Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic với năng suất 2000 tấn sản phẩmnăm từ nguyên liệu là tinh bột sắn.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
MỞ ĐẦU
Lịch sử của axit glutamic đã có hơn 100
năm và gắn liền tên tuổi của ông Kikunae
Ikeda. Trong bữa ăn gia đình, vợ ông chế biến
thức ăn thường cho rong biển vào. Ông nhận
thấy mùi vị của thức ăn đặc sắc hơn hẳn lên.
Kikunae Ikeda tiến hành nghiên cứu tại phòng
thí nghiệm riêng của mình để tìm hiểu xem
trong rong biển có chất nào mà làm cho thức
ăn đậm đà vị thịt như vậy. Cho đến năm 1907,
ông Kikunae Ikeda xác định được chất đó
chính là axit glutamic và ông tách được nó ra
khỏi rong biển. Ông không ngờ, công trình
nhận biết hoạt chất trong rong biển của ông
lại mở đường cho một ngành công nghiệp hùng mạnh ở thế kỉ 20 - Công nghiệp
sản xuất axit glutamic.
Axit glutamic thuộc loại axit amin thay thế nhưng có vai trò quan trọng
trong quá trình trao đổi chất ở cơ thể người và động vật.
Axit glutamic tham gia cấu tạo nên chất xám và chất trắng của não, kích
thích các phản ứng oxi hóa của não.
Khi vào cơ thể, axit glutamic chuyển hóa dưới dạng glutamat. Mỗi ngày, cơ
thể cần khoảng 10 gam glutamat, riêng não cần khoảng 2,3 gam glutamat.
Axit glutamic tham gia vào việc tạo thành protein và hàng loạt các axit
amin khác như: alanin, propin, xystin.
Vì vậy, trong y học, axit glutamic được xem là chất bổ não, chữa các bệnh
thần kinh phân lập, bệnh chậm phát triển về trí não, về tim mạch, các bệnh về cơ
bắp thịt.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm

  
1
Ông Kikunae Ikeda [27]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Ngoài ra, axit glutamic là nguồn nguyên liệu chủ yếu sản xuất bột ngọt và
một số chất điều vị khác, mục đích của nó là tạo hương vị, làm thức ăn thêm
ngon hơn.
Axit glutamic còn là nguồn nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số
hóa chất quan trọng.
Việc sản xuất axit glutamic là một việc cần thiết, là ngành công nghiệp
quan trọng cho công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm nói riêng và ngành
công nghiệp nói chung. Có rất nhiều phương pháp sản xuất axit glutamic như
tổng hợp hóa học, thuỷ phân và lên men vi sinh vật. Trong đó, phương pháp tổng
hợp từ vi sinh vật có nhiều ưu điểm hơn: không sử dụng nguyên liệu protit,
không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn, hiệu suất cao, giá
thành hạ, tạo ra axit glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao. Nó là một trong
những ứng dụng của công nghệ sinh học vào sản xuất. Nó không những có ý
nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn lao về xử lý môi trường vì tận dụng
được các phế thải của các ngành công nghiệp khác. Hiện nay, ở nước ta vẫn còn
ít các nhà máy sản xuất axit glutamic, vì vậy, để đáp ứng nhu cầu trong nước và
tiến tới xuất khẩu nên em chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic với
năng suất 2000 tấn sản phẩm/năm từ nguyên liệu là tinh bột sắn.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Khu vực miền Trung và các tỉnh Tây Nguyên chưa có nhà máy sản xuất
axit glutamic, nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất của khu vực cũng phong phú.
Đây là một điều kiện rất thuận lợi để chúng ta tiến hành sản xuất loại sản phẩm
này nhằm cung cấp cho thị trường rộng lớn và tiến đến xuất khẩu. Với những ưu
điểm như vậy nên việc xây dựng một nhà máy sản xuất axit glutamic ở Gia Lai là
việc làm hợp lý và sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình hoạt động.
1.1. Đặc điểm tự nhiên của tỉnh Gia Lai
Gia Lai nằm ở khu vực phía Bắc của Tây Nguyên, có diện tích tương đối
lớn. Phía bắc giáp tỉnh Kon Tum, phía nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía tây giáp
Campuchia với 90 km đường biên giới quốc gia, phía đông giáp các tỉnh Quảng
Ngãi, Bình Định và Phú Yên. Đặc biệt có khu công nghiệp Trà Đa nằm trong
thành phố Plêiku là điều kiện rất thuận lợi cho vấn đề cung cấp điện, nước, hơi
và nhiên liệu.
Khí hậu gió mùa cao nguyên, một năm có hai mùa: mùa mưa bắt đầu từ
tháng 5 và kết thúc vào tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Lượng mưa trung bình từ 2.200 đến 2.500 mm ở vùng Tây Trường Sơn và từ
1.200 đến 1.750 mm ở vùng Đông Trường Sơn. Nhiệt độ trung bình năm là 22 –
25ºC [13].
1.2. Vùng nguyên liệu
Ở Gia Lai có nhà máy đường An Khê cách khu công nghiệp Trà Đa 80km
về phía Đông, là một trong những nhà máy đường lớn của khu vực nên việc cung
cấp nguyên liệu cho nhà máy rất thuận lợi. Nhà máy tinh bột sắn ở Kon Tum
cũng cách khu công nghiệp 50km về phía Bắc sẽ là nguồn cung cấp tinh bột cho
sản xuất.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA

Ngoài ra, Gia Lai còn là vùng nguyên liệu sắn lớn của khu vực Nam Trung
Bộ và phía Bắc Tây Nguyên nên sẽ là nguồn nguyên liệu dồi dào cho nhà máy
hoạt động.
1.3. Hợp tác hóa
Khu công nghiệp Trà Đa là khu công nghiệp lớn của tỉnh Gia Lai và khu
vực Bắc Tây Nguyên nói chung nên quá trình hợp tác hóa với các nhà máy khác
về sử dụng các công trình công cộng như điện, nước, hệ thống giao thông, hệ
thống cấp thoát nước… sẽ thuận lợi, giảm chi phí đầu tư.
1.4. Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu
Gia Lai có các nhà máy thủy điện lớn như Ialy, Sêsan, An Khê… nên việc
cung cấp điện cho khu công nghiệp nói chung và nhà máy nói riêng sẽ luôn được
đảm bảo.
Bên cạnh đó, việc tạo điều kiện thuận lợi và sự quan tâm đầu tư của tỉnh
nên nguồn cung cấp hơi và các nhiên liệu cũng thuận lợi [15].
1.5. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Nước cung cấp cho nhà máy phải đảm bảo tiêu chuẩn về nước sạch cho các
nhà máy thực phẩm nên nguồn nước cung cấp cho nhà máy được lấy từ nguồn
nước của công ty cấp nước thành phố.
Nước trước khi đưa vào sản xuất được lắng, lọc, làm mềm và xử lý iôn.
Nước thải của nhà máy cũng được đưa về hệ thống xử lý nước thải chung
của khu công nghiệp rồi xử lý trước khi được thải ra ngoài.
1.6. Giao thông vận tải
Có Quốc lộ 14 nối Gia Lai với Kon Tum, Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng
về phía Bắc và Đắk Lắk, Đắk Nông, các tỉnh vùng Đông Nam Bộ về phía Nam.
Quốc lộ 19 nối với cảng Quy Nhơn dài 180km về phía Đông và các tỉnh Đông
Bắc Campuchia về hướng Tây. Quốc lộ 25 nối với Phú Yên. Ngoài ra, đường Hồ
Chí Minh cũng đi qua địa bàn tỉnh Gia Lai. Các quốc lộ 14, 25 nối Gia Lai với
các tỉnh Tây Nguyên và duyên hải miền Trung rất thuận tiện cho vận chuyển
hàng hóa đến cảng để xuất khẩu và các trung tâm kinh tế lớn của cả nước.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY

TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Sân bay Pleiku có đường bay từ Pleiku đi thành phố Hồ Chí Minh,
Đà Nẵng, Huế, Hà Nội và ngược lại [14].
Ngoài ra, cửa khẩu Lệ Thanh ở Gia Lai và cửa khẩu Bờ Y ở Kon Tum sẽ là con
đường để vận chuyển sản phẩm sang Campuchia và Lào phục vụ cho xuất khẩu [16].
1.7. Nhân công và thị trường tiêu thụ
Nguồn nhân công sẽ được tuyển từ nguồn lao động của địa phương và các
vùng lân cận, lượng lao động vãn lai cũng dồi dào từ đó có thể thuê nhân công
với giá rẻ.
Thị trường tiêu thụ được chọn là thị trường của cả nước và hướng đến xuất
khẩu sang các nước trong khu vực, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á.
1.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
Nguồn tiêu thụ cho sản phẩm của công ty chủ yếu là hướng vào các công ty
chế biến thực phẩm, các công ty chế biến dược phẩm, các công ty chế biến thức
ăn gia súc, gia cầm trong khu vực vì đây là các công ty cần một lượng axit
glutamic để phục vụ cho việc sản xuất hàng năm. Ngoài ra, các chế phẩm trong
quá trình sản xuất cũng làm nguyên liệu cho nhà máy phân bón phục vụ cho
trồng trọt.
Bên cạnh đó xuất khẩu sản phẩm sang các nước Lào và Campuchia cũng là
thị trường cần được hướng tới trong quá trình hoạt động của nhà máy.
Kết luận: Với những điều kiện thuận lợi trên là hoàn toàn có thể xây dựng và
đảm bảo cho sự hoạt động của một nhà máy sản xuất axit glutamic tại khu
công nghiệp Trà Đa của tỉnh Gia Lai.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm

  
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1. Axit glutamic
Axit glutamic là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều
trong các loại thực phẩm như protein thịt động vật, thực vật như cà rốt, rong biển,
…
Axit glutamic có công thức phân tử: C
5
H
9
NO
4
Axit glutamic có trọng lượng phân tử 147,13, bị phân giải ở nhiệt độ 247
÷
249
o
C, điểm đẳng điện là pH = 3,22. Có tính chất là hoà tan trong nước, hầu như
không tan trong cồn, ete và một số dung môi.
Axit glutamic phân bổ rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dưới
dạng tự do. Trong sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật, chúng có khả năng tổng hợp
axit glutamic từ nhiều nguồn cacbon khác nhau.
2.2. Các phương pháp để sản xuất axit glutamic
Có nhiều phương pháp để sản xuất axit glutamic bao gồm: phương pháp
hóa học, phương pháp thủy phân, phương pháp kết hợp, phương pháp lên men.
2.2.1. Phương pháp hóa học:
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
6
Hình 2.1: Cấu trúc phân tử axit glutamic [28]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Là phương pháp ứng dụng các phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên
axit glutamic và các amino axit khác từ các khí thải của công nghiệp dầu hỏa hay
các nguồn khác. Phương pháp hóa này chỉ thực hiện được ở những nước có công
nghiệp dầu hỏa phát triển và yêu cầu kỹ thuật cao.
2.2.2. Phương pháp thủy phân:
Là phương pháp sử dụng các tác nhân xúc tác là các hóa chất (axit, kiềm)
để thủy phân nguồn nguyên liệu giàu protit ( khô dầu, khô lạc,…) ra một hỗn hợp
các amino axit, từ đó tách axit glutamic ra. Ưu điểm là áp dụng được vào các cơ
sở thủ công, bán cơ giới và cơ giới dễ dàng. Có nhược điểm là cần sử dụng
nguyên liệu giàu protit hiếm và đắt, cần nhiều hóa chất và thiết bị chống ăn mòn,
hiệu suất thấp, giá thành cao, gây ô nhiễm môi trường.
2.2.3. Phương pháp kết hợp:
Là phương pháp kết hợp giữa tổng hợp hóa học và sinh học. Người ta tạo
phản ứng tổng hợp các chất trung gian. Sau đó, lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra
axit amin. Phương pháp này tuy nhanh nhưng yều cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng
cho nghiên cứu chứ ít áp dụng vào công nghệ sản xuất.
2.2.4. Phương pháp lên men (sinh tổng hợp)
Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi hiện nay để sản xuất axit glutamic.
Nguyên tắc: Dùng chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp ra axit glutamic
để sản xuất.
Ưu điểm: + Nguyên liệu rẻ hơn so với hai phương pháp trên.
+ Ít sử dụng hoá chất, thiết bị chống ăn mòn.
+ Hiệu suất quá trình rất cao.
+ Có thể sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau nhờ vào chủng
vi sinh vật.

