Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sản phẩmngày

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
MỞ ĐẦU
Cách đây 100 năm, tại Nhật Bản, vị giáo sư Kikunae lkeda (Đại học Hoàng
gia Tokyo) đã khám phá ra chất tạo nên vị ngọt thịt, đó chính là glutamate.
Glutamate một axit amin được tìm thấy trong tự nhiên và hiện diện nhiều
trong các sản phẩm: thịt, cá, trứng, rau củ. Chất glutamate này đã từng được chiết
xuất thành công từ tảo biển, có thể được tạo ra từ nguyên liệu đường tinh, bột sắn
bằng phương pháp lên men tự nhiên [23].
Mì chính được giới thiệu lần đầu tiên tại thị trường Nhật Bản. Ngày nay, mì
chính đã được sử dụng tại hầu hết các nước trên thế giới. Sản lượng mì chính vào
khoảng 1,6 triệu tấn/năm. Theo các thống kê, mức tiêu thụ mì chính không khác
nhau nhiều ở các nước trên thế giới, chỉ khác nhau về hình thức thể hiện: hạt nêm
thực phẩm chế biến đã tẩm ướp mì chính. Có nơi, ưa thích mì chính cánh to nhưng
có nơi lại thích sử dụng ở dạng xay nhỏ [23].
Mì chính được sản xuất thông qua quá trình lên men, tương tự như lên men
bia, dấm, nước chấm từ các nguyên liệu như mật mía đường, tinh bột ngũ cốc
Glutamate của mì chính tương tự như glutamate có trong cơ thể con người, được
tiêu hóa, hấp thu trong ruột như glutamate có trong các thực phẩm khác. Các nghiên
cứu đã chứng minh glutamate của mì chính hay của thực phẩm đều có vai trò quan
trọng như nhau trong hệ thống tiêu hóa của con người [23].
Mì chính được sử dụng nhiều trong các món ăn chế biến có thịt, cá, rau,
nước sốt Lượng glutamate bổ sung từ mì chính chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong
tổng số glutamate ăn vào hằng ngày. Nếu tổng lượng glutamate ăn vào hằng ngày
khoảng 10-20g thì glutamate từ mì chính chỉ chiếm 0,5 - 0,15 g [23].
Tính an toàn của mì chính đã được các tổ chức y tế, sức khỏe hàng đầu thế
giới khẳng định từ lâu bằng các nghiên cứu lâu dài trên cả động vật và người. Từ
trước năm 1987, Ủy ban hỗn hợp về phụ gia thực phẩm của Tổ chức Y tế Thế giới
và Tổ chức Lương nông Quốc tế đã đưa ra liều dùng mì chính có thể chấp nhận
được: 120 mg/kg thể trọng mỗi ngày. Như vậy, một người cân nặng 50 kg sẽ được
ăn tối đa 6 g mì chính mỗi ngày. Tuy nhiên, đến năm 1987, tại một hội nghị quốc tế,
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 1

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
các nhà khoa học đã chính thức xác định tính an toàn của mì chính và tuyên bố
không cần quy định liều dùng hằng ngày [23].
Với tầm quan trọng của mì chính, để đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới
xuất khẩu, tôi được nhà trường giao nhiệm vụ: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính
hiện đại, năng suất 7 tấn sản phẩm/ngày.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 2
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
CHƯƠNG I
LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
Mì chính là một sản phẩm mang lại nhiều lợi ích to lớn. Trong khi đó miền
Trung chưa có nhà máy sản xuất loại sản phẩm này. Đây là một lợi thế để Đà Nẵng
bắt tay vào xây dựng và sản xuất.
1.1. Đặc điểm tự nhiên của thành phố Đà Nẵng
Việc chọn thành phố Đà Nẵng làm địa diểm xây dựng nhà máy mang lại cho
chúng ta rất nhiều thuận lợi về mặt tự nhiên. Đà Nẵng là thành phố lớn thứ 3 cả
nước sau thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội với vị trí địa lý rất lý tưởng: phía Bắc
giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Nam và phía Tây là tỉnh Quảng Nam, còn Phía
Đông là biển Đông rộng lớn. Đặc biệt với dòng sông Hàn nối liền với Vịnh, đã làm
cho Đà Nẵng trở thành cảng biển lớn nhất khu vực miền Trung.
Khí hậu Đà Nẵng chia ra làm hai mùa, mùa nắng từ tháng 1 đến tháng 8, mùa
mưa từ tháng 9 đến tháng 12, nhiệt độ trung bình khoảng 28
0
C, độ ẩm tương đối
trung bình 28%, hướng gió chủ yếu là Đông Nam. Với điều kiện tự nhiên, khí hậu
như vậy việc xây dựng nhà máy sản xuất mì chính là hoàn toàn có cơ sở (không ảnh
hưởng đến cuộc sống dân cư tại đây). Hơn thế nữa điều kiện đất đai, khi hậu của
Quảng Nam, Đà nẵng thuận lợi cho việc trồng các loại cây giàu tinh bột như: lúa,

