàm lượng tinh bột trong lớp thịt sắn phân bốkhông đều, lớp thịt càng gần vỏ thịt thì hàm lượng tinh bột càng cao

+ Lõi sắn nằm dọc giữa củ sắn và chiếm khoảng 0,5% khối lượng toàn củ.Thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose và một lượng glucoxianogenic:12,60 ÷ 15,80 mg% HCN

Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu hoá học trong vỏ lụa sắn

2.6 Môi trường sinh tổng hợp enzyme:

Môi trường nuôi nấm mốc để sinh tổng hợp enzyme cellulase bằng phương pháp bềmặt với nguyên liệu chủ yếu là vỏ lụa sắn, các chất khoáng cần thiết và một số chấtkhác Ngoài ra trong môi trường còn sử dụng trấu để tăng độ xốp của môi trường

Tỷ lệ các thành phần như sau:

Vỏ lụa sắn : 60%

2.7.1 Yêu cầu chất lượng nước:

Nước là thành phần cơ bản nhất và thường được sử dụng với số lượng rấtnhiều trong nuôi cấy vi sinh vật Do đó chất lượng nước phải được đảm bảo đểkhông xảy ra những phản ứng hóa học khi tiến hành lên nem hoặc không để xảy ranhững tác động của vi sinh vật lạ xâm nhập từ nước vào quá trình lên men

Chất lượng nước phải đảm bảo các chỉ tiêu: độ cứng, khả năng oxy hóa, sinh vật lạ

2.7.1.1 Độ cứng:

Độ cứng của nước được thể hiên bằng sự có mặt của các cation Ca2+, Mg2+ cótrong nước

Nước cứng tạm thời là nước chứa muối cacbonat của hai ion trên

Nước cứng vĩnh cữu là nước cứng chứa các anion Cl-,SO42-,NO3-

Độ cứng của nước được tính bằng mg đương lượng các ion trong một lítnước Nước được dùng không quá 7mg đương lượng

2.7.1.2 Khả năng oxy hóa:

Độ oxy hóa của nước cho biết mức độ nhiễm bẩn của nước bởi các chất hữu

cơ Chỉ số này biểu hiện bằng mg oxy/ lít

2.7.1.3 Vi sinh vật:

Đây là chỉ số quan trọng, nó biểu hiện sự nhiễm bẩn sinh học Nước chứanhiều vi sinh vật không được sử dụng trong quá trình lên men

Chỉ tiêu sinh vật trong nước dùng trong lên men được xác định như sau:

Tổng số vi sinh vật hiếu khí : nhỏ hơn 1000 tế bào/lít

Chuẩn độ E.coli : không quá 300

Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu khác cần phải xác định là:

Cặn khô :1000mg/lCặn sunfat :500mg/lCặn clorua :350mg/l

2.7.2 Những phương pháp xử lý nước:

2.7.2.1 Cân bằng ion:

Sữa vôi để loại bỏ cacbonat nhờ áp dụng tính chất không tan của CaCO3 vàMgCO3 các muối cacbonat này không tan tức thời mà được tách ra bằng cách gạnlắng Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền nên dùng đối các nước giàu bicacbonat

Sử dụng các cột nhựa trao đổi ion để loại bỏ kim loại

2.7.2.2 Điều chỉnh vi sinh vật:

Xử lý bằng các chất oxy hóa mạnh: ozon, clodioxit, nước javel,…

Tiệt trùng bằng các tia cực tím làm phá hủy cấu trúc tế bào của vi sinh vật.Tiệt trùng bằng màng siêu lọc với lỗ lọc 0,4 micromet Tuy nhiên phươngpháp này giá thành cao

Chương 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ3.1 Chọn dây chuyền công nghệ:

Trong công nghiệp sản xuất enzyme hiện nay có hai phương pháp: phươngpháp nuôi cấy bề mặt và phương pháp nuôi cấy chìm

So sánh hai phương pháp ta thấy phương pháp nuôi cấy bề mặt có những ưuđiểm sau:

- Nuôi bề mặt rất dễ thực hiện, qui trình công nghệ không phức tạp

- Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều

so với nuôi cấy chìm

- Chế phẩm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và bảo quản

- Nuôi cấy bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc vậnhành công nghệ cũng như đầu tư ban đầu vừa đơn giản vừa không tốn kém

