Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy dầu thực vật

Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy dầu thực vật

MÔN THIẾT KẾ NHÀ MÁY

Tiểu luận: THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG

NHÀ MÁY DẦU THỰC VẬT

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Quyền nhóm _ lớp: D13-TP06:

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TP.HCM,23/3/2016

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành dầu thực vật Việt Nam là một ngành kinh tế kỹ thuật có vị trí quan trọngtrong nền kinh tế quốc dân Các sản phẩm của nó là nguồn thực phẩm không thể thiếutrong mọi bữa ăn hàng ngày

Nhu cầu sử dụng dầu thực vật càng tăng để thay thế cho mỡ động vật, vậy nênviệc đẩy mạnh xuất khẩu dầu thực vật sẽ góp phần mang lại lượng ngoại tệ đáng kểcho công nghiệp hóa hiện đại hóa ở nước ta

Trong thức ăn của con người, dầu mỡ là loại cơ bản và quan trọng không thểthiếu trong quá trình hoạt động sinh lý của cơ thể Nếu thiếu chất béo trong các mô dựtrữ trong cơ thể sẽ bị suy nhược, khả năng lao động giảm sút Chất béo là nguồn cungcấp năng lượng lớn (1g chất béo giải phóng 9600calo) lớn gấp 2 lần so với gluxit,protit

Chất béo được sử dụng trong thức ăn ở các dạng khác nhau như xào, rán, trộnrau tươi, bơ thực vật, bánh kẹo Ngoài ra chất béo là thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao

vì nó ảnh hưởng tốt đến tính chất cảm quan của thực phẩm được chế biến Chất béocòn là dung môi hòa tan các vitamin A, D, E giúp cho các quá trình sinh học trong cơthể được thực hiện

Đặc biệt về phương diện sinh lý thì dầu đậu nành cũng như các loại dầu khácnhư vừng, lạc Chúng có nhiều ưu điểm hơn mỡ động vật

Với mục tiêu và tầm quan trọng trên thì việc xây dựng các nhà máy sản xuất dầuđậu nành là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường trong nước vàxuất khẩu, đồng thời khai thác triệt để nguồn nguyên liệu trong nước

Do vậy việc “ Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy dầu thực vật” là điều cầnthiết hiện nay

I Tổng quan.

1 Dầu thực vật (dầu đậu nành)

1.1.1 Tình hình sản xuất.

- Ngành công nghiệp dầu thực vật tiếp tục sử dụng cả hai loại sản phẩm làdầu thô được sản xuất trong nước (chủ yếu từ vừng, lạc và cám gạo) và cácloại dầu thô và tinh luyện nhập khẩu (chủ yếu là dầu cọ và dầu nành) choquá trình sản xuất

- Theo Bộ Công Thương, năm 2013 Việt Nam đã sản xuất 718.000 tấn dầutinh luyện các loại, tăng 1,35% so với năm 2012 Sản lượng dầu tinh luyệnnăm 2014 và năm 2015 được dự báo lần lượt tăng ở mức 774.000 và850.000 tấn do sự tăng trưởng của ngành dầu đậu tương thô trong nước vàmức thuế bảo hộ nhập khẩu đối với mặt hàng dầu tinh luyện nhập khẩu tạimột số nước đối thủ cạnh tranh đã tăng thêm 5%

- Theo Quy hoạch Phát triển ngành dầu thực vật Việt Nam đến năm 2020,tầm nhìn đến năm 2025, mục tiêu đến năm 2020, sản lượng dầu thực vậttinh luyện và dầu thực vật thô (các loại) của Việt Nam lần lượt là 1,58 triệutấn và 370 nghìn tấn

Bảng 1.1: Sản lượng dầu thực vật tinh luyện

2012 2013 2014

(ước tính)

2015 (dự đoán)

2020 (dự đoán)

2025 (dự đoán)

Tổng sản lượng dầu thực

vật tinh luyện (nghìn tấn)

709 718 774 850 1.587 1.929

(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam, Bộ Công Thương, Doanh nghiệp sản xuất trong nước)

Hình 1.1: biểu đồ Sản lượng dầu thực vật tinh luyện của Việt Nam, giai đoạn 2010-2025

(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam, Bộ Công Thương, Doanh nghiệp sản xuất trong nước).

