Đồ án Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày

bằng phương pháp vật lý hay hĩa học để làm thay đổi cấu trúc, tạo nhiều lỗ xốp từ đĩ làm tăng bề mặt hoạt động của chúng. Ưu điểm : Hoạt tính cao gấp 1.5 – 2 lần so với đất tẩy màu tự nhiên, cĩ khả năng tẩy màu một số dầu khĩ tẩy màu như : dầu cọ, dầu nành, dầu canola… cĩ thể ứng dụng như là một phương pháp tinh luyện vật lý để loại các kim loại và các photphatit… Nhược điểm : hấp thụ 70% dầu thơ (so với trọng lượng của đất hoạt tính), gây tổn thất dầu, là tác nhân thủy phân một phần các dầu trung tính làm tăng hàm lượng các axit béo tự do , và phân hủy một số các peroxit và các sản phẩm oxi hĩa bậc hai từ đĩ làm tăng các phản ứng chuyển đồng phân trong nhĩm các axit béo. Than hoạt tính : Ưu điểm : cĩ khả năng tẩy màu cao, đặc biệt là cĩ thể loại được các tạp chất màu mà khơng thể tẩy bằng đất hoạt tính như : các hợp chất cĩ cấu tạo vịng… Nhược điểm : than hoạt tính được sử dụng hạn chế trong các quá trình tinh luyện dầu vì các vấn đề như: khĩ khăn trong quá trình lọc, chi phí cao, và gây tổn thất dầu lớn ( hấp phụ 150% dầu thơ so với trọng lượng của than hoạt tính). Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 35 Silicagel : Ưu điểm : cĩ diện tích bề mặt hoạt động tương đối lớn (500 g/m2), nên khả năng hấp phụ rất cao.Và cĩ thể hấp phụ các sản phẩm oxi hĩa bậc hai của dầu như là (aldehyt,xeton…), photphatit và xà phịng… Nhược điểm : hấp phụ rất hạn chế các hợp chất màu như là : carotene, chlorophyll… Phương pháp tẩy màu bằng silicagel: Chất hấp phụ: silicagel (alumina silicas) cĩ diện tích bề mặt riêng tối thiểu là 150% m2/g, và cĩ thể tích lỗ xốp là 0,65 – 1 ml/g với mỗi lỗ xốp cĩ đường kính khoảng 4 – 20 nm. Quá trình hoạt hĩa silicagel gồm các bước: Quá trình hydrat hĩa dung dịch muối silicat nồng độ 5% (w/w) bằng dung dịch H2SO4 Hoạt hĩa hydrogel, thêm vào hỗn hợp dung dịch muối Al2(SO4)3 nồng độ 5%(w/w). Chỉnh đến pH thích hợp bằng dung dịch NaOH 4N. Một số các thơng số kỹ thuật của quá trình hoạt hĩa silicagel ở các điều kiện khác nhau được cho ở bảng sau: Bảng 6 : Các thơng số của quá trình hoạt hĩa silicagel. TT Quá trình axit hĩa Quá trình hydrogen hĩa Tạo cấu trúc gel Quá trình vơi hĩa ( 0 C) T( 0 C) t(s) pH T( 0 C) t(s) pH T( 0 C) t(s) pH 1 50 45 9.9 50 60 9.9 50 20 5.0 700 2 40 60 9.4 40 90 9.4 40 40 5.0 700 3 60 15 10.0 60 80 10.0 50 13 5.0 700 4 80 45 9.9 80 60 9.9 50 20 5.0 700 Muối nhơm silica được tách khỏi dung dịch bằng phương pháp lọc, được rửa lại bằng nước và lọc lại nhiều lần. Xử lý tiếp muối nhơm silica bằng dung dịch Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 36 (NH4)2CO3 nồng độ 10%(w/w) cĩ khuấy trộn trong thời gian một giờ ở nhiệt độ mơi trường. Sau đĩ lọc tách muối nhơm và rửa lại hai lần bằng nước nĩng rồi sấy phun. Thành phần sau đĩ được đem đi vơi hĩa trong lị nung ở nhiệt độ 700ºC sản phẩm thu được là silicagel đữ hoạt hĩa. Phương pháp tẩy màu bằng silicagel Sử dụng 1% silicagel so với lượng dầu cần tiến hành tẩy màu, tiến hành tẩy màu ở nhiệt độ 40 - 50ºC trong thời gian 15 phút cĩ khuấy đảo. Sau đĩ ta khơng tiến hành lọc ngay mà sấy dầu dưới áp suất chân khơng đến khi hàm ẩm trong dầu cịn lại bé hơn 0,1% về khối lượng. Tiếp tục khuấy đảo dầu thêm 15 phút nữa rồi tiến hành lọc để tách silicagel ra khỏi dầu. Silicagel sẽ được tái sinh bằng cách rửa trong dung mơi hexan và sau đĩ nung nĩng ở nhiệt độ 700ºC trong một thời gian nhất định. Kết quả tẩy màu của silicagel: Bảng 7 : Các chỉ số của dầu sau quá trình tẩy màu bằng silicagel, % về khối lượng Lần sử dụng silicagel P Fe Mg Ca Al Si 1 0.01 0.028 0.02 0.008 6.7 38.7 2 1.0 0.037 0.26 0.54 6.3 36.5 3 1.9 0.044 0.50 1.05 5.9 34.5 4.3.7. Quá trình khử mùi Mục đích: Các hợp chất gây mùi và vị hoặc vốn đã cĩ sẵn trong nguyên liệu cĩ dầu tan vào trong dầu, hoặc xuất hiện trong quá trình bảo quản dầu, tạo thành dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, nước trong quá trình khai thác, hoặc do ảnh hưởng của tác nhân đưa vào trong quá trình tẩy màu dầu (mùi của đất hấp phụ, than hoạt tính)… Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 37 Các chất gây mùi và vị của dầu thường là các axit béo phân tử thấp (capronic, caprinic, caprilic) và các glycerit của các acid béo này, hydrocacbon mạch thẳng, este, aldehyt và nitơ, các sản phẩm thủy phân hoặc phân hủy các caroteinoid, sterols, vitamin, phosphatit… Chính các hợp chất gây mùi và vị nĩi trên làm cho dầu mỡ cĩ mùi dễ chụi hoặc khét, tanh với mức đọ nhiều ít khác nhau. Chính vì vậy ta phải khử mùi. Biến đổi: Vật lý : Loại bỏ chất mùi xấu. Hĩa học : xẩy ra phản ứng thủy phân và oxy hĩa. Cảm quan : loại thành phần mùi xấu cho dầu. Nguyên tắc: Để khử mùi của dầu người ta sẽ áp dụng biện pháp bốc hơi dùng hơi nước bão hịa ở áp suất chân khơng dựa vào: Nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ khử mùi. Nhưng cao quá lại thúc đẩy quá trình oxy hĩa dầu. Do đĩ phải tìm cách giảm nhiệt độ xuống. Áp suất quá trình này tiến hành ở điều kiện chân khơng nhằm hạn chế sự oxy hĩa dầu. Tháp khử mùi ở đây tiến hành ở áp suất 66 – 106 Pa. Đặc điểm của hơi đưa vào thiết bị khử mùi ở để cĩ thể chưng cất tách mùi ở nhiệt độ thấp, người ta tiến hành chưng cất bằng lơi cuốn hơi nước và trong điều kiện chân khơng. Hơi nước đưa vào tẩy mùi phải khơng cĩ mùi vị lại, lẫn càng ít khơng khí (dạng khí khơng ngưng) càng tốt để tránh cho dầu cĩ mùi cĩ mùi vị mới, bị oxy hĩa ở nhiệt độ cao, hơi nước phải là hơi quá nhiệt, nhiệt độ 250 - 260ºC .