- Trong trường hợp bị nhiễm vi sinh vật lạ rất dễ xử lý

- Trong kĩ thuật nuôi cấy bề mặt có hai loại môi trường nuôi cấy, đó là môitrường bán rắn và môi trường lỏng Ở môi trường lỏng thì vi sinh vật sẽ phát triểntrên bề mặt dung dịch lỏng nơi phân cắt giữa pha lỏng và pha khí Khi đó các tế bào

vi sinh vật sẽ tạo thành những ván phủ kín bề mặt dung dịch lỏng Enzyme sẽ đượctổng hợp trong tế bào và thoát khỏi tế bào vào trong dung dịch nuôi cấy Do đó việcthu nhận enzyme thô trong dịch nuôi cấy cũng rất đơn giản Tuy nhiên phương phápnuôi cấy này tỏ ra không hiệu quả vì hoạt lực của enzyme thu nhận được củaphương pháp này không cao bằng nuôi cấy trên môi trường bán rắn.Một mặtphương pháp này vi sinh vật phát triển chủ yếu trên bề mặt nên hệ sử dụng môitrường nuôi cấy không cao Vì vậy phương pháp này ít được dùng

Chính vì những lý do trên mà tôi quyết định chọn phương pháp nuôi cấy bề mặttrên môi trường bán rắn với dây chuyền công nghệ như sau:

Khoáng chất

Vỏ sắn khô

Trấu

Phối trộnW:60%

Thanh trùng

1400CGiống

Nhân giống sản xuất Làm nguội33 - 340C

Thanh trùng khayPhân phối vào khay nuôi

Nuôi cấy 28 – 320C

Thu nhận chế phẩm (W: 60%) enzyme

Phân loại, làm sạch

Định lượngNghiền, định lượng

Làm sạch, định lượng

Bao gói

Bao gói

Nước

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

+ Cách tiến hành: Phân loại và làm sạch bằng thiết bị phân loại mảnh cókích thước khác nhau

Trong quá trình nghiền bột vỏ sắn được phân loại theo kích cỡ:

Loại 1: Đạt kích thước yêu cầu của công nghệ thì được gàu tải chuyển lênbunke định lượng, và đựơc vít tải chuyển đến bộ phận phối trộn

Loại 2: Kích thước quá lớn thì được chuyển lại vào máy nghiền để tiếp tụcnghiền

3.2.1.2 Nguyên liệu trấu:

- Mục đích: Bổ sung trấu với mục đích tạo độ tơi xốp và tránh nguyên liệu bịkết dính

- Cách tiến hành: Trấu từ kho chứa được đưa đi làm sạch, sau đó được gàu tảichuyển lên bunke định lượng, và từ bunke xả xuống thiết bị trộn

3.2.1.3 Nguyên liệu ngô:

Nghiền, định lượng:

- Mục đích: Ngô được nghiền và bổ sung vào nguyên liệu nhằm tạo đủ điều kiện dinh dưỡng cho mốc phát triển tốt

- Cách tiến hành: Ngô từ kho chứa được nghiền đạt kích thước cần thiết sau đó được định lượng vào thiết bị phối trộn.

3.2.2 Phối trộn:

- Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men sau này

- Cách tiến hành: Hỗn hợp bột sắn, trấu, nước, muối khoáng và các chất dinhduỡng cần thiết khác được định lượng và trộn đều theo tỉ lệ đã tính toán

Nước làm ẩm, phục vụ trực tiếp cho thanh trùng, đảm bảo chế độ làm ẩm choquá trình nuôi cấy, độ ẩm tối ưu là 58% ÷ 60%

3.2.5 Nhân giống sản xuất:

Giống trong ống nghiệm được giữ ở trạng thái hoạt động bằng cách cấychuyền mỗi tháng một lần trong các môi trường thạch sapec

Thành phần môi trường thạch sapec:

Nước 1000ml

Saccroza 30g

NaNO3 3g

Nhân giống trên máy lắc.

Môi trường trong giai đoạn này cũng là môi trường trên mốc giống được nuôitrong bình tam giác 1 lít và được đặt trên máy lắc

Từ môi trường sản xuất sau khi làm nguội kết thúc, trích ra 10% chuyển quaphòng nhân giống để nhân giống sản xuất Quá trình nhân giống sản xuất cũng đượcthực hiện trên khay và được thực hiện trong phòng nhân giống

- Cách tiến hành:

Sau khi kết thúc quá trình gieo giống, canh trường nấm mốc được gàu tảichuyển lên bunke trung gian Từ bunke này canh trường qua cân định lượng và

được đưa vào khay, khay chuyển vào phòng nuôi cấy được đặt trong phòng nuôicấy và tiến hành nuôi.