Theo các nhà sản xuất trong nước, dầu cọ là sản phẩm dầu thực vật chínhchiếm 70% thị phần Dầu nành chiếm 23% còn các loại dầu thực vật khácchiếm 7%

1.1.2 Sản lượng dầu đậu nành thô.

Việt Nam bắt đầu sản xuất dầu nành thô trên quy mô lớn từ năm 2011.Trong niên vụ 2012/13, Việt Nam đã sản xuất khoảng 193.000 tấn dầunành thô, trong đó 64% được tinh luyện thành dầu thực vật hoàn chỉnh.Năm 2014, các cơ sở sản xuất tiếp tục mở rộng sản xuất dầu do nhu cầuxay xát trong nước tăng, ước tính sẽ tạo ra 220.000 tấn dầu đậu tương thô

và tinh luyện, tăng 14% so với năm 2013 và 234.000 tấn vào năm 2015

Bảng 1.2: Sản lượng dầu nành thô trong nước của Việt Nam

Hình 1.2 Biểu đồ phát triển dầu tinh luyện ở Việt Nam

(Nguồn: Foreign Agricultural service/USDA,GAIN (Global Agricultural

Information Network) report, 2012)

Bảng 1.3: TCVN 6309 : 1997

Đặc trưng chất lượng

1 Mùi và vị không có mùi và vị lạ.

2 Chỉ số axit 0,6 mg KOH/g dầu.

3 Chỉ số peroxit 10 mili đương lượng peroxit oxy / kg

3 Curcumin hoặc turmeric 5 mg/kg (tính theo tổng curcumin).

4 Beta – apo - 8’ - carotenal 25mg/kg

Chất chống oxy hóa

1 Butyl hydroxytoluen (BHT) 75 mg/kg

2 Butyl hydroxyanisol (BHA) 175 mg/kg

3 Tocopherol tự nhiên và tổng hợp 500 mg/kg

4 Ascorbyl palmitat

Ascorbyl stearat 500 mg/kg, riêng biệt hay kết hợp.

Chất điều phối chống oxy hóa

1 Axit xitric giới hạn bởi GMP

2 Natri xitrat giới hạn bởi GMP

Dimentyl polyxiloxan (dimetyl silicon)

riêng biệt hay kết hợp với silicon dioxit 10 mg/ kg

2 Nguyên liệu đậu nành.

Đậu nành còn gọi là đậu tương, là loại ngũ cốc giàu protein, lipid, gluxit,vitamin, muối khoáng, có đặc tính sinh học do chứa hầu hết các acid aminkhông thay thế và còn hỗ trợ khi thiếu thức ăn động vật vì thế đậu nành lànguồn thực phẩm quan trọng

Ngoài ra, đậu nành còn chứa một lượng chất béo rất cao và muối khoángcần thiết cho cơ thể người

Đậu nành là cây họ đậu Fabaceae, có tên khoa học là Glycine max, có hàm

lượng protein cao Là cây bụi nhỏ, cao trung bình dưới 1m, có lông toànthân Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới,

ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn

- Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt:

 pH của đất trồng: 6.0-6.5

 Nhiệt độ: 25-30oC

 Lượng mưa: 500-700mm

 Đất trồng có độ mùn hữu cơ với độ ẩm trung bình

 Thời kì trồng cuối mùa xuân, đầu mùa mưa

Bảng 1.4: Thành phần hóa học của đậu nành.

Cacbonhydrat

- Protein và thành phần acid amin.

Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm 1 tỷ lệrất lớn, protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ loại

acid amin không thay thế (ngoại trừ methionin thấp) còn các acid amin cótrong thịt và một số thực phẩm quan trọng.

- Lipid:

 Hàm lượng lipid trong đậu nành dao động từ 13.5%-24% trung bìnhchiếm 18% trọng lượng chất khô Lipid có nhiều trong nhân đậunành trong nhóm lipid của đậu nành có 2 thành phần chính làglyceride và lecithin

 Glyceride đậu nành chứa nhiều acid béo không no khoảng 50-60%linoleic nên dầu đậu nành được coi là thực phẩm có giá trị sinh họccao

và vitamnin D

- Chống Oxi hoá: Dầu đậu tương có hàm lượng chất béo no thấp nhưng hàm

lượng chất béo không no 1 nối đôi và nhiều nối đôi cao Dầu đậu tươngcũng chứa 1 lượng quan trọng chất béo của axit linoleic và linolenic AxitLinoleic và linolenic cần thiết cho sức khoẻ con người Ngoài ra, nó cònchứa 1 lượng Vitamin E

- Omega 3: Dầu đậu tương cũng giàu lượng omega-3(linolenic) Omega 3

được tin là có thể giảm nguy cơ bệnh tim và ngăn ngừa chứng loãng xương

- Giảm LDL cholesterol: Dầu đậu tương cũng chứa 1 lượng phytosterolgiúp

giảm LDL cholesterol Dầu đậu tương không chứa cholesterol

Chất béo không bão hòa

Omega-3 (tối thiểu)