Áp suất làm việc 0 – 110 kPa Mơ tả quá trình khử mùi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 38 Dầu trước khi vào thiết bị khử mùi được gia nhiệt sơ bộ thơng qua một thiết bị trao đổi nhiệt ống long ống với dầu sản phẩm sau khi đã tẩy màu xong. Thiết bị gia nhiệt này đặt về phía trước thiết bị khử mùi để tiết kiệm năng lượng. Sau đĩ dầy này được gia nhiệt tiếp đến nhiệt độ khử mùi 250ºC bằng gia nhiệt gián tiếp, chất tải nhiệt là dầu máy. Theo hình 1 ta thấy dầu sau khi được tẩy màu tiếp tục được cho đi qua thiết bị khử mùi 1 bằng bơm 2 vào ngăn bài khí 3 đặt phía trên máy lọc hơi đốt 4. Bơm 2 bơm dầu qua các đầu phun5 nhằm đảm bảo quá trình bài khí của dầu diễn ra nhanh chĩng. Để hỗ trợ cho quá trình khử mùi, chúng ta cĩ thể cung câp hơi quá nhiệt qua đường ống 6 vào ngăn khí 3. Ở giai đoạn này, nhiệt độ dầu được giữ khoảng Từ ngăn 3, dầu được bơm bài khí 7, bơm vào ngăn trên cùng 8 để gia nhiệt lần cuối bên trong thiết bị khử mùi 1 bằng thiết bị gia nhiệt dạng xoắn 9 đặt ở ngăn nhiệt thứ 10. Ở ngăn 8, dầu được nhiệt đến 230ºC bằng hơi quá nhiệt. Hơi nước được sục vào dầu qua ống 6 và điều khiển quá trình trao đổi nhiệt. Từ ngăn trên cùng 8, daú được chảy tự do vào ngăn trao đổi nhiệt 10 nhằm làm nguội dầu được khử mùi. Cuối cùng dầu được làm nguội xuống nhiệt độ dầu vào trong ngăn làm lạnh cuối 13. Từ đĩ đâu được chiết bằng bơm 14. Ngăn 10 và 13 cũng được sục hơi bằng ống 6 nhằm giúp quá trình truyền nhiệt diễn ra dễ dàng và loại bỏ những thành phần cĩ mùi hơi khỏi dầu. Hơi thốt ra từ các ngăn khác nhau 3,8,10,12 và 13 được thu vào ống trung tâm 15 qua các khoảng khơng cửa sổ 16 trên tường ống. Từ ống 15, chúng được bơm ra khỏi thiết bị bài khí qua thiết bị nối chân khơng sau khi qua thiết bị thu hồi axit béo và ngăn thiết bị sương. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 39 Hình 1: Cấu tạo thiết bị khử mùi 1.Thiết bị khử mùi chính 2.Bơm dầu 3.Ngăn bài khí 4.Thiết bị lọc hơi đốt 5.Đầu phun dầu 6.Ống dẫn dầu 7.Bơm bài khí 8.Ngăn gia nhiệt 9.Thiết bị gia nhiệt dạng ống xoắn 10.Ngăn thu nhiệt 11.Nồi gia nhiệt 12.Ngăn trao đổi nhiệt hồn lưu giữa dầu nĩng và dầu trước khi vào khử mùi 13.Ngăn làm lạnh cuối 14.Bơm 15.Ống trung tâm. 16.Ngăn trao đổi nhiệt 21.Ống phun hơi nước bão hịa 22.Bơm 23.Thiết bị gia nhiệt 25.Thiết bị thu hồi chất béo Quá trình khử mùi dùng trong quá tinh luyện dầu liên tục và bán liên tục Cách tiến hành: Dầu nĩng sau quá trình khử mùi, được bài khí dưới điều kiện chân khơng, và sau đĩ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chữ U với qua quá trình tẩy mùi để gia nhiệt sơ bộ dầu. Sau đĩ dầu qua thiết bị gia nhiệt cuối dạng ống chữ U Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 40 bằng hơi nước ở áp suất rất cao để gia nhiệt dầu đến nhiệt độ khử mùi 180 - 275ºC, đồng thời tiến hành sục khí trong suốt thời gian gia nhiệt, các khí này sẽ hịa lẫn với dầu và kéo theo hơi nước và các tạp chất mùi khơng mong muốn ra khỏi dầu. Quá trình khử mùi được thực hiện ở nhiệt độ 180 - 275ºC. Sau quá trình khử mùi dầu được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho dầu sắp vào quá trình khử mùi. Hình 2: Sơ đồ quá trình khử mùi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 41 V. CHỌN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 5.1.1. Quy trình cơng nghệ Dầu thơ Tách tạp chất Thủy hĩa Trung hịa Rửa Sấy Tẩy màu Lọc Khử mùi Sản phẩm H2O, 2% dd NaOH, 9,5% 15% nước nĩng 1,5% đất hoạt tính Hơi quá nhiệt Cặn,Sáp Cặn xà phịng Nước rửa Cặn hydrat hĩa Bã hấp thụ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 42 5.1.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ Dầu thơ cĩ lẫn tạp vỏ, bã hạt được tách ra khỏi dầu thơ trước khi tinh luyện, lượng bã này thường chiếm khoảng 0,01% khối lượng dầu thơ. Dầu thơ bắt đầu được gia nhiệt đến 85 – 90ºC trước khi thủy hĩa bắt đầu, đồng thời lúc này nước được gia nhiệt đến 90ºC, cả 2 được bơm tới máy khuấy, tỷ lệ nước đem thủy hĩa bằng 1 – 2% khối lượng dầu. Lúc này hỗn hợp được đưa lên bồn cao hơn, thể tích cũng lớn hơn, thời gian từ 25 – 30 phút để dầu được thủy hĩa hồn tồn. Sau đĩ hỗn hợp được đẩy tới ly tâm để tách dầu sau thủy hĩa, và thu lại cặn thủy hĩa ở bồn bên. Dầu sau thủy hĩa chứa hàm lượng axit béo tự do cao cần phải loại bỏ để tăng thời gian bảo quản dầu, axit béo được xà phịng hĩa bằng dung dịch NaOH 9,5%, thời gian trung hịa axit béo cũng tiến hành 25 -30 phút, dầu được tách cặn xà phịng bằng ly tâm 7000 – 10000 vịng/phút. Cuối cùng thu được dầu sau trung hịa cĩ chỉ số axit béo an tồn cho bảo quản. Dầu sau trung hịa cịn chứa các cặn nhỏ, cặn dính với dầu làm cho dầu bị đục, cần phải tiến hành rửa dầu, nước nĩng rửa dầu 90ºC, cĩ thể dùng bồn dung tích lớn để khuấy dầu cho tạp cĩ thời gian phân tán sang pha nước, rồi sau đĩ ly tâm thu lấy dầu. Dầu sau rửa chứa lượng nước nhỏ trong nĩ mà ly tâm khơng tách được cần phải đem sấy chân khơng, áp suất tuyệt đối sấy 110 Kpa, nhiệt độ sấy dầu 100 – 120ºC. Dầu thơ chứa các thành phần chất màu, carotenoid cĩ lẫn theo lúc thu nhận dầu từ hạt, quả những thành phần này làm cho dầu mất màu đặc trưng, cần loại để tăng độ cảm quan. Lúc này dầu được trộn với đất tẩy màu tỉ lệ 2 – 3% theo khối lượng dầu, các chất màu bị hấp phụ vào đất tẩy màu. Thời gian hấp phụ kéo dài 20 – 30 phút, sau đĩ hỗn hợp dầu, đất tảy màu được qua lọc lá để tách lấy dầu, áp suất lọc 2 – 3 Kpa. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 43 Dầu sau khi lọc đã sáng màu, lúc này cần đem khử mùi để tăng độ cảm quan, nhiệt độ dầu khử mùi 250 – 260ºC được tiến hành ở điều kiện chân khơng, bên trong thiết bị khử mùi cĩ các vịi phun hơi quá nhiệt sục trực tiếp vào dầu khử mùi, kéo mùi ra ngồi cửa của thiết bị. Dầu sau khử mùi được hạ nhiệt, và được bảo quản trong các bồn chứa dầu, hoặc bán luơn cho đối tác khách hàng. Đối với năng suất tinh luyện dầu của một số nhà máy dùng thiết bị ly tâm tách cặn xà phịng cĩ thể đạt trên 50 m3 dầu thơ/ngày. Năng suất thiết kế tính theo sản phẩm tính cho quy trình cơng nghệ trên 50 tấn dầu thơ/ngày Chọn thành phần nguyên liệu và sản phẩm.  Chọn thành phần nguyên liệu:  Dầu thơ nguyên liệu: Hàm lượng triglycerit TG = 93 % Hàm lượng các axit béo tự do: FFA = 3% Hàm ẩm: W= 0,5% Hàm lượng các tạp chất cơ học : 0,5% Hàm lượng các chất khơng xà phịng hĩa: 3% NaOH : 40%  Chọn thành phần cho sản phẩm Dầu tinh luyện Hàm lượng Triglycerit TG = 99,77% Hàm lượng các axit béo tự do : FFA= 0,1% max Hàm ẩm và tạp chất: 0,1% max Hàm lượng Vitamin E: 0,03% Ước lượng tổn thất qua từng cơng đoạn, tính theo % khối lượng so với dầu vào. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 44  Tổn thất trong quá trình thủy hĩa là: 0,5%  Tổn thất trong quá trình trung hịa là: 3 %  Tổn thất trong quá trình rửa dầu và sấy dầu là: 0,2 %  Tổn thất trong quá trình tẩy màu và tẩy mùi là: 0,3 %  Tổn thất trong quá trình vận chuyển dầu trong các đường ống và đĩng bao bì là : 1% 5.2. Tính cân bằng vật chất Tính năng suất theo khối lượng nguyên liệu dầu thơ : Gdt = 50 000kg/ngày : khối lượng dầu thơ Gtp : khối lượng dầu tinh luyện, kg/ngày Ta cĩ : f1 =0,5%, tổn thất trong quá trình thủy hĩa f2=3% , tổn thất trong quá trình trung hịa f3 =0,2%, tổn thất trong quá trình rửa và sấy dầu f4= 0,3%, tổn thất trong quá trình tẩy màu và tẩy mùi. f5= 1,0% , tổn thất trong quá tình vận chuyển dầu và đĩng chai Gtp.0,9977 = Gdt. 0,93. (1-f1) . (1-f2). (1-f3). (1-f4). (1-f5) Gtp .0.9977 = 50000. 0,93. (1- 0,005). (1-0.03). (1- 0,002). (1- 0,003). (1- 0,01) Gtp = 44310,71 kg/ngày. Tổn hao dầu thơ ban đầu khi đem tinh luyện( tổn hao trong đường ống bơm dầu vào nhà tinh luyện…) là 0.01% Lượng dầu thơ trước khi vào thủy hĩa 50000.0,01% = 5 kg 5.2.1. Tính cân bằng cho quá trình thủy hĩa. Lượng vào : Dầu thơ : 50000 – 5 = 49995 kg Lượng nước, 2% so với khĩi lượng dầu vào: 49995. 2%= 999,9 kg Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 45 Tổng lượng vào thiết bị thủy hĩa = 49995 + 999,9 = 50994,9 kg/ngày Lượng ra: Cặn thủy hĩa chứa : Khối lượng photphatit (1,7 % so với hàm lượng dầu thơ) mpl= 49995.1,7% = 849,92 kg Khối lượng dầu tổn thất theo cặn (0,5% so với hàm lượng dầu thơ) mtt= 49995.0,5% = 249.98 kg Khối lượng dầu tổn thất theo nước 7g/kg m= 49995.0,3.7.10 -3 = 10,5 kg Lượng dầu sau quá trình thủy hĩa M1 = 50994,9 – 849,92 – 249,98 – 10,5 = 49884,5 kg/ngày. 5.2.2. Tính cân bằng cho quá trình trung hịa Lượng vào : Dầu thơ đã thủy hĩa : 49884,5 kg/ngày Chỉ số axit dầu thơ : % 561.1 A M FFA   % 561.1FFA A M    Với : % FFA = 3%, hàm lượng axit béo tự do A : chỉ số axit của dầu M : phân tử lượng của axit béo đặc trưng của dầu, M = 296 lấy theo axit oleic(C18H35COOH) 3 561.1 5.69 296 A    Dầu cĩ chỉ số axit từ 5 – 7 mg/l, cho nồng độ NaOH trong khoảng 85 – 105 g/l  chọn nồng độ NaOH là 95 g/l, tương đương với NaOH 9.5% Tính lượng kiềm NaOH rắn cần dùng cho quá trình trung hịa : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 46 X = 1. .40 56,1.1000 xM A Trong đĩ : D1 : lượng dầu đem trung hịa, sau quá trình thủy hĩa Ax : chỉ số axit của dầu, Ax = 7 mg KOH X = 49884,5.7.40 248,98 56,1.1000  kg/ngày Lượng dung dịch NaOH cần dùng mddNaOH =248,98.100 9,5 = 2620,84 kg/ngày Tuy nhiên lượng kiền trong thực tế cần dư hơn so với lý thuyết, K là hệ số kiềm dư, K phụ thuộc vào lượng dầu tinh luyện, thơng thường K= 1,1÷1,5 . Ta chọn K = 1,3 mddNaOH (thực) =2620,84 . 1,1 = 2882,92 kg/ngày Tổng lượng vào thiết bị trung hịa là 49884,5 + 2882,92 = 52767,42 kg/ngày Lượng ra : Dầu thu được sau quá trình trung hịa cĩ chỉ số axit là : A = 0,2 Hàm lượng axit béo cịn lại trong dầu là:  %FFA = . 0,2.296 0,106% 561,1 561,1 A M   Vậy lượng axit béo tự do bị xà phịng hĩa là : mFFA = 49884,5 – ( 3 – 0,106) : 100 = 1443,66 kg/ngày Lượng dầu thơ bị tổn thất trong quá trình trung hịa là (3% so với lượng dầu vào) md2 = 49884,5 . 0,03 = 1496,54 kg/ngày Lượng dầu sau trung hịa M2 = 49884,5 – 1443,66 – 1496,54 = 46944,3 kg/ngày Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 47 5.2.3. Tính cân bằng cho quá trình rửa và sấy dầu Lượng vào : Dầu vào : 46944,3 kg/ngày Hàm lượng nước muối nồng độ 8% cần dùng cho 2 lần rửa dầu là (lượng dùng 15% so với lượng dầu) : mddNaCl = 46944,3 .0,15.2 = 14083,29 kg/ngày  Tổng lượng vào thiết bị rửa dầu là = 46994,3 + 7041,65 = 54035,95 kg/ngày Lượng NaCl rắn sử dụng cho 2 lần rửa 14083,29 .0,08 =1126,66 kg/ngày Lượng ra : Dầu sau quá trình rửa và sấy dầu cần cĩ hàm ẩm W < 0,1%. Vậy lượng ẩm đã tách ra khỏi dầu là : mnước = 46944,3.(0,5 - 0,1) : 100 = 187,78 kg/ngày Lượng dầu thơ bị tổn thất trong quá trình rửa và sấy dầu là (0,2% so với lượng dầu) : md3= 46944,3 . 