Nhược điểm: + Quá trình đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao và nghiêm ngặt.
+ Đảm bảo vô trùng mới tạo sản phẩm.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Sản xuất axit glutamic bằng phương pháp lên men người ta sử dụng 2
phương pháp là lên men 2 giai đoạn (gián đoạn) và lên men 1 giai đoạn
(trực tiếp).
2.2.4.1. Phương pháp lên men hai giai đoạn
Nguyên tắc của phương pháp này là đầu tiên tạo ra α_Ketoglutaric bằng các
kĩ thuật vi sinh như nuôi cấy vi sinh vật. Sau đó, chuyển hoá α_Ketoglutaric
thành axit glutamic nhờ enzyme aminotransferase và glutamatdehydrogenase.
Giai đoạn chuyển từ α_Ketoglutaric thành axit glutamic có thể sử dụng
nhiều chủng khác nhau như Pseudomonas, Xantonomas,
Ervinia,Bacillus,Micrococus.
Nhược điểm của phương pháp này là dùng quá nhiều enzyme và axit amin
làm nguồn amin cho phản ứng dây chuyền nên ít được dùng trong công nghiệp.
2.2.4.2. Phương pháp lên men trực tiếp
Nguyên tắc của phương pháp này là sản xuất axit glutamic ngay trong dịch
nuôi cấy bằng một loại vi sinh vật duy nhất. Các sinh vật này đều có hệ enzyme
đặc biệt có thể chuyển tiếp đường và NH
3
thành axit glutamic trong môi trường.
Ưu điểm: + Sử dụng đường làm nguyên liệu có hiệu suất cao.
+ Nguyên liệu sử dụng rẻ tiền, dễ kiếm.
+ Nguyên liệu chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cho
quá trình lên men.

Từ những năm 50 của thế kỉ XIX, ở Nhật Bản đã chú ý đến phương pháp lên
men trực tiếp axit glutamic và từ đó đến nay sản phẩm này hàng năm vẫn đứng đầu
trong công nghiệp axit amin. Axit glutamic sản xuất chủ yếu ở Nhật Bản, chiếm 50 %
sản lượng thế giới, chủ yếu bằng phương pháp lên men trực tiếp.
2.3. Chủng sản xuất axit glutamic
Các chủng Corynebacterium Glutamicum được dùng chủ yếu làm giống
nuôi cấy để sản xuất axit glutamic. Trong số này có các chủng trước đây gọi là
Micrococcus nay cũng được xếp vào giống Corynebacterium. Ngoài ra, trong
công nghiệp còn thấy dùng các chủng thuộc Brevibacterium Flavum và
Divaricatum.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Các chủng này thiếu enzyme α-ketoglutarat-dehydrogenaza, nhưng có hoạt tính
cao của enzyme glutamat-dehydrogenaza. Axit glutamic được tổng hợp thừa trong
tế bào và được tiết ra ngoài môi trường nhờ tính thấm của màng tế bào bị thay đổi.
Tính thấm bị thay đổi vì thiếu biotin, do tác dụng penicilin hay do dẫn xuất của axit
béo. Sự hư hại tính thấm xuất hiện ở nồng độ biotin tối ưu là 2-5µg/l. Còn nồng độ
biotin tối thích cho sự phát triển của chủng sản xuất khoảng 14 µg/l.
Hiện nay, bằng các phương pháp gây đột biến, người ta đã tạo ra các chủng
mới có nhiều đặc tính quí như chủng đột biến Corynebacterium Glutamicum 490
(theo phát minh của Liên Xô) tạo được axit glutamic trong môi trường giàu biotin
mà không cần thêm các chất kháng biotin. Ngoài ra người ta đã tạo được một số
chủng đột biến Corynebacterium Glutamicum không bị giới hạn bởi nồng độ biotin.
2.4. Nguyên liệu
Nguyên lệu chính để sản xuất axit glutamic là hydrat cacbon, có thể dùng
glucoza, fructoza, maltoza, saccaroza, rỉ đường, tinh bột,…Ở Việt Nam và nhiều

nước trên thế giới hiện nay sản xuất axit glutamic từ rỉ đường và tinh bột sắn, là
hai nguồn nguyên liệu chủ yếu.
Các chất khoáng thường được sử dụng trong quá trình sản xuất bao gồm:
K
2
HPO
4
, MnSO
4
, MgSO
4.,
Nguồn nitơ thường dùng là urê, với tỷ lệ phụ thuộc
vào từng chủng, cũng có thể dùng (NH
4
)
2
SO
4

