Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/năm

cao trung bình 45 - 50 cm, ít phân cành. - Cứng cây, ít đổ ngã - Hạt to, khối lượng 1000 hạt 150 - 160 g, hạt màu vàng, rốn hạt màu nâu. - Năng suất trung bình 150 - 200 kg/sào. - Ít nhiễm bệnh đốm nâu, chống chịu khá với bệnh gỉ sắt, sương mai, lở cổ rễ. 1.1.3. Đặc điểm sinh thái của cây đậu tương. - Nhiệt độ: + Giai đoạn nẫy mầm: thích hợp 24 – 30◦C + Giai đoạn cây con: 24 – 30◦C Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 5 + Giai đoạn ra hoa kết trái: 24 – 34◦C + Giai đoạn chín: 20 – 25◦C - Lượng mưa: Lượng mưa tối thiểu phải đạt từ 400 mm, tốt nhất là 700 mm. - Về ẩm độ đất: + Giai đoạn nẫy mầm: thích hợp 75 – 80% + Giai đoạn cây con: 50 – 60% + Giai đoạn ra hoa kết trái: 70 – 80% + Giai đoạn chín: 35 – 50 % - Ánh sáng: Đa số các giống đậu nành trồng hiện nay đều có phản ứng quang kỳ ngày ngắn. - Đất đai: đậu nành có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau: đất đỏ, đất xám, đất phù sa, đất giồng cát. Nhưng để trồng đậu nành có hiệu quả phải trồng trên đất có thành phần cơ giới nhẹ, pH từ 5 – 8. 1.1.4. Kỹ thuật canh tác với cây đậu tương. Luân canh là biện pháp canh tác tiến bộ, thể hiện sự bổ sung cho nhau giữa 2 cây trồng ở 2 vụ kế tiếp Các công thức luân canh phổ biến ở phía Bắc: Vùng núi phía Bắc: + Đậu tương xuân - lúa mùa - cây vụ đông (ngô đông). + Ngô xuân - đậu tương hè (hoặc hè thu) - cây vụ đông (hoặc cày giữ ẩm). + Lúa xuân - lúa mùa sớm - đậu tương đông, nếu chủ động nước . Trung du Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ: + Đậu tương xuân - lúa mùa sớm - cây vụ đông. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 6 + Ngô xuân - đậu tương hè thu - cây vụ đông. + Lúa xuân - lúa mùa sớm - đậu tương đông. 1.1.5. Tình hình sản xuất đậu tương.[4] Sản lượng đậu tương ở Brazil và Achentina giảm do thời tiết nóng và khô. Tại Brazil, sản lượng đậu tương dự báo đạt 68,5 triệu tấn, giảm 3,5 triệu tấn và ở Achentina, sản lượng đậu tương giảm 1,5 triệu tấn còn 46,5 triệu tấn. Bảng 1.1. Thống kê sản lượng đậu tương của một số nước trên thế giới. 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 Production Brazil 57800 69000 75500 66500 81000 81000 United States 80749 91417 90605 83172 73265 71694 Argentina 32000 54500 49000 41000 55000 55000 China 15540 14980 15100 13500 12600 12600 India 9100 9700 9800 11000 11400 11400 Paraguay 3647 7377 8373 4000 8100 8100 Canada 3336 3507 4345 4246 4500 4400 Other 9464 10605 12016 13673 14594 13939 Total 211636 261086 264739 237091 260459 258133 Thousand Metric Tons United States Department of Agriculture: Soybean Năm 2010 -2011 theo báo cáo FAO toàn thế giới thu hoạch 265,3 triệu tấn (9 - 2011). Tổ chức Nông Lương FAO của Liên hiệp quốc cho biết, sản lượng đậu tương toàn cầu dự kiến sẽ giảm 10% còn 240 triệu tấn, mức thấp kỷ lục trong năm 2011-2012 do bất lợi thời tiết và sản lượng thấp ở các quốc gia sản xuất chính như Brazil, Trung Quốc và Mỹ. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 7 Bảng 1.2.Thống kê sản lượng đậu tương Việt Nam. Year 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Diện tích, ha 190,1 192,1 146,2 197,8 173,6 200 230 Năng suất, tấn.103/ha 1,45 1,39 1,46 2,00 1,46 1,5 1,52 Tổng sản lượng 275,5 267,6 213,6 296,9 254,2 300 350 Năm 2011 sản lượng đậu tương Việt Nam đạt 254,2 nghìn tấn giảm 14% so với 2011.[6] Theo FAO Việt Nam là nước nhập siêu đậu tương cho dù diện tích diện tích trồng lớn. Năm 2011, Việt Nam nhập khẩu hơn 1 triệu tấn đậu tương béo nguyên chất, tăng 350% so với năm 2010 do áp lực tiêu thụ mạnh về thực phẩm và thức ăn chăn nuôi trong nước. Kim ngạch nhập khẩu đậu tương năm 2011 đạt mức kỷ lục là 550 triệu USD, tăng 416% so với cùng kỳ năm trước, trong đó khoảng 49% nhập khẩu từ Brazil, 22% nhập khẩu từ Hoa Kỳ, 16% từ Argentina, số còn lại là nhập khẩu từ Canada, Uruguay, Trung Quốc và một số quốc gia khác (tham khảo bảng 2 bên dưới). Nhập khẩu tăng mạnh nhằm đáp ứng công suất vận hành của hai nhà máy ép dầu mới khánh thành cũng như nhu cầu tiêu thụ của ngành thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Theo các thương nhân trong nước, năm 2012 nhập khẩu đậu tương từ Hoa Kỳ sẽ có xu hướng tăng lên. Theo tổ chức USDA, tổng lượng đậu tương Việt Nam nhập khẩu từ Hoa Kỳ năm 2012 sẽ có thể tăng gấp đôi đạt mức 500 nghìn tấn.[5] Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 8 Bảng 1.3.Thống kê nhập khẩu đậu tương một số nước trên thế giới. Imports Year 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 China 41098 50338 52339 58000 59500 59500 EU-27 13213 12674 12482 11000 10700 10700 Mexico 3327 3523 3498 3400 3200 3200 Japan 3396 3401 2917 2700 2600 2600 Taiwan 2216 2469 2454 2250 2200 2200 Indonesia 1393 1620 1898 1990 2000 2000 Thailand 1510 1660 2139 1930 1950 1950 Egypt 1575 1638 1644 1600 1550 1550 Vietnam 184 231 924 1150 1230 1230 Korea South 1167 1197 1239 1060 1100 1100 Other 8312 8087 7280 5748 5849 5754 Total 77391 86838 88814 90828 91879 91784 USDA: Thousand Metric Tons 1.1.6.Quá trình tạo dầu ở hạt đậu tương. Quá trình tạo thành dầu lipít dự trữ trong hạt dầu xảy ra khi hạt chín các hợp chất hữu cơ và vô cơ chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây, lá và đất thông qua hệ rễ, từ đó chuyển thành các chất dự trữ ở trong hạt. Quá trình tổng hợp trong dầu, lúc đầu tạo ra các chất gluxit điển hình là tinh bột. Sau đó hạt chín dần những hạt tinh bột sẽ chuyển thành các hạt lipít. Ngay từ ngày đầu khi hạt mới chín, trong một số hạt tinh bột của tế bào, bên cạnh tinh bột đã có một ít dầu chiếm chỗ.Giữa tinh bột và dầu có một vùng trung gian các sản phẩm của tinh bột chuyển thành dầu. Quá trình biến đổi này diễn ra Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 9 nhanh nhất ở khu nhân tế bào. Ở giai đoạn cuối