ngô, khoai, sắn…[15].
1.2. Vùng nguyên liệu
Thành phố Đà Nẵng nằm gần 2 tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi. Đây là hai
địa phương có nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp cho sản xuất. Quảng Ngãi có
nhà máy đường, cung cấp lượng rỉ đường cần thiết. Quảng Nam có nhà máy tinh
bột sắn. Đây là điều kiện thuận lợi nhất để Đà Nẵng xây dựng nhà máy sản xuất mì
chính.
1.3. Hợp tác hoá
Nhà máy sẽ đặt tại khu công nghiệp Hoà Khánh nên những điều kiện về hợp
tác hoá giữa nhà máy và các nhà máy khác là rất thuận lợi và sử dụng chung các
công trình công cộng như điện, nước, hệ thống thoát nước, giao thông…
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 3
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Nhờ đó sẽ giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng
thời tận dụng tuần hoàn các sản phẩm phụ tránh được ô nhiễm môi trường.
1.4. Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu
Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy từ mạng điện lưới quốc gia, nhờ trạm biến
áp 110KV có dòng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện nhà máy
có lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng.
1.5. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Nguồn cung cấp nước cho nhà máy như nước của công ty cung cấp nước
thành phố, hoặc cũng có thể sử dụng nguồn nước ngầm như khoan giếng…Ở đây ta
chọn nước máy từ nhà máy cung cấp nước thành phố.
Nước từ nhà máy đưa về đều được lắng, lọc, làm mềm và xử lý ion trước khi
đưa vào sản xuất.
1.6. Giao thông vận tải
Đà Nẵng nằm trên quốc lộ 1A là đầu mối giao thông quan trọng của hai miền
Nam Bắc. Có cảng biển rộng lớn thông ra quốc tế. Ngoài ra còn có tuyến quốc lộ
14B nối Đà Nẵng với Tây Nguyên và Lào, Thái Lan. Do đó thuận lợi cho việc vận

chuyển nguyên liệu và sản phẩm. Kênh vận chuyển đa dạng với đường sắt, đường
bộ, đường thuỷ, đường hàng không là điều kiện rất thuận lợi về giao thông.
1.7. Thoát nước
Nước thải nhà máy sau khi được xử lý sơ bộ bằng phương pháp hiếu khí sử
dụng bể hiếu khí sinh học aeroten sục khí liên tục được đưa ra hệ thống cống thoát
nước và đến khu xử lý nước thải chung của khu công nghiệp.
1.8. Nhân công và thị trường tiêu thụ
Nhà máy tuyển lao động ở tại Đà Nẵng và các địa phương lân cận. Mặt khác
với mức độ đô thị hoá của thành phố hiện nay, lượng lao động vãn lai rất dồi dào.
Từ đó có thể thuê nhân công với giá rẻ. Thị trường tiêu thụ được chọn là thị trường
cho cả nước.
1.9. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
Nguồn tiêu thụ cho sản phẩm ở đây chủ yếu hướng vào thị trường bán lẻ, các
doanh nghiệp kinh doanh và phân phối các mặt hàng tạp hóa…
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 4
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Kết luận: tất cả các điều kiện trên là cơ sở thuận lợi, có tính khả thi để xây
dựng nhà máy sản xuất mì chính tại khu công nghiệp Hoà Khánh thuộc thành phố
Đà Nẵng.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 5
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH
Trong công nghệ sản xuất và chế biến thực phẩm hiện nay, bột ngọt (mì
chính) là chất phụ gia thực phẩm được sử dụng khá rộng rãi. Để hiểu biết rõ hơn về
bột ngọt, chúng ta cùng tìm hiểu những thông tin cơ bản về quy trình công nghệ
đang được sử dụng rộng rãi hiện nay (như tại các công ty bột ngọt VeDan, Ajino
Moto…). Người ta áp dụng công nghệ vi sinh để trước hết tạo ra axit glutamic, sau