0,002 = 93,89 kg/ngày Tổng lượng dầu sau quá trình sấy dầu M3 =46944,3 – 187,78 – 93,89 = 46662,63 kg/ngày 5.2.4. Tính cân bằng cho quá trình tẩy mầu và tẩy mùi Lượng vào : Dầu vào: 46662,63 kg/ngày Hàm lượng đất hoạt tính khoảng 0,15 – 3% so với hàm lượng dầu vào, ta chọn 1.5% đất hoạt tính : 46662,63 . 0,015 = 699,94 kg/ngày Hàm lượng than hoạt tính khoảng 15% so với lượng đất hoạt tính: 699,94 . 0,15 = 104,99 kg/ngày  Tổng lượng vào thiết bị tẩy màu là : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 48 46662,63 + 699,94 + 104,99 = 47467,56 kg/ngày Lượng hơi nước cần dùng cho quá trình khử mùi là 5 -15% so với hàm lượng dầu vào, chọn khoảng 10% lượng hơi: 46662,63.0,1 = 4666,26 kg/ngày  Tổng lượng vào thiết bị tẩy mùi : 46662,63 + 4666,26 = 51328,89 kg/ngày Lượng ra : Dầu sau quá trình tẩy màu và tẩy mùi cần cĩ hàm lượng axit béo tự do %FFA < 0,1%, lượng ẩm và tạp chất < 0,1%. Vậy tổng lượng tạp chất bị loại trong quá trình tẩy màu và tẩy mùi là : mtạp = Tổng tạp chất cịn trong dầu – Tổng tạp chất trong sản phẩm = 46662,63 (mpl sĩt + mFFA sĩt + mtạp chất cơ học + mmàu, kim loại + mẩm – 0,2 ) = 842,73 kg/ngày Lượng dầu thơ bị tổn thất trong quá trình tẩy màu và tẩy mùi là (0,3% so với lượng dầu) : md4 = 46662,63. 0,003 =139,98 kg/ngày Tổng lượng dầu sau quá trình tẩy màu và tẩy mùi : M4 = 46662,63 – 842,73 – 139,98 = 45679,92 kg/ngày Lượng dầu tinh luyện sau quá trình bảo quản : Msp = 45679,92 (1 – 0,03) = 44309,52 kg/ngày. Bảng tổng hợp nguyên liệu và hĩa chất cần dùng cho quá trình tinh luyện 50 tấn dấu thơ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 49 Nguyên liệu, hóa chất Kg/ngày Dầu thô 50000 Lượng nước cần dùng cho thủy hóa 999,9 Lượng cặn photphatit thu được 849,92 Dầu thô đã thuỷ hoá 49884,5 Lượng NaOH rắn cần dùng cho trung hòa 248,98 Lượng nước để pha dung dịch NaOH 9. 5 % 2371,86 Lượng axit béo tự do bị xà phòng hóa 1443,66 Lượng dầu thô đã trung hòa 46944,3 Lượng NaCl rắn sử dụng cho 2 lần rửa 1126,66 Lượng nước để pha dung dịch NaCl 8 % 12956,63 Lượng ẩm tách ra khỏi dầu sau sấy 187,78 Lượng dầu thô còn lại sau quá trình rửa, sấy dầu 46662,63 Tẩy màu : Lượng đất hoạt tính sử dụng Lượng than hoạt tính sử dụng 699,94 104,99 Lượng hới nước cần dùng cho quá trình khử mùi 4666,26 Lượng dầuâ còn lại sau quá trình khử mùi 45679,92 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 50 CHƢƠNG VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ Lịch làm việc của nhà máy:  Dầu thơ : 50 000kg/ngày  Mỗi tháng làm việc trung bình 25 ngày, mỗi ngày 3 ca, 8h/ca  Mỗi năm làm việc trung bình 300 ngày 6.1. Tính và chọn thiết bị chính 6.1.1. Thiết bị thủy hĩa kết hợp với trung hịa Chọn bồn trung hịa và thủy hĩa  Thể tích dầu thơ dV = d d m  , với 50000 16666,67 3 dm   kg/ca , 920d  kg/m 3  16666,67 18,12 920 dV   m 3 /ca.  Thể tích dung dịch NaOH dd dd dd NaOH NaOH NaOH m V   , với dd 2882,92 960,97 3 NaOHm   kg/ca, dd 1109NaOH  kg/m 3 dd 960,97 0,87 1109 NaOHV   m 3 /ca  Vậy thể tích hỗn hợp là: 18,12 0,87 18,99hhV    m 3 /ca. Chọn bồn trung hịa hình trụ cĩ lắp hệ cánh khuấy mái chèo và hệ thống ống xoắn ruột gà cĩ các kích thước : Đường kính : D = 2,5m. Chiều cao : H= 4m. Cánh khuấy mái chèo cĩ các kích thước : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 51 (0,5 0,8).dkd D  , chọn 0,6*2,5 1,5ckd   m chiều cao : b= (0,1 – 0,2). ckd , chọn b= 0,15* ckd =0,22m Với đường kính cánh khuấy mái chèo khơng tấm ngăn, chọn cánh khuấy cĩ n= 1,16 vịng/giây, cơng suất 0,02 – 1 kW. 6.1.2. Tính tốn thiết bị trung hịa và thủy hĩa : Các thơng số của quá trình  Nhiệt độ của hỗn hợp sau quá trình ly tâm tách cặn photphatit : 60 – 65°C  Nhiệt độ của quá trình trung hịa : 60°C  Thể tích hỗn hợp là: 19 m3/ca.  Đường kính cánh khuấy : d= 0,22 m. Tính cơng suất của động cơ : 3 5. * * * *N K n d   (W) Với : K=3,87.a 2  : Số cánh khuấy . . kK E u  : chuẩn cơng suất. Với Re >50 thì 0,05. 0,845.RekE u  3 5 2 . * * * * * Re kN E u n d n d      20* th k n d   , 2 3 /th m s   : vận tốc đầu cánh thích hợp, chọn 3th  m/s 20*3 62 0,975 n   vịng/phút ~ 1vịng/s  Re= 2 4 3 920*1*0,975 13251,4 10 6,6.10   (chảy rối) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 52 0,05. 0,845.13251.4 0,469kE u   3 50,469*920*1 *0,975 *2 0,76N   kW Cơng suất mở máy : Khi mở máy cần cĩ cơng suất để thắng lực ma sát và lực quán tính : c g mN N N  Với : mN N : cơng suất cần thiết để thắng ma sát. 3 5 5* * * 3,87*0,22*0,975 *920 0,69gN K n d   kW 0,76 0,69 1,45cN    kW Cơng suất động cơ điện : , 0,7cdc N N     , hiệu suất động cơ 1,45 2,07 0,7 dcN   kW Thực tế khi chọn động cơ ta cần thêm hệ số dự trữ: 1,5*2,07 3,11dcN   kW Ta chọn động cơ cơng suất 3,5kW Hình 3: Cấu tạo bồn trung hịa Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 53 Thiết bị bao gồm những bộ phận chính : 1:Thân thiết bị 2:Vịng xoắn gia nhiệt (cĩ 2 đường ống xoắn: 1 dọc theo than thiết bị, 1gia nhiệt ở phần đáy thiết bị). 