,(NH
4
)Cl.
2.5. Lên men
Trong sản xuất axit glutamic người ta thường tiến hành lên men theo chu kì,
vì yêu cầu tuyệt đối của quá trình sản xuất. Thời gian lên men phụ thuộc vào hàm
lượng đường có trong môi trường, vào phương pháp cho đường vào dịch nuôi
cấy một lần hoặc nhiều lần, vào mức độ thông khí và đặc tính sinh lý của chủng
vi sinh vật nuôi cấy.
Trong dung dịch, đường thường chiếm khoảng 8-25%. Trong quá trình lên
men, người ta có thể sử dụng nồng độ đường cao ngay từ ban đầu. Nhưng phương

pháp sử dụng đường làm nhiều lần trong suốt thời gian lên men thường cho hiệu quả
cao hơn. Lên men trong 2
÷
3 ngày. Nhiệt độ lên men nên duy trì 30-32
o
C.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Thông khí trong môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian lên men. Oxy
phải được cung cấp thường xuyên. Trong thực tế sản xuất, chỉ cần điều kiện thoáng
khí bình thường bằng cách khuấy trộn dịch lên men với cánh khuấy v = 450 v/p.
Sau khi lên men người ta tiến hành cô đặc, kết tinh để thu axit glutamic
tinh thể. Hiện nay, người ta thường kết tinh trong thiết bị kết tinh 2 vỏ, kết hợp
sử dụng axit và nước lạnh cho quá trình kết tinh.
CHƯƠNG 3
CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT
3.1. Chọn phương pháp sản xuất
Có nhiều phương pháp để sản xuất axit glutamic bao gồm: phương pháp
hóa học, phương pháp thủy phân, phương pháp kết hợp, phương pháp lên men.
Trong đó, phương pháp lên men trực tiếp có nhiều ưu điểm nhất. Phương pháp
này có nhiều ưu việt là sử dụng nguyên liệu gluxit, hiệu suất thu hồi cao, giá
thành rẻ (như đã trình bày ở mục 2.2.4.2). Vì vậy, em chọn phương pháp lên men
1 giai đoạn để sản xuất axit glutamic.
3.2. Chọn chủng vi sinh vật
Theo kết quả nghiên cứu trên thế giới cho
thấy các chủng có khả năng sinh tổng hợp axit

glutamic cao thuộc các loài: Corynebacterium,
Micrococus, Brevibacterium, Corynebacterium,
Arthrobacterium và Microbacterium.
Ở đây, em chọn chủng đột biến
Corynebacterium Glutamicum không bị giới hạn
bởi nồng độ biotin vì giống này có khả năng sinh
tổng hợp axit glutamic cao và không bị khống chế
bởi nồng độ biotin.
3.3. Chọn nguyên liệu
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
10
Hình 3.1: Chủng Corynebacterium [29]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Nguyên liệu chính để sản xuất Axit Glutamic là hydrat cacbon. Người ta
dùng nguyên liệu chủ yếu là dịch có đường, hoặc rỉ đường, hoặc các nguồn
nguyên liệu tinh bột đã qua giai đoạn đường hóa. Khoai mì là nguyên liệu tinh
bột được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Nước ta có nguồn tinh bột sắn dồi dào
nhất, chúng được trồng ở khắp cả ba miền đất nước. Với đặc tính dễ trồng, sản
lượng cao, đầu tư ít nên tinh bột sắn tương đối rẻ so với các loại tinh bột khác
như tinh bột ngô, khoai tây Ngoài ra còn có các nguồn dinh dưỡng bổ sung như
muối amôn, photphat, sulfat, biotin, vitamin B…
3.3.1. Tìm hiểu chung về khoai mì
Nguồn gốc:
Sắn (hay còn gọi là khoai mì) có tên khoa học là Manihot Esculenta là cây
lương thực ưa ẩm, nó phát nguồn từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỉ
XVI mới được trồng ở châu Á và Phi. Ở nước ta, khoai mì được trồng ở khắp nơi
từ nam chí bắc nhưng do quá trình sinh trưởng và phát dục của khoai mì kéo dài,

khoai mì giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh trung du và thượng du Bắc Bộ như:
Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình … là điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả.
Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại giống. Nhân dân ta thường
căn cứ vào kích tấc, màu sắc củ, thân, gân lá và tính chất khoai mì đắng hay ngọt
(quyết định bởi hàm lượng axit HCN cao hay thấp) mà tiến hành phân loại.
Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại:
khoai mì đắng và khoai mì ngọt.
Cấu tạo hóa học:
Cũng như phần lớn các loại hạt và củ, thành
phần chính của củ khoai mì là tinh bột. Ngoài ra,
trong khoai mì còn có các chất: đạm, muối khoáng,
lipit, xơ và một số vitamin B1, B2.
Như vậy, so với nhu cầu dinh dưỡng và sinh tố
của cơ thể con người, khoai mì là một loại lương thực,
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
11
Hình 3.2: Khoai mì (sắn)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
nếu được sử dụng mức độ thích hợp thì có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu đường
bột của cơ thể.
- Tinh bột: Là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá
trị sử dụng của chúng. Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 mircomet
- Đường trong khoai mì chủ yếu là glucoza và một ít maltoza, saccaroza.
Khoai mì càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến, đường hoà tan
trong nước được thải ra trong nước dịch.
- Protein: Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng
ít ảnh hưởng đến quy trình công nghệ. Tỉ lệ khoảng:1-1,2%.