Omega-6 (tối thiểu)

Omega-9 (tối thiểu)

6g50g20g

Sản xuất dầu thực vật là một ngành quan trọng trong công nghiệp thựcphẩm Dầu đậu tương cũng được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm thựcphẩm bao gồm nước sốt salat, chất phết lên bánh sandwich, magarine, bánh

mì, mayonnaise, kem cafe và đồ ăn nhanh Nhiệt độ sôi cao của dầu đậutương cho phép nó được sử dụng như là một loại dầu chiên, rán Dầu đậutương thường được hydrogen hóa để tăng thời hạn sử dụng hoặc để tạo racác sản phẩm dạng rắn Trong quá trình này, những chất béo “trans” khôngtốt cho sức khoẻ được tạo ra và có thể làm tăng nguy cơ nhiễm các bệnh tim.Những nhà sản xuất thực phẩm hiện nay đang cố để loại các chất béo “trans”

ra khỏi sản phẩm của họ Để đạt được điều này, các nhà khoa học đangnghiên cứu rất nhiều chủng đậu tương mới chứa dầu mà không cần phảihydrogen hoá

- Dầu đậu tương được sử dụng không chỉ cho các sản phẩm thực phẩm mà

còn được biết như là những nguyên liệu thô có thể hồi phục lại để sản xuấtnhững sản phẩm “không phải thực phẩm” bao gồm diesel sinh học, mực,nhựa, bút màu,bút vẽ và nến đậu tương

- Công nghiệp dược: sản xuất vitamin,dung môi khi chế thuốc viên.

- Công nghiệp mỹ phẩm: kem dưỡng da cao cấp.

- Công nghiệp khác: sản xuất xà phòng và các chất tẩy rửa, chất tạo màng,

sơn, vecni, các vật liệu chống và cách ẩm,glyxerin

- Bã hoặc khô dầu được dùng làm thức ăn gia súc, làm nguyên liệu sản xuất

protein thực phẩm, sản xuất nước chấm, một số khô dầu dùng làm thuốc trừsâu, phân bón

Bảng 1 3: Thông tin

dinh dưỡng của dầu

I Quy trình sản xuất dầu đậu nành.

1 Quy trình sản xuất dầu đậu nành.

Lọc, làm sạch

Dầu thô

Xử lí sơ bộ

Hydrat hóaTrung hòaRửa dầu

Sấy khử nướcTẩy màuKhử mùi

Lọc

Dầu đậu nành

Bã

NaOHNước

Nước

Than hoạt tính

Hơi quá

nhiệt chân

không không

Bã

2 Thuyết minh quy trình.

2.1 Làm sạch

- Mục đích: tách các tạp chất có hại ra khỏi hạt đậu tương trước khi đưa

vào sản xuất những tạp chất thuộc nhóm vô cơ, đất đá Không chỉ làmbẩn sản phẩm mà còn gây hư hỏng bào mòn máy trong quá trình chếbiến Tạp chất hữu cơ, rác,… làm tăng độ ẩm, tăng vi sinh vật hoạtđộng Vì vậy làm sạch hạt là một yêu cầu rất quan trọng trong bảo quảnhạt

- Phân loại: Hệ thống làm sạch bao gồm các quá trình:

 Sàng những hạt tốt lọt qua sang, những vật to ở trên sang đượcloại bỏ

 Sau khi làm sạch cơ bản, hạt giống sẽ được đưa vào kho bảoquản

Quả, hạt dầu trước khi đưa vào kho bảo quản cần phải phơi khô hoặcsấy khô đến độ ẩm an toàn (8 – 14 %) Độ ẩm cao dễ làm hạt bị hưhỏng, nấm, mốc do vi sinh vật hoạt động

- Mục đích: chuẩn bị, bảo quản

+ Giảm khối lượng sản phẩm do chuyên chở

+ Nâng cao chỉ tiêu chất hạt

+ Kéo dài thời gian bảo quản hạt

+ Quá trình thủy phân chất béo chậm

- Đậu sau sấy một phần sẽ đem đi sản xuất, phần còn lại đem bảo quản

- Nhiệm vụ quan trọng trong bảo quản là giữ gìn chất lượng vốn có củahạt, hạn chế các quá trình hư hỏng xảy ra

- Kho bảo quản phải có sức chứa để đảm bảo cho nhà máy hoạt độngtrong thời gian 5 ngày Kho xây dựng cao ráo, dễ thoát nước chống ẩm.

 Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

 Vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước ép,dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làmcho dầu có màu xấu

- Yêu cầu:

 Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kíchthước do đó cần phải phân loại trước khi bóc tách vỏ Người tathường dùng sàng để phân loại

 Trong quá trình bóc vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rấtquan trọng Nếu nguyên liệu quá khô khi vào máy xát sẽ làm chonguyên liệu nát nhiều, các vụn vỡ này theo quạt hút ra ngoài làmtổn thất nguyên liệu

 Trong môi trường nguyên liệu quá ẩm, vỏ sẽ không đủ độ giòncho việc bóc tách nên hiệu suất kém

- Cách tiến hành:

 Đem đậu nành từ kho bảo quản cho vào máy xay xát Sau khi bóc

vỏ, ta được một hỗn hợp gồm nhân và vỏ, để phân chia hỗn hợpnày, người ta thường dùng sàng, phương pháp khí động học hoặckết hợp cả hai phương pháp này

- Các quá trình biến đổi:

 Biến đổi vật lí: làm giảm khối hạt

 Biến đổi hóa lí: nhiệt độ vật liệu sẽ tăng trong quá trình xay xátdẫn đến làm thay đổi độ ẩm của hạt

- Thiết bị:

Các loại máy này thường dựa vào các nguyên tắc cơ bản như sau:

 Phá vở vỏ nguyên liệu do ma sát với bề mặt nhám, phương phápnày dựa trên cơ sở là khi nguyên liệu vào máy với vận tốc xácđịnh, xảy ra sự tiếp xúc với giữa bề mặt nguyên liệu với bề mặtnhám của thiết bị, từ đó hình thành lực cản hảm sự chuyển độngcủa nguyên liệu làm vỏ bị tróc ra khỏi nguyên liệu

 Phá vở vỏ nguyên liệu do kết quả của sự va đập lên một bề mặtrắn, phương pháp này dựa trên cơ sở nguyên liệu chuyển độngvới vận tốc nào đó va đập lên một bề mặt rắn cũng đang chuyểnđộng

 Phá vở vỏ nguyên liệu dựa vào lực cắt bằng các cơ cấu dao,nguyên lý cơ bản của phương pháp này là khi nguyên liệu vàokhe giữa của các dao chuyển động và dao tĩnh, các lưỡi dao bố trítrên các đĩa sẽ xát vỏ, giải phóng nhân

- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó, bộtnghiền sau khi chưng sấy (bột chưng sấy) sẽ có chất lượng đồng đều, khi

ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng và đồng đều

- Trong khi nghiền, cấu trúc tế bào bị phá hủy nên làm cho bề mặt tự docủa nguyên liệu tăng lên rất nhiều tạo ra khả năng tiếp xúc rộng lớn giữadầu (trên bề mặt hạt nghiền) và oxy, ngoài ra trên bề mặt hạt nghiền còn

có sự phát triển mạnh mẽ của các hệ vi sinh vật

Hình 1.3: Máy tách vỏ hạt đậu

nành

- Trong quá trình chế biến còn xảy ra sự biến đổi một số tính chất hóahọc, sinh học của nguyên liệu do áp lực nghiền tác động lên nguyên liệu,protit, dầu sẽ bị biến tính do quá trình tạo nhiệt khi nghiền.

- Các thành phần khác như gluxit cũng bị caramen hóa làm cho dầu cómàu sẫm, đồng thời quá trình oxy hóa xảy ra làm cho chất lượng dầu bịảnh hưởng

- Để tiến hành, người ta thường dung các loại máy nghiền như: nghiềnbúa, nghiền trục, nghiền đĩa,…

Chưng sấy bột nghiền là quá trình gia công nhiệt ẩm cho khối hạt nhằmmục đích sau:

- Mục đích:

 Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học,tức là làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị(dầu) làm cho bột nghiền có tính đàn hồi Các mối liên kết phân

tử vững bền giữa phần dầu (kị nước) và phần háo nước bị đứthoặc yếu đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra

+ Làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra + Làm cho một số thành phần không có lợi (mùi, độc tố ) mất tácdụng, từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu

Hình 1.4 Máy nghiền búa nạp liệu hướng tâm.

