Do an thiet ke nha may tinh luyen dau thuc vat ns 50m3 ngay

Đồ án tốt nghiệp

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

Mục lục PHẦN 1 .................................................................................................................................................... 5 CÔNG NGHỆ DẦU THỰC VẬT .......................................................................................................... 5 CHƢƠNG I. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ DẦU THỰC VẬT ...................................... 5 1.1.Tình hình sản xuất ............................................................................................................................ 5 1.2. Tình hình tiêu thụ dầu thực vật ...................................................................................................... 6 CHƢƠNG II. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ ........................................................................................... 7 2.1.Thành phần hóa học của dầu thô .................................................................................................... 7 2.1.1.Triglycerit ....................................................................................................................................... 7 2.1.2. Glicerin.......................................................................................................................................... 7 2.1.3. Axit béo .......................................................................................................................................... 8 2.1.4.Phospholipit .................................................................................................................................... 8 2.1.5. Sáp .................................................................................................................................................. 8 2.1.6. Sterols ............................................................................................................................................. 9 2.1.7. Các chất mầu ................................................................................................................................. 9 2.1.8. Vitamin........................................................................................................................................... 9 2.1.9. Các chất mùi .................................................................................................................................. 9 2.2. Phân loại các tạp chất có trong dầu thô ....................................................................................... 10 CHƢƠNG III. SẢN PHẨM DẦU TINH LUYỆN ............................................................................. 12 CHƢƠNG IV. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU TINH LUYỆN ..................................................... 13 4.1.Mục đích của quá trình tinh luyện dầu ......................................................................................... 13 4.2.Các phƣơng pháp tinh luyện .......................................................................................................... 14 4.3. Quy trình tinh luyện chính ............................................................................................................ 15 4.3.1.Quá trình thủy hóa....................................................................................................................... 15 4.3.2. Quá trình trung hòa .................................................................................................................... 24

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 1

Đồ án tốt nghiệp

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

4.3.3.Quá trình rửa dầu ........................................................................................................................ 29 4.3.4. Quá trình sấy dầu........................................................................................................................ 30 4.3.5. Quá trình tách sáp ...................................................................................................................... 31 4.3.6.Quá trình tẩy màu ........................................................................................................................ 32 4.3.7. Quá trình khử mùi ...................................................................................................................... 36 V. CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................ 41 5.1.1. Quy trình công nghệ ................................................................................................................... 41 5.1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................................................. 42 5.2. Tính cân bằng vật chất .................................................................................................................. 44 5.2.1. Tính cân bằng cho quá trình thủy hóa. ..................................................................................... 44 5.2.2. Tính cân bằng cho quá trình trung hòa .................................................................................... 45 5.2.3. Tính cân bằng cho quá trình rửa và sấy dầu ............................................................................ 47 5.2.4. Tính cân bằng cho quá trình tẩy mầu và tẩy mùi .................................................................... 47 CHƢƠNG VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ...................................................................................... 50 6.1. Tính và chọn thiết bị chính............................................................................................................ 50 6.1.1. Thiết bị thủy hóa kết hợp với trung hòa ................................................................................... 50 6.1.2. Tính toán thiết bị trung hòa và thủy hóa : ................................................................................ 51 6.1.3. Thiết bị sấy tẩy màu .................................................................................................................... 54 6.1.4. Thiết bị khử mùi.......................................................................................................................... 55 6.2. Chọn thiết bị phụ ........................................................................................................................... 57 6.2.1. Thiết bị ly tâm tách cặn .............................................................................................................. 57 6.2.2. Thiết bị lọc lá ............................................................................................................................... 57 6.2.3. Bơm ly tâm................................................................................................................................... 58 Chƣơng VII . TÍNH ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƢỢNG ....................................................... 60 7.1.Tính hơi và chọn nồi hơi ................................................................................................................. 60 7.1.1. Tính hơi ........................................................................................................................................ 61

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 2

Đồ án tốt nghiệp

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

7.1.2. Chọn nồi hơi ................................................................................................................................ 64 7.2. Tính điện ......................................................................................................................................... 65 7.2.1. Điện động lực ............................................................................................................................... 65 7.2.2. Điện chiếu sang ............................................................................................................................ 65 7.2.3. Xác định hệ số công suất và dung lƣợng bù.............................................................................. 69 7.2.4. Chọn máy biến áp ....................................................................................................................... 70 7.2.5. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm ............................................................................................ 71 Chƣơng VIII : Cấp thoát nƣớc ............................................................................................................ 71 8.1. Tiêu chuẩn nƣớc cấp cho sản xuất và sinh hoạt .......................................................................... 71 8.2. Nhu cầu sử dụng nƣớc toàn nhà máy ........................................................................................... 74 8.2.1.Nƣớc dung trong sản xuất ........................................................................................................... 74 8.2.2. Nƣớc dùng trong sinh hoạt ......................................................................................................... 75 8.2.3. Bể nƣớc – Đài nƣớc ..................................................................................................................... 75 8.3. Thoát nƣớc ...................................................................................................................................... 76 PHẦN 2 ...................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

TÍNH TOÁN KINH TẾ ............................................................................ Error! Bookmark not defined.

Tài liệu tham khảo ................................................................................................................................ 77

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 3

Đồ án tốt nghiệp

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

MỞ ĐẦU Protein, gluxit, lipit là 3 thành phần thiết yếu để xây dựng nên cơ thể và đảm bảo năng lượng duy trì hoạt động của con người. Ngày nay khi mà dân số tăng nên, con người cũng trở nên hoạt động hơn thì nhu cầu về năng lượng là rất lớn, cụ thể với 1 gam dầu thể khi oxy hóa giải phóng 9,3 kcal, và tham gia vào thành phần nguyên sinh chất của tế bào,… Do vậy dầu thực vật có vị trí quan trọng trong nghành công nghiệp thực phẩm và nhu cầu năng lượng của con người.

Dầu thực vật được các chuyên gia dinh dưỡng khuyên dùng vì có chứa nhiều thành phần không no Oleic, Linoleic chuyển hóa trong cơ thể thành vitamin F có tác dụng điều chỉnh làm giảm lượng cholesterol.

Về phương diện năng lượng dầu thực vật cung cấp năng lượng lớn hơn các thực phẩm Protein, Gluxit khác.

Dầu thực vật cung là dung môi cung cấp cho nghành công nghiệp, Mỳ ăn liền, sơn vecni, đánh bóng đồ da…

Do những đóng góp quan trọng như vậy nên việc đưa vào sản xuất dầu thực vật là vô cùng cần thiết.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 4

Đồ án tốt nghiệp

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

PHẦN 1 CÔNG NGHỆ DẦU THỰC VẬT CHƢƠNG I. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ DẦU THỰC VẬT 1.1.Tình hình sản xuất Hiện nay tại nước ta các nhà máy sản xuất dầu thực vật được bố trí xây dựng ở cả 3 miền của cả nước nhưng không đều, phần lớn các nhà máy dầu thực vật tập chung ở khu vực Miền Nam. Điển hình là đơn vị Vocarimex hoạt động bao gồm các công ty con, Công ty cổ phẩn dầu thực vật dầu Tường An, Công ty cổ phần dầu thực vật Tân Bình, Công ty cổ phần trích ly dầu thực vật, Công ty cổ phần thương mại dầu thực vật. Các công ty liên kết làm ăn Công ty dầu ăn Golden, Công ty TNHH dầu thực vật Cái Lân, Công ty TNHH Mỹ Phẩm LG VINA. Hiện nay Vocarimex nắm giữ 95% thị phần tiêu thụ sản phẩm dầu ăn, 20% thị phần mỹ phẩm với tổng vốn 674,533 tỷ đồng, 2010.[6] Ngày 28 tháng 6 năm 2010, Bộ công thương đã ban hành quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển nghành dầu thực vật Việt Nam 2020 – 2025 + Giai đoạn 2011-2015 giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bình quân từ 17,37%/năm. Đến năm 2015, sản xuất 1.138 ngàn tấn dầu tinh luyện; 268 ngàn tấn dầu thô; xuất khẩu 50 ngàn tấn dầu các loại. + Giai đoạn 2016-2020 giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bình quân từ 7,11 %/năm. Đến năm 2020, sản xuất 1.587 ngàn tấn dầu tinh luyện 370 ngàn tấn dầu thô; xuất khẩu đạt 80 ngàn tấn dầu các loại. + Giai đoạn 2021-2025 giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bình quân từ 3,69%/năm. Đến năm 2025, sản xuất và tiêu thụ 1.929 ngàn tấn dầu tinh luyện; 439 ngàn tấn dầu thô; xuất khẩu đạt 100 ngàn tấn dầu các loại.[5] GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 5

Đồ án tốt nghiệp

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

Tổng sản lượng dầu tinh luyện tại Viêt Nam tính theo đơn vị nghìn tấn từ năm 2011 là 805.

1.2. Tình hình tiêu thụ dầu thực vật Các nhà sản xuất trong nước ước tính năm 2010 tiêu thụ dầu thực vật nước ta vào khoảng 690.000 tấn (bảng 1). Mặc dù không có số liệu chính thức về tiêu thụ dầu thực vật theo đầu người, nhưng FAO dự báo trong vòng 15 năm tới nhu cầu về dầu thực vật nước ta sẽ tăng mạnh do nền kinh tế tăng trưởng nhanh (năm 2010 GDP tăng 6,78%) và chiến dịch marketing rầm rộ về việc thay thế mỡ động vật bằng dầu thực vật để bảo vệ sức khỏe của các nhà sản xuất.

Viện Nghiên cứu chiến lược, chính sách công nghiệp (IPSI) ước tính tiêu thụ dầu thực vật trên đầu người năm 2010 vào khoảng từ 7,3 – 8,3kg/người. Tuy nhiên, con số này vẫn còn khá xa so với khuyến nghị của Tổ chức Y tế thế giới (13,5kg/người/năm). IPSI dự báo tiêu thụ dầu thực vật trên đầu người nước ta năm 2015 sẽ tăng ở mức 16,2-17,4 kg/người/năm và đến năm 2020 là 18,6-19,9 kg/người/năm.

Hầu hết các loại dầu đậu nành và dầu cọ hiện được dùng để sản xuất thực phẩm, chỉ một số nhỏ được sử dụng trong các ngành công nghiệp và sản xuất mỹ phẩm.

Năm 2010, tổng tiêu thụ dầu đậu nhành nước ta là 175.000 tấn và tiêu thụ dầu cọ là 525.000 tấn. FAO dự báo năm 2011 sức tiêu thụ dầu đậu nành và dầu cọ tương ứng là 200.000 tấn và 560.000 tấn.

Bảng 1: Tiêu thụ dầu thực vật ở nước ta1 Đơn vị Nghìn tấn

Tổng tiêu thụ dầu thực vật trong nước Tiêu thụ dầu tính Kg/người/năm theo đầu người 1

2008 607

2009 660,42

2010 690

2015 1200

7,04

7,6

7,8

14,5

Tổng cục thống kê, Bộ công thương

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 6

Đồ án tốt nghiệp

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

CHƢƠNG II. NGUYÊN LIỆU DẦU THÔ 2.1.Thành phần hóa học của dầu thô Dầu thô là những bán thành phẩm thu được từ nguyên liệu là các hạt , quả chứa dầu, oliu, cọ dầu, đậu nành, ngô, hướng dương, lạc …

-

Ép: ép 1 lần, ép kiệt, ép nóng.

-

Trích ly bằng dung môi hữu cơ.

Dầu thô là nguyên liệu mới chỉ qua làm sạch sơ bộ lọc cặn tạp, ngoài thành phần chính là glycerit còn có lẫn các thành phần hòa tan khác nhau có thể gọi là tạp chất.

2.1.1.Triglycerit Là thành phần chiếm chủ yếu trong dầu, chiếm hơn 90% khối lượng dầu thô là este của rượu 3 chức gliceril và axit béo. Thành phần glycerit của dầu thô rất phức tạp có từ hàng chục đến hàng trăm.