- Nước: Lượng ẩm trong củ khoai mì tươi rất cao, chiếm khoảng 70% khối
lượng toàn củ. Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ tươi rất khó khăn.
Vì vậy ta phải đề ra chế độ bảo vệ củ hợp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể.
- Độc tố trong củ mì: Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong khoai mì
còn có độc tố. Chất độc có trong cây khoai mì ngày nay đã được nghiên cứu và
xác định tương đối rõ. Đó chính là HCN. Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới
dạng phazeolunatin gồm hai glucozit Linamarin và Lotaustralin.
- Hệ enzyme: Trong khoai mì, các chất polyphenol và hệ enzyme
polyphenoloxydaza có ảnh hưởng nhiều tới chất lượng trong bảo quản, chế biến.
Khi chưa đào hoạt độ chất men trong khoai mì yếu và ổn định nhưng sau khi đào
thì chất men hoạt động mạnh. Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá
polyphenol tạo thành octoquinon sau đó trùng hợp các chất không có bản chất
phenol như axitamin để hình thành sản phẩm có màu. Trong nhóm
polyphenoloxydaza có những enzyme oxy hoá các monophenol mà điển hình là
tirozinnaza xúc tác sự oxy hoá axit amin tirozin tạo nên quinon tương ứng. Sau
một số chuyển hoá các quinon này sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin.
Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt khoai mì có màu đen mà
thường gọi là khoai mì chảy nhựa. Vì enzyme tập trung trong mủ ở vỏ cùi cho nên
các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lớp ngoại vi.
Khi khoai mì đã chảy nhựa thì lúc mài xát khó mà phá vỡ tế bào để giải phóng
tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Ngoài tirozinaza các enzyme oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất
chất khô của củ.
- Hàm lượng tannin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là

chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với
Fe tạo thành sắt tannat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến
màu sắc của tinh bột nếu như trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt
để. Trong bảo quản khoai mì tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do
nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát. Ngoài
ra nếu củ bị chảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối khô.
Đi sâu phân tích về phương diện tổ hợp thành các chất dinh dưỡng chủ yếu là
đạm và tinh bột (vì đó là hai thành phần quan trọng của củ khoai mì có giá trị
kinh tế nhất).
- Tỷ lệ tinh bột và đạm phân bố không đều trong những bộ phận khác
nhau của củ khoai mì. Quy luật chung: hàm lượng tinh bột tập trung nhiều nhất ở
phần sát vỏ bao, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi, nhưng
lượng đạm lại tăng lên một phần so với những lớp bên ngoài.
Giá trị sử dụng:
- Trước hết, khoai mì có khả năng thay thế trực tiếp một phần khẩu phần
gạo của nhân dân ta. Đó là thực phẩm dễ ăn, dễ chế biến, khả năng bảo quản
cũng tương đối ổn định nếu được chế biến thành bột hay những thành phẩm
sơ chế khác như khoai mì lát, miếng khoai mì…
- Với nhu cầu của công nghệ, khoai mì là nguồn nguyên liệu trong các
ngành kỹ nghệ nhẹ, ngành làm giấy, ngành làm đường dùng hóa chất hay lên
men thực vật để chuyển hoá tinh bột khoai mì thành đường mạch nha hay
glucose, trong công nghệ thực phẩm, dược phẩm Trong sản xuất rượu và cồn
đều có thể sử dụng khoai mì làm nguyên liệu chính.
3.3.2. Tinh bột sắn
Tinh bột sắn là sản phẩm được chế biến từ củ sắn. Việt Nam hiện là nước
có số lượng về xuất khẩu tinh bột sắn đáng kể. Trong tinh bột sắn chứa 83-88%
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  

13
Hình 3.3: Tinh bột sắn[6]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
hàm lượng tinh bột. Là một loại nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm và cho hiệu quả kinh tế cao.
Vì vậy tôi chọn tinh bột sắn làm nguyên liệu sản xuất Axit Glutamic.

3.4. Qui trình sản xuất axit glutamic
Qua tham khảo qui trình sản xuất bột ngọt của công ty Ajinomoto, sách công nghệ
sản xuất mì chính của GS.TS Nguyễn Thị Hiền, một số tài liệu trên mạng và các tài liệu
liên quan, em đưa ra qui trình sản xuất axit glutamic như sau:
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
14
Tinh bột sắn
Pha loãng, lọc (Bx=33-40%)
Dịch hóa (pH=5,5÷7;
t
o
C=90110)
Đường hóa (pH=4,24,5;
t
o
C=6062)
Pha chế dịch lên men
pH = 6,7÷6,9
Thanh trùng (115
0
C, 20 phút)

và
Làm nguội 2830
o
C
Giống gốc
Nhân cấp I Cấp II Lên men pH = 8,0
Lọc tách sinh khối
Cô đặc chân không (Bx=30)
Tẩy màu
_amylaza
_amylaza
K
2
HPO
4
0,15%
MgSO
4
0,075%
MnSO
4
0,0025%
FeSO
4
0,05
Than hoạt tính
Dịch đường 38÷45%
dầu lạc 0,1%
Urê 1,8%
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA

3.5. Thuyết minh qui trình
3.5.1. Xử lí nguyên liệu
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
15
Axit hóa và kết tinh (pH=3,2;
t
o
= 5
o
C)