của quá trình, tinh bột trong các tếbào hạt dầu sẽ biến mất hoàn toàn và chuyển thành dầu. Giai đoạn đầu khi hạt chín dầu có nhiều axít béo tự do. Sau đó lượng axít béo tự do giảm xuống và hàm lượng triglixerit liên kết từ hai hay ba nguyên tử cacbondưới tác dung hai hệ enzim với nguồn cacbon là các chất gluxít thiên nhiên. Từ các sản phẩm phân tử thấp tạo ra axít béo có 16 nguyên tử cacbon. Sau đó mạch axit béo sẽ thêm nguyên tử cacbon, quá trình tạo thànhtriglixerit xảy ra theo ba giai đoạn. 1.1.7. Thành phần hóa học của hạt đậu tương. Đậu nành thực sự là thực phẩm giàu dinh dưỡng Bảng 1.4.Thành phần hóa học hạt đậu tương Thành phần Tỷ lệ, % Protein, % Dầu, % Tro, % Hydratcacbon, % Hạt đậu nành nguyên 100 40,0 21,0 4,9 34,0 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 10 Tử diệp Vỏ hạt Phôi 90,3 8 2,4 43,0 8,8 41,1 23,0 1,0 11,0 5,0 4,3 4,4 29,0 86,0 43,0 a) Lipit là cấu tửhóa học quan trọng, là thành phần chính của hạt lạc hàm lượng lipit chiếm 12 - 25% chất khô trong thành phần lipit của hạt đậu tương gồm có triglixerit, photphatit và sáp. Bảng 1.5.Chỉ số hóa lý cơ bản của của dầu đậu tương d2525 n2525 Chỉ số iod Chỉ số xà phòng Chất không xà phòng Điểm nóng chảy 0.917 – 0,921 1,470 – 1,476 123,0 – 139,0 189,0 – 195,0 1,5% (Max) -23 ÷ -20◦C Bảng 1.6.Thành phần các axit béo của đậu tương Axit béo công thức % Chất béo bão hòa C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 14,4 -- 0,1 10,3 3,8 Chất béo chưa bão hòa đơn C16:1 C18:1 C20:1 C22:1 23,3 0,2 22,8 0,2 -- Chất béo chưa bão hòa đa C18:2 C18:3 57,9 51,0 6,8 Theo: SOYBEAN OIL MODERN PROCESSING AND UTILIZATION, D.R. Erickson and L.H. Wiedermann Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 11 Trong protein đậu tương, globuline chiếm 85 – 95% ngoài ra còn có một lượng như albumin, một lượng không đáng kểprolamin và glutenlin. Bảng 1.7.Thành phần các axit amin trong hạt đậu tương. Tên axit amin Thành phần, % Tên axit amin Thành phần, % Isoleucine Leucine Lyzine Methionine Cysteine 1,1 7,7 5,9 1,6 1,3 Phenylalanine Treonine Tritophan Valine Histidine 5,0 4,3 1,3 5,4 2,6 b) Gluxit hydratecarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratecarbon có thể chia làm hai loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng hydratecarbon. Bảng 1.8. Thành phần hydrate carbon trong đậu tương. Hydrate carbon Hàm lượng, % Cellulose Hemicellulose Stachyose Rafinose Saccharose Các loại đường khác 4,0 15,4 3,8 1,1 5,0 5,1 c) Các nguyên tố khoáng, thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe. Bảng 1.8. Thành phần nguyên tố khoáng trong đậu tương. Thành phần hóa học Hàm lượng Ca P Mn Zn 0,16 – 0,47,% 0,41 – 0,82,% 0,22 – 0,24,% 37 mg/kg Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 12 Fe 90 – 150 mg/kg d) Vitamin Bảng 1.9.Thành phần vitamin trong hạt đậu tương. Các vitamin Hàm lượng, mg/kg Thiamin Riboflavin Niacine Pirydoxin Biotin Acid tantothenic Acid folic Inoxiton Vitamin A Vitamin E Vitamin K 11,0 – 17,5 3,4 – 3,6 21,4 – 23,0 7,1 – 12,0 0,8 13,0 – 21,5 1,9 2300 0,18 – 2,43 1,4 1,9 e) Enzyme 1). Lipoxydase Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo không bão hoà bởi O2, gây mùi cho đậu tương. Khử mùi đậu tương dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme lipoxygenase bằng cách sử dụng riêng rẽhay kết hợp các phương pháp nhiệt (sấy, chấn), phương pháp hóa học (NaHCO3). 2). Urease Enzyme urease được tìm thấy với hàm lượng lớn ở đậu tương sống. Nó sẽ phân hủy ure thành ammoniac, là một hợp chất độc đối với cơ thể người. Enzyme này sẽ chống lại sự hấp thụcác chất đạm qua màng ruột, do đó không nên ăn đậu tương sống. Enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 13 1.2. Tình tình sản xuất và tiêu thụ dầu đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam[4] Đậu tương được trồng chủ yếu để lấy hạt đã và vẫn còn được sử dụng làm thực phẩm ở dạng tươi, lên men và dạng khô. Một số lượng lớn đậu nành được đem ép để chiết dầu dùng làm thực phẩm và sử dụng cho sản xuất công nghiệp. Hiện nay Trung quốc là quốc gia sản xuất dầu đậu tượng lớn nhất thế giới. Bảng 1.10. Sản lượng dầu đậu tương một số nước trên thế giới Production 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 China 7325 8726 9840 10722 11349 11438 United States 8503 8897 8567 8979 7854 7776 Argentina 5914 6476 7181 6870 7295 7295 Brazil 6120 6470 6970 7040 7070 7060 EU-27 2350 2280 2236 2114 2019 2019 India 1287 1325 1720 1790 1770 1790 Mexico 620 640 640 632 612 612 Other 3777 4009 4189 4046 4388 4326 Total 35896 38823 41343 42193 42357 42316 Soybean oil: Sản lượng dầu đậu tương trên thế giới đơn vị, nghìn tấn Tổ chức nông nghiệp Hoa Kỳ Bảng 1.11. Nhập khẩu dầu đậu tương ở một số nước 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 China 2494 1514 1319 1230 1300 1300 India 1060 1598 945 1050 970 1070 EU-27 794 550 907 500 500 500 Algeria 365 402 516 490 460 460 Morocco 350 379 397 385 390 390 Bangladesh 254 349 376 420 377 377 Venezuela 388 302 366 335 350 350 Iran 376 275 704 318 325 325 Peru 272 352 315 315 325 325 Korea South 266 318 300 350 320 320 Other 2453 2589 3100 2410 2533 2533 Total 9072 8628 9245 7803 7850 7950 Các nước nhập khẩu dầu đậu tương Đơn vị, nghìn tấn Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 14 Bảng 1.12. Xuất khẩu dầu đậu tương ở một số nước 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 Argentina 4704 4453 4561 3830 4035 4065 Brazil 1909 1449 1668 1850 1675 1700 United States 995 1524 1466 658 544 544 Paraguay 229 243 242 180 445 445 EU-27 399 387 456 560 350 350 Bolivia 218 230 300 320 335 335 Russia 127 170 136 160 180 180 Other 570 681 739 806 797 772 Total 9151 9137 9568 8364 8361 8391 Các nước xuất khẩu dầu đậu tương đơn vị, nghìn tấn Bảng 1.13. Tiêu thụ dầu đậu tương ở một số nước 