Triglyxerit dạng hóa học tinh khiết không có mầu, không mùi, không vị. Màu sắc, mùi vị khác nhau của dầu thực vật phụ thuộc vào tính ổn định của các chất kèm theo với các lipit tự nhiên thoát ra từ hạt dầu cùng với triglycerit. Dầu thực vật do khối lượng phân tử của các triglycerit rất cao nên khó bay hơi ngay cả trong điều kiện chân không. Ở nhiệt độ trên 240 - 250°C, triglicerit mới bị thủy phân hủy thành các sản phẩm bay hơi.

2.1.2. Glicerin Chiếm 10% khối lượng hợp chất trong glixerit.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 7

Đồ án tốt nghiệp

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

2.1.3. Axit béo Chiếm 90% khối lượng trong hợp chất glicerit. Tính chất của dầu do thành phần của axit béo và vị trí của chúng trong phân tử triglycerit quyết định vì glycerin đều như nhau trong tất cả các loại dầu.

Tính chất vật lý và hóa học của axit béo do số nối đôi và số nguyên tử cacbon tạo ra. Các axit béo no thường bền với các tác động khác nhau. Các axit béo không no dễ bị oxi hóa bởi oxi không khí làm cho dầu bị hắc đắng.

Các axit béo trong dầu thường có mạch cacbon với số nguyên tử chẵn. Các axit béo không no trong dầu dừa có tỉ lệ thấp so với các loại dầu khác.

2.1.4.Phospholipit Là dẫn xuất của triglycerit. Phospholipit chiếm 0,5-3% trong dầu tùy thuộc loại dầu.

Hàm lượng phosphatit càng nhiều thì chất lượng dầu càng giảm nên cần loại bỏ dầu bằng phương pháp thủy hóa.

2.1.5. Sáp Là este của các axit béo có mạch cacbon dài và rượu đơn hoặc đa chức.

Sáp nằm trên các mô bì của hạt và quả, nó có trong thành phần tế bào của chúng tạo vai trò bảo vệ mô thực vật. Sáp rất trơ hóa học, không bị tách thành cặn mà tạo thành mạng các hạt lơ lửng làm giảm hình thức của dầu. Sáp không tan trong nước mà tạo thành nhũ tương trong nước, tan trong rượu…

Sáp có nhiều trong một số loại dầu thô như dầu bắp dầu lanh, dầu canola, dầu hướng dương…chứa hàm lượng sáp lớn. Sáp là thành phần không tiêu hóa do đó cần phải tách sáp ra khỏi dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 8

Đồ án tốt nghiệp

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

2.1.6. Sterols Chiếm 1-2% khối lượng trong dầu, không có tác hại trong quá trình bảo quản dầu nhưng cũng không làm tăng thêm giá trị nên loại bỏ.

2.1.7. Các chất mầu Bản thân glycerit không có màu nhưng dầu sản xuất ra lại có màu, đó là do sự có mặt của các sắc tố hòa tan trong chất béo và các lipit mang màu. a. Chlorophyll ( diệp lục tố ): làm dầu có màu vàng xanh, làm tăng các quá trình oxi hóa xảy ra trong quá trình bảo quản và chế biến. b. Caroten: làm dầu chuyển từ vàng sang đỏ sẫm, mang bản chất là chứa các provitamin. Thành phần này ở các loại dầu thô rất ít ngoại trừ dầu cọ, chứa 0,05 đến 0,2% carotene so với tổng lượng chất khô có trong dầu thô. c. Gossypol: là hydrocacbua mạch vòng, có màu vàng da cam và rất độc, thường có trong dầu bông chiếm 0,1 -0,2% so với tổng lượng chất khô có trong dầu thô. Ngoài ra còn có các dẫn xuất khác như; gossypuapurin, anhydricgossypola, gossyphotphatit… đều không có lợi cho dầu. Nên dầu bông bắt buộc phải tinh luyện bằng phương pháp hóa học để loại hợp chất này.

2.1.8. Vitamin Chủ yếu là vitamin có thể tan trong dầu, A, E, D, K… 2.1.9. Các chất mùi Ngoài một số loại mùi có sẵn trong dầu, đại bộ phận các chất có mùi là sản phẩm phân hủy của dầu trong quá trình chế biến. Anhydrit, ceton thường là những chất gây mùi khó chịu cho sản phẩm, một số chất có độc tính với người và động vật khi nồng độ của chúng đáng kể trong thức ăn.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 9

Đồ án tốt nghiệp

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

Ngoài ra trong thành phần dầu còn có lẫn các axit béo tự do, các chất protein sẽ làm giảm chất lượng dầu.

Bảng 1: Thành phần tạp chất của các loại dầu thô.

2.2. Phân loại các tạp chất có trong dầu thô Các tạp chất trong dầu tồn tại dưới dạng dung dịch thực, dung dịch keo hay huyền phù, chia làm hai loại :  Tạp chất loại một: các chất chuyển vào trong quá trình ép, trích ly từ nguyên liệu có dầu.  Tạp chất loại hai: tất cả các chất xuất hiện do kết quả của các phản ứng xẩy ra trong dầu khi bảo quản, lưu trữ. Các tạp chất này là các sản phẩm của sự biến đổi hóa học của glycerit và các chất khác có trong dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 10

Đồ án tốt nghiệp

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

Bao gồm:  Tạp chất vô cơ: đất, đá, sạn, sỏi, nước tự do tan lẫn và các muối kim loại  Tạp chất hữu cơ: phosphotit, phospholipit, sáp, hydrocarbua, gluxit, glucoxit, enzyme, vitamin tan trong dầu, acid béo tự do, các chất nhựa và tannin, các chất gây mầu, gây mùi. Ngoài ra còn có các loại loại thuốc trừ sâu, độc tố thực vật và các độc tố vi sinh vật.

Số lượng và chất lượng các tạp chất trong dầu thô (tạp chất loại một) phụ thuộc vào:  Phương pháp khai thác (- ép hoặc trích ly-)  Thông số ky thuật (- nhiệt đô, áp lực -)  Chất lượng nguyên liệu: thời gian thu hoạch (- trạng thái sinh lý của hạt: non, già, rụng tự do -), cách thức và biện pháp xử lý, thời gian bảo quản, thời gian bảo quản không được lâu.

Mặc dù trong dầu hàm lượng tạp chất này chứa không nhiều nhưng đều gây trở ngại đến kỹ thuật thuật luyện dầu, hoặc làm cho dầu có màu sắc, mùi vị xấu, khó bảo quản. Một trong số chúng lại độc trong dầu.  Các hợp chất gluxit lẫn trong dầu làm cho dầu có màu duowusi ảnh hưởng của nhiệt độ cao khi chưng sấy, trung hòa, tẩy mùi…làm cho dầu có màu sẫm lại, dễ tạo thành hệ keo, tạo thành cặn bết dính trên vải lọc của máy lọc dầu, bao bọc chất hấp phụ khi tẩy màu..  Các loại glucozit, aceton, aldehyt… làm cho dầu có mùi vị khó chụi.  Acid béo tự do làm cho dầu chua, ảnh hưởng đến giá trị sinh lý khi ăn, khó bảo quản.  Các chất màu làm cho dầu bị sậm màu giảm giá trị cảm quan.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 11

Đồ án tốt nghiệp

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

 Các kim loại có thể là tác nhân xúc tác cho quá trình ôi hóa dầu…  Các độc tố (thuốc trừ sâu, độc tố vi sinh vật…) làm giảm giá trị dinh dưỡng của dầu, có thể gây độc đối với sức khỏe người sử dụng.

Bảng 2: Tiêu chuẩn chất lượng một số nguyên liệu dầu thô Teân chæ tieâu

Ñôn vò

Caûm quan

Daàu phoäng

Daàu naønh

coù muøi thôm

ñaëc tröng

Daàu döøa

Daàu meø

FFA (theo acid oleic),

%

3

3

2

3

AÅm,max

%

0,5

0,5

0,5

0,5

Taïp chaát max

%

0,5

0,5

0,5

0,5

IV

mgI2/100g

80-106

110-143

7-11

103-120

SV

mgKOH/g

186-196

189-197

248-267

186-196

1,1465-1,471

1,448-1,45

g/ml

0,914-0,92

0,914-0,921

0,914-0,92

0,91-0,92

%

1,5

1,5

0,8

0,8

Chæ soá khuùc xaï 300C Tæ khoái 300C Haøm löôïng chaát khoâng xaø phoøng hoaù, max

1,466 -1,472

CHƢƠNG III. SẢN PHẨM DẦU TINH LUYỆN Dầu thực phẩm đem sử dụng cần phải đảm bảo các yêu cầu  Không độc với người.  Có hệ số đồng hóa và giá trị dinh dưỡng cao.  Có mùi vị thơm ngon.  Có tính ổn định cao, ít bị biến đổi trong bảo quản và chế biến.  Các tạp chất không có giá trị dinh dưỡng càng ít càng tốt.

Dựa vào những nguồn dầu tinh luyện trên thị trường và qua kinh nghiệm thực tế sử dụng, người ta có thể rút ra một số yêu cầu cụ thể: GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 12

Đồ án tốt nghiệp

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

 Về màu sắc: không màu hoặc màu vàng nhạt.  Về mùi vị: không mùi hoặc có mùi thơm nhẹ đặc trưng.  Về thành phần: không chứa các axit béo tự do, các chất nhựa các chất sáp hay độc tố hay các chất gây rối loạn sinh lý.

Bảng 3: Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm chủ yếu STT

Các chỉ tiêu chất lƣợng

Tên sản phẩm 2

M&I 3(%) 0,1

IV4 (Wijs) 57 ÷ 143

MP 5(0C)

1

Cooking Oil

FFA (%) 0,1

2

Dầu vạn thọ

0,1

0,1

57 ÷ 143

3

Shortening

0,1

0,1

70 max

30 ÷ 52

4

Magarine

0,4

(%W) 15 ÷ 25

70 max

35 ÷ 52

5

Dầu mè tinh luyện

0,1

0,1

103 ÷ 120

6

Dầu phộng tinh luyện

0,1

0,1

85 ÷ 106

7

Dầu nành tinh luyện

0,1

0,1

115 ÷ 143

8

Dầu Vio

0,1

0,1

103 ÷ 120

9

Dầu Season

0,1

0,1

90 ÷143

10

Palm Oil

0,1

0,1

50 ÷ 55

11

Palm Olein

0,1

0,1

57 min

12

Dầu dừa tinh luyện

0,1

0,1

7 ÷ 11

30 ÷ 40

CHƢƠNG IV. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU TINH LUYỆN 4.1.Mục đích của quá trình tinh luyện dầu  Loại bỏ các thành phần không có lợi cho dầu.  Thuận lợi cho quá trình bảo quản dầu.  Tạo giá trị cảm quan tốt cho người sử dụng.

2

Chỉ số axit béo Hàm ẩm cho phép 4 Chỉ số iod 5 Điểm nóng chảy 3

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 13

Đồ án tốt nghiệp

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

4.2.Các phƣơng pháp tinh luyện Có 2 phương pháp tinh luyện chính thường được sử dụng trong các nhà máy tinh luyện dầu  Phương pháp vật lý  Phương pháp hóa học Phương pháp vật lý  Phương pháp vật lý điển hình thường gồm các quá trình: Thủy hóa – tẩy màu – Khử mùi  Đặc biệt thích hợp với các loại dầu có hàm lượng photphatit lớn: các loại dầu từ hạt canola, hạt hướng dương, bắp… tùy vào hiệu quả kinh tế của quy trình so với phương pháp tinh luyện hóa học.  Riêng đối với các loại dầu có hàm lượng chất độc gossypol cao như dầu bông thì không thể tinh luyện bằng phương pháp vật lý được mà phải sử dụng phương pháp tinh luyện hóa học để loại các hợp chất này. Ngoài ra phương pháp này cũng không sử dụng đối với các loại dầu có hàm lượng photphatit không hydrat hóa cao thường chỉ số này > 0,1% và dầu thô có hàm lượng ion sắt > 2ppm.  So với phương pháp tinh luyện hóa học thì phương pháp tinh luyện vật lý đơn giản hơn và ít tổn thất dầu hơn.