Ly tâm
Lọc băng tải
Sấy
Làm nguội
Bao gói
Bảo quản
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Nguyên liệu tinh bột
Tinh bột sắn là sản phẩm được chế biến từ củ sắn. Trong tinh bột sắn chứa
83-88% hàm lượng tinh bột. Hơn nữa, Việt Nam hiện là nước đứng thứ 3 về xuất
khẩu tinh bột sắn. Vì vậy, tinh bột sắn thích hợp để làm nguyên liệu trong việc
sản xuất axit glutamic.
Sử dụng xylo để chứa tinh bột.
a. Pha loãng, lọc:
Pha loãng nhằm làm trương nở các hạt tinh bột và sau đó tiến hành lọc

nhằm loại bỏ những chất cặn bã trong dịch tinh bột trước khi thủy phân.
Nồng độ tinh bột hòa tan khoảng 33- 40 %.
Sử dụng thiết bị hoà tan hình trụ, thép không rỉ, có cánh khuấy.
Sau khi pha loãng, dung dịch tinh bột được chảy qua thiết bị lọc hình trụ
bên trong là màng lọc bằng kim loại, đặt trong thùng lọc nhằm làm sạch tinh bột
trước khi đưa vào thủy phân. Sử dụng thùng lọc hình trụ, thép không rỉ, phía trên
có màng lọc bằng thép.
b. Dịch hóa:
Mục đích của dịch hóa là chuyển tinh bột thành dịch dextrose để sau đó thực
hiện quá trình đường hóa. Dùng enzyme
α
_amylaza để thực hiện quá trình này.
Qui trình bao gồm: Tinh bột khô (hoặc ướt) Hòa tan Lọc cặn bã
Dịch sữa bột Xử lý bằng enzyme
α
_amylaza Dịch dextrose.
Thông số kỹ thuật:
pH = 5,5 – 7,0; nhiệt độ : 90 – 110
o
C ; thời gian thực hiện : 40 phút [8].
Thiết bị: Thực hiện quá trình dịch hóa trong các nồi phản ứng [5, tr 87].
c. Đường hóa:
Dịch tinh bột sau khi dịch hóa được chuyển qua nồi phản ứng để hạ nhiệt độ
xuống 60 – 62
o
C trước khi bổ sung enzyme vào thiết bị.
Mục đích của đường hóa là nhằm chuyển dịch dextrose thành đường
glucoza – nguồn dinh dưỡng mà vi sinh vật lên men có thể sử dụng được.
Qui trình đường hóa:
Dịch dextrose xử lý bằng

γ
_amylaza dịch glucoze.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Dùng emzym
γ
_amylaza để thực hiện quá trình này.
Các thông số kỹ thuật của quá trình đường hóa này là: pH = 4,2 – 4,5;
nhiệt độ : 60 – 62
o
C ; thời gian thực hiện : 60 – 70h [8].
Thiết bị: Quá trình đường hóa được tiến hành trong các nồi phản ứng có bổ sung
enzyme
γ
_amylaza [5, tr 87].
3.5.2. Pha chế dịch lên men
Mục đích: Tạo ra hỗn hợp môi trường cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình
lên men tạo sinh khối.
Tiến hành: Phối trộn giữa dịch thủy phân tinh bột và các chất khoáng vào
môi trường lên men theo bảng sau: [4, tr 84]
Nồng độ đường : 10%
K
2
HPO
4
: 0,15%

MgSO
4
7H
2
O : 0,075%
MnSO
4
: 0,0025%
FeSO
4
: 0,05%
Điều chỉnh pH đến : 6,7 ÷ 6,9
Dùng các cyclon chứa để tiến hành pha chế dịch lên men.
3.5.3. Thanh trùng và làm nguội
Mục đích: Thanh trùng nhằm tiêu diệt các vi sinh vật gây hại trong
môi trường dinh dưỡng trước khi lên men và làm nguội để hạ nhiệt độ
môi trường xuống nhiệt độ thích hợp với vi sinh vật để lên men.
Thanh trùng: Dịch được bơm ngược chiều với hơi nước, để tạo ra quá trình
trao đổi nhiệt. Thanh trùng ở 115
0
C trong thời gian 20 phút rồi được làm nguội
nhiệt độ của dịch lên men xuống 30
÷
32
0
C [8].
Chọn thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng.
3.5.4. Nhân giống
Mục đích là tạo ra đủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men.
Quá trình nhân giống được tiến hành qua các bước sau: [4, tr 171]

GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Giống gốc cấy truyền ra ống thạch nghiêng đời 1 cấy truyền ra
ống thạch nghiêng đời 2 lên men bình lắc (giống cấp 1) nuôi trong
thùng tôn (giống cấp 2) lên men chính (giống cấp 3).
Quá trình nhân giống được tiến hành trong các thùng gây men.
3.5.5. Lên men
Mục đích của khâu này là thông qua các hoạt động sống của vi khuẩn trong
những điều kiện thích hợp để chuyển hoá đường glucoze và đạm vô cơ thành axit
glutamic. Nồng độ đường ban đầu trong dịch lên men là 10% [8].
Để đảm bảo cho quá trình lên men đạt hiệu quả cao phải chú ý khống chế
các điều kiện kỹ thuật như:

Nhiệt độ luôn giữ ở 32
o
C.
Lượng không khí : 30 ÷ 40cm
3
/giờ cho 1m
3
môi trường.
Cánh khuấy hai tầng: 180 ÷ 200vòng/phút.
pH giảm đến 7 thì phải bổ sung urê ngay cho pH lên 8, thường bổ sung
một nồi lên men gián đoạn 2 – 3 lần.
Thiết bị: Dùng thiết bị lên men với bộ đảo trộn cơ học dạng sủi bọt.
3.5.6. Lọc tách sinh khối