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 Aug 2012/13 Sep 2012/13 China 9486 10435 11109 11774 12567 12656 United States 7378 7173 7618 8255 7984 7983 Brazil 4275 4980 5185 5260 5420 5370 Argentina 1420 1915 2520 3015 3270 3270 India 2300 2760 2640 2865 2850 2970 EU-27 2739 2407 2737 2140 2260 2235 Mexico 800 815 825 815 800 800 Egypt 563 490 669 340 547 547 Algeria 374 395 495 495 475 475 Korea South 447 445 443 465 450 450 Iran 655 575 646 560 440 440 Bangladesh 353 371 388 410 415 420 Morocco 426 420 403 388 390 390 Venezuela 388 389 389 389 383 389 Japan 557 506 433 390 368 368 Other 4011 4077 4222 4240 4353 4306 Total 36172 38153 40722 41801 42972 43069 Sản lượng dầu đậu tương tiêu thụ ở một số nước trên thế giới đơn vị, nghìn tấn Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 15 1.2.1. Tình hình sản xuất dầu đậu tương ở Việt Nam Các công ty sản suất dầu đậu tương ở Việt Nam • Công ty trách nhiệm hữu hạn Bunge Việt Nam - thành viên của Tập đoàn Bunge của Mỹ với sản phẩm + Đậu nành Mỹ No.2 + Khô dầu đậu nành Ấn Độ + Khô dầu đậu nành Mỹ + Khô dầu đậu nành Brazil + Khô dầu đậu nành Argentina • Công ty dầu thực vật Cái Lân, sản phẩm: dầu đậu nành Simply • Công ty dầu ăn MARVELA , sản phẩm: dầu đậu nành Delio. Bảng 1.14. Sản lượng dầu đậu tương trong nước theo USDA, đơn vị tấn Năm 2011 2012 2013 Tổng sản lượng dầu đậu tương 124.000 230.000 270.000 Bảng 1.15. Tiêu thụ dầu thực vật ở Việt Nam, nguồn Tổng cục thống kê, Bộ công thương Tổng tiêu thụ Đơn vị 2007 2008 2009 2010 2011 2015 Trong nước Nghìn tấn 557 607 660 690 725 1200 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 16 Theo đầu người Kg/người/năm 6,54 7,04 7,6 7,8 7,9 14,5 1.3.Công nghệ sản xuất dầu thô • Công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp ép. Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Chưng sấy Chưng sấy I Ép sơ bộ Khô dầu Chưng sấy II Ép lần II Nước,Hơi nước Dầu thô I Dầu thô II Dầu thô Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 17 • Thuyết minh vắn tắt công nghệ sản xuất dầu bằng phương pháp ép Thu nhận nguyên liệu hạt, hạt cần làm sạch đưa vào sản xuất, quá trình làm sạch là cần thiết để tách tạp chất hạt làm tổn hao dầu, tiếp đó hạt cần được nghiền để phá vỡ cấu trúc tế bào hạt chứa dầu. Thu bột nghiền đem đi gia công nhiệt ẩm bằng nước nóng và hơi nước có áp suất cao đến độ ẩm chưng kỹ thuật của từng loại hạt, bột chưng nhờ cánh gạt xuống phòng sấy tại đây xẩy ra biến đổi tính chất vật lý kỹ thuật của bột, bề mặt giữ dầu giảm, độ nhớt của dầu giảm xuống nhanh, lúc này dung tay bóp nhẹ bột dầu cũng có thể dễ dàng thoát ra. Bột sau chưng sấy đem đi đi ép sơ bộ thu dầu thô I và được bơm vào tank chứa dầu, phần khô dầu I ép ra còn chứa nhiều dầu, cần được nghiền để hồi phục dạng bột đem chưng sấy lần II hồi phục tính dẻo đàn hồi của bột nghiên khô dầu I, ở thiết bị chưng sấy xẩy ra độ tăng diện tích bề mặt tự do của dầu trong vách tế bào, độ nhớt dầu giảm đi rõ rệt đem đi ép lần II, đây là giai đoạn ép kiệt thu lượng dầu thô II , dầu thô II thu được bơm lên tank chứa dầu kết hợp với dầu thô I đem đi lọc ép loại cặn làm sạch thu thô dầu thô phục vụ cho quá trình tinh luyện dầu sau này. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 18 • Công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp trích ly. Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Chưng sấy Trích ly Mitxen Bã trích ly Lọc Cặn dầu Chưng cất Ngưng tụ, Làm nguội Dung môi Nước, hơi nước Dầu thô Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 19 • Thuyết minh vắn tắt sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp trích ly Nguyên liệu hạt được làm sạch loại bỏ tạp chất tăng hiệt suất thu dầu, giảm khối lượng lọc dầu sau này. Hạt làm sạch đem kiểm tra độ ẩm kỹ thuật phù hợp với chuẩn nguyên liệu sản xuất. Khi hạt đã đạttiêu chuẩn sản xuất, đem hạt đi nghiền công đoạn này làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúcpha của nguyên liệu với dung môi trích ly do đáo làm tăng hiệu suất thu dầu sau này. Bột nghiền thu được sau đó cần đem đi chưng sấy tăng diện tích bề mặt vách tế bào dầu dễ dàng thoát ra. Độ ẩm của bột sau chưng sấy đạt chuẩn cho trích ly là cần thiết vì ẩm trong bột là dung môi có cực diều này ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện tiếp xúc pha sau này của dung môi trích ly. Bột sau chueng sấy được vít tai vận chuyển dến thiết bi trích ly, nguyên tắc trích ly ở đây là ngược chiều, bột chưng sấy đưa vào từ của trên của thiết bị, dung môi từ của dưới thiết bị đị lên, thu bã trích ly ở phần dấy của thiết bị sau mỗi mẻ, phần Mitxen dầu và dung môi ở cửa trên thiết bị, phần Mitxen cần được lọc tách cặn dầu thu dung dịch gồm dầu và dung môi trích ly, bơm dung dịch lọc đem chưng cất thu dầu thô ở thiết bị lắng phân lớp, dầu thô trong thiết bị bơm vào tank chứa dầu thô phục vụ cho tinh luyện sau này. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 20 Chương II: Tính cân bằng sản phẩm 2.1. Chọn quy trình công nghệ Quy trình công nghệ là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế, chi phí đầu tư, giá thành sản phẩm. Trong quá trình sản xuất dầu từ hạt đậu tương phải đảm bảo các yêu cầu: - Tách được nhiều dầu nhất - Dầu và khô dầu có chất lượng tốt - Hiệu quả kinh tế cao. Trong việc khai thác dầu từ hạt đậu tương, phương pháp cổ điển nhất vẫn dung là ép hạt đậu tương lấy dầu. Phương pháp có ưu điểm: - Tách được sản phẩm dầu có chất lượng cao - Có khả năng cơ khí hóa triệt để - An toàn lao động, khó xẩy ra các rủi ro hỏa hoạn như trong trích ly. - Dễ dàng cơ khí hóa, tự động hóa. - Điều kiện trong nước có thể sản xuất được thiết bị. Sản phẩm bã sau ép làm thức ăn cho chăn nuôi. Do nhưng ưu điểm của phương pháp ép mà đem lại nên việc sử dụng phương pháp ép là hợp lý. Dầu trong hạt đậu tương nằm trong vách tế