Phương pháp tinh luyện hóa học  Quá trình điển hình của phương pháp tinh luyện bằng hóa học là: Thủy hóa

– Trung hòa – Tẩy màu – Tẩy mùi.

 Trong đó quá trình trung hòa bằng kiềm là quá trình quan trọng và không thể thiếu trong phương pháp tinh luyện hóa học.  Ưu điểm: Loại được hầu hết các tạp chất, kể cả hợp chất màu gossypol ở dầu bông mà phương pháp tinh luyện vật lý không loại được.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 14

Đồ án tốt nghiệp

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

 Nhược điểm:  Có quá trình trung hòa, gây tổn thất dầu.  Sử dụng hóa chất gây tốn kém.  Quy trình công nghệ phức tạp hơn phương pháp tinh luyện vật lý.

Dầu thô trước khi đem tinh luyện thường được đem để lắng trong các thùng lớn, tạo quá trình lắng các chất rắn, các hạt phân tán, trong đó có sáp.

4.3. Quy trình tinh luyện chính 4.3.1.Quá trình thủy hóa Nguyên tắc: Quá trình này dựa vào phương pháp hydrat hóa để làm tăng độ phân cực của các tạp chất keo hòa tan trong dầu mỡ.

Có nhiều phương pháp thủy hóa khác nhau như: thủy hóa băng nước , bằng dung dịch nước muối loãng, bằng dung dịch điện ly (Na2CO3…), bằng axit (photphoric, citric…) hoặc bằng enzyme…Lựa chọn phương pháp thủy hóa thích hợp dựa vào tính chất của dầu thô.

Có thể thêm muối và chất điện ly để thúc đẩy nhanh quá trình tách cặn của phương pháp thủy hóa.

Mục đích chính của phương pháp thủy hóa là loại các tạp chất có thể hydrat hóa thành dạng không hòa tan trong dầu như: photphatit, sáp, protein và phức chất…

Ngoài ra quá trình thủy hóa còn mang lại nhiều lợi ích tiềm năng như:  Cần thiết cho quá trình sản xuất Leucithin từ các gum đã hydrat hóa.  Giảm độ nhớt của dầu thô trong các quá trình tinh luyện sau này.

Là quá trình bắt buộc đối với quá trình tinh luyện vật lý vì làm giảm hàm lượng các tạp chất, đặc biệt là các photphatit và các tạp chất khác trong đó có các ion kim loại có khả năng xúc tác cho quá trình oxy hóa làm hỏng dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 15

Đồ án tốt nghiệp

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

Để dầu tinh luyện bằng phương pháp vật lý đạt chất lượng tốt thì hàm lượng photpho trong dầu phải < 5ppm.

Biến đổi:  Vật lý :  Giảm đi phần lớn hàm lượng các tạp chất trong dầu: phospholipit, protein…  Dưới tác dụng hydrat hóa, chỉ số axit trong dầu sẽ giảm. Do các tạp chất keo có tính axit, các protein lương tính phát sinh kết tủa, và một số acid béo cũng bị lôi cuốn theo kết tủa.  Khối lượng và thể tích của nguyên liệu giảm.  Hàm ẩm tăng.  Hóa học :  Phospholipit sẽ phản ứng với nước, tính tan trong dầu giảm.

Do đó ta có thể dễ dàng tách ra khỏi nguyên liệu.  Ngoài ra còn xẩy ra phản ứng thủy phân dầu trung tính tạo thành các diglyxerit, monoglycerit, glycerin và axit béo tự do.  Hóa lý : Phospholipit trở lên háo nước, tạo thành các hạt keo đông tụ.

Thông số kỹ thuật  Hàm lượng nước đưa vào:  Ứng với mỗi loại dầu sẽ cần một lượng nước thích hợp. Do đó cần tiến hành thí nghiệm hydrat hóa thử trước đối với từng loại dầu, từng đợt dầu.  Lượng nước đưa vào nếu vừa đủ, trong điều kiện thuận lợi sẽ xẩy ra sự hydrat hóa dễ dàng, các kết tủa hạt rắn nhanh chóng tạo thành, tách ra khỏi dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 16

Đồ án tốt nghiệp

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

 Khi nước đưa vào quá thừa, các micelle tan thành hệ nhũ tương bền khó phá hủy.  Khi nước đưa vào thiếu, một phần photpholipit trong dầu không được bão hòa nước, không kết tủa. Dầu sau khi thủy hóa vẫn còn một lượng photpholipit hòa tan.  Nhiệt độ thực hiện quá trình: nhiệt độ tối ưu là 40 -50°C  Nồng độ chất điện ly: trường hợp dùng tác nhân hydrat hóa là dung dịch loãng các chất điện ly: NaCl…, nồng độ của chúng cũng gây ảnh hưởng lớn đến quá trình hydrat hóa. Thường dung dung dịch muối NaCl 0,3%. Khi dung chất điện ly làm tác nhân hydrat hóa, một mặt sự kết tủa được xúc tiến nhanh hơn, dầu sau thủy hóa sáng màu hơn vì nhiều chất như acid, kiềm cũng phá hủy được các chất màu trong dầu, mặt khác dầu trung tính tổn thất theo ít cặn hơn.  Cường độ khuấy trộn và thời gian khuấy cũng ảnh hưởng đến quá trình này.

4.3.1.1. Thủy hóa bằng nƣớc Giảm chỉ số axit của dầu do các tạp chất keo có tính axit là các protein lưỡng tính phát sinh kết tủa và do tác dụng hấp phụ của kết tủa và do tác dụng hấp phụ của kết tủa cũng kéo theo một số axit béo tự do ra khỏi dầu.

Quá trình thủy hóa có thể dung độc lập để tránh đóng cặn dầu trong suốt quá trình vận chuyển và tồn trữ.

Mục đích chính của quá trình thủy hóa bằng nước là sản xuất dầu mà không bị đóng cặn suốt quá trình vận chuyển và tồn trữ.

Lượng nước dùng thủy hóa thường khoảng 2% so với lượng dầu hoặc bằng 75% lượng photphatit có trong dầu. Nếu lượng nước dùng quá ít thì độ nhớt của dầu lớn, vì vậy hiệu suất thủy hóa thấp. Nhưng nếu lượng nước quá lớn sẽ gây phản ứng thủy phân dầu, dẫn đến tổn thất dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 17

Đồ án tốt nghiệp

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

Sơ dồ quá trình thủy hóa bằng nước Dầu thô

Gia nhiệt

Nước (2%)

(60-710C)

Khuấy trộn (30 phút)

Gum đã

Ly tâm

hydrat hoá

Bốc hơi chân không (50

Bốc hơi chân không

mmHg-82,20C)

(50 mmHg; 82,20C)

Làm nguội

Làm nguội

0

(49-55 C)

(49-550C)

Dầu đã thủy hoá

Leucithin thương mại

Nhiệt độ rất quan trọng trong quá trình thủy hóa vì nhiệt độ tăng cao sẽ làm giảm tốc độ quá trình hydrat hóa và làm tăng tính hòa tan của photpholipit trong dầu, tuy nhiên nhiệt độ quá thấp sẽ làm tăng độ nhớt của dầu, làm cho các tạp chất khó kết tủa. Ưu điểm :  Rẻ tiền hơn các phương pháp thủy hóa khác, đơn giản.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 18

Đồ án tốt nghiệp

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

 Quy trình sản xuất leucithin đơn giản hơn, ít tạp chất hơn.

Nhược điểm : Không loại hết hoàn toàn photpholipit mà chỉ loại được các photpholipit có thể hydrat hóa được mà không loại các photpholipit không thể hydrat hóa được như : các muối Ca và Mg của axit photphatidic và phophatidyl ethanolamine. Do đó, dầu sau thủy hóa thường chứa 80 – 200ppm photpholipit, tùy thuộc vào loại và chất lượng dầu thô nói chung và mức độ hoạt động của Enzyme Photpholipase nói riêng (Enzyme xúc tác cho phản ứng tạo axit photphatidic từ các photphatit có thể hydrat hóa). Phương pháp thủy hóa này thường không thích hợp cho dầu có hàm lượng photpholipit không hydrat hóa cao như dầu đậu nành, dầu hướng dương…[2] 4.3.1.2. Thủy hóa bằng axit.

Bản chất giống quá trình thủy hóa bằng nước mà trong đó có sự hoạt động kết hợp của cả axit và nước. Ưu điểm: Axit có thể chuyển các photpholipit không hydrat hóa được thành dạng hydrat hóa bằng cách phân hủy muối của axit photphatidic, giải phóng axit photphatidic và photphatidyl ethanolamine và tạo 1 dạng phức với Ca và Mg, có thể hòa tan trong pha nước và loại ra khỏi dầu.

Nhược điểm: Gum thu được sau quá trình thủy hóa bằng axit không thích hợp cho quá trình sản xuất leucithin bởi thành phần photpholipit của chúng khác so với photphatit thu được từ quá trình thủy hóa bằng nước do chứa nhiều axit photphatidic và chứa nhiều axit được dùng làm tác nhân cho quá trình thủy hóa.

Nhiều quá trình thủy hóa bằng axit được cải tiến để thu hồi được dầu có hàm lượng photpho < 5ppm được dùng cho những dầu có chất lượng cao.[2] GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 19

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế nhà máy tinh luyện dầu thực vật năng suất 50 m3/ngày Dầu thô

Dd Axit Citric

Gia nhiệt (700C)

Nước

Làm nguội (400C, 3h)

Gia nhiệt

Ly tâm

Tinh thể

Dầu đã thủy hoá (phophorus < 30 ppm)

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 20

Đồ án tốt nghiệp

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

4.3.1.3. Thủy hóa khô Dầu thô

Dd Axit photphoric 85% (0,05-1,2% so với dầu

Gia nhiệt

thô)

(80-1000C)

1-3% đất hoạt tính

Giữ hỗn hợp

Nước (ít)

(15 ph)

Gia nhiệt (120-1400C, 15ph)

Làm nguội (< 100 C)

Lọc

Dầu đã thủy hoá

Ưu điểm :  Loại được Photpholipit, axit, hợp chất màu và các tạp chất khác do khả năng hấp phụ của đất hoạt tính và sau đó tách đất bằng phương pháp lọc.  Không cần dùng nước, do đó không pha loãng dầu, tiết kiệm chi phí năng lượng do không cần phải bốc hơi chân không để loại nước.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 21

Đồ án tốt nghiệp

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

 Phương pháp này thích hợp đối với các loại dầu thô có hàm lượng photpholipit thấp : dầu cọ, dừa và dùng cho các loại dầu từ đã qua thủy hóa bằng nước hoặc axit để hạ thấp hàm lượng photphorus trong dầu trong quá trình tinh luyện hơi, sau quá trình dầu thường có hàm lượng photphorus < 5 ppm.

Nhược điểm :  Làm tăng hàm lượng axit béo tự do trong dầu FFA < 0,2% do quá trình thủy phân dầu trong môi trường axit, nhiệt độ cao.  Không dùng được cho các loại dầu thô có hàm lượng photpholipit cao. [2] 4.3.1.4. Qúa trình thu hồi các phế liệu sau quá trình thủy hóa. a. Quá trình chế biến các cặn dầu Cặn dầu là những chất phân ly từ dầu qua các quá trình lắng, lọc, ly tâm. Thành phần của nó gồm chủ yếu là dầu trung tính, các photphatit, sáp thực vật và các chất nhầy thực vật. Tùy thuộc vào phương hướng chế biến tiếp theo mà quyết định các biện pháp thu hồi và xử lý khác nhau. Để thu hồi dầu thông thường đem đun cặn với nước vài giờ ở nhiệt độ 100105°C . dưới ảnh hưởng của nhiệt độ phần lớn protit và chất nhầy bị ngưng kết và tách ra khỏi dầu. Người ta cũng có thể xử lý cặn bằng cách đun với H2SO4 hoặc xử lý bằng muối ăn.