3.Cánh khuấy mái chèo cĩ gắn động cơ 4: Thiết bị hình cơn 5:Ống cĩ soi lỗ (2 ống: phun tác nhân thủy hĩa và tách nhân trung hịa) 6:Đo đồng hồ nhiệt độ 7: Đồng hồ nhiệt kế 8:Bơm trung gian, bơm dầu từ thiết bị trung hịa sang thiết bị rửa V1: Van xả xà phịng và nước muối VL: Van đường ống dẫn dầu đến thiết bị rửa (trên đường ống cĩ gắn bơm) Thơng số cơng nghệ quá trình thủy hĩa : - Nhiệt độ dầu: 60 - 70 C - Tần số quay của cánh khuấy: 3 vịng/phút - Thời gian thủy hĩa: 30 phút Thơng số cơng nghệ của quá trình trung hịa: - Thời gian làm việc: 30 phút - Nồng độ dung dịch kiềm : 9,5% - Nhiệt độ trung hịa: 55 - 60°C Thiết bị dùng để rửa, sấy khơ dầu kết hợp tẩy màu dầu : - Lượng dầu qua thiết bị rửa : 46944,3 17 3.920 dV   m 3 /ca - Thể tích nước muối sử dụng cho 1 lần rửa là: 1125  kg/m 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 54 7041,65 2,09 3.1125 dV   m 3 /ca. - Thể tích hỗn hợp: 17 2,09 19,09hhV    m 3 /ca Thiết bị rửa sấy và tẩy màu cĩ cấu tạo giống thiết bị trung hịa nhưng bên trên cĩ nắp kín được lắp máy và nối liền với thiết bị tạo chân khơng. 6.1.3. Thiết bị sấy tẩy màu Hình 4: Thiết bị sấy tẩy màu 1: Thiết bị sấy tẩy màu 2: Vịng xoắn: vừa cĩ tác dụng làm nguội, vừa cĩ tác dụng gia nhiệt 3:Moto cánh khuấy 4,5: comerestor tạo chân khơng (máy nén piston) 6: Bình chứa nước ngưng 7: Thiết bị ngưng hơi nước 8:Bồn trung gian chứa dầu 9:Bơm ép lọc 10: Ống thủy quan sát, PI: Áp kế, Tl: nhiệt kế Thơng số cơng nghệ quá trình rửa : - Lượng nước rửa mỗi lần khoảng 15 -20% so với dầu. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 55 - Nồng độ dung dịch muối ăn NaCl: 8- 10% - Nhiệt độ nước muối 90 - 95°C. - Nhiệt độ nước : 95 - 97°C . Thơng số cơng nghệ quá trình sấy - Thời gian sấy: 1h - Độ ẩm dầu sau khi sấy: < 0,1% Thơng số cơng nghệ quá trình tẩy màu : - Nhiệt độ khi tẩy màu khoảng 90 - 105°C. - Lượng chất hấp phụ cho vào khoảng 0,5 – 4% so với trọng lượng dầu. - Thời gian tẩy màu 20 – 30 phút. 6.1.4. Thiết bị khử mùi Chọn tháp khử mùi liên tục năng suất 50 tấn/ngày. Tháp khử mùi được làm bằng inox với các kích thước như sau :  Chiều cao : H = 8m  Đường kính: D= 2m  Thân dày khoảng: 30 mm Hệ thống tuần hồn axit béo :  Bơm tuần hồn axit béo: 65 RPM, 5HP, 3,73kW  Nước vào thiết bị làm nguội: 21,2 RPM  Nhiệt độ vào: 29°C.  Nhiệt độ axit béo thu hồi: 66 - 67°C. Hệ thống tạo chân khơng :  Chân khơng thiết bị khử mùi đạt 2 -6 mmHg  Nhiệt độ dầu khử mùi : 200 - 250°C Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 56  Áp lực hơi khử mùi: 2kgf/cm2.  Nhiệt độ nước vào thiết bị ngưng tụ : - Nhiệt độ nước vào : 30°C. - Nhiệt độ nước ngưng tụ : 38 – 40°C Cấu tạo nồi tẩy mùi Hình 5: Cấu tạo nồi tẩy mùi 1- thân nồi 2- đáy nồi 3- nắp nồi 4- chĩp khí 5- lỗ soi đèn 6- ống xoắn hơi gián tiếp 7- thân nồi 8- đáy nồi 9- nắp nồi 10- chĩp khí 11- lỗ soi đèn 12- ống xoắn hơi gián tiếp Thơng số cơng nghệ - Nhiệt độ : khơng quá 200 - 210°C. - Độ chân khơng : 660 mmHg. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 57 - Nhiệt độ hơi quá nhiệt : 325 - 375°C. 6.2. Chọn thiết bị phụ 6.2.1. Thiết bị ly tâm tách cặn Chọn máy ly tâm cối : Model: RTA – 50 Tổng trọng lượng : 850 kg Tải trọng tĩnh : 950 N/foot. Tải trọng động: Nằm ngang: 1300 N/foot, Thẳng đứng: 1400 N/foot. Kích thước hình học: 1325*1387*872 mm Năng suất: 75 tấn/ngày khi tách cặn xà phịng . 150 tấn/ngày khi tách nước. Tính năng thiết bị: tốc độ 7050 vịng/phút (50 Hz), tốc độ 7150 vịng/phút (60 Hz) Động cơ : xoay chiều 3 pha, IBM5 Cơng suất : 11kW Điện áp: 380 V. Đặc tính khác: Cối dung tích 22 lit, dung tích chứa cặn 6 lít. Bơm hướng tâm, cột áp lực nhẹ 2 bar, cột áp lực nặng 0 bar. 6.2.2. Thiết bị lọc lá - Sử dụng máy lọc lá - Cấu tạo: hệ thống kín, bên trong bố trí lá lọc đặt song song với nhau, các lỗ lọc được bố trí trên lá lọc với kích thước lỗ nhỏ 200 lỗ/inch, khơng cho đất tẩy lọt qua. Bên thành bố trí đường dẫn dầu sau lọc ra khỏi thiết bị tiếp tục cho quá trình tinh luyện. - Kết thúc quá trình lọc cần dùng khí nén để đẩy hết dầu cịn lại trong thiết bị. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 58 Thơng số cơng nghệ Áp lực lọc : 2 – 3kg/cm2 Nhiệt độ lọc : 90 - 100°C Năng suất : 2000 kg/h Kích thước lá lọc : 1800 ×900 mm 6.2.3. Bơm ly tâm Phần lớn sử dụng trong dây chuyền sản xuất là bơm li tâm. Chọn tính tốn bơm li tâm là bơm nhập liệu vào thiết bị trung hịa. Xác định đường kính ống nhập liệu từ phương trình lưu lượng 2 4.. . 4 . sVdV d        sV (m 3/s): lưu lượng dung dịch chảy trong ống.  (m/s): vận tốc thích hợp của dung dịch chảy trong ống. Thời gian nhập liệu 0,25nl  h Vận tốc thích hợp 1 /m s  Lượng dung dịch ban đầu : Gđ= 50000 2083 / 24 kg h Lưu lượng chảy trong ống : 3 dd 2083 2,52.10 .3600. 0,25.3600.920 d s nl G V      m 3 /s  d= 0,06m Xác định cơng suất bơm: . . . 1000. Q g H N    Q(m 3/s) : năng suất của bơm, Q= sV =2,52. 310 m 3 /s H= 0,8 : hiệu suất tồn phần của bơm. Xác định áp suất tồn phần của bơm: H= 2 1 0 2 8 m p p H h g    Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 59 H(m) : áp suất tồn phần do bơm tạo ra, tính bằng chiều cao cột chất lỏng. p1, p2(N/m 2 ) : áp suất bề mặt chất lỏng khơng gian đẩy và hút.  (kg/m 3 ) : khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm. g(m 2 /s) : chiều cao nâng của chất lỏng. mh : áp suất tiêu tốn để thắng tồn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy (kể cả trở lức cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy). Ta cĩ P1 = P2 = 2at H0 = 8 m (chọn bằng chiều cao tháp khử mùi ) 2 . ( ) 2 m l h d       Chọn chiều dài ống : 16m    cưa ra + ξcửavao+ ξkhuỷu cong 90 0 1 0.5 1.26 2.76     Xác định Re: Re= . .d    d (m): đường kính ống w(m/s): vận tốc  (kg/m 3 ) khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm  (Ns/m 2) : độ nhớt 3 0.06 1 920 Re 1022 2300 54 10       (chảy dòng) 64 64 0.063 Re 1022     1 0.063 16 ( 2.76) 1 2 9.81 0.06 mh m        Áp suất tồn phần của bơm : H = 8 + 1 = 9 m Công suất bơm : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 60 3. . . 