bào, do đó phương pháp ép dùng ngoại lực tác động lên khối nguyên liệu tách dầu ra khỏi khối nguyên liệu. Chọn phương pháp ép trong sản xuất, ưu điểm của phương pháp - Thu được nhiều dầu hơn - Tách được nhiều sản phẩm phụ hơn - Lượng khô dầu có thời gian xử lý thuận lợi cho ép Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 21 Dầu sau khi ép bị biến đổi, khó bảo quản do đó cần phải được tinh luyện. Qua phân tích trên trong sản xuất dầu đậu tương, dây chuyền ép đậu tương phải qua những công đoạn sau: Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 22 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ Lọc Nguyên liệu Làm sạch Nghiền Chưng sấy I Nghiền Chưng sấy II Ép lần II Khô Ép lần I Dầu thô I Dầu thô II Dầu thô Khô dầu I Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 23 2.2.1. Nguyên liệu. Nguyên liệu được thu mua từ các địa phương thuộc các tỉnh trung du miền núi phía Bắc. Các vùng ở xa có thể thu qua các cơ quan địa phương thu mua hạt của của địa phương từ các hộ sản xuất, vận chuyển bằng các xe tải hoặc bằng tàu lửa. Vùng nguyên liệu gần có thể thu mua trực tiếp từ các hộ sản xuất đậu tương đạt tiêu chuẩn cho sản xuất. 2.2.2. Thu nhận. Nguyên liệu sau khi đưa về nhà máy được tiến hành cân và phân loại từng lô hàng. Do nguyên liệu thu từ nhiều nơi khác nhau nên chất lượng, tính chất, trạng thái của khối hạt khác nhau, nên cần phải phân loại nguyên liệu và từ kết quả trạng thái của khối hạt khác nhau, cần phân loại nguyên liệu và từ kết quả phân loại để có một phương pháp bảo quản. Nguyên liệu thu mua cần phải khô sạch không bị mọt mốc, hư hỏng. Tại nơi thu mua phải bố trí cân tự động để cân lượng nguyên liệu nhập vào nhà máy. Quá trình sơ chế đã được thực hiện trước thu nhận, hạt được phơi khô trời nắng hoặc sử dụng hệ thống sấy bằng hệ thống làm khô với độ ẩm không khí tự nhiên nhiệt độ sấy 35- 40◦C. Quá trình sấy được kiểm tra độ ẩm và nhiệt độ hàng giờ tới khi độ ẩm hạt đậu 10% thì dừng lại và đưa hạt vào làm sạch cơ bản. 2.2.3. 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 làm bẩn sản phẩm mà còn gây hư hỏng bào mòn máy trong quá trình chế biến. Tạp chất hữu cơ, rác… làm tăng độ ẩm, tăng vi sinh vật hoạt động. Vì vậy làm sạch hạt là một yêu cầu rất quan trọng trong bảo quản hạt. Phân loại hạt, những hạt to đầu, đẹp ở trên sang, những hạt nhỏ lọt qua được loại bỏ. Tỷ lệ tạp chất phải dưới 1%. Hệ thống làm sạch bao gồm các quá trình Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 24 - Sàng những hạt tốt lọt qua sang, những vật to ở trên sàng được loại bỏ. - Sau khi làm sạch cơ bản, hạt giống sẽ được đưa vào kho bảo quản. Thiết làm sạch là máy làm sạch bằng sang lien hợp, cuối sang đặt nam châm điện để tách các tạp chất kim loại. 2.2.4. Bảo quản Đậu tương sau khi đã khô một phần đem đi sản xuất ngay phần còn lại đem bảo quản. Nhiệm vụ quan trọng trong bảo quản là giữ gìn chất lượng vốn có của hạt, hạn chế các quá trình hư hỏng xảy ra. Kho bảo quản phải có sức chứa để đảm bảo cho nhà máy hoạt động trong thời gian 5 ngày. Kho xây dựng nơi cao ráo, dễ thoát nước chống ẩm. 2.2.5. Nghiền. Mục đích - Phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu dễ dàng thoát ra. Bột càng nhỏ các tế bào chứa dầu càng được giải phóng. - Tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế biến sau này, bột càng nhỏ thì sự khuếch tán của hơi nước và sự truyền nhiệt càng có hiệu quả, rút ngắn được thời gian chưng sấy. - Tạo cho bột có kích thước đồng đều, từ đó bột sau khi chưng sấy có chất lương đồng đều, khi ép dầu thu được triệt để. Kích thước bột nghiền quá nhỏ khi chưng sấy bột không đủ độ xốp, nước tiếp xúc không triệt để sẽ làm vón cục, dẫn đến hiệu quả lấy dầu thấp. Vì thế, kích thước bột nghiền thích hợp nhất là 1 mm. 2.2.6. Chưng sấy. Mục đích: Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 25 - Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làm thay đổi các tính chất vật lý của thành phần háo nước, phần béo của bột có tính chất đàn hồi hoặc đứt mối liên kết giữa dầu và thành phần háo nước, khi ép dầu dễ dàng thoát ra. - Làm cho độ nhớt của dầu trong nguyên liệu giảm. - Tạo cho một số thành phần không có lợi biến đổi tính chất ban đầu để chuyển thành các chất có lợi cho chất lượng thành các chất có lợi cho chất lượng thành phẩm đặc biệt là khô dầu. - Làm bốc hơi một phần chất gây mùi, chất độc dưới ảnh hưởng của hơi nước nhiệt độ cao. Bột chưng sấy về mặt tính chất phải phù hợp với điều kiện làm việc của máy ép đảm bảo hiệu suất lấy dầu cao nhất. Muốn vậy bột chưng sấy phải có tin hs chất dẻo, có tính đàn hồi và xốp. Để chưng sấy bột nghiền có hai chế độ, chưng sấy ướt và chưng sấy khô. Chế độ chưng sấy ướt có nhiều ưu điểm hơn, vì trong quá trình quá trình chưng sấy ướt có quá trình làm ẩm bột nghiền đến độ ẩm thích hợp sau đó sấy bột ướt tới độ ẩm thích hợp cho sự thuận sự làm việc của máy ép. Phương pháp này đã tạo điều kiện thuận lợi cho các thành phần của bột nghiền biến đổi đến mức tối đa thích hợp. Vì thế ta chọn chế độ chưng sấy ướt , chưng sấy theo chế độ này có hai giai đoạn.  Giai đoạn làm ẩm. Dùng nước và hơi nước trực tiếp để nâng độ ẩm của bột lên đến độ ẩm phù hợp với sự trương nở phần háo nước của bột nghiền.  Giai đoạn sấy khô. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 26 Giai đoạn tạo cho bột nghiền có tính đàn hồi cao, dầu linh động bằng cách sấy bột bằng hơi gián tiếp để nâng nhiệt độ của bột lên làm biến đổi các thành phần đến mức tối đa thích hợp. Chỉ tiêu đặc trưng cho chế độ sấy là mức độ làm ẩm bột ở giai đoạn đầu, nhiệt độ chưng sấy, thời gian chưng sấy. 2.2.7. Ép sơ bộ. Mục đích: Tách một lượng lớn 87 ÷ 90% dầu ra khỏi nguyên liệu tạo điều kiện thuận lợi để ép kiệt dầu, khô dầu I sau khi ra khỏi máy ép sơ bột ở dạng mảnh không phù hợp cho việc ép kiệt dầu. Trong quá trình ép do phát sinh ma sát nên nhiệt độ sẽ tăng và dầu sẽ bị oxi hóa, để hạn chế sự biến đổi hóa học này và đảm bảo cho hiệu suất lấy dầu cần phải ép dầu hai lần. Sau khi ép sơ bộ xong ta có hai loại sản phẩm.  