Với dầu có hàm lượng sáp cao có thể thu hồi sáp trong cặn bằng dung môi có tính hòa tan chọn lọc. Sáp thu được là một nguyên liệu quý trong sản xuất vật liệu cách điện, văn phòng phẩm… b. Thu hồi lecithin Lecithin là tên thương mại của hỗn hợp photphatit, nhưng với ý nghĩa hóa học thì lecithin là tên của hợp chất photphotidyl cholin, đặc biệt là photphatit từ quá GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 22

Đồ án tốt nghiệp

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

trình tinh luyện dầu nành. Hỗn hợp photphatit sau quá trình thủy hóa dầu ngoài photphatidyl

cholin

thường

gồm

:

1.Photphatidylethanolamin;

2.

Photphatidylinositol; 3.Photphatidylserine; 4. Axit photphatidic; 5.Glycolipit. Tỷ lệ các photphatit này ở các dầu khác nhau.

Bảng 4 : Hàm lượng các photphatit này ở các dầu khác nhau.

Tên photphatidyl

Dầu nành

Dầu bắp Dầu bông Dầu lanh

Photphatidyl cholin

16 – 42

31

14

37

Photphatidylethanolamin

8 – 34

3

24

29

Photphatidylinositol

1. 7 – 21

16

13

14

Photphatidyl serine

0. 2 – 6. 3

1

Axit photphatidic

0. 2 – 14

9

Glycolipit

14. 3 – 29. 6

30

7 20

Hỗn hợp photphatit thu được sau quá trình thủy hóa thường chứa rất nhiều nước, dầu do đó cần được xử lý sơ bộ như sau : Đun nóng đến 90 - 95°C bằng hơi nước gián tiếp, khuấy đều để phân tách cặn có thể thêm 7% muối ăn để thúc đẩy nhanh quá trình tách cặn, để lắng khoảng 2-3 giờ ta hút lấy dầu ở phía trên ra. Sau đó rửa cặn nhiều lần bằng nước rồi đem ly tâm tách nước và dầu sót ra khỏi cặn (hỗn hợp photphatit).

Sau quá trình ly tâm photphatit thường chứa khoảng 25 – 30% nước, có khi đến 50% nước. Do đó photphatit cần phải được xử lý tiếp càng nhanh càng tốt để tránh sự phát của vi sinh vật.

Một số các phương pháp để xử lý lecithin sau quá trình ly tâm như (phương pháp này chỉ dùng để xử lý gum thu được từ quá trình thủy hóa bằng nước):  Quá trình tẩy mùi lecithin

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 23

Đồ án tốt nghiệp

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

Hỗn hợp photphatit sau quá trình ly tâm được đưa vào hệ thống sấy khô bằng hơi nước ở áp suất chân không nhỏ hơn 50 mmHg và nhiệt độ bé hơn 100°C. Thực hiện quá trình sấy kết hợp với tẩy mùi và loại các hợp chất dễ bay hơi đến khi lecithin thu được hàm ẩm bé hơn 0,5%.  Quá trình tách nước khỏi lecithin Hỗn hợp photphatit sau quá trình ly tâm được đưa vào một hệ thống sấy khô bằng hơi nước ở áp suất tuyệt đối từ 50 – 300 mmHg và nhiệt độ từ 116 - 130°C. Thực hiện quá trình sấy đến khi lecithin thu được có hàm ẩm bé hơn 0,5%.

Lecithin thu được chứa nhiều hợp chất không mong muốn do xẩy ra một số các phản ứng hóa học ở nhiệt độ cao.

4.3.2. Quá trình trung hòa Sử dụng trong tinh luyện dầu bằng phương pháp hóa học.

Nguyên tắc: quá trình chủ yếu dựa vào phản ứng trung hòa. Dưới tác dụng của kiềm các axit béo tự do và các tạp chất có tính axit sẽ tạo thành các muối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầu bằng cách lắng hoặc rửa nhiều lần.

PTPU. RCOOH + NaOH -» RCOONa + H2O Mục đích: chủ yếu là loại trừ các axit béo tự do gọi là quá trình trung hòa dầu.

Ngoài ra xà phòng sinh ra còn có khả năng hấp phụ nên chúng có thể kéo theo các tạp chất như protein, chất nhựa, các chất màu và cả những tạp chất cơ học vào trong kết tủa, do đó làm giảm chỉ số axit của dầu và loại một số tạp chất.

Hóa chất: thường dùng nhất là NaOH hoặc KOH. Người ta cũng có thể dùng Na2CO3, nhưng có nhược điểm là tạo ra khí CO2 trong quá trình trung hòa làm dầu bị khuấy đảo khiến xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng, mặt khác nó tác dụng GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 24

Đồ án tốt nghiệp

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

kém với các loại tạp chất khác ngoài axit béo tự do, nên việc sử dụng Na2CO3 rất hạn chế.

Các yếu tố ảnh hưởng : Nồng độ dung dịch kiềm cao, lượng kiềm dư nhiều , nhiệt độ cao thì phản ứng xà phòng hóa dầu mỡ nhanh, kiềm có thể xà phòng hóa cả dầu trung tính làm giảm hiệu suất thu hồi dầu tinh luyện. Do đó theo kinh nghiệm thì mỗi nồng độ kiềm đều phải tương ứng với một nhiệt độ thích hợp và phẩm chất của loại dầu. Nồng độ kiềm càng cao thì dùng cho các loại dầu có chỉ số axit cao và nhiệt độ khi tinh luyện phải thấp.

Bảng 5 : Nồng độ NaOH và nhiệt độ tinh luyện của các dầu khác nhau.

Noàng ñoä NaOH (g/l)

Nhieät ñoä tinh luyeän (0C)

Chæ soá axit cuûa daàu (mg KOH)

35 - 45

90 - 95

<5

85 - 105

50 - 55

5-7

120 - 200

20 - 40

>7

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 25

Đồ án tốt nghiệp

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

Sơ đồ của quá trình trung hòa : Dầu thô

Gia nhiệt (80-1000C)

Khuấy

NaOH

(30 ph)

Lắng (3-6h)

Gạn cặn Cặn xà phòng Dầu đã trung hoà

Lượng kiềm cần thiết để trung hòa: mddNaOH 

A  D  40 100 A  D  1000  56  a 14  a

Trong đó : A: chỉ số axit của dầu, mg KOH D: khối lượng dầu đem đi trung hòa, kg a: nồng độ % của dung dịch NaOH Tuy nhiên lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường lớn hơn lượng kiềm tính theo lý thuyết, vì ngoài tác dụng của axit béo tự do, kiềm còn tác dụng với các tạp GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 26

Đồ án tốt nghiệp

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

chất có tính axit (tùy vào phẩm chất của dầu thô). Tùy thuộc vào thành phần tạp chất và màu sắc của dầu thô mà quyết định lượng dư cụ thể, thường khoảng 5 – 50% so với lý thuyết.

Biến đổi trong quá trình trung hòa  Vật lý : hàm lượng acid béo tự do trong dầu giảm, khối lượng, thể tích đều giảm.  Hóa học : Xảy ra phản ứng trung hòa NaOH + RCOOH -» RCOONa + H2O Ngoài ra còn xảy ra phản ứng thủy phân :

 Hóa lý : có sự phân lớp giữa cặn xà phòng và dầu. Mặt khác do có nước nên cũng hình thành 1 phần hệ nhũ tương nước/dầu.

Thông số kỹ thuật : Việc tách acid béo ra khỏi dầu đòi hỏi các điều kiện sau:  Tác nhân để tách acid béo phải có khả năng phản ứng nhanh chóng với acid béo tự do, hạn chế tác dụng với dầu trung tính.  Hỗn hợp nhanh phân lớp và phân lớp rõ ràng.  Dễ tách cặn ra khỏi dầu bằng các phương pháp đơn giản.  Không tạo thành thể nhũ tương dầu.

Trong phương pháp trung hòa, kiềm ngoài việc phản ứng với acid béo tự do còn tác dụng với dầu trung tính theo phản ứng ngược của phản ứng este hóa cho ra glycerin và xà phòng làm hao hụt lượng dầu trung tính. Do đó, trước khi tiến hành GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 27

Đồ án tốt nghiệp

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

trung hòa, ta phải tiến hành thí nghiệm xác định chỉ số acid để từ đó có thể chọn chế độ trung hòa cho thích hợp.

Chỉ số acid tối đa cho phép của dầu sau khi trung hòa là 0,2 mgKOH/g chất béo.

4.3.2.1. Chế biến cặn xà phòng sau quá trình trung hòa Cặn luyện kiềm là phế liệu chủ yếu trong các cơ sở tinh luyện dầu trong đó gồm trong đó gồm: xà phòng, dầu trung tính và một số tạp chất kèm theo trong quá trình lắng của xà phòng.

Mục đích của quá trình chế biến cặn xà phòng như sau:  Cải tiến chất lượng cặn trên cơ sở loại bớt nước và tạp chất.  Thu hồi một phần dầu trung tính.  Điều chế axit béo công nghiệp. a.Thu hồi một phần dầu trung tính. Đun nóng cặn đến 85 - 90°C vừa khuấy vừa cho dung dịch muối, nồng độ 10 12% hoặc muối hạt, hàm lượng 1 – 2% so với cặn. Để yên trong 8 – 10h dầu sẽ nổi lên trên, hút lấy dầu này dùng trong công nghiệp xà phòng hoặc đem tinh luyện lại. Hoặc ta cũng có thể dùng phương pháp ly tâm để thu được dầu triệt để hơn. b. Cải tiến chất lƣợng trên cơ sở loại bớt nƣớc và tạp chất.

Lấy dầu xong tiếp tục cho muối hạt vào sao cho nước tách ra đạt đến nồng độ của muối bão hòa. Sau đó để ủ khoảng 3 – 4h. Tháo bỏ nước ở dưới và lấy xà phòng ở trên đem cung cấp cho các cở sở sản xuất bột giặt. c. Điều chế axit béo công nghiệp. Đem cặn xà phòng pha loãng thành hỗn hợp nhuyễn đều và đung nóng, cho axit sunfuric vào nồng độ 1/1 theo thể tích cho đến khi thử bằng chất chỉ thị xanh metylen thấy xuất hiện màu đỏ, cho quá lượng một ít, tiếp tục đun nóng đến khi GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 28

Đồ án tốt nghiệp

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

toàn bộ chất béo nổi lên trên mặt và trong. Để lắng khoảng 10 phút và tháo bỏ lớp nước dưới, dùng nước nóng rửa chất béo cho đến hết axit khi đó thử chất chỉ thị xanh metylen xuất hiện màu vàng, cuối cùng đem sấy khô. Hỗn hợp thu được là axit béo và dầu trung tính có thể trực tiếp đem nấu xà phòng.

Nếu muốn thu hồi axit béo hoàn toàn, ta kiềm hóa cặn xà phòng để biến toàn bộ dầu trung tính trong cặn thành xà phòng, sau đó tiến hành phân hủy bằng axit như trên. Sản phẩm thu được là axit béo, có thể đem chưng cất để thu được sản phẩm có chất lượng tốt hơn.

4.3.2.2. Phƣơng pháp khác chế biến cặn xà phòng sau quá trình trung hòa Ngoài quá trình tách cặn trên người ta cũng có thể xử lý cặn xà phòng thu được bằng phương pháp sau.

Axit hóa cặn xà phòng bằng axit mạnh như axit sunfuric đến pH khoảng 1,5.

Gia nhiệt và khuấy trộn để phân tách hai pha: pha tan trong nước và pha dầu. Ly tâm hoặc dùng phương pháp lắng để tách pha nước ra khỏi dầu. Dầu thu được là dầu trung tính sau đó được rửa bằng nước để loại cặn và axit dư, sau đó dầu này sẽ được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc. Nước rửa có chứa axit phải được trung hòa trước khi thải ra ngoài.