2.52 10 920 9.81 9 0.257 1000 1000 0.8 Q g H N kW           Trong thực tế khi sử dụng cịn lấy thêm hệ số dự trữ k = 1,5 => N = 1. 5 x 0. 257 = 0. 385 kW Cơng suất động cơ điện : . dc td dc N N    N : cơng suất bơm ηtđ = 0. 8 : hệ thống truyền động ηđc = 0. 9 : hiệu suất động cơ điện => Nđc = 0.385 0.536 0.8 0.9 kW  Chọn bơm ly tâm cĩ cơng suất là 1 Hp Chƣơng VII . TÍNH ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƢỢNG 7.1.Tính hơi và chọn nồi hơi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 61 7.1.1. Tính hơi Gia nhiệt thủy hĩa - Thơng số - Khối lượng dầu thơ cần đun nĩng trong 1giờ : 46662,63 1944,28 24 dm   kg/h - Nhiệt dung riêng của dầu thơ : 2093dc  J/kg.°C - Nhiệt lượng cần để gia nhiệt dầu thơ từ 25 - 90°C là : 1 2 1. .( ) 2083,13*2093*(90 25) 283398740,6d dQ m c t t     (J/h) = 283398,7 (kJ/h) Lượng hơi cần cung cấp : 1 11,05. / (0,9 ) 160,813H Q r  (kg/h) Trong đĩ : 1,05: tổn thất nhiệt ra mơi trường ngồi 0,9: lượng hơi ngưng 90% r = 2056 kJ/kg: ẩn nhiệt hĩa hơi của nước ở 170°C - Khối lượng nước cần đun nĩng trong 1 h: 2 999,9 124,99 8 m   (kg/h) - Nhiệt dung riêng của nước: 4187nc  (J/kg) - Nhiệt độ ban đầu của nước : 11 20t C  - Nhiệt độ của nước khi thủy hĩa : 12 90t C   Nhiệt lượng cần cung cấp: 2 12 11. .( ) 124,99*4187*(90 20) 36633319,1n nQ m c t t     (J/h) =36633,32 (kJ/h)  Lượng hơi cần cung cấp: H2= 21,05. 20,79 0,9. Q r  (kg/h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 62 Gia nhiệt cho quá trình trung hịa  Thơng số Dầu thơ đã thủy hĩa : 49 884,5/24 =2078,52 (kg/h) Lượng kiềm cần dùng là: 2882,92/24 = 120,12 (kg/h) Nhiệt độ ban đầu của dung dịch kiềm : 30°C Nhiệt dung riêng của dung dịch kiềm là: 3832,5kc  (J/kg.°C) Nhiệt độ của quá trình quá trình trung hịa : 90°C - Nhiệt lượng cần cung cấp : Q3 = 102,12*3832,5*(90 - 30) = 23 482494 (J/h) = 23 482,49 (kJ/h) - Lượng hơi cần cung cấp : H3 = 31,05. 13,33 0,9. Q r  (kg/h) Năng lượng tiêu tốn cho quá trình rửa dầu  Thơng số : Dầu đã đã trung hịa : 46 994,3/24 = 1958,1 (kg/h) Lượng dung dịch muối NaCl 8% cần dùng: 14083,29/24 = 586,8 (kg/h) Nhiệt độ ban đầu của dung dịch muối : 30°C Nhiệt độ của quá trình rửa là: 90°C Nhiệt dung riêng của dung dịch muối NaCl 8% : 3725 (J/kg.°C) - Nhiệt lượng cần cung cấp : Q4= 586,8*3725*(90 - 30) = 131150638,1 (J/h) = 131150,64 (kJ/h) - Lượng hơi cần cung cấp : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 63 H4 = 41,05. 74,42 0,9. Q r  (kg/h) Năng lượng tiêu tốn cho quá trình tẩy màu  Thơng số : Dầu thơ cần tẩy màu : 46 662,63/24 = 1944,27 (kg/h) Nhiệt độ ban đầu của dầu: 90°C Nhiệt độ của quá trình tẩy màu là 105°C - Nhiệt lượng cần cung cấp : Q5 = 1944,27*2093*(105 - 90) = 61040356,65 (J/h) = 61040,36 (kJ/h) - Lượng hơi cần cung cấp : H5 = 51,05. 34,64 0,9. Q r  (kg/h) Năng lượng tiêu tốn cho quá trình khử mùi :  Lượng hơi cần dùng cho khử mùi là 5 – 15% so với lượng dầu, chọn 10% so với dầu Mh = 1944,27*0,1 = 194,4 (kg/h)  Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình khử mùi : Q61 = 0,95.r.Mh = 0,95*2056*194,4 = 379702,08 (kJ/h)  Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt dầu từ 100 – 220°C Q62 = 1944,27*2093*(220 - 100) = 488322853,2 (J/h) = 488322,85 (kJ/h)  Lượng hơi cần cung cấp : H6 = 61 621,05.( ) 492,56 0,9. Q Q r   (kg/h) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 64 Bảng 8: Năng lượng nhiệt và hơi sử dụng trong quá trình tinh luyện Quá trình Nhiệt(kJ/h) Hơi nước bão hịa(kg/h) Thủy hĩa 320 032,02 181,613 Trung hịa 23 482,49 13,33 Rửa 131 150,64 74,42 Tẩy màu 61 040,36 34,64 Khử mùi 488 322,85 492,56 Tổng cộng 769,553 7.1.2. Chọn nồi hơi Với năng suất lị hơi là G = 769,533 kg/h. Chọn 2 nồi hơi cĩ đặc tính như sau :  Kiểu nồi hơi:  Năng suất hơi: 500 kg/h  Áp suất làm việc: 10at  Diện tích lị : 0,05  Kích thước : D×H = 1000×3700 mm  Xuất xứ: Trung Quốc Tính nhiên liệu sử dụng cho nồi hơi : Nhiệt lượng cần cho nồi hơi trong một ca sản xuất : 2 1(i i )NLQ G  Với : 769,533*8 6156,264G   (kg/ca) 2 2780i  kJ/kg 1 759,6i  kJ/kg 6156,264.(2780 759,6) 12438115,79NLQ    (kJ/ca) Lượng dầu FO tiêu hao trong 1 ca sản xuất : * NL dFO Q G q  Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 65 Với : 2222q  kJ/kg: Nhiệt lượng tỏa ra ứng với 1kg dầu FO 0,7  : Hiệu suất nồi hơi 12438115,79 7996,73 0,7.2222 0,7.2222 NL dFO Q G    (kg FO/ca) 7.2. Tính điện 7.2.1. Điện động lực Bảng 9 : Thiết bị sản xuất Tên thiết bị Cơng suất(kW/h) Số lƣợng Tổng cơng suất Cánh khuấy Bơm ly tâm Bơm tuần hồn axit béo Cánh khuấy thủy hĩa, trung hịa, tẩy màu Ly tâm 1 1 3,73 3,5 11 3 9 1 3 3 3 9 3,73 10,5 33  59,23 Pdl = 1,05.Psản xuất (coi tổn thất 5%) Với Psản xuất = 59,23 ×24 = 1421,52 (kW/ngày)  Pdl =1,05*1421,52 =1492,6 (kW/ngày) Cơng suất tính tốn Ptt = Kc* Pđặt , với Pđặt = Pdl Kc =0,6 – 0,8, chọn Kc = 0,6  Ptt = 0,6*1492,6 = 895,56 (kW/ngày) 7.2.2. Điện chiếu sáng a.Xác định kiểu đèn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 66 Điện chiếu sáng trong nhà máy thực phẩm dùng loại đèn cĩ hiệu điện thế 220V. Căn cứ vào điều kiện mơi trường làm việc chọn bong đèn chụi được bụi và ẩm cao. Cơng suất cực đại 200 W b.Bố trí đèn Các cơng trình cần lắp đặt hệ thống chiếu sáng Dựa vào kích thước phân xưởng sản xuất và chiều cao bố trí chọn số bong đèn và lượng bĩng Trong đĩ: a- Chiều dài nhà b- Chiều rộng nhà L- Khoảng cách giữa các đèn l- Khoảng cách từ tường đến đèn H- Chiều cao trèo đèn H = 4 m Chọn chiều cao Khoảng cách giữa các bĩng đèn bố trí cĩ lợi L = 3m , tỷ số l/h =2, l= 0.5.L = 1,5 m  Tính cho nhà sản xuất chính Tính số đèn theo chiều dài, a = 60m 1 2 60 2.1,5 1 1 20 3 a l n L        Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 67 Tính số đèn theo chiều rộng, b= 30m 2 2 30 2.1,5 1 1 10 3 b l n L        Số bĩng đèn cần lắp đặt 1 2. 