Khô dầu I: Chứa một lượng dầu đáng kể, khô dầu có thành phần dinh dưỡng cao, dễ bị vi sinh vật xâm nhập, hút ẩm và hấp phụ mùi mạnh. Cần nghiền và đem vào ép kiệt ngay.  Dầu ép I: Có độ ẩm thấp, có mùi thuần khiết của đậu tương. 2.2.8. Nghiền búa. Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép kiệt dầu, khô dầu I sau khi ra khỏi máy ép sơ bộ ở dạng mảnh không phù hợp cho việc ép kiệt dầu nếu không được xử lý. Các mảnh khô dầu I có hình dạng và kích thước không đồng đều do đó không thể đem cán nhỏ bằng máy cán trục cho dù có đường kính cỡ lớn cũng không cuộn vào khe giữa các trục cho dù có đường kính cỡ lớn cũng Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 27 không cuộn vào khe giữa các trục được, do đó việc nghiền nhỏ khô dầu I chỉ có thể thực hiện tốt trên máy nghiền búa. 2.2.9. Ép kiệt. Mục đích: Tách hết lượng dầu còn lại trong khô dầu 1. Khô dầu II: sau khi ép xong đem ra làm nguội, nghiền và đóng bao. 2. Dầu ép II: được nhập chung với dầu ép sơ bộ đưa đi lắng. 2.2.10. Xử lý khô dầu. Khô dầu sau khi ép rất dễ bị hư hỏng nên cần phải xử lý và bảo quản để đảm bảo chất lượng khô dầu. Việc xử lý khô dầu sau khi ép gồm các bước - Làm nguội để khô dầu nhanh chóng giảm xuống nhiệt độ bình thường. - Xay nghiền thành bột để dễ dàng sử dụng và tách tạp chất sắt. - Đóng bao và đưa và bảo quản. 2.3. Tính cân bằng vật liệu Số nguyên liệu ban đầu Hàm lượng dầu trong nguyên liệu hạt ban đầu : D0 = 20% Độ ẩm khối hạt W0 = 11% Lượng tạp chất trước khi làm sạch T0 = 2% Lượng tạp chất sau khi làm sạch Ts = 0,5% Độ ẩm tạp chất Wt = 11 % Độ ẩm dầu Wd = 0,2% Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 28 Hàm lượng dầu trong khô Dk = 2% Độ ẩm khô dầu Wk = 5% Hàm lượng cặn trong dầu Cd = 0,2% Độ ẩm sau chưng Wc = 25% Nhiệt độ chưng tc = 80ºC Độ ẩm sau sấy Ws = 4% Nhiệt độ sấy ts = 105ºC 2.3.1.Tính toán 1. Lượng tạp chất được tách ra R= 0100.( ) 100.(2 0,5) 1,51% 100 100 0,5 s s T T T − − = = − − 2. Hiệu suất thu khô dầu I theo lý thuyết K= 0 0100.100 100.( W ) .W 100.100 100.(20 11 1,51) 1,51.11 85,64% 100 ( W ) 100 (16 5) t k k D R R D − + + + − + + + = = − − − + 3. Tổn thất của dầu theo khô dầu I Dk’= . 85,64.16 13,7% 100 100 kK D = = 4. Lượng dầu thô I nhận được theo lý thuyết Dlt = D0 – Dk’ = 20 – 13,7 = 6,3% 5. Lượng dầu thô I thực tế nhận được Dtt = 100. 100.6,3 6,32% 100 ( W ) 100 (0,2 0,2) lt d d D C = = − + − + Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 29 6. Lượng khô dầu I thực tế Ktt= . 6,32.0,285,64 85,63% 100 100 tt dD CK − = − = 7. Tổn thất nước trong nguyên liệu. N= 0 .W W . .W 85,63.5 0,2.18,61 1,51.11W 11 6,54% 100 100 tt k d tt tK D R+ + + +− = − = 8. Hiệu suất thu khô dầu II theo lý thuyết K2= '100.100 100.( W ) 100 ( W ) k k tt k k D D N R D − + + + + − − 100.100 100.(13,7 5 6,32 6,54 1,51) 71,97% 100 (2 5) − + + + + = = − + 9. Tổn thất của dầu theo khô dầu II Dk’= 2 2 . 71,97.2 1,44% 100 100 kK D = = 10. Lượng dầu thô II nhận được theo lý thuyết Dlt = D0 – Dk’ = 13,7 – 1,44 = 12,26% 11. Lượng dầu thô II thực tế nhận được Dtt = 100. 100.12,26 12,31% 100 ( W ) 100 (0,2 0,2) lt d d D C = = − + − + 12. Lượng khô dầu II thực tế Ktt= 2 . 12,31.0,271,97 71,94% 100 100 tt dD CK − = − = 13. Tổn thất nước trong quá trình ép lần II Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 30 2 2 2 .W W . 71,94.5 0,2.12,31W 5 1,38% 100 100 tt k d tt k K DN + += − = − = Cân bằng nguyên liệu 2 2 2 1,51 6,32 6,54 12,31 71,94 1,38 100,00%tt tt ttR D N D K N+ + + + + = + + + + + = Cân bằng dầu ' 2 6,32 12,31 1,44 20,07%tt tt kD D D+ + = + + = 2.3.2. Tính nguyên liệu sản suất và sản phẩm trong 1 ngày, 1 năm, 1h Số ngày sản xuất trong năm 365 ngày Số ngày nghỉ chủ nhật, lễ tết 60 ngày Số ngày bảo dưỡng sửa chữa thiết bị 60 ngày 1. Lượng tạp chất của nguyên liệu tách ra trong 1 năm 1,51.1500 22,65 100 = tấn/năm 2. Lượng nguyên liêu đưa vào sản xuất 1 năm 1500 tấn/năm 1 ngày 1500 : 245 =6,12 tấn/ngày 1 giờ 6,12 : 24 = 0,25 tấn/h 3. Lượng dầu thô ép được 1 ngày 6,12. 6,32 11,79 .6,12 1,108 100 + = tấn/ngày 1 giờ 1,108 : 24 = 0,05 tấn/h 4. Lượng khô dầu ép sơ bộ 1 ngày 85,636,12. 5,241 100 = tấn/ngày 1 giờ 5,241 0,218 24 = tấn/h Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 31 5. Lượng khô dầu ép ra lần 2 1 ngày 71,945,241. 3,77 100 = tấn/ngày 1 giờ 3,77 0,157 24 = tấn/h 6. Hàm lượng dầu trong hạt đã làm sạch. 20 .100 20,31% 100 1,51 = − 2.4. Tính cân bằng nhiệt 2.4.1 Chưng sấy lần I 1. Số liệu ban đầu  Lượng bột nghiền đưa vào sản xuất trong 1h: 250kg  Độ ẩm bột nghiền trước khi chưng Wc1 =11%  Độ ẩm bột nghiền sau khi chưng bằng nước nóng Wc2 = 22%  Nhiệt độ nước nóng tn = 70ºC  Nhiệt độ bột nghiền trước khi chưng t1 = 25ºC  Độ ẩm bột nghiền sau sấy Ws = 4%  Nhiệt độ chưng t2 = 80ºC  Nhiệt độ sấy ts = 105ºC  Áp suất hơi nước P =4 atm  Độ ẩm sau khi chưng Wc3 =25 % 2. Tính cho phần chưng lần I Nguyên liệu vào,Kg/h Nguyên liệu ra, Kg/h Lượng bột nghiền đưa vào G =250 1. Lượng dầu trong bột nghiền Gd = 250.20,31% 50,78= 2. Lượng nước trong bột nghiền Gn = 250.11% 27,5= 3. Lượng chất khô Gck= d nG G G− − Lượng bột chưng ra 1. Lượng dầu Gd’= 50,78 2. Lượng chất khô Gck’= 171,72 3. Lượng ẩm Gn’ = 27,5 + 30,89 + 11,23 = 69,62 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 32 Gck = 250 50,78 27,5 171,7− − = Lượng nước nóng làm ẩm đến 22% W1 = 1 2 2 W W. 100 W c c c G − − = 22 11250. 100 11 − − = 30,89 Lượng hơi nước làm ẩm đến 25% W2=(W1 + G). 3 2 3 W W 100 W c c c − − = 25 22(30,89 250). 