Lọc nhằm tách riêng dung dịch có chứa axit glutamic ra khỏi xác tế bào
vi sinh vật lên men trước khi tiến hành công đoạn tiếp theo cô đặc chân không.
Dùng thiết bị lọc màng dạng khung phẳng.
3.5.7. Cô đặc chân không
Nhằm làm tăng nồng độ của dịch axit glutamic trước khi kết tinh.
Thiết bị: Sử dụng thiết bị cô đặc chân không.
3.5.8. Tẩy màu
Mục đích: Dùng than hoạt tính để hấp thụ những chất màu, tạp chất được
sinh ra trong quá trình lên men.
Dùng thiết bị tẩy màu có cột than hoạt tính cố định và cho dung dịch
cần tẩy đi qua cột.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
3.5.9. Axit hóa và kết tinh
Mục đích: chuyển axit glutamic từ pha lỏng sang pha rắn tinh thể.
Axit hóa axit glutamic: Toàn bộ dung dịch axit glutamic thu được trên được
đưa về thùng kết tinh. Cho cánh khuấy hoạt động liên tục để ngăn ngừa axit
glutamic kết tủa quá sớm, kết tinh nhỏ và hiệu quả thấp. Cho H
2
SO
4
98% vào để tạo
điểm đẳng điện ở pH = 3,22 thì thôi và bắt đầu làm lạnh.
Làm lạnh và kết tinh: dịch axit glutamic sau khi đạt pH đẳng điện thì cho
nước lạnh khoảng 5
0

C vào vỏ thùng và làm lạnh. Trong quá trình này cánh
khuấy hoạt động liên tục làm cho axit glutamic kết tinh xốp và tơi, sau ít nhất
48 giờ thì quá trình kết tinh kết thúc.
3.5.10. Ly tâm
Mục đích tách pha rắn và lỏng :
- Pha rắn: gồm axit glutamic đã kết tinh và lắng xuống, thu được axit
glutamic ẩm.
- Pha lỏng: gồm nước và một ít axit glutamic không kết tinh hòa tan vào
ta gọi đó là nước cái. Phần nước cái đưa đi kết tinh lại.
Thiết bị: Dùng thiết bị ly tâm tách nước để tách nước ra khỏi tinh thể axit
glutamic, với tốc độ ly tâm là 1450v/p.
3.5.11. Lọc băng tải
Nhằm thu tinh thể axit glutamic sau khi đã ly tâm tách nước và cũng làm
giảm độ ẩm của tinh thể axit trước khi tiến hành sấy.
Sử dụng thiết bị lọc băng tải.
3.5.12. Sấy
Mục đích của công đoạn này là nhằm tách hoàn toàn nước ra khỏi axit
glutamic trước khi đưa tinh thể axit glutamic vào gói rồi bảo quản.
Nhiệt độ sấy < 80
0
C thường từ 70- 80
0
C là thích hợp.
Quá trình kết thúc axit glutamic chỉ còn độ ẩm khoảng 0,5- 1%.
Dùng thiết bị máy sấy băng tải để thực hiện quá trình sấy này.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
19

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
3.5.13. Làm nguội
Tinh thể axit glutamic được làm nguội trên băng tải làm nguội trước khi
bao gói.
3.5.14. Bao gói
Tinh thể axit glutamic sau khi làm nguội được chuyển vào thiết bị bao gói
để bao gói trước khi được bảo quản. Quá trình bao gói có ghi rõ khối lượng, ngày
sản xuất của sản phẩm.
Thiết bị: Dùng máy đóng bao bì để thực hiện quá trình này.
CHƯƠNG 4
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong một năm
Nhà máy làm việc liên tục 3 ca/ngày. Mỗi ca 8 giờ.
Tháng 11 nhà máy nghỉ sản xuất 10 ngày để tu sửa và vệ sinh thiết bị.
- Các ngày nghỉ trong năm:
+ Mỗi người công nhân được nghỉ phép 10 ngày/năm.
+ Tết dương lịch nghỉ 1 ngày
+ Tết âm lịch nghỉ 5 ngày
+ Chiến thắng 30/4 nghỉ 1 ngày
+ Quốc tế lao động nghỉ 1 ngày
+ Giỗ tổ Hùng Vương nghỉ 1 ngày
+ Quốc khánh 2-9 nghỉ 1 ngày
+ Một tháng nghỉ chủ nhật 1 ngày
Ta có tổng kết thời gian sản xuất của nhà máy trong một năm như sau:
Số ngày làm việc trong năm: 366 – 31 = 335 ngày.
Số ca làm việc trong năm: 335
×
3 = 1005 ca.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Bảng 4.1: Biểu đồ sản xuất của nhà máy
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cả
năm
Số ngày
làm
29 23 29 28 29 29 30 30 28 30 20 30 335
Số ca
làm
87 69 87 84 87 87 90 90 84 90 60 90 1005
4.2. Tính cân bằng vật chất
Ta giả sử tổn hao của từng công đoạn so với công đoạn trước đó như sau:
Nguyên liệu Tinh bột
Hòa nước 0,5 %
Lọc 1%
Dịch hóa 2%
Đường hóa 2%
Pha chế dịch lên men 2,5%
Thanh trùng và làm nguội 1,5%
Lên men 1,5%
Lọc tách sơ bộ 2%
Cô đặc chân không 2,5%
Tẩy màu 1%
Axit hóa, kết tinh 3%
Ly tâm 4%
Lọc băng tải 1%

Sấy 1%
Làm nguội 1,5%
Bao gói 0,5%
Nhà máy sản xuất axit glutamic tinh thể với năng suất 2000 tấn/năm.
Như vậy năng suất mỗi ca của nhà máy là:
m
axit glutamic
= 2000 : 1005 = 1,990 tấn/ca = 1990 kg/ca.
4.2.1. Bao gói
Tỉ lệ hao hụt là 0,5%
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Lượng axit glutamic trước khi bao gói là:
2000
5,0100
100
1990 =
−
×
(kg/ca).
4.2.2. Làm nguội
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 1,5%
Lượng axit glutamic thu được trước khi làm nguội là:
46,2030
5,1100
100