Trong quá trình nuôi không cần điều chỉnh pH môi trường Đây là môi trườngbán rắn nên sự thay đổi pH ở vị trí này không ảnh hưởng đến toàn bộ môi trường

Độ ẩm 96% ÷ 98%

Thời gian nuôi cấy nấm mốc khoảng 36 ÷ 60 giờ, trung bình thường là 42 giờ.Quá trình nuôi cấy trong môi trường bán rắn nuôi bằng phương pháp bề mặttrải qua các giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1:

Giai đoạn này thường kéo dài 10 ÷ 14 giờ kể từ thời gian bắt đầu nuôi cấy.Trong giai đoạn này có những thay đổi sau:

+ Nhiệt độ tăng chậm

+ Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng hoặc màu sữa

+ Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có sự thay đổi

+ Khối môi trường còn rời rạc

+ Enzyme mới bắt đầu hình thành

Trong giai đoạn này cần quan tâm đến chế độ nhiệt độ Tuyệt đối không được

để nhiệt độ cao hơn 300C vì thời kỳ này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ

+ Môi trường được kết lại khá chặt

+ Độ ẩm của môi trường giảm dần

+ Nhiệt độ của môi trường tăng nhanh có thể lên đến 400C ÷ 450C

+ Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hoá của nấm sợi + Các loại enzyme được hình thành, trong đó cellulase hình thành nhiều nhất

+ Lượng oxy trong môi trường giảm và CO2 tăng dần, do đó trong giai đoạnnày cần thông khí mạnh và điều chỉnh nhiệt độ khoảng 290C ÷ 300C.

Cần dừng quá trình nuôi cấy và thu nhận enzyme trong giai đoạn này Vì tronggiai đoạn này bào tử được hình thành nhiều và làm giảm hoạt lực của enzyme

3.2.9 Sấy băng tải:

- Mục đích: Sấy để làm giảm độ ẩm của chế phẩm nhờ đó có thể bảo quản và

sử dụng trong thời gian dài

- Cách tiến hành: Chế phẩm enzyme từ canh trường được chuyển lên bunkeđịnh lượng bằng gàu tải sau đó được băng tải chuyển đến máy sấy Độ ẩm cần đạtđược sau khi quá trình sấy kết thúc nhỏ hơn 10% Quá trình sấy được thực hiện bởi tácnhân sấy là không khí có nhiệt độ là 400C

- Cách thực hiện:

Canh trường nấm mốc sau khi sấy được gàu tải chuyển sang máy nghiền.Kết thúc quá trình nghiền, canh trường nấm mốc được gàu tải chuyển vàobunke chứa và chuyển sang kho bảo quản

3.2.12 Cô đặc:

Mục đích của giai đoạn này là nâng cao nồng độ chất khô từ 4 6g/l tới 15

-20 g/l, cho thêm một số chất bảo quản để đưa dung dịch đạt nồng độ 35 – 40g/l Sau đó dịch cô đặc sẽ được đưa vào thiết bị sấy phun

Chương 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

- Các ngày nghỉ trong năm:

+ Tết dương lịch nghỉ 1 ngày

+ Tết âm lịch nghỉ 3 ngày

+ Ngày chiến thắng 30 - 4 nghỉ 1 ngày

+ Ngày quốc tết lao động nghỉ 1 ngày

+ Ngày quốc khánh nghỉ 1 ngày

+ Nghỉ ngày chủ nhật

Tháng 11 nghỉ 10 ngày do khu vực Miền Trung thời tiết xấu, mưa nhiều, nguyên liệu ít và nhu cầu thị trường thấp Nghỉ để sửa chữa và vệ sinh thiết bị.Bảng : Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Thán

CảnămNgày

Nhà máy làm việc 1 ca/ngày

Số liệu ban đầu:

- Năng suất Enzyme thô đạt 5 triệu kg sản phẩm/năm

- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme thô là 60%

- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme kỹ thuật là 40%.Thành phần môi trường:

Công đoạn Tỉ lệ hao hụt (%)

4.2.1 Dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme thô:

Năng suất sản phẩm theo enzyme thô của nhà máy tính theo năm là 5 tiệu kg

Số ngày sản xuất trong năm là 296 ngày

Năng suất sản phẩm enzyme thô của nhà máy tính theo ngày là:

100



Lượng sản phẩm hao hụt:

16,909 100

1 , 0

2

4.2.1.3 Sấy:

Tỉ lệ hao hụt 2%

Độ ẩm ban đầu của canh trường nấm mốc : 60%

Độ ẩm của canh trường nấm mốc sau khi sấy : 10%

Lượng canh trường nấm mốc trước công đoạn sấy:

) 2 100 ( ) 60 100

(

100 ) 10 100 ( 17253,878

100 39613,496

, 0 100

100



Lượng hao hụt:

331,771 100

5 , 0

, 0 100

5 , 0

, 0 100

5 , 0

, 0 100

1 , 0

67630,955 8

, 0 100

8 , 0

2

4.2.2.8 Lượng nguyên liệu sản xuất trong một mẻ:

Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu trước khi phối trộn

+ Bột vỏ sắn : 15%

+ Bột ngô : 15%

+ Trấu : 5%

Độ ẩm sau khi phối trộn là 60%

Lượng nguyên liệu là:

) 15 100 ( 100

) 60 100 ( 60

) 60 100 ( 20

+ Trấu: 5752,766

) 5 100 ( 100

) 60 100 ( 6 19

) 60 100 ( 05 , 0

) 60 100 ( 2 0

) 60 100 ( 15 0

202,912 100

3 687 , 930

100 942

, 3

05 , 0 949 ,

4.2.6.2 KH 2 PO 4 :

Lượng KH2PO4 trước khi định lượng:

795 , 55 05 , 0 100

05 , 0 795 ,

4.2.6.3 NH 4 NO 3 :

Lượng NH4NO3 trước khi định lượng:

846 , 41 05 , 0 100

100



Lượng hao hụt:

021 , 0 100

05 , 0 846 ,

4.2.7 Dây chuyền sản xuất enzyme kỹ thuật:

Dây chuyền làm enzyme kỹ thuật sử dụng 40% lượng chế phẩm thô sau khinuôi cấy

Lượng chế phẩm thô đưa vào dây chuyền này là:

26408,998 100

2 100

Lượng hao hụt:

528,180 100

2

4.2.7.2 Trích ly:

Trước khi trích ly, độ ẩm chế phẩm đạt 60%

Lượng chất khô trước khi trích ly:

10352,327 100

) 60 100 ( 25880,818    (kg/ngày)Trích ly được 7% lượng chất khô với nồng độ là 10g/l

Khối lượng chất khô được trích ly:

2 100

Lượng chất khô hao hụt:

14,493 100

2

Thể tích dịch enzyme là:

71017 10

1000 710,170

2 100 170 ,

Lượng chất khô hao hụt:

203 , 14 100

2 170 ,

Cô đặc đến nồng độ 25g/l

Thể tích dịch enzyme lúc này là:

27838,650 25

1000 695,966





(lít/ngày)Thêm chất bảo quản để đạt nồng độ 40 g/l Lượng chất bảo quản là:

417,580 695,966

1000

27838,650 40







(kg/ngày)Dùng chất bảo quản là muối NaCl có nồng độ 50 g/l Lượng muối NaCl thực

tế cần dùng:

1 , 8351 50

417,580 1000

27838,650 40





(kg/ngày)Lượng enzyme kỹ thuật thu được:

Sau khi sấy độ ẩm đạt 10%

528 , 1212 )

10 100 ( 100

100 ) 2 100 ( 546 ,

271 , 22 100

2 546 ,

4.2.7.5 Bao gói:

Lượng sản phẩm sau công đoạn này:

315 , 1211 100

) 1 , 0 100 ( 528

,

Lượng hao hụt:

212 , 1 100

1 , 0 528 ,

4.2.8 Lượng nước cần dùng cho cả dây chuyền:

4.2.8.1 Lượng nước cần cho phối trộn:

% 100 m

m W

W: Độ ẩm tính theo khối lượng vật liệu ướt

mn: Khối lượng ẩm trong nguyên liệu

mvl: Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối

Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu là:

984,117



Độ ẩm sau khi phối trộn là 60%.