100 25 − + − =11,23 Lượng hơi nước thực tế đã dùng 1,5.W2 =1,5.11,23 =16,845 Lượng hơi thừa ra khỏi phần chưng 1 2W 0,5.W 0,5.11,23 5,615∆ = = = Lượng không khí đi vào tầng chưng L= 11,6. . Wk n P P ∆ 1k nP P= − Áp suất hơi nước ở 80ºC 1W 0,5.11,23 5,615∆ = = L= 1 0,4381,6. .5,615 11,53 0,438 − = Lượng hơi đốt là D1 Lượng không khí đi ra khỏi phần chưng L’= 11,53 Lượng nước ngưng tụ D1 309,265 + D1 309,265 + D1 3. Cân bằng nhiệt lượng phần chưng Nhiệt dung riêng của hỗn hộp chất khô, Chhck=0,4134 kcal/kg.ºC Nhiệt dung riêng của dầu Cd= 0,44 kcal/kg.ºC Nhiệt dung riêng của nước Cn = 1 kcal/kg.ºC Hàm nhiệt của hơi nước bão hòa ở 4 atm In = 655 kcal/kg.ºC Nhiệt mang vào, kcal/h Nhiệt mang ra, kcal/h Nhiệt do bột chưng mang vào 1. Nhiệt độ chất khô mang vào 1. Nhiệt do chất khô mang ra ' 1 2. .ck ckQ G c t= =171,72.0,4134.80 = Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 33 1 1. .ck ckQ G c t= =171,72.0,4134.25= 1774,73 2. Nhiệt do dầu mang vào 2 1. .d dQ G c t= = 50,78.0,44.25= 558,58 3. Nhiệt do ẩm mang vào 3 1. .n nQ G c t= = 27,5.1.25 = 687,5 5679,12 2. Nhiệt do dầu mang ra ' ' 2 2. .d dQ G c t= =50,78.0,47.80= 1909,328 3. Nhiệt do độ ẩm mang ra ' ' 3 2. . 69,62.1.80 5569,6n nQ G c t= = = Nhiệt do nước làm ẩm mang vào 4. Nhiệt do nước nóng mang vào 4 1W . .n nQ c t= = 30,89.1.70= 2162,3 4. Nhiệt do hơi nước thừa bay ra ' ' 4 W. 5,615.629 3531,835nQ i= ∆ = = ' ni =629 kcal/kg ,80ºC Nhiệt do hơi nước làm ẩm mang vào 5. Nhiệt do hơi nước làm ẩm 5 21,5.W . 1,5.11,23.655nQ I= = = 11033,475 5. Nhiệt độ không khí mang ra ' 5Q = 2. . 11,53.0,24.80 221,376kkL c t = = 0,24kkc = kcal/kg.ºC Nhiệt do không khí mang vào 6. Nhiệt do không khí mang vào 6 1. .kkQ L c t= 0,24kkc = kcal/kg.ºC, nhiệt dung riêng của không khí, 25ºC 6 11,53.0,24.25 69,18Q = = 6. Nhiệt do hơi đốt ngưng tụ ' ' 6 1 1. . 135,33.n nQ D c t D= = Nhiệt do hơi gián tiếp mang vào 7. Nhiệt do hơi đốt mang vào 7 1 1. 655.nQ D i D= = 7. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh ' 7 7 10,03. 19,65.Q Q D= = 16285,765 + 655. 1D 16911,259 + 154,98. 1D Phương trình cân bằng vao raQ Q=∑ ∑ 16285,765 + 655. 1D = 16911,259 + 154,98. 1D 1 1,25D = kg/h Nhiệt lượng truyền qua bề mặt đốt ' ' 7 6 7 ) 1,25.(655 135,33 19,65) 625,025Q Q Q Q= − − = − − = kcal/ h Do đó bề mặt truyền nhiệt phần chưng F1 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 34 1 . F Q K t = ∆ Xác định hiệu số t∆ 1 1 143 25 118ht t t∆ = − = − = 2 2 143 80 63ht t t∆ = − = − = th= 143°C nhiệt độ hơi nước ở 4atm t1= 25°C nhiệt độ bột nghiền t2= 80°C nhiệt độ chưng tỷ số 1 2 118 1,873 2 63 t t ∆ = = 〈 ∆ 1 2 25 80143 90,5 2 2h t tt t C+ +∆ = − = − = ° Xác định hệ số truyền nhiệt K 1 2 1 1 1K δ α λ α + + = kcal/m2.h.°C 1α hệ số cấp nhiệt từ hơi nước đến thành thiết bị , 4 2 1 10 / . .kcal m h Cα = ° 2α hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến bột, 2 2 180 / . .kcal m h Cα = ° δ bề dày thiết bị 0,005mδ = λ hệ số dẫn điện của vật liệu làm thiết bị 40 / . .kcal m h Cλ = ° 2 4 1 172,99 / . .1 0,005 1 10 40 180 K kcal m h C= = ° + + Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 35 Bề mặt truyền nhiệt cho quá trình chưng 2 1 625,025 0,04 . 172,99.90,5 QF m k t = = = ∆ 2.4.2. Tính cho phần sấy I 1. Cân bằng nguyên liệu Lượng nguyên liệu vào, kg/h Lượng nguyên liệu ra, kg/h 1. Lượng dầu trong bột Gd= 50,78 2. Lượng ẩm trong bột Gn =69,62 3. Lượng chất khô trong bột vào Gck =171,72 50,78 69,62 171,72 292,12G = + + = 4. Lượng không khí vào buồng sấy =0 5. Lượng hơi gián tiếp mang vào D2 1. Lượng dầu trong bột ra Gd’ =50,78 2. Lượng ẩm bay ra khi sấy 3W W 25 4w . 292,12. 63,9 100 W 100 4 c s s G − −∆ = = = − − 3. Lượng ẩm còn lại trong bột sấy ' w 69,62 63,9 5,72s nG G= − ∆ = − = 4. Lượng chất khô trong bột ra Gck’ = 171,72 5. Lượng hồi nước ngưng tụ D2 292,12 + D2 292,12 + D2 2. Cân bằng nhiệt Lượng nhiệt vào, kcal/h Lượng nhiệt ra, kcal/h 1. Nhiệt do bột chưng mang vào sấy ' ' ' 1 1 2 3 5679,12 1909,32sQ Q Q Q= + + = + = 13580,448 2. Lượng nhiệt do gián tiếp 2 2.s nQ i D= Hàm nhiệt hơi nước ở 143°C Lượng hơi đốt cần thiết quá trình sấy 2 2655.sQ D= 1. Nhiệt do chất khô mang ra ' 1 . . 171,72.0,4134.105 7453,85s ck ck sQ G c t= = = 2. Nhiệt do độ ẩm mang ra ' 2 . . 5,72.1.105 1033,62s s n sQ G c t= = = 3. Nhiệt do dầu mang ra ' 3 . . 50,78.0,49.105 2612,631s d d sQ G c t= = = 4.Nhiệt do nước bay hơi mang theo Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 36 ' ' 4 . w 641,3.63,9 40979,07s nQ i= ∆ = = in’ =641,3 hàm nhiệt của hơi nước ,105°C 5. Nhiệt do hơi nước ngưng tụ ' 5 2 2. 135,33.s sQ q D D= = 6. Nhiệt do tổn thất môi trường xung quanh ' 6 2 20,03. 19,65.s sQ Q D= = 13580,448 + 655.D2 52079,171 + 154,98.D2 3. Phương trình cân bằng nhiệt vao raQ Q=∑ ∑ 13580,448 + 655.D2 = 52079,171 + 154,98.D2 D2 = 76,99 kg/h Lượng nhiệt truyền qua bề mặt sấy ' ' 2 5 6 (655 135,33 19,65).76,99 38496,539 /s s sQ Q Q Q kcal h= − − = − − = Bề mặt truyền nhiệt phần sấy 2 . QF K t = ∆ Xác định t∆ 1 2 143 80 63ht t t C∆ = − = − = ° 2 3 143 105 38ht t t C∆ = − = − = ° 1 2 63 2 38 t t ∆ = 〈 ∆ 3 2 80 105143 50,5 2 2h t tt t + +∆ = − = − = Xác định k, tương tự phần chưng k= 172,99 kcal/m.h.°C Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 37 Bề mặt truyền nhiệt trong quá trình sấy F2 = 38496,539 :(172,99.50,5)= 4,406 m2 Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt,F F =F1 + F2 =0,04 + 4,406 =4,446 m2 Thục tế thời gian chưng sấy bột đậu tương kéo dài 100 phút, do vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt cần để sấy bột trong 100 phút. 2100 100. 4,446. 7,41 60 60tt F F m= = = 2.4.3.Tính cho phần chưng II. 1. Số liệu ban đầu • Lượng bột nghiền đưa vào sản xuất trong 1h: 157 kg/h • Độ ẩm bột nghiền trước khi chưng Wc1 =Wk = 5% • Độ ẩm bột nghiền sau khi chưng bằng nước nóng Wc2= 22% • Nhiệt độ nước nóng tn= 70ºC • Nhiệt độ bột nghiền trước khi chưng t1= 25ºC • Độ ẩm bột nghiền sau khi sấy Ws = 4% • Nhiệt độ chưng t2= 80ºC • Nhiệt độ chưng sấy ts= 105ºC • Áp suất hơi nước chưng Wc3= 25% 2. Cân bằng nguyên liệu. Nguyên liệu vào, kg/h Nguyên liệu ra, kg/h Lượng bột nghiền đưa vào G= 157 1.Lượng dầu trong bột nghiền. 