4.3.3.Quá trình rửa dầu Mục đích: để loại hết xà phòng trong dầu.

Tiến hành: rửa dầu liên tục nhiều lần, lượng nước rửa mỗi lần khoảng 15 – 20% so với dầu, số lần rửa 3 – 6 lần.

Trước tiên rửa bằng nước muối có nồng độ 10% ở 90 - 95°C, sau dùng nước nóng 95 - 97°C. Mỗi lần rửa đều phải khuấy đều rồi để yên khoảng 40 – 60 phút, rồi tháo nước rửa ở dưới. Nước rửa có thể được tập trung lại để thu hồi dầu và xà phòng.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 29

Đồ án tốt nghiệp

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

Biến đổi:  Vật lý :  Nhiệt độ tăng do có sự trao đổi nhiệt độ giữa dung dịch nước rửa và dầu.  Tách cặn xà phòng ra khỏi dầu.  Hàm ẩm cũng tăng.  Hóa lý : xuất hiện hệ nhũ tương nước/dầu.

Thông số kỹ thuật:  Nhiệt độ: tiến hành ở 90 - 95°C.  Thời gian kết lắng: thời gian phân lớp xà phòng – lớp dầu.  Hàm lượng nước: phụ thuộc mẻ tinh luyện và lượng cặn còn trong dầu.

Dầu sau khi rửa phải có hàm hàm lượng xà phòng < 0,005%.

Kiểm tra định tính bằng : Thuốc thử phenol : dung dịch dầu và thuốc thử có màu hồng thì phải rửa lại, mất màu hồng thì dầu đã đạt chỉ tiêu về xà phòng.

Thuốc thử Bromophenol Blue và Axeton: hỗn hợp có màu xanh đậm hoặc tím phải rửa lại, nếu dầu có màu xanh lá mạ thì dầu đã đạt.

4.3.4. Quá trình sấy dầu Mục đích: Giảm hàm ẩm trong dầu đến tiêu chuẩn bảo quản.

Biến đổi :  Vật lý : 

Nước bốc hơi khỏi dầu, kéo theo giảm hàm ẩm.  Nhiệt độ sấy giảm trong môi trường chân không.

 Hóa lý : Tách ẩm ra khỏi hệ dầu- nước.

Thông số kỹ thuật:

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 30

Đồ án tốt nghiệp

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

 Nhiệt độ sấy: Cao, việc tiếp xúc với không khí dầu dễ dàng bị oxy hóa làm cho dầu bị sẫm màu, thậm chí bị đen. Chính vì vậy, sấy dầu cần tiến hành trong điều kiện chân không nhằm hạ thấp nhiệt độ sấy.  Áp suất chân không: thường 0 – (110) KPa  Cường độ khuấy trộn : Tăng cường tốc độ bốc hơi nước ra khỏi dầu, trong lúc sấy cần khuấy mạnh. Tuy nhiên, ở thời gian đầu, nếu khuấy mạnh trong lúc nước còn nhiều làm cho dầu dễ bị nhũ tương hóa.  Thời gian sấy do tốc độ bốc hơi của nước trong dầu quyết định, phụ thuộc:  Nhiệt độ sấy.  Áp suất chân không trong nồi.  Bề mặt bốc hơi do khuấy mạnh hay nhẹ.  Sự phân bố trạng thái của nước trong dầu. 

Sự phân bố hàm lượng nước trong dầu cũng ảnh hưởng đến

quá trình sấy. Hàm lượng nước càng ít thì thời gian sấy càng ngắn.

4.3.5. Quá trình tách sáp Mục đích : Tách các hạt tinh thể sáp nhỏ lơ lửng trong dầu. Một số loại dầu như dầu mè, dầu hướng dương sáp lớn làm cho dầu không đạt giá trị cảm quan, hơn nữa cơ thể khó tiêu hóa sáp nên cần loại bỏ. Sáp rất trơ về mặt hóa học nên việc loại bỏ rất khó khăn.

Biến đổi : Vật lý : hàm lượng sáp trong dầu giảm.

Hóa lý : có sự kết tinh các tinh thể sáp trong dầu.

Cảm quan : tăng độ trong của dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 31

Đồ án tốt nghiệp

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

Thông số kỹ thuật : Nhiệt độ : Nhiệt độ kết tinh của sáp trong dầu rất khác nhau : dầu thô 8°C, dầu đã qua thủy hóa 10°C, dầu đã qua trung hòa bằng kiếm 12ºC. Do đó ta phải chọn nhiệt độ thích hợp.

Thành phần nguyên liệu: Tùy vào từng loại mà hàm lượng sáp nhiều hay ít, và dầu sau khi tách sáp dù có làm lạnh xuống đến 0ºC vẫn trong suốt, không xuất hiện vẩn đục.

Cường độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn : Bảo đảm cho các tinh thể ở trạng thái phân tán dễ kết tụ với nhau thành các tinh thể sáp kích thước lớn.

4.3.6.Quá trình tẩy màu Mục đích : Dầu có mầu sậm là do sự tồn tại của các chất màu có trong dầu : các carotenoit, chlorophyll, một số ít các màu được tạo thành do các phản ứng caramen, phản ứng melanoidin…Do đó cần tẩy mầu để cải thiện giá trị cảm quan của dầu.

Biến đổi : Vật lý: giẩm hàm lượng các chất mang màu trong dầu.

Hóa học : nếu có O2 thì sẽ xẩy ra quá trình oxy hóa.

Hóa lý: xẩy ra sự tương tác giữa các chất mang màu và chất hấp phụ.

Cảm quan : sau quá trình tẩy màu dầu sẽ sang hơn và trong hơn.

Yếu tố ảnh hưởng : Bản chất của nguyên liệu : mỗi loại dầu thì có thành phần và hàm lượng chất màu khác nhau.

Bản chất và hàm lượng chất hấp phụ : trong quá trình hấp phụ, xẩy ra sự tương tác giữa các chất màu tan trong dầu và chất hấp phụ được đưa từ ngoài vào. Lực hấp dẫn được dùng để thực hiện liên kết các chất màu lên bề mặt của chất hấp phụ.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 32

Đồ án tốt nghiệp

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

Khi tăng bề mặt hấp phụ, khả năng hấp phụ chất màu cũng tăng lên. Mỗi loại chất hấp phụ thông thường chỉ hấp phụ một số chất nào đó vì khả năng liên kết với các dạng chất màu lên bề mặt của chúng là khác nhau. Yêu cầu chung cho chất hấp thụ dùng để tẩy trắng dầu như sau :  Loại được các chất màu cũng như các cặn xà phòng có trong dầu.  Có hoạt tính cao để chỉ cần dùng một lượng nhỏ nhưng đủ sức làm sang màu dầu, mang theo ít dầu trung tính.  Không tác dụng hóa học lên dầu (oxy hóa, trùng hợp dầu…).  Không gây cho dầu có mùi vị mới.  Dễ dàng tách ra khỏi dầu bằng lọc và lắng, tổn thất dầu ít.  Mức đọ sang của dầu sau khi dung chất hấp phụ (trộn lẫn vào dầu hoặc lọc dầu qua lớp chất hấp phụ).  Số lượng và loại chất màu cũng như trạng thái tự nhiên của chúng trong dầu.

Nhiệt đọ : ta tiến hành ở nhiệt độ 70 - 110ºC để giảm sự oxy hóa.

Thời gian để thực hiện quá trình vừa đủ để xảy ra quá trình tương tác giữa các chất màu và chất hấp phụ.

Ngoài ra, dầu trước khi tẩy màu cần được thủy hóa và sấy khô. Các chất nhầy, protein, nhựa, phospholipid, xà phòng có trong dầu sẽ làm giảm mức độ sang màu khi thực hiện hấp phụ, do vậy, cần loại bỏ chúng ra khỏi dầu trước. Ẩm của dầu cũng làm giảm tính chất hấp phụ của đất tẩy trắng, vì vậy độ ẩm của dầu cần ở mức 0,1 – 0,05%.

Một số các tác nhân tẩy màu hiện nay là : đất hoạt tính, than hoạt tính, silicagel, đất sét trung tính…

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 33

Đồ án tốt nghiệp

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

Đất tẩy màu tự nhiên : Ưu điểm : có khả năng hấp phụ được tối đa 15% (lượng tạp chất có trong dầu thô) các chất màu và các axit béo tự do cũng không gây ra sự chuyển đồng phân tronh nhóm các axit béo.

Nhược điểm : hấp phụ 30% dầu thô ( so với trọng lượng của đất ), gây tổn thất dầu. Ứng dụng để tẩy màu sơ bộ những giá trị không cao như : dầu dừa, dầu động vật. Đất hoạt tính : Được sản xuất từ các bentonit nhưng có cấu tạo tinh thể hoặc dạng vô định hình có bản chất hóa học là các alumino – silicat. Đất hoạt tính được hoạt hóa bằng phương pháp vật lý hay hóa học để làm thay đổi cấu trúc, tạo nhiều lỗ xốp từ đó 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, có khả năng tẩy màu một số dầu khó tẩy màu như : dầu cọ, dầu nành, dầu canola… có 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 thô (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 hóa bậc hai từ đó làm tăng các phản ứng chuyển đồng phân trong nhóm các axit béo.

Than hoạt tính : Ưu điểm : có khả năng tẩy màu cao, đặc biệt là có thể loại được các tạp chất màu mà không thể tẩy bằng đất hoạt tính như : các hợp chất có cấu tạo vòng…

Nhược điểm : than hoạt tính được sử dụng hạn chế trong các quá trình tinh luyện dầu vì các vấn đề như: khó khăn trong quá trình lọc, chi phí cao, và gây tổn thất dầu lớn ( hấp phụ 150% dầu thô so với trọng lượng của than hoạt tính).

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 34

Đồ án tốt nghiệp

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

Silicagel : Ưu điểm : có diện tích bề mặt hoạt động tương đối lớn (500 g/m2), nên khả năng hấp phụ rất cao.Và có thể hấp phụ các sản phẩm oxi hóa bậc hai của dầu như là (aldehyt,xeton…), photphatit và xà phòng…

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) có diện tích bề mặt riêng tối thiểu là 150% m2/g, và có thể tích lỗ xốp là 0,65 – 1 ml/g với mỗi lỗ xốp có đường kính khoảng 4 – 20 nm.

Quá trình hoạt hóa silicagel gồm các bước: Quá trình hydrat hóa dung dịch muối silicat nồng độ 5% (w/w) bằng dung dịch H2SO4 Hoạt hóa 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 thông số kỹ thuật của quá trình hoạt hóa silicagel ở các điều kiện khác nhau được cho ở bảng sau: Bảng 6 : Các thông số của quá trình hoạt hóa silicagel. trình

hydrogen Tạo cấu trúc gel

TT

Quá trình axit hóa

Quá hóa

Quá trình vôi hóa (0C)

1

T(0C) t(s) 50 45

pH 9.9

T(0C) 50

t(s) 60

pH 9.9

T(0C) 50

t(s) 20

pH 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 nhôm silica được tách khỏi dung dịch bằng phương pháp lọc, được rửa lại bằng nước và lọc lại nhiều lần. Xử lý tiếp muối nhôm silica bằng dung dịch GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 35

Đồ án tốt nghiệp

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

(NH4)2CO3 nồng độ 10%(w/w) có khuấy trộn trong thời gian một giờ ở nhiệt độ môi trường. Sau đó lọc tách muối nhôm và rửa lại hai lần bằng nước nóng rồi sấy phun. Thành phần sau đó được đem đi vôi hóa trong lò nung ở nhiệt độ 700ºC sản phẩm thu được là silicagel đữ hoạt hóa.