Từ (1) ta có tổng lượng ẩm là:

41824,957 100

60 69708,261

Vậy lượng nước cần phối trộn là:

37600,852 4224,105

4.2.8.2 Lượng nước dùng trong trích ly:

Độ ẩm canh trường sau khi nghiền là 60%

Canh trường nấm mốc và nước được trộn bên trong thiết bị trích ly Giả sử độ

ẩm của canh trường sau khi đã trộn nước là 90%

Vậy khối lượng canh trường sau khi đã trộn thêm nước là:

272 , 03523 1 90 100

60 100

Vn = 37676 + 77798 = 115474 (lít/ngày)

4.2.9 Môi trường nhân giống:

Môi trường sau khi làm nguội, ta lấy 10% làm môi trường nhân giống

Khối lượng môi trường nhân giống:

Vậy lượng sản phẩm thô là: 16891,892 (kg/ngày) Lượng sản phẩm enzyme kỹthuật là: 1212 , 528 (kg/ngày)

Bảng tổng kết

Công đoạn

Lượng hao hụt

Năng suất công đoạn Đơn vị

Đưa canh trường vào thiết bị 335,114 67022,818 Kg/ngày

Dây chuyền gia công bột vỏ sắn

Dây chuyền sản xuất bột ngô

Dây chuyền gia công trấu

Nghiền 345,078 17253,878 Kg/ngày

Dây chuyền sản xuất chế phẩm kỹ thuật

Nhu cầu nguyên liệu dùng trong ngày

Số thiết bị được tính theo công thức:

Năng suất thiết kế

Năng suất thiết bị

5.1 Máy phân loại vỏ lụa sắn: (Tr 77, 3)

Chọn Máy phân loại có sàng lắc dạng mặt phẳng CЩ-60

n =

065 , 20291

407 , 29





n

Ta chọn 1 thiết bị với kích thước: 4700× 1730 × 2150 mm

Hình 5.1 Máy phân loại có sàng lắc dạng phẳng CЩ-60

5.2 Máy nghiền: (Tr 73, 3)

Chọn máy nghiền búa với các đặc tính kỹ thuật như sau:

Công suất động cơ : 13 Kw

Kích thước cơ bản : 1178 × 1035 × 1066 mm

Bề mặt trao đổi nhiệt : 0,3m2

Chọn máy nghiền:

- Máy nghiền để gia công vỏ lụa sắn:

Lượng vỏ sắn cần nghiền: 20918,623 kg/ngày

Số lượng thiết bị cần dùng:

245 , 1 16800

623 , 20918





n

Vậy chọn 2 máy nghiền với kích thước: 1178 × 1035 × 1066 mm

- Máy nghiền để gia công ngô:

Lượng ngô cần nghiền: 6763,689 kg/ngày

Số lượng máy nghiền cần dùng:

403 , 0 16800

689 , 6763





n

Vậy chọn 1 máy nghiền với kích thước: 1178 × 1035 × 1066 mm

- Máy nghiền cho dây chuyền sản xuất enzyme thô:

Lượng chế phẩm cần nghiền: 17253,878 kg/ngày

Số lượng máy nghiền cần dùng:

027 , 1 16800

878 , 17253





n

Vậy chọn 2 máy nghiền với kích thước: 1178 × 1035 × 1066 mm

- Máy nghiền cho dây chuyền sản xuất enzyme kỹ thuật:

Lượng chế phẩm cần nghiền: 26408,998 kg/ngày

Số lượng máy nghiền cần dùng:

572 , 1 16800

26408,998





n

Vậy chọn 2 máy nghiền với kích thước: 1178 × 1035 × 1066 mm

Vậy chọn 7 máy nghiền với kích thước: 1178 × 1035 × 1066 mm

Hình 5.2 Máy nghiền búa

5.3 Thiết bị vận chuyển:

5.3.1 Gàu tải: (Tr 54, 3)

Để đơn giản ta chọn gàu tải có các thông số sau:

Dung tích của gàu : V = 0,9 lít

Chiều rộng tấm băng : B = 150 mm

Chiều rộng của gàu : b = 110 mm

Chiều cao của gàu : h = 132 mm

Chiều cao miệng gàu : h1 = 66 mm

Góc nghiêng của thành gàu :  = 40

mm

Hình 5.3 Gàu tải

Năng suất của gàu tải tính theo công thức:

K v

V

6,3

(Tr 55, 3)

Trong đó:

V : Sức chứa của gàu (m3);

v : Tốc độ nguyên liệu chuyển dịch (m/s);

g: Gia tốc rơi tự do, chọn g = 9,81 m/s2

, 0

85 , 0 69 , 0 2 , 0 9 , 0 6 ,