đó dùng NaOH ở nồng độ cao sản xuất ra bột ngọt (muối glutamat natri) [16].
2.1. Nguyên liệu:
Để lên men sản xuất axit glutamic, 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.
Ngoài ra còn có các nguồn dinh dưỡng bổ sung như muối amôn, photphat, sulfat,
biotin, vitamin B…
Trong thực tế sản xuất, người ta dùng rỉ đường làm môi trường lên men thay
cho cao bắp. Rỉ đường thường pha loãng đến 13 – 14% và thanh trùng trước khi lên
men. Nếu là nguyên liệu chứa tinh bột, thì tinh bột phải được thủy phân (quá trình
dịch hóa và đuờng hóa) nhờ enzym a-b-amylaza rồi sau đó mới bổ sung thêm dinh
dưỡng vào môi trường lên men [16].
2.2. Chủng vi sinh:
Tham gia vào quá trình lên men sản xuất axit glutamic, chủng vi sinh thường
sử dụng là: Corynebacterium Glutanicum, Brevibacterium Lactofermentus,
Micrococus Glutamicus; nhưng chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterium
Glutamicum (loại vi khuẩn này đã được nhà vi sinh vật Nhật Bản Kinosita phát hiện
từ 1956, có khả năng lên men từ tinh bột, ngô, khoai, khoai mì để tạo ra axit
glutamic).
Giống vi khuẩn thuần khiết này được lấy từ ống thạch nghiêng tại các cơ sở
giữ giống, sau đó được cấy truyền, nhân sinh khối trong môi trường lỏng (như đã
nói ở phần trên). Khối lượng sinh khối đuợc nhân lên đến yêu cầu phù hợp cho quy
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 6
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
trình sản xuất đại trà. Trước khi nhân, cấy, môi trường lỏng phải được thanh trùng
bằng phương pháp Pasteur [16].
Chủng vi khuẩn giống phải có khả năng tạo ra nhiều axit glutamic, tốc độ
sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài, chịu được
nồng độ axit cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất.

2.3. Kỹ thuật sản xuất axit glutamic và bột ngọt:
Bột ngọt (còn gọi là mì chính) là một trong 20 axit amin cấu tạo nên phân tử
protein được sử dụng nhiều trong thực tế cuộc sống vì công dụng của nó. Axit
glutamic sản xuất bằng phương pháp lên men vi khuẩn, với nguyên liệu là đường.
Quá trình này được xúc tác nhờ hệ enzym có sẵn trong vi khuẩn, chuyển hóa qua
nhiều giai đoạn trung gian với nhiều phản ứng khác nhau tạo ra nhiều sản phẩm
phụ, và cuối cùng là sản phẩm axit glutamic. Thực chất của quá trình này là đuờng
đuợc chuyển hóa (quá trình đường phân theo Enbden – Meyerhoff), rồi sau đó
thông qua chu trình Krebs của quá trình hô hấp hiếu khí của vi khuẩn, sản phẩm axit
glutamic được hình thành. Sự hình thành axit glutamic phụ thuộc vào sự tích tụ axit
a - xetoglutaric trong tế bào vi khuẩn và sự có mặt của NH
3
và enzym xúc tác là
glutamat dehydrogenaza [16].
Phương pháp lên men vi khuẩn là phương pháp được sử dụng rộng rãi hiện
nay trên thế giới để sản xuất axit glutamic và bột ngọt. Hằng năm, sản lượng bột
ngọt cả thế giới sản xuất theo phương pháp này khoảng 25 – 30 vạn tấn. Ở Việt
Nam cũng có nhiều nhà máy sản xuất bột ngọt bằng phương pháp lên men như
VeDan, Ajino Moto, Việt Trì, Thiên Hương…
Để sản xuất bột ngọt từ axit glutamic bằng phương pháp lên men, quy trình
công nghệ được triển khai theo các giai đoạn sau:
2.3.1. Chuẩn bị dịch lên men
Môi trường lên men được chuẩn bị sẵn từ các nguyên liệu đường hoặc tinh
bột được thanh trùng kỹ trước khi cấy vi khuẩn lên men glutamic vào.
2.3.2. Giai đoạn lên men
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 7
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Dung dịch nhân sinh khối vi khuẩn, dung dịch lên men được chuyển vào các
dụng cụ, thiết bị lên men, sau corynebacterium glutamicum vào, cho lên men trong