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 có khuấy đảo. Sau đó ta không tiến hành lọc ngay mà sấy dầu dưới áp suất chân không đến khi hàm ẩm trong dầu còn 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 môi hexan và sau đó nung nóng 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 1 2 3

P 0.01 1.0 1.9

Fe

Mg

Ca

Al

Si

0.028 0.037 0.044

0.02 0.26 0.50

0.008 0.54 1.05

6.7 6.3 5.9

38.7 36.5 34.5

4.3.7. Quá trình khử mùi Mục đích: Các hợp chất gây mùi và vị hoặc vốn đã có sẵn trong nguyên liệu có 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)…

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 36

Đồ án tốt nghiệp

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

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 nói trên làm cho dầu mỡ có 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.

Hóa học : xẩy ra phản ứng thủy phân và oxy hóa.

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 hòa ở áp suất chân không dựa vào: Nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ khử mùi. Nhưng cao quá lại thúc đẩy quá trình oxy hóa dầu. Do đó phải tìm cách giảm nhiệt độ xuống. Áp suất quá trình này tiến hành ở điều kiện chân không nhằm hạn chế sự oxy hóa 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 có thể chưng cất tách mùi ở nhiệt độ thấp, người ta tiến hành chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước và trong điều kiện chân không.

Hơi nước đưa vào tẩy mùi phải không có mùi vị lại, lẫn càng ít không khí (dạng khí không ngưng) càng tốt để tránh cho dầu có mùi có mùi vị mới, bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, hơi nước phải là hơi quá nhiệt, nhiệt độ 250 - 260ºC .Áp suất làm việc 0 – 110 kPa Mô tả quá trình khử mùi

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 37

Đồ án tốt nghiệp

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

Dầu trước khi vào thiết bị khử mùi được gia nhiệt sơ bộ thông 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 đó 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 chóng. Để hỗ trợ cho quá trình khử mùi, chúng ta có 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, dauù 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 đó 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 có mùi hôi khỏi dầu.

Hơi thoát ra từ các ngăn khác nhau 3,8,10,12 và 13 được thu vào ống trung tâm 15 qua các khoảng không cửa sổ 16 trên tường ống.

Từ ống 15, chúng được bơm ra khỏi thiết bị bài khí qua thiết bị nối chân không sau khi qua thiết bị thu hồi axit béo và ngăn thiết bị sương.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 38

Đồ án tốt nghiệp

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

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 hoàn lưu giữa dầu nóng 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 hòa 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 nóng sau quá trình khử mùi, được bài khí dưới điều kiện chân không, và sau đó thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chữ U với qua quá trình tẩy mùi để gia nhiệt sơ bộ dầu. Sau đó dầu qua thiết bị gia nhiệt cuối dạng ống chữ U GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 39

Đồ án tốt nghiệp

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

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 hòa lẫn với dầu và kéo theo hơi nước và các tạp chất mùi không 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

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 40

Đồ án tốt nghiệp

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

V. CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 5.1.1. Quy trình công nghệ Dầu thô

Tách tạp chất

Cặn,Sáp

H2O, 2% Thủy hóa

Cặn hydrat hóa

dd NaOH, 9,5% Trung hòa Cặn xà phòng Nước rửa 15% nước nóng Rửa

Sấy 1,5% đất hoạt tính Tẩy màu

Lọc

Bã hấp thụ

Hơi quá nhiệt Khử mùi

Sản phẩm

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 41

Đồ án tốt nghiệp

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

5.1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ Dầu thô có lẫn tạp vỏ, bã hạt được tách ra khỏi dầu thô trước khi tinh luyện, lượng bã này thường chiếm khoảng 0,01% khối lượng dầu thô.

Dầu thô bắt đầu được gia nhiệt đến 85 – 90ºC trước khi thủy hóa bắt đầu, đồng thời lúc này nước được gia nhiệt đến 90ºC, cả 2 được bơm tới máy khuấy, tỷ lệ nước đem thủy hóa 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 hóa hoàn toàn. Sau đó hỗn hợp được đẩy tới ly tâm để tách dầu sau thủy hóa, và thu lại cặn thủy hóa ở bồn bên.

Dầu sau thủy hóa chứa hàm lượng axit béo tự do cao cần phải loại bỏ để tăng thời gian bảo quản dầu, axit béo được xà phòng hóa bằng dung dịch NaOH 9,5%, thời gian trung hòa axit béo cũng tiến hành 25 -30 phút, dầu được tách cặn xà phòng bằng ly tâm 7000 – 10000 vòng/phút. Cuối cùng thu được dầu sau trung hòa có chỉ số axit béo an toàn cho bảo quản.

Dầu sau trung hòa còn chứa các cặn nhỏ, cặn dính với dầu làm cho dầu bị đục, cần phải tiến hành rửa dầu, nước nóng rửa dầu 90ºC, có thể dùng bồn dung tích lớn để khuấy dầu cho tạp có thời gian phân tán sang pha nước, rồi sau đó ly tâm thu lấy dầu.

Dầu sau rửa chứa lượng nước nhỏ trong nó mà ly tâm không tách được cần phải đem sấy chân không, áp suất tuyệt đối sấy 110 Kpa, nhiệt độ sấy dầu 100 – 120ºC. Dầu thô chứa các thành phần chất màu, carotenoid có 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 đó hỗn hợp dầu, đất tảy màu được qua lọc lá để tách lấy dầu, áp suất lọc 2 – 3 Kpa. GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 42

Đồ án tốt nghiệp

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

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 không, bên trong thiết bị khử mùi có các vòi phun hơi quá nhiệt sục trực tiếp vào dầu khử mùi, kéo mùi ra ngoài cửa của thiết bị.

Dầu sau khử mùi được hạ nhiệt, và được bảo quản trong các bồn chứa dầu, hoặc bán luôn 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 phòng có thể đạt trên 50 m3 dầu thô/ngày.

Năng suất thiết kế tính theo sản phẩm tính cho quy trình công nghệ trên 50 tấn dầu thô/ngày Chọn thành phần nguyên liệu và sản phẩm.  Chọn thành phần nguyên liệu:  Dầu thô 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 không xà phòng hóa: 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 công đoạn, tính theo % khối lượng so với dầu vào.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 43

Đồ án tốt nghiệp

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

 Tổn thất trong quá trình thủy hóa là: 0,5%  Tổn thất trong quá trình trung hòa 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 đóng bao bì là : 1% 5.2. Tính cân bằng vật chất Tính năng suất theo khối lượng nguyên liệu dầu thô : Gdt = 50 000kg/ngày : khối lượng dầu thô Gtp : khối lượng dầu tinh luyện, kg/ngày Ta có : f1 =0,5%, tổn thất trong quá trình thủy hóa f2=3% , tổn thất trong quá trình trung hòa 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 đóng 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). (10,01) Gtp = 44310,71 kg/ngày.

Tổn hao dầu thô ban đầu khi đem tinh luyện( tổn hao trong đường ống bơm dầu vào nhà tinh luyện…) là 0.01% Lượng dầu thô trước khi vào thủy hóa 50000.0,01% = 5 kg 5.2.1. Tính cân bằng cho quá trình thủy hóa.

Lượng vào : Dầu thô : 50000 – 5 = 49995 kg Lượng nước, 2% so với khói lượng dầu vào: 49995. 2%= 999,9 kg GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 44

Đồ án tốt nghiệp

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

Tổng lượng vào thiết bị thủy hóa = 49995 + 999,9 = 50994,9 kg/ngày Lượng ra: Cặn thủy hóa chứa : Khối lượng photphatit (1,7 % so với hàm lượng dầu thô) mpl= 49995.1,7% = 849,92 kg Khối lượng dầu tổn thất theo cặn (0,5% so với hàm lượng dầu thô) 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 hóa M1 = 50994,9 – 849,92 – 249,98 – 10,5 = 49884,5 kg/ngày.

5.2.2. Tính cân bằng cho quá trình trung hòa Lượng vào : Dầu thô đã thủy hóa : 49884,5 kg/ngày Chỉ số axit dầu thô : % FFA 

A M 561.1

 A

% FFA  561.1 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) A

3  561.1  5.69 296

Dầu có 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 hòa : GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 45

Đồ án tốt nghiệp

X=

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

M 1. Ax .40 56,1.1000

Trong đó : D1 : lượng dầu đem trung hòa, sau quá trình thủy hóa Ax : chỉ số axit của dầu, Ax = 7 mg KOH X=

49884,5.7.40  248,98 kg/ngày 56,1.1000

Lượng dung dịch NaOH cần dùng mddNaOH =248,98.

100 = 2620,84 kg/ngày 9,5

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, thông 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 hòa là 49884,5 + 2882,92 = 52767,42 kg/ngày Lượng ra : Dầu thu được sau quá trình trung hòa có chỉ số axit là : A = 0,2 Hàm lượng axit béo còn lại trong dầu là:  %FFA =

A.M 0, 2.296   0,106% 561,1 561,1

Vậy lượng axit béo tự do bị xà phòng hóa là : mFFA = 49884,5 – ( 3 – 0,106) : 100 = 1443,66 kg/ngày Lượng dầu thô bị tổn thất trong quá trình trung hòa là (3% so với lượng dầu vào) md2 = 49884,5 . 0,03 = 1496,54 kg/ngày Lượng dầu sau trung hòa M2 = 49884,5 – 1443,66 – 1496,54 = 46944,3 kg/ngày GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 46

Đồ án tốt nghiệp

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

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 có 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 thô 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 :

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 47

Đồ án tốt nghiệp

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

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 có 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 còn trong dầu – Tổng tạp chất trong sản phẩm = 46662,63 (mpl sót + mFFA sót + mtạp chất cơ học + mmàu, kim loại + mẩm – 0,2 ) = 842,73 kg/ngày Lượng dầu thô 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 hóa chất cần dùng cho quá trình tinh luyện 50 tấn dấu thô

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 48

Đồ án tốt nghiệp

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

Nguyeân lieäu, hoùa chaát

Kg/ngaøy

Daàu thoâ

50000

Löôïng nöôùc caàn duøng cho thuûy hoùa

999,9

Löôïng caën photphatit thu ñöôïc

849,92

Daàu thoâ ñaõ thuyû hoaù

49884,5

Löôïng NaOH raén caàn duøng cho trung hoøa

248,98

Löôïng nöôùc ñeå pha dung dòch NaOH 9. 5 %

2371,86

Löôïng axit beùo töï do bò xaø phoøng hoùa

1443,66

Löôïng daàu thoâ ñaõ trung hoøa

46944,3

Löôïng NaCl raén söû duïng cho 2 laàn röûa

1126,66

Löôïng nöôùc ñeå pha dung dòch NaCl 8 %

12956,63

Löôïng aåm taùch ra khoûi daàu sau saáy Löôïng daàu thoâ coøn laïi sau quaù trình röûa, saáy daàu

187,78 46662,63

Taåy maøu : Löôïng ñaát hoaït tính söû duïng

699,94

Löôïng than hoaït tính söû duïng

104,99

Löôïng hôùi nöôùc caàn duøng cho quaù trình khöû muøi Löôïng daàuâ coøn laïi sau quaù trình khöû muøi

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

4666,26 45679,92

Page 49

Đồ án tốt nghiệp

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

CHƢƠNG VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ Lịch làm việc của nhà máy:  Dầu thô : 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 hóa kết hợp với trung hòa Chọn bồn trung hòa và thủy hóa 

Thể tích dầu thô Vd =

md

d

 Vd 





, với md 

50000 3  16666, 67 kg/ca , d  920 kg/m 3

16666, 67 3  18,12 m /ca.

920

Thể tích dung dịch NaOH VddNaOH 

mddNaOH

VddNaOH 

960,97 3  0,87 m /ca 1109

ddNaOH

, với mddNaOH 

2882,92 3  960,97 kg/ca, ddNaOH  1109 kg/m 3

Vậy thể tích hỗn hợp là: 3

Vhh  18,12  0,87  18,99 m /ca.

Chọn bồn trung hòa hình trụ có lắp hệ cánh khuấy mái chèo và hệ thống ống xoắn ruột gà có các kích thước : Đường kính : D = 2,5m.

Chiều cao : H= 4m.