20.10 200n n n    Tính cho phân xƣởng cơ điện H = 3,6 m, h khoảng cách ngắn nhất từ thiết bị điện đến bĩng đèn h =1 L = 2.h = 2m l = 2m Tính số bĩng đèn theo chiều dài nhà, a = 12 m 1 2. 12 2.2 4 2 a l n L       Tính cho nhà KCS Cần phải đạt độ sáng tự nhiên trong nhà KCS để xác định các chỉ tiêu độ màu của dầu cần phải đặt năng lượng chiếu sáng/đơn vị m2 lớn hơn các phịng khác Cụ thể là l = 1m h = 1, Tính số bĩng cho chiều dài, a = 12 m 1 2. 12 2.1 5 2.1 a l n L      Tính số bĩng cho chiều rộng,b = 6 m 2 2. 6 2.1 2 2.1 b l n L      Tổng số bĩng cần lắp = 1 2. 5.2 10n n   d. Xác định cơng suất bĩng Quang thong bĩng đèn tính F= min . . . .100 . E S K Z n lumen Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 68 minE : Độ roi yêu cầu tối thiểu, Lux S: Diện tích gian phịng K: Hệ số an tồn tính đến độ giảm điện quang khi làm việc lâu dài và khĩi bụi bám vào đèn, đối với đèn dây tĩc K= 1,2 – 1,3, chọn K = 1,3 Z : tỷ số giữa độ chiếu sáng trung bình và độ chiếu sáng tối thiểu, Z phụ thuộc vào loại đèn và tỷ số L/h, chọn Z= 1,5 N : số bĩng đèn  : Hệ số sử dụng quang thơng, phụ thuộc vào loại đèn, hệ số phản xạ của từng vị trí của phịng,% Loại bĩng sử dụng Bĩng đèn sợi đốt 220V cĩ hiệu suât nguồn phát sáng  = 10 – 15 lumen/W, chọn = 12 lumen/W Bĩng đèn Compact 220V cĩ hiệu suất nguồn phát sáng  = 60 – 80 lumen/W, chọn =72 lumen/W Bảng cơng suất chiếu sáng các hạng mục cơng trình sử dụng thiết bị chiếu sáng STT Tên nhà S,m 2 E, lux Số bĩng  ,% Quang thong, lumen Loại bĩng,W Cơng suất, W 1 Nhà hành chính, nhà ăn 342 50 30 50 1140 72 475 2 Lị hơi 54 30 4 40 1974 12 658 3 Nhà giới thiệu sản phẩm 54 80 6 80 585 72 49 4 Nhà bảo vệ 48 30 2 30 2808 12 468 5 Nhà y tế 72 80 6 80 2340 72 195 6 Bãi xe chở hàng 162 30 6 20 7898 12 3949 7 Gara oto 108 30 6 20 5265 12 2632 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 69 8 Tinh luyện 1800 40 200 50 1404 12 23400 9 Cơ điện 108 30 4 40 3159 12 1053 10 Nhà KCS 72 80 10 80 1872 72 260 Tổng cơng suất chiếu sáng,W 33139 Cơng suất các thiết bị chiếu sáng 33,139 KW/h Cơng suất tiêu thụ cho các thiết bị chiếu sáng trong 1 năm Giả sử 1 ngày chiếu sáng 16 tiếng Acs = 33,139.16.300 = 159.067,2 KW/năm 7.2.3. Xác định hệ số cơng suất và dung lƣợng bù Hệ số cơng suất Trong nhà máy sử dụng các động cơ khơng đồng bộ tiêu thụ thêm mạng điện cơng suất phản kháng để bù cơng suất tạo nên từ trường nên hệ số cơng suất thấp. Do đĩ ta tính theo cos tb 2 2 cos tttb tt tt P P Q      * *tt c dl csP K P K P   ,K = 0,9 hệ số đồng nhất của đèn  0,6*1492,6 0,9*74,63 962,73ttP     (kW/ngày) *tt tt tbQ P tg  Với Qtt là cơng suất phản kháng , đơi với nhà máy thực phẩm cos 0,7tb   962,73*1,02 981,98ttQ   (kW/ngày) Tính dung lượng bù Để giảm tải trọng điện trên đường dây do các thiết bị điện chạy khơng tải hoặc non tải và do sự khơng đồng bộ của thiết trong nhà máy ta phải nâng hệ số cos Dùng phương pháp tụ điện để nâng cos  : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 70 Qbù = 1 2*(tg tg )ttP    1tg : hệ số cơng suất ban đầu ứng với cos 1 =0,7 2tg :hệ số cơng suất nâng lên ứng với cos 2 = 0,95  981,98*(1,02 0,33) 677,57ttQ    (kW/ngày) Dùng tụ điện cĩ dung lượng 10 kV Số tụ điện cần dùng là n= 67,7bu Q q  , chọn n =68 Chọn loại tụ điện cĩ đặc tính :  Cơng suất định mức: 10 kV  Điện dung 526 MF 7.2.4. Chọn máy biến áp Địa điểm đặt trạm biến áp Đặt máy biến áp gần trung tâm phụ tải Lưới điện 380/220 V, chiều dài dây từ trạm điện thế đến máy biến áp là 1000m Đảm bảo an tồn, dễ thao tác, vận hành và phịng chống cháy nổ. Chọn số lượng và cơng suất Để sử dụng cơng suất hợp lý chọn 2 máy biến áp: 1 máy lớn và 1 máy nhỏ cĩ cơng suất bằng 20% máy lớn trong trường hợp nhà máy khơng sản xuất. Chọn phụ tải làm việc với cơng suất 20% cơng suất máy: Sdm = 962,73 1375,33 0,7  (kW/ngày) Cơng suất biến áp phụ 20%.Sdm = 0,2. 1375,33 = 275,07(kW/ngày) Bảng 10 : Chọn 2 máy biến áp Máy chính Máy phụ Mã hiệu TC1000/10 TC300/10 Cơng suất 1000 KVA 300 KVA Cao áp 10. 5 KW 10 KW Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 71 Hạ áp 0. 525 KV 0. 4 KV Tổn hao khơng tải 2. 6 KW 0. 44 KW Tổn hao ngắn mạch 3 KW 1. 3 KW Lưới điện 380/220 V 380/220 V Chọn máy phát điện : Để đề phịng trường hợp mất điện, chọn 5 máy phát điện cĩ cơng suất khoảng 250 KVA để lắp đặt cĩ các đặc tính sau:  Cơng suất : 250 KVA  Điện áp : 400 V  Tần số : 50 Hz  Hệ số cơng suất : 0,8 7.2.5. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm Điện động lực Adl = Kc * Pdl * T Hệ số Kc = 0,7 Pdl : cơng suất động lực T ; Thời gian hoạt động trong năm  Adl = 0,7*1492,6*(24* 27 * 12) = 8.124.520,32 (kW/năm) Tổng điện năng tiêu thụ hằng năm Km = 1,03 hệ số thao tác trên hạ áp A= (Acs + Adl)* Km = (159 067,2+ 8 124 520,32) * 1,03 = 8.532.095,146 (kW/năm) Chƣơng VIII : Cấp thốt nƣớc 8.1. Tiêu chuẩn nƣớc cấp cho sản xuất và sinh hoạt Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 72  Nguồn nước cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt trong nhà máy cĩ thể lấy từ hệ thống nước máy trong thành phố, phải đảm bảo các yêu cầu nhất định tùy thuộc và mục đích sử dụng của nhà máy.  