+ Làm vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tồntại trong bột nghiền

+ Làm cho độ ẩm của bột nghiền được điều chỉnh từ 3- 5 % tùytheo từng loại nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạntiếp theo (ép hoặc trích ly)

- Phương pháp:

Chưng sấy có thể tiến hành thủ công hay cơ giới, chưng sấy thủ côngđược thực hiện ở nhiệt độ sôi của nước, thực tế chỉ có trong quá trìnhchưng, trong khi đó chưng cất sấy cơ giới gồm hai giai đoạn chưng vàsấy được thực hiện trong hai phần của cùng một thiết bị trong quá trìnhchưng, nếu độ ẩm ban đầu của nguyên liệu từ 20 – 22 % sau khi chưng

độ ẩm lên đến 10 – 12 %, nếu độ ẩm ban đầu là 11 – 12 % thì sau khichưng sấy độ ẩm là sau 7 – 8 %, (còn độ ẩm của bột ép thì phụ thuộcvào cơ cấu của máy ép và tính chất của nguyên liệu)

- Thiết bị chưng sấy:

Trong công nghiệp ép dầu, người ta thường dùng hai loại thiết bị chưngsấy, loại nồi đứng nhiều tầng và loại thùng nằm ngang với 1, 2 hay 3thùng

 Nồi chưng sấy nhiều tầng: nồi chưng sấy loại này có dạng hìnhtrụ, nhiều tầng đáy bằng trong nồi có lắp trục khuấy và cánhkhuấy khi chưng sấy, nguyên liệu được cho vào nồi theo chiềucao (từ trên xuống dưới), để làm ẩm nguyên liệu, ở tầng trên cùng

có bố trí hệ thống phun hơi và nước trực tiếp, để đun nóng và sấy,

vỏ nồi được cấu tạo hai vỏ để truyền nhiệt gián tiếp Sơ đồ cấutạo như sau:

Hình 1.5: Thiết bị chưng sấy nhiều tầng

 Nồi chưng sấy nằm: có dạng hình trụ nằm ngang, vỏ làm nhiệm

vụ truyền nhiệt, bên trong có trục khuấy với hình dạng khác nhau

để vừa đảo trộn nguyên liệu vừa đẩy nguyên liệu 3 nồi đặt songsong và đi về phía trước Những nồi đặt trên được dùng để làm

ẩm và đun nóng nguyên liệu đến nhiệt độ cần thiết, những nồi đặtdưới dung để sấy khô nguyên liệu Nồi chưng sấy loại này ít sửdụng vì chiếm khá nhiều diện tích

- Yêu cầu:

 Áp suất chuyển động của dầu trong các khe vách và các ống maoquản của tế bào nguyên liệu càng lớn, dầu chảy ra càng nhanh,muốn như thế thì ngoại lực tác dụng lên dầu phải lớn

 Đường kính các ống mao quản chứa dầu cần phải đủ lớn trongsuốt quá trình ép để tránh việc dầu thoát ra quá chậm hoặc khôngthoát ra được

 Chiều dài các ống mao quản chứa dầu phải ngắn vì sự thoát dầukhi ép thường đi theo một phương chung và về phía có đoạnđường ngắn nhất Nếu đường chảy dầu càng dài thì thời gianchảy qua đoạn đường ấy càng lớn Ngoài ra, khi đường chảy dầungắn, số ống mao quản bị tắc trong quá trình ép cũng ít hơn Vìthế, để thực hiện việc ép dầu một cách triệt để thì lớp nguyên liệutrong máy ép phải đủ mỏng

 Thời gian ép phải đủ lớn, nếu thời gian ép quá ngắn, dầu chảy rachưa hết, ngược lại, nếu thời gian ép quá dài sẽ ảnh hưởng đếnnăng suất máy ép

 Độ nhớt của dầu phải bé để trở lực khi dầu chuyển động bé, từ đóthời gian để dầu thoát ra khỏi nguyên liệu sẽ ngắn Để độ nhớtcủa dầu bé, bột ép phải có nhiệt độ cao và trong quá trình ép nhiệt

độ phải ổn định Khi bột ép bị nguội, độ nhớt của dầu tăng và tínhdẻo của bột giảm ảnh hưởng đến sự thoát dầu Tuy nhiên, khinhiệt độ bột ép quá cao, dầu sẽ bị oxy hóa mạnh, dầu sẽ bị sẩmmàu và khô dầu sẽ bị cháy khét Vì thế, việc dùng nước hoặc dầunguội để làm mát lòng ép là việc làm rất cần thiết, tránh đượchiện tượng phát nhiệt khi máy ép làm việc

- Cách tiến hành:

 Bột sau khi chưng cất sấy đến nhiệt độ và độ ẩm thích hợp thìđưa vào máy ép