157.13,7 21,51dG = = 2.Lượng nước trong bột nghiền. 157.5 7,85nG = = 3.Lượng chất khô Lượng bột chưng ra 1.Lượng dầu Gd’= 21,51 2.Lượng chất khô Gck’= 127,64 3.Lượng ẩm Gn’= 7,85 + 28,09 + 7,4 = 43,34 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 38 ck d nG G G G= − − 157 21,51 7,85 127,64= − − = Lượng nước nóng làm ẩm đến 22% 1 2 1 2 W WW . 100 W c c c G −= − 22 5157. 28,09 100 5 − = − Lượng hơi nước làm ẩm đến 25%. 3 2 2 1 2 W WW (W ). 100 W c c c G −= + − 25 22(28,09 157). 7,4 100 25 − + = − Lượng hơi nước thực tế dùng. 21,5.W 1,5.7,4 11,1= = Lượng hơi thừa ra khỏi phần chưng. 1 2W 0,5.W 0,5.7,4 3,7∆ = = = Lượng không khí đi vào tầng chưng. 11,6. . Wk n PL P = ∆ 1k nP P= − Pn= 0,438, áp suất hơi nước ở 80ºC 1W 0,5.7,4 3,7∆ = = 1 0,4381,6. .3,7 7,6 0,438 L −= = Lượng hơi đốt là D1 Lượng không khí ra khỏi phần chưng. ' 7,6L = Lượng nước ngưng tụ D1 203,79 + D1 203,79 + D1 3. Cân bằng nhiệt lượng phần chưng II. Nhiệt dung của hỗn hợp chất khô, Chhck= 0,4143 kcal/kg.ºC Nhiệt dung riêng của dầu Cd= 0,44 kcal/kg.ºC Nhiệt dung riêng của nước Cn= 1kcal/kg.ºC Nhiệt độ mang vào, kcal/h Nhiệt độ mang ra, kcal/h 1. Nhiệt độ do bột chưng mang vào Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 39 2. Chương III. Tính và chọn thiết bị chính. 1. Tính và chọn máy ép. Chọn loại máy ép EP, máy có ưu điểm là hiệu suất thu dầu thô cao, năng suất lớn chất lượng dầu thô đảm bảo. Các đặc tính kỹ thuật của máy Kích thước Khối lượng thiết bị Năng suất Công suất động cơ Động cơ mắc tam giác Số vòng quay động cơ Điện áp Cường độ dòng điện Tần số Số vòng quay của trục vít Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 40 Số vòng quay của trục khuấy nồi chưng Chiều dài trục khuấy Đường kính trục vít Máy có 3 tầng chưng sấy đặt trên máy ép Đường kính trong của tầng Chiều cao mỗi tầng Diện tích truyền nhiệt tầng đáy phụ trên cùng Bề mặt truyền nhiệt tầng đáy phụ trên cùng Bề mặt truyền nhiệt của máy ép Kích thước của thông tự động từ tầng nọ sang tầng kia Số máy cần thiết cho ép Lượng nguyên liệu vào ép trong 1h: 250kg Số máy ép cần dung là 250/250 = 1 Số lượng máy ép EP cần chọn: 1 Tổng bề mặt truyền nhiệt của máy ép 4,44𝑚𝑚2 < 7,41 𝑚𝑚2 2. Tính và chọn nồi chưng sấy riêng. Chọn nồi chưng sấy riêng của Việt Nam chế tạo Các đặc tính kỹ thuật Đường kính trong Dung tích Bề mặt truyền nhiệt Chiều cao tầng 1 Chiều cao tầng 2 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 41 Áp suất hơi chưng 4 – 6 atm Vận tốc trục khuấy Năng suất Kiểm tra lại bề mặt truyền nhiệt Thỏa mãn yêu cầu Nồi chưng sấy riêng có động cơ Công suất động cơ Số vòng quay Hệ số cos𝜑𝜑 = 0,88 Tính số nồi chưng sấy riêng Lượng nguyên liệu đưa vào nồi 250 ×24 = 6000 kg/ngày Năng suất nồi : 30.000 kg/ngày Cần 1 nồi chưng sấy riêng 3. Máy nghiền Trong dây chuyền sản xuất chọn hai loại nghiền là máy nghiền răng và máy nghiền trục 3.1. Máy nghiền răng Kích thước máy Năng suất Công suất động cơ Lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất trong 1h Số máy cần dùng Số máy chọn Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 42 3.2. Máy nghiền trục. Chọn máy Đặc tính kỹ thuật Kích thước Máy có 2 đôi trục xếp chồng Công suất động cơ Số vòng quay Hệ số công suất Năng suất Lượng nguyên liệu đưa vào trong sản xuất trong 1h Số máy nghiền trục 4. Máy lọc khung bản. Năng suất máy lọc khung bản V=𝐾𝐾.𝐹𝐹 𝑇𝑇 .�𝑃𝑃.𝑇𝑇 𝜇𝜇 K: hệ số lọc, K= 0,00015 – 0,0002 P: áp suất lọc, lấy P = 3atm =30.000kg/h 𝜇𝜇: độ nhớt của dầu ở 25℃, 𝜇𝜇 =0,505× 10−2 𝑘𝑘𝑘𝑘 .𝑠𝑠 𝑚𝑚2 T: thời gian lọc, lấy T = 6h F: diện tích bề mặt lọc, F= 2,8𝑚𝑚2 V= Số máy lọc cần dùng tính theo công thức, n =𝐴𝐴.(𝑇𝑇+𝑇𝑇′ )24.𝑉𝑉.𝑇𝑇 A: năng suất dầu cần lọc trong 1 ngày, A= Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 43 𝑇𝑇′ : thời gian tháo bã rửa , 𝑇𝑇′ =2h T: thời gian lọc, V= Số máy lọc n = Chọn máy lọc khung bản kiểu Các đặc tính kỹ thuật của máy Diện tích bề mặt lọc Kích thước khung lọc Bề dày khung lọc Số khung Kích thước toàn bộ máy Trọng lượng thiết bị Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 44 Tài liệu tham khảo 1. Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 45 Mục lục ĐỒ ÁN MÔN HỌC ..................................................................................................................................... 1 Chương I: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm ................................................................................. 2 1.1. Giới thiệu cây đậu tương. ........................................................................................................... 2 1.1.1. Đặc điểm của cây đậu tương .................................................................................................. 2 1.1.2. Các giống đậu tương được trồng ở Việt Nam. ...................................................................... 3 1.1.3. Đặc điểm sinh thái của cây đậu tương. ........................................................................................... 4 1.1.4. Kỹ thuật canh tác với cây đậu tương. .............................................................................................. 5 1.1.5. Tình hình sản xuất đậu tương. ......................................................................................................... 6 1.1.6. Quá trình tạo dầu ở hạt đậu tương. ................................................................................................. 8 1.1.7. Thành phần hóa học của hạt đậu tương. ......................................................................................... 9 1.2. Tình tình sản xuất và tiêu thụ dầu đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam ......................... 