điều kiện thoáng khí, giữ ở nhiệt độ 32 – 37
0
C trong thời gian 38 – 40 giờ.
Kết thúc quá trình lên men, lượng axit glutamic có thể đạt được 17% tổng
lượng dịch sau lên men.
Trong thời gian lên men, pH sẽ chuyển dần sang axit do sự hình thành axit
glutamic do đó người ta thường bổ sung thêm dinh dưỡng vào môi trường nguồn
amôn (NH
4
Cl, (NH
4
)
2
SO
4
, urê) để giữ ổn định độ pH cho vi khuẩn hoạt động tốt.
Không được để điều kiện lên men là yếm khí vì sản phẩm tạo ra sẽ là axit lactic. Để
tạo thoáng khí, trong các thiết bị lên men bố trí bộ phận khuấy trộn dịch với tốc độ
V = 450 vòng/phút [16].
2.3.3. Tinh sạch axit glutamic:
Kết thúc quá trình lên men, axit glutamic được tạo thành cùng với một số tạp
chất khác, do đó cần phải tinh chế các tạp chất này ra khỏi dung dịch chứa axit
glutamic.
Quá trình thu nhận axit glutamic sau lên men để tạo sản phẩm mì chính là
một quá trình phức tạp và trải qua nhiều công đoạn khác nhau (cô đặc, kết tinh, ly
tâm, làm sạch tinh thể…) đòi hỏi ở mổi giai đoạn cần có các thiết bị và các thông số
kỹ thuật thật chính xác.
3.3.4. Sự tạo thành bột ngọt
Bột ngọt là muối natri của axit glutamic, gọi là glutamat natri. Dùng NaOH
40 – 50% để trung hòa dung dịch axit glutamic đến pH = 6,8, sau đó đem lọc, và kết

tinh bằng phương pháp sấy chân không, sấy tầng sôi ở nhiệt độ hợp lý sẽ thu được
tinh thể bột ngọt màu trắng. Độ tinh khiết của bột ngọt có thể đạt 99 – 99,6%
monoglutamat natri [16].
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 8
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
CHƯƠNG III
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn quy trình công nghệ
Hiện nay có nhiều phương pháp để sản xuất axit glutamic bao gồm: phương
pháp hóa học, phương pháp thủy phân protit, phương pháp kết hợp, phương pháp
tổng hợp và phương pháp sinh tổng hợp.
Phương pháp sinh tổng hợp (phương pháp lên men) hiện nay đã phát triển
rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Phương pháp này đã giải quyết được hàng loạt
những nhược điểm của phương pháp hóa học, phương pháp kết hợp do đó giá thành
đã giảm đi rất nhiều.
Ưu điểm:
- Không cần sử dụng nguyên liệu giàu protit.
- Không phải sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chống ăn mòn.
- Hiệu suất cao, giá thành hạ.
- Mở rộng khả năng dùng nguyên liệu.
Nhược điểm:
- Quá trình nuôi men và phát triển men đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao và
nghiêm ngặt.
- Điều kiện khử trùng phải tốt, nếu không sẽ giảm hiệu suất thu hồi. [3].
Qua tham khảo dây chuyền công nghệ nhà máy sản xuất mì chính
Ajinomoto, tôi thấy việc chọn phương pháp lên men một giai đoạn để sản xuất axit
glutamic của nhà máy đã khắc phục đáng kể các nhược điểm trên, nâng cao hiệu
suất thu hồi sản phẩm. Nên trong đồ án này tôi chọn phương pháp lên men một giai
đoạn sử dụng nguyên liệu rỉ đường để sản xuất axit glutamic, phục vụ cho việc sản

xuất mì chính về sau.
3.1.1 Nguyên liệu quá trình sản xuất:
Khu công nghiệp Hòa Khánh (Thành phố Đà Nẵng) nằm gần 2 tỉnh Bình
Định và Quảng Ngãi. Đây là hai địa phương có nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp
cho sản xuất. Quảng Ngãi và Bình Định có các nhà máy đường, cung cấp lượng rỉ
đường cần thiết.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 9
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
3.1.1.1. Rỉ đường mía:
Rỉ đường là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường
kết tinh. Số lượng và chất lượng của rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, điều kiện
trồng trọt, hoàn cảnh địa lý và trình độ kỹ thuật chế biến của nhà máy đường.
Thành phần chính của rỉ đường là:
Đường tổng số 45
÷ 60
%.
Ca
2+
: 0,3
÷ 1,2%
K
+
: 2,0 ÷ 4,0%
Độ màu (đo ở bước sóng 400nm, độ pha loãng 250 lần: 0,3 ÷ 1,3)
Hàm lượng chất khô tổng số: 60 ÷ 80% [16].
- Nước trong rỉ đường gồm phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít ở trạng thái
liên kết dưới dạng hydrat.
Ở đây do nhiều lần pha loãng và cô đặc một lượng nhất định saccaroza bị
biến thành chất tương tự như dextrin do tác dụng của nhiệt. Chất này có tính khử

nhưng không lên men được và không có khả năng kết tinh.
Đường nghịch đảo của rỉ đường bắt bắt nguồn từ mía và từ sự thủy phân
saccaroza trong quá trình chế biến đường. Tốc độ phân giải tăng lên theo chiều tăng
của nhiệt độ và độ giảm của hay tăng của pH tùy theo thủy phân băng kiềm hay axit.
Sự phân giải saccaroza thành glucoza và fructoza vừa là sự mất mát
saccaroza vừa là sự yếu kém về chất lượng bởi vì glucoza và