Cánh khuấy mái chèo có các kích thước : GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 50

Đồ án tốt nghiệp

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

ddk  (0,5  0,8).D , chọn dck  0,6*2,5  1,5 m

chiều cao : b= (0,1 – 0,2). d ck , chọn b= 0,15* d ck =0,22m Với đường kính cánh khuấy mái chèo không tấm ngăn, chọn cánh khuấy có n= 1,16 vòng/giây, công suất 0,02 – 1 kW. 6.1.2. Tính toán thiết bị trung hòa và thủy hóa : Các thông 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 hòa : 60°C  Thể tích hỗn hợp là: 19 m3/ca.  Đường kính cánh khuấy : d= 0,22 m.

Tính công suất của động cơ : N  K . *  * n3 * d 5 * (W)

Với : K=3,87.a   2 : Số cánh khuấy K .  E.uk : chuẩn công suất.

Với Re >50 thì E.uk  0,845.Re0,05 N  E.uk *  * n3 * d 5 Re 

 *n*d2 

n

20* th , th  2  3m / s : vận tốc đầu cánh thích hợp, chọn  th  3 m/s dk

n

20*3  62 vòng/phút ~ 1vòng/s 0,975

 Re=

920*1*0,9752  13251, 4  104 (chảy rối) 3 6, 6.10

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 51

Đồ án tốt nghiệp

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

E.uk  0,845.13251.40,05  0, 469 N  0, 469*920*13 *0,9755 *2  0,76 kW

Công suất mở máy : Khi mở máy cần có công suất để thắng lực ma sát và lực quán tính : Nc  N g  N m

Với : Nm  N : công suất cần thiết để thắng ma sát.

N g  K *  * n3 * d 5  3,87*0, 22*0,9755 *920  0,69 kW

Nc  0,76  0,69  1, 45 kW

Công suất động cơ điện : N dc 

Nc

N dc 

1, 45  2, 07 kW 0, 7



,  0, 7 , hiệu suất động cơ

Thực tế khi chọn động cơ ta cần thêm hệ số dự trữ: Ndc  1,5*2,07  3,11 kW

Ta chọn động cơ công suất 3,5kW

Hình 3: Cấu tạo bồn trung hòa GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 52

Đồ án tốt nghiệp

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

Thiết bị bao gồm những bộ phận chính : 1:Thân thiết bị 2:Vòng xoắn gia nhiệt (có 2 đường ống xoắn: 1 dọc theo than thiết bị, 1gia nhiệt ở phần đáy thiết bị).

3.Cánh khuấy mái chèo có gắn động cơ 4: Thiết bị hình côn 5:Ống có soi lỗ (2 ống: phun tác nhân thủy hóa và tách nhân trung hòa) 6:Đo đồng hồ nhiệt độ 7: Đồng hồ nhiệt kế 8:Bơm trung gian, bơm dầu từ thiết bị trung hòa sang thiết bị rửa V1: Van xả xà phòng và nước muối VL: Van đường ống dẫn dầu đến thiết bị rửa (trên đường ống có gắn bơm) Thông số công nghệ quá trình thủy hóa : -

Nhiệt độ dầu: 60 - 70  C

- Tần số quay của cánh khuấy: 3 vòng/phút - Thời gian thủy hóa: 30 phút Thông số công nghệ của quá trình trung hòa: - Thời gian làm việc: 30 phút - Nồng độ dung dịch kiềm : 9,5% - Nhiệt độ trung hòa: 55 - 60°C Thiết bị dùng để rửa, sấy khô dầu kết hợp tẩy màu dầu : - Lượng dầu qua thiết bị rửa : Vd 

46944,3 3  17 m /ca 3.920

- Thể tích nước muối sử dụng cho 1 lần rửa là:   1125 kg/m

3

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 53

Đồ án tốt nghiệp Vd 

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

7041, 65 3  2, 09 m /ca.

3.1125

- Thể tích hỗn hợp: Vhh  17  2,09  19,09 m3/ca Thiết bị rửa sấy và tẩy màu có cấu tạo giống thiết bị trung hòa nhưng bên trên có nắp kín được lắp máy và nối liền với thiết bị tạo chân không.

6.1.3. Thiết bị sấy tẩy màu

Hình 4: Thiết bị sấy tẩy màu

1: Thiết bị sấy tẩy màu 2: Vòng xoắn: vừa có tác dụng làm nguội, vừa có tác dụng gia nhiệt 3:Moto cánh khuấy 4,5: comerestor tạo chân không (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 Thông số công nghệ quá trình rửa : -

Lượng nước rửa mỗi lần khoảng 15 -20% so với dầu.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 54

Đồ án tốt nghiệp

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

- Nồng độ dung dịch muối ăn NaCl: 8- 10% - Nhiệt độ nước muối 90 - 95°C. - Nhiệt độ nước : 95 - 97°C .

Thông số công nghệ quá trình sấy - Thời gian sấy: 1h - Độ ẩm dầu sau khi sấy: < 0,1% Thông số công 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 hoàn axit béo : 

Bơm tuần hoàn 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 không : 

Chân không thiết bị khử mùi đạt 2 -6 mmHg



Nhiệt độ dầu khử mùi : 200 - 250°C

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 55

Đồ án tốt nghiệp

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

 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

123456-

thân nồi đáy nồi nắp nồi chóp khí lỗ soi đèn ống xoắn hơi gián tiếp

7- thân nồi 8- đáy nồi 9- nắp nồi 10- chóp khí 11- lỗ soi đèn 12- ống xoắn hơi gián tiếp

Thông số công nghệ - Nhiệt độ : không quá 200 - 210°C. - Độ chân không : 660 mmHg. GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 56

Đồ án tốt nghiệp

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

- 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 phòng .

150 tấn/ngày khi tách nước.

Tính năng thiết bị: tốc độ 7050 vòng/phút (50 Hz), tốc độ 7150 vòng/phút (60 Hz) Động cơ : xoay chiều 3 pha, IBM5 Công 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, không 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 còn lại trong thiết bị.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 57

Đồ án tốt nghiệp

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

Thông số công 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 toán bơm li tâm là bơm nhập liệu vào thiết bị trung hòa.

Xác định đường kính ống nhập liệu từ phương trình lưu lượng V

 ..d 2 4

d 

4.Vs  .

3

Vs (m /s): lưu lượng dung dịch chảy trong ống.

 (m/s): vận tốc thích hợp của dung dịch chảy trong ống.

Thời gian nhập liệu  nl  0, 25 h Vận tốc thích hợp   1m / s Lượng dung dịch ban đầu : Gđ=

50000  2083kg / h 24

Lưu lượng chảy trong ống : Vs 

Gd 2083 3   2,52.103 m /s  nl .3600.dd 0, 25.3600.920

 d= 0,06m

Xác định công suất bơm: N 

Q. .g.H 1000.

Q(m3/s) : năng suất của bơm, Q= Vs =2,52. 103 m3/s H= 0,8 : hiệu suất toàn phần của bơm.

Xác định áp suất toàn phần của bơm: H= GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

p2  p1  H 0  2hm 8g

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 58

Đồ án tốt nghiệp

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

H(m) : áp suất toàn phần do bơm tạo ra, tính bằng chiều cao cột chất lỏng. p1, p2(N/m2) : áp suất bề mặt chất lỏng không gian đẩy và hút.

3

 (kg/m ) : khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm.

g(m2/s) : chiều cao nâng của chất lỏng.

h

: áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy (kể

m

cả trở lức cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy).

Ta có P1 = P2 = 2at H0 = 8 m (chọn bằng chiều cao tháp khử mùi ) hm 

 2 .l (   ) 2 d

Chọn chiều dài ống : 16m   

cưa ra

+ ξcửavao+ ξkhuỷu cong 900

   1  0.5  1.26  2.76

Xác định Re: Re=

d ..



d (m): đường kính ống w(m/s): vận tốc 3

 (kg/m ) khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm 2

 (Ns/m ) : độ nhớt Re 

0.06 1 920  1022  2300 (chaûy doøng) 54 103

 

64 64   0.063 Re 1022

 hm 

1 0.063 16 (  2.76)  1m 2  9.81 0.06

Áp suất toàn phần của bơm : H = 8 + 1 = 9 m Coâng suaát bôm : GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 59

Đồ án tốt nghiệp N

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

Q..g.H 2.52 103  920  9.81 9   0.257kW 1000 1000  0.8

Trong thực tế khi sử dụng còn lấy thêm hệ số dự trữ k = 1,5 => N = 1. 5 x 0. 257 = 0. 385 kW Công suất động cơ điện : N dc 

N td .dc

N : công suất bơm ηtñ = 0. 8 : hệ thống truyền động ηñc = 0. 9 : hiệu suất động cơ điện => Nñc =

0.385  0.536kW 0.8  0.9

Chọn bơm ly tâm có công suất là 1 Hp

Chƣơng VII . TÍNH ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƢỢNG 7.1.Tính hơi và chọn nồi hơi GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 60

Đồ án tốt nghiệp

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

7.1.1. Tính hơi Gia nhiệt thủy hóa - Thông số - Khối lượng dầu thô cần đun nóng trong 1giờ : md 

46662, 63  1944, 28 kg/h 24

- Nhiệt dung riêng của dầu thô : cd  2093 J/kg.°C - Nhiệt lượng cần để gia nhiệt dầu thô từ 25 - 90°C là : Q1  md .cd .(t2  t1 )  2083,13*2093*(90  25)  283398740,6 (J/h) = 283398,7

(kJ/h) Lượng hơi cần cung cấp : H1  1,05.Q1 / (0,9r )  160,813 (kg/h)

Trong đó : 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 0,9: lượng hơi ngưng 90% r = 2056 kJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở 170°C - Khối lượng nước cần đun nóng trong 1 h: m2 

999,9  124,99 (kg/h) 8

- Nhiệt dung riêng của nước: cn  4187 (J/kg) - Nhiệt độ ban đầu của nước : t11  20 C - Nhiệt độ của nước khi thủy hóa : t12  90 C  Nhiệt lượng cần cung cấp: Q2  mn .cn .(t12  t11 )  124,99*4187*(90  20)  36633319,1 (J/h) =36633,32

(kJ/h)  Lượng hơi cần cung cấp: H2=

1, 05.Q2  20, 79 (kg/h) 0,9.r

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 61

Đồ án tốt nghiệp

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

Gia nhiệt cho quá trình trung hòa  Thông số Dầu thô đã thủy hóa : 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: ck  3832,5 (J/kg.°C) Nhiệt độ của quá trình quá trình trung hòa : 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 =

1, 05.Q3  13,33 (kg/h) 0,9.r

Năng lượng tiêu tốn cho quá trình rửa dầu  Thông số : Dầu đã đã trung hòa : 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 :

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 62

Đồ án tốt nghiệp

H4 =

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

1, 05.Q4  74, 42 (kg/h) 0,9.r

Năng lượng tiêu tốn cho quá trình tẩy màu  Thông số : Dầu thô 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 =

1, 05.Q5  34, 64 (kg/h) 0,9.r

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 =

1, 05.(Q61  Q62 )  492,56 (kg/h) 0,9.r

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 63

Đồ án tốt nghiệp

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

Bảng 8: Năng lượng nhiệt và hơi sử dụng trong quá trình tinh luyện Quá trình

Nhiệt(kJ/h)

Thủy hóa Trung hòa Rửa Tẩy màu Khử mùi Tổng cộng

320 032,02 23 482,49 131 150,64 61 040,36 488 322,85

Hơi nước bão hòa(kg/h) 181,613 13,33 74,42 34,64 492,56 769,553

7.1.2. Chọn nồi hơi Với năng suất lò hơi là G = 769,533 kg/h. Chọn 2 nồi hơi có đặc tính như sau :  Kiểu nồi hơi:  Năng suất hơi: 500 kg/h  Áp suất làm việc: 10at  Diện tích lò : 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 : QNL  G (i 2  i1 )

Với : G  769,533*8  6156, 264 (kg/ca) i2  2780 kJ/kg

i1  759,6 kJ/kg  QNL  6156, 264.(2780  759,6)  12438115,79 (kJ/ca)

Lượng dầu FO tiêu hao trong 1 ca sản xuất : GdFO 

QNL  *q

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 64

Đồ án tốt nghiệp

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

Với : q  2222 kJ/kg: Nhiệt lượng tỏa ra ứng với 1kg dầu FO

  0, 7 : Hiệu suất nồi hơi GdFO 

QNL 12438115, 79   7996, 73 (kg FO/ca) 0, 7.2222 0, 7.2222

7.2. Tính điện 7.2.1. Điện động lực Bảng 9 : Thiết bị sản xuất Tên thiết bị Cánh khuấy Bơm ly tâm Bơm tuần hoàn axit béo Cánh khuấy thủy hóa, trung hòa, tẩy màu Ly tâm

Công suất(kW/h) 1 1 3,73 3,5

Số lƣợng 3 9 1 3

Tổng công suất 3 9 3,73 10,5

11

3

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)

Công suất tính toán 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

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 65

Đồ án tốt nghiệp

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

Điện chiếu sáng trong nhà máy thực phẩm dùng loại đèn có hiệu điện thế 220V. Căn cứ vào điều kiện môi trường làm việc chọn bong đèn chụi được bụi và ẩm cao.

Công suất cực đại 200 W b.Bố trí đèn Các công 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 bóng Trong đó: 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 bóng đèn bố trí có 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 n1 

a  2l 60  2.1,5 1   1  20 L 3

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 66

Đồ án tốt nghiệp

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

Tính số đèn theo chiều rộng, b= 30m n2 

b  2l 30  2.1,5 1   1  10 L 3

Số bóng đèn cần lắp đặt n  n1.n2  20.10  200  Tính cho phân xƣởng cơ điện H = 3,6 m, h khoảng cách ngắn nhất từ thiết bị điện đến bóng đèn h =1 L = 2.h = 2m l = 2m Tính số bóng đèn theo chiều dài nhà, a = 12 m n1 

a  2.l 12  2.2  4 L 2

 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 phòng khác Cụ thể là l = 1m h = 1, Tính số bóng cho chiều dài, a = 12 m n1 

a  2.l 12  2.1  5 L 2.1

Tính số bóng cho chiều rộng,b = 6 m n2 

b  2.l 6  2.1  2 L 2.1

Tổng số bóng cần lắp = n1.n2  5.2  10 d. Xác định công suất bóng Quang thong bóng đèn tính F=

Emin .S .K .Z .100 lumen n.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 67

Đồ án tốt nghiệp

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

Emin : Độ roi yêu cầu tối thiểu, Lux

S: Diện tích gian phòng K: Hệ số an toàn tính đến độ giảm điện quang khi làm việc lâu dài và khói bụi bám vào đèn, đối với đèn dây tóc 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 bóng đèn  : Hệ số sử dụng quang thông, phụ thuộc vào loại đèn, hệ số phản xạ của từng vị

trí của phòng,% Loại bóng sử dụng Bóng đèn sợi đốt 220V có hiệu suât nguồn phát sáng  = 10 – 15 lumen/W, chọn = 12 lumen/W Bóng đèn Compact 220V có hiệu suất nguồn phát sáng  = 60 – 80 lumen/W, chọn =72 lumen/W Bảng công suất chiếu sáng các hạng mục công trình sử dụng thiết bị chiếu sáng STT Tên nhà

1

2 3

4 5 6 7

S,m2

Nhà hành chính, nhà ăn Lò hơi Nhà giới thiệu sản phẩm Nhà bảo vệ Nhà y tế Bãi xe chở hàng Gara oto

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

E, lux

Số bóng

Quang Loại thong, bóng,W lumen 50 1140 72

 ,%

Công suất, W 475

342

50

30

54 54

30 80

4 6

40 80

1974 585

12 72

658 49

48 72 162

30 80 30

2 6 6

30 80 20

2808 2340 7898

12 72 12

468 195 3949

108

30

6

20

5265

12

2632

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 68

Đồ án tốt nghiệp

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

8 Tinh luyện 1800 9 Cơ điện 108 10 Nhà KCS 72 Tổng công suất chiếu sáng,W

40 30 80

200 4 10

50 40 80

1404 3159 1872

12 12 72

23400 1053 260 33139

Công suất các thiết bị chiếu sáng 33,139 KW/h Công 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 công suất và dung lƣợng bù Hệ số công suất Trong nhà máy sử dụng các động cơ không đồng bộ tiêu thụ thêm mạng điện công suất phản kháng để bù công suất tạo nên từ trường nên hệ số công suất thấp. Do đó ta tính theo cos tb cos tb 

Ptt Ptt 2  Qtt 2

Ptt  Kc * Pdl  K * Pcs ,K = 0,9 hệ số đồng nhất của đèn

 Ptt  0,6*1492,6  0,9*74,63  962,73 (kW/ngày) Qtt  Ptt * tgtb

Với Qtt là công suất phản kháng , đôi với nhà máy thực phẩm cos tb  0,7  Qtt  962,73*1,02  981,98 (kW/ngày)

Tính dung lượng bù Để giảm tải trọng điện trên đường dây do các thiết bị điện chạy không tải hoặc non tải và do sự không đồng bộ của thiết trong nhà máy ta phải nâng hệ số cos  Dùng phương pháp tụ điện để nâng cos  : GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 69

Đồ án tốt nghiệp

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

Qbù = Ptt *(tg 1  tg 2 ) tg1 : hệ số công suất ban đầu ứng với cos 1 =0,7 tg2 :hệ số công suất nâng lên ứng với cos  2 = 0,95

 Qtt  981,98*(1,02  0,33)  677,57 (kW/ngày)

Dùng tụ điện có dung lượng 10 kV Số tụ điện cần dùng là n=

Qbu  67, 7 , chọn n =68 q

Chọn loại tụ điện có đặc tính : 

Công 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 toàn, dễ thao tác, vận hành và phòng chống cháy nổ.

Chọn số lượng và công suất Để sử dụng công suất hợp lý chọn 2 máy biến áp: 1 máy lớn và 1 máy nhỏ có công suất bằng 20% máy lớn trong trường hợp nhà máy không sản xuất.

Chọn phụ tải làm việc với công suất 20% công suất máy: Sdm =

962, 73  1375,33 (kW/ngày) 0, 7

Công suất biến áp phụ 20%.Sdm = 0,2. 1375,33 = 275,07(kW/ngày) Bảng 10 : Chọn 2 máy biến áp Mã hiệu Công suất Cao áp GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Máy chính TC1000/10 1000 KVA 10. 5 KW

Máy phụ TC300/10 300 KVA 10 KW

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 70

Đồ án tốt nghiệp

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

Hạ áp Tổn hao không tải Tổn hao ngắn mạch Lưới điện

0. 525 KV 2. 6 KW 3 KW 380/220 V

0. 4 KV 0. 44 KW 1. 3 KW 380/220 V

Chọn máy phát điện : Để đề phòng trường hợp mất điện, chọn 5 máy phát điện có công suất khoảng 250 KVA để lắp đặt có các đặc tính sau:  Công suất : 250 KVA  Điện áp : 400 V  Tần số : 50 Hz  Hệ số công 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 : công 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 thoát nƣớc 8.1. Tiêu chuẩn nƣớc cấp cho sản xuất và sinh hoạt

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 71

Đồ án tốt nghiệp

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

 Nguồn nước cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt trong nhà máy có 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 không có 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 phòng cháy nổ, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị nâng cao tuổi thọ của máy. Nước cấp cho nồi hơi tuy không đòi hỏi cao về các chỉ tiêu vi sinh, hóa sinh nhưng lại yêu cầu cao về chỉ tiêu hóa học.

Bảng 10 : Tiêu chuẩn vệ sinh về chất lượng nước cấp cho nhà máy thực phẩm[4] STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Thành phần Độ trong Độ màu, theo màu Cobalt Mùi vị, đậy kín đun ở 50 60ºC Hàm lượng cặn không tan Hàm lượng cặn sấy khô Độ cứng (tính theo CaCO3) Độ pH Hàm lượng muối Độ oxy hóa Amoniac Nitrit Nitrat Nhôm Đồng Sắt Mangan Natri

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Đơn vị cm Độ Điểm

Giới hạn > 30 < 10 0

mg/l mg/l mg/l

5 500 500 6. 5 – 8. 5 250 – 400 0. 5 – 2. 0 0 0 10 0. 2 1 0. 3 0. 1 200

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 72

Đồ án tốt nghiệp

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

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

Sunfat Kẽm Hydrosunfua Clorobenzen và clorophenol Detergen Asen Cadimi Crom Xyanua Florua Chì Thủy ngân Selen Aldrin và dieldrin Benzen Benzo pyren Cacbontetraclorua Cloủan Cloroform 2. 4 D DDT 1. 2 – Dicloro etan 1. 1 – Dicloro etan Heptalo và heptaloepoxit Linủan (ó-hexa cloxy clo hexan)

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

400 5 0 0 0 0. 05 0. 005 0. 05 0. 1 1. 5 0. 05 0. 001 0. 001 0. 03 10 0. 01 3 0. 3 30 100 1 10 0. 3 0. 1 3

43 44 45 46 47 48 49

Hexaclorobenzen Metoxyclo Penta Clorophenol Tetra cloroeten Tri cloroeten 2. 4. 6 – triclorophenol Trihalomothenes

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

0. 01 30 10 10 30 10 30

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 73

Đồ án tốt nghiệp

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

Tổng hoạt độ  , 

50

Bq/l

0. 1

8.2. Nhu cầu sử dụng nƣớc toàn nhà máy 8.2.1.Nƣớc dung trong sản xuất Lượng nước cần dùng cho quá trình làm nguội sau khử mùi W1 =

Gd * C d * t d C n * t n

Với tn = 40 -20 = 10, td = 250 – 65 =185  W1 

45679,92 *2093*155  176967, 41 (kg/ngày) = 176 967,41 (l/ngày) = 4187 *20

176.96 (m3/ngày) Lượng nước cần dùng cho lò 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 hòa : 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 hóa W5 = 999,9 (kg/ngày) = 1(m3/ngày) Bảng 11 : Yêu cầu chất lượng nước cấp cho lò hơi Chỉ tiêu Độ cứng Oxy hòa tan pH Hidrazin Axit Silic Na+ Fe2+ GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Đơn vị tính mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

Kiểu dòng thẳng 0. 2 30 9. 1  0. 1 20 – 60 15 5 10

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Kiểu tuần hoàn 1 30 9. 1  0. 1 20 – 60 120 20 Page 74

Đồ án tốt nghiệp

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

Cu2+ Dầu mỡ

mg/l mg/l

5 0. 1

5 0. 3

8.2.2. Nƣớc dùng trong sinh hoạt Lượng nước cấp cho sinh hoạt của công nhân Số công 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 toàn nhà máy có 10 nhà vệ sinh, tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi phòng 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 có 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 toàn 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

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 75

Đồ án tốt nghiệp

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

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 có nhiệm vụ điều hòa 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, không rò rỉ và chống thấm tốt.

Kích thước bể : L×B×H = 12×9×2,5 (m) 8.3. Thoát nƣớc Để hạn chế tối đa mức hao hụt dầu, nước thải công nghệ cần được đưa vào hệ thống xử lý nước thải, đồng thời tránh gây ô nhiễm môi 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.

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 76

Đồ án tốt nghiệp

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

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 http://www.myilibrary.com?id=30940 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.http://www.vietrade.gov.vn/nong-sn-khac/1996-san-xuat-va-tieu-thu-dau-thuc-vat-taiviet-nam-2011.html 6. http://vocarimex.com.vn/vocarimex/vie/item_detail.asp?cat_id=186&item_id=134#itemd etail

GVHD: Ts.Vũ Hồng Sơn SVTH: Phạm Anh Toàn

Lớp: Kỹ thuật sinh học - K53

Page 77