13 1.2.1. Tình hình sản xuất dầu đậu tương ở Việt Nam ............................................................................ 15 1.3. Công nghệ sản xuất dầu thô ........................................................................................................ 16 Chương II: Tính cân bằng sản phẩm. ................................................................................................. 20 2.1. Chọn quy trình công nghệ. ............................................................................................................... 20 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................................................... 22 2.2.1. Nguyên liệu. .................................................................................................................................. 23 2.2.2. Thu nhận. ................................................................................................................................ 23 2.2.3. Làm sạch. ................................................................................................................................ 23 2.2.4. Bảo quản. ................................................................................................................................ 24 2.2.5. Nghiền. ................................................................................................................................... 24 2.2.6. Chưng sấy. ............................................................................................................................. 24 2.2.7. Ép sơ bộ. ................................................................................................................................. 26 2.2.8. Nghiền búa. ............................................................................................................................ 26 2.2.9. Ép kiệt. ................................................................................................................................... 27 2.2.10. Xử lý khô dầu. ....................................................................................................................... 27 2.3. Tính cân bằng vật liệu .............................................................................................................. 27 2.3.1.Tính toán ........................................................................................................................................ 28 2.3.2. Tính nguyên liệu sản suất và sản phẩm trong 1 ngày, 1 năm, 1h .................................................. 30 2.4. Tính cân bằng nhiệt .................................................................................................................. 31 2.4.1 Chưng sấy lần I ..................................................................................................................... 31 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 46 1. Số liệu ban đầu ............................................................................................................................ 31 2. Tính cho phần chưng lần I .......................................................................................................... 31 3. Cân bằng nhiệt lượng phần chưng .............................................................................................. 32 2.4.2. Tính cho phần sấy I ............................................................................................................... 35 1. Cân bằng nguyên liệu .................................................................................................................. 35 2. Cân bằng nhiệt ............................................................................................................................ 35 3. Phương trình cân bằng nhiệt vao raQ Q=∑ ∑ ...................................................................... 36 2.4.3. Tính cho phần chưng II. ....................................................................................................... 37 1. Số liệu ban đầu ............................................................................................................................ 37 2. Cân bằng nguyên liệu. ................................................................................................................. 37 3. Cân bằng nhiệt lượng phần chưng. ............................................................................................. 38 Chương III. Tính và chọn thiết bị chính. ................................................................................................ 39 1. Tính và chọn máy ép. ............................................................................................................................ 39 2. Tính và chọn nồi chưng sấy riêng. ....................................................................................................... 40 3. Máy nghiền ............................................................................................................................................ 41 3.1. Máy nghiền răng ................................................................................................................................ 41 3.2. Máy nghiền trục. ................................................................................................................................ 42 4. Máy lọc khung bản. ............................................................................................................................... 42 Thiết kế phân xưởng ép dầu đậu tương năng suất 1500 tấn hạt/nămGVHD: Ts Vũ Hồng Sơn Page 47 Tài liệu tham khảo 1. 2. 3. 4.|9240|fda'||S|b|7384756452&gclid=C Mv4_c_bgrQCFU6n4godQB4A2A 5. viet-nam.html 6.