2000 =
−
×
(kg/ca).
4.2.3. Sấy
Tỉ lệ hao hụt là 1%
Giả sử tinh thể axit glutamic có độ ẩm trước và sau khi sấy lần lượt là:
Độ ẩm trước khi sấy là 2,5%
Độ ẩm sau khi sấy là 0,4%

Khối lượng axit glutamic trước khi sấy đã tính hao hụt :

97,2050
1100
100
46,2030 =
−
×
(kg/ca).
V
1
C
1
Hơi nước

V
2
C
2
Hình 4.1: Sơ đồ cân bằng vật chất cho công đoạn sấy

Gọi V
1
là lượng tinh thể axit glutamic ẩm đem sấy
C
1
Nồng độ axit glutamic trước khi sấy : 100 - 2,5 =97,5%
C
2
Nồng độ axit glutamic sau khi sấy : 100 – 0,4 = 99,6%
V
2
Khối lượng axit glutamic trước khi sấy đã tính hao hụt : 2050,97 (kg/ca)
Ta có : V
1
C
1
= V
2
C
2

Vậy lượng tinh thể axit glutamic ẩm đem sấy là:
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
22
Sấy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
V

1
=
14,2095
5,97
6,99
97,2050 =×
(kg/ca).
4.2.4. Lọc băng tải
Tỉ lệ hao hụt là 1%
Giả sử độ ẩm của axit glutamic trước khi lọc là 8%
Độ ẩm sau khi lọc là 2,5%
Khối lượng axit glutamic trước khi lọc đã tính hao hụt :

30,2116
1100
100
14,2095 =
−
×
(kg/ca).
V
1
C
1


V
2
C
2

Hình 4.2: Sơ đồ cân bằng vật chất cho công đoạn lọc băng tải
Gọi V
1
là lượng axit glutamic trước khi tiến hành lọc
C
1
Nồng độ axit glutamic trước khi lọc : 100 - 8 = 92%
C
2
Nồng độ axit glutamic sau khi lọc : 100 – 2,5 = 97,5%
V
2
Khối lượng axit glutamic trước khi lọc đã tính hao hụt : 2116,30 (kg/ca)
Ta có : V
1
C
1
= V
2
C
2

Vậy lượng axit glutamic trước khi tiến hành lọc là:
V
1
=
82,2242
92
5,97
30,2116 =×

(kg/ca).
4.2.5. Ly tâm
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này 4%
Khối lượng axit glutamic trước khi ly tâm đã tính hao hụt là:

27,2336
4100
100
82,2242 =
−
×
(kg/ca).
Giả sử trước khi ly tâm nồng độ axit glutamic là 30% nên hàm lượng nước
chiếm 70%.
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
23
Lọc băng tải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Giả sử sau khi ly tâm nồng độ axit glutamic là 92%
V
1
C
1

V
2
C

2
Hình 4.3: Sơ đồ cân bằng vật chất cho công đoạn ly tâm
Gọi V
1
là khối lượng dịch trước khi tiến hành ly tâm
C
1
Nồng độ axit glutamic trước khi ly tâm : 30%
C
2
Nồng độ axit glutamic sau khi ly tâm : 92%
V
2
Khối lượng axit glutamic trước khi ly tâm đã tính hao hụt : 2336,27 (kg/ca)
Ta có : V
1
C
1
= V
2
C
2

Vì vậy khối lượng dịch trước khi ly tâm là:
V
1
=
56,7164
30
92

27,2336 =×
(kg/ca).
4.2.6. Axit hóa, kết tinh
Giả sử hiệu suất kết tinh đạt 70%
Tỉ lệ hao hụt của quá trình này là 3%
Lượng axit glutamic trước khi hao hụt là:
14,7386
3100
100
56,7164 =
−
×
(kg/ca).
Vì hiệu suất kết tinh chỉ 70% nên khối lượng dung dịch axit trước khi kết tinh là:

63,10551
70
100
14,7386 =×
(kg/ca).
4.2.7. Tẩy màu
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 1%
Khối lượng dịch axit glutamic trước khi tẩy màu là:
22,10658
1100
100
63,10551 =
−
×
(kg/ca).

4.2.8. Cô đặc chân không
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
24
Ly tâm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Tỉ lệ hao hụt 2,5%
Giả sử hiệu suất của quá trình cô đặc đạt 80%
Sau khi cô đặc hàm lượng ẩm trong axit là 70%
Trước khi cô đặc nồng độ axit glutamic là 17% [8] nên hàm lượng ẩm trong
dịch axit là 83%
Khối lượng axit glutamic trước khi cô đặc chân không đã tính hao hụt và
hiệu suất:

38,13664
80
100
5,2100
100
22,10658 =×
−
×
(kg/ca).
V
1
C
1

V
2
C
2
Hình 4.4: Sơ đồ cân bằng vật chất cho công đoạn cô đặc chân không

Gọi V
1
là khối lượng dịch axit trước khi cô đặc
C
1
Nồng độ axit glutamic trước khi cô đặc : 100 – 83 = 17%
C
2
Nồng độ axit glutamic sau khi ly tâm : 100 – 70 = 30%
V
2
Khối lượng axit glutamic trước khi cô đặc chân không đã tính hao hụt và
hiệu suất: 13664,38 (kg/ca)
Ta có : V
1
C
1
= V
2
C
2

Vậy khối lượng dịch axit trước khi cô đặc là:
V

1
=
61,24113
17
30
38,13664 =×
(kg/ca).
4.2.9. Lọc tách sơ bộ
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 2%
Giả sử hiệu suất của cả quá trình lọc đạt 90%
Khối lượng dịch axit sau khi hao hụt là:
GVHD:Th.S NGUYỄN T. MINH XUÂN SVTH:TRẦN T. THÙY
TRANG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 2000 tấn sp/năm
  
25
Cô đặc chân không