Đối với nước cung cấp cho sinh hoạt phải đảm bảo khơng cĩ vi sinh vật gây bệnh, nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh phải đạt yêu cầu. Độ trong, độ mặn và ổn định.  Nước cấp cho nồi hơi yêu cầu chất lượng phù hợp tùy thuộc vào áp lực làm việc của nồi hơi và yêu cầu khá nghiêm ngặt để đề phịng cháy nổ, đảm bảo an tồn cho người và thiết bị nâng cao tuổi thọ của máy. Nước cấp cho nồi hơi tuy khơng địi hỏi cao về các chỉ tiêu vi sinh, hĩa sinh nhưng lại yêu cầu cao về chỉ tiêu hĩa học. Bảng 10 : Tiêu chuẩn vệ sinh về chất lượng nước cấp cho nhà máy thực phẩm[4] Giới hạn Đơn vị Thành phần STT > 30 cm Độ trong 1 < 10 Độ Độ màu, theo màu Cobalt 2 0 Điểm Mùi vị, đậy kín đun ở 50 - 60ºC 3 5 mg/l Hàm lượng cặn khơng tan 4 500 mg/l Hàm lượng cặn sấy khơ 5 500 mg/l Độ cứng (tính theo CaCO3) 6 6. 5 – 8. 5 Độ pH 7 250 – 400 mg/l Hàm lượng muối 8 0. 5 – 2. 0 mg/l Độ oxy hĩa 9 0 mg/l Amoniac 10 0 mg/l Nitrit 11 10 mg/l Nitrat 12 0. 2 mg/l Nhơm 13 1 mg/l Đồng 14 0. 3 mg/l Sắt 15 0. 1 mg/l Mangan 16 200 mg/l Natri 17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 73 400 mg/l Sunfat 18 5 mg/l Kẽm 19 0 mg/l Hydrosunfua 20 0 mg/l Clorobenzen và clorophenol 21 0 mg/l Detergen 22 0. 05 mg/l Asen 23 0. 005 mg/l Cadimi 24 0. 05 mg/l Crom 25 0. 1 mg/l Xyanua 26 1. 5 mg/l Florua 27 0. 05 mg/l Chì 28 0. 001 mg/l Thủy ngân 29 0. 001 mg/l Selen 30 0. 03 mg/l Aldrin và dieldrin 31 10 mg/l Benzen 32 0. 01 mg/l Benzo pyren 33 3 mg/l Cacbontetraclorua 34 0. 3 mg/l Cloủan 35 30 mg/l Cloroform 36 100 mg/l 2. 4 D 37 1 mg/l DDT 38 10 mg/l 1. 2 – Dicloro etan 39 0. 3 mg/l 1. 1 – Dicloro etan 40 0. 1 mg/l Heptalo và heptaloepoxit 41 3 mg/l Linủan (ĩ-hexa cloxy clo hexan) 42 0. 01 mg/l Hexaclorobenzen 43 30 mg/l Metoxyclo 44 10 mg/l Penta Clorophenol 45 10 mg/l Tetra cloroeten 46 30 mg/l Tri cloroeten 47 10 mg/l 2. 4. 6 – triclorophenol 48 30 mg/l Trihalomothenes 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 74 0. 1 Bq/l Tổng hoạt độ ,  50 8.2. Nhu cầu sử dụng nƣớc tồn nhà máy 8.2.1.Nƣớc dung trong sản xuất Lượng nước cần dùng cho quá trình làm nguội sau khử mùi W1 = nn ddd tC tCG   * ** Với nt = 40 -20 = 10, dt = 250 – 65 =185  1 *2093*155 176967,41 4187 45679,9 *20 2 W   (kg/ngày) = 176 967,41 (l/ngày) = 176.96 (m 3 /ngày) Lượng nước cần dùng cho lị hơi, giả sử 1 tấn nước sinh ra 1 tấn hơi W2 = 769,533 * 24 = 18 468,79 (kg/ngày) = 18 468,79 (l/ngày) = 18,47 (m3/ngày) Lượng nước để pha dung dịch NaOH 9,5% trong quá trình trung hịa : W3 = 2633,94 (kg/ngày) = 2633,94 (l/ngày) = 2,63 (m3/ngày) Lượng nước để pha dung dịch NaCl 8% trong quá trình rửa W4 = 12 956,63 (kg/ngày)= 12 956,63 (l/ngày) = 12,96 (m3/ngày) Lượng nước cần dùng cho thủy hĩa W5 = 999,9 (kg/ngày) = 1(m3/ngày) Bảng 11 : Yêu cầu chất lượng nước cấp cho lị hơi Chỉ tiêu Đơn vị tính Kiểu dịng thẳng Kiểu tuần hồn Độ cứng mg/l 0. 2 1 Oxy hịa tan mg/l 30 30 pH 9. 1  0. 1 9. 1  0. 1 Hidrazin mg/l 20 – 60 20 – 60 Axit Silic mg/l 15 120 Na + mg/l 5 Fe 2+ mg/l 10 20 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 75 Cu 2+ mg/l 5 5 Dầu mỡ mg/l 0. 1 0. 3 8.2.2. Nƣớc dùng trong sinh hoạt Lượng nước cấp cho sinh hoạt của cơng nhân Số cơng nhân dự kiến của nhà máy là 200 người, tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi người là 35 l/ngày W6 = 35 * 200 = 7000 (l/ngày) = 7 (m3/ngày) Lượng nước sử dụng cho các nhu cầu khác Ước lượng tồn nhà máy cĩ 10 nhà vệ sinh, tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi phịng là 70 (l/ngày) W7 = 10 * 70 = 700 (l/ngày) = 0,7 (m3/ngày) Lượng nước sử dụng cho các nhu cầu khác:  Lượng nước chữa cháy cĩ thể dùng trong 3 giờ liên tục, ước khoảng W8 = 20(m3/ngày)  Nước tưới cây Lượng nước tưới cây trung bình 2 (l/m2/ngày) Diện tích trồng : 500 m2 W9 = 500*2 = 1000 (l/ngày) = 1 (m3/ngày) Tổng lượng nước sử dụng trên tồn nhà máy W  =12,96+2,63 + 18,47+ 176,96 + 1 + 7 + 0,7 + 20 + 1=240,72 (m3/ngày) 8.2.3. Bể nƣớc – Đài nƣớc Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 76 Nước từ nguồn được bơm vào bể nước phải đủ dùng cho 3 ngày sản xuất, thể tích bể chứa nước : V= 240,72 * 3 = 722,16 (m3) Bể nước cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nước cấp cho nhà máy. Bể chứa bê tong cốt thép hình chữ nhật phải vững chắc chụi được tải trọng của đất và nước, khơng rị rỉ và chống thấm tốt. Kích thước bể : L×B×H = 12×9×2,5 (m) 8.3. Thốt nƣớc Để hạn chế tối đa mức hao hụt dầu, nước thải cơng nghệ cần được đưa vào hệ thống xử lý nước thải, đồng thời tránh gây ơ nhiễm mơi trường. Nước thải sinh hoạt và nhiễm dầu FO sau khi xử lý sơ bộ sẽ được đưa qua hệ thống xử lý nước thải. Nước đã xử lý được tách riêng và thải. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Tồn Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53 Page 77 Tài liệu tham khảo 1. Eagan Press hanbook Series, Fats & oils, 2002 2. O'Brien, R. D., & MyiLibrary. (2004). Fats and oils formulating and processing for applications (pp. 592 p.). Retrieved from 3. Richard D.O’Brien, Food lipids Chemistry, Nutrition, and Biotechnology,second edition. Revised and Expanded, Marcel Dekker, 2002 4. Báo cáo thực tập phân xưởng tinh luyện dầu Nha Phương, SV Nguyễn Thị Nhã Phương, 2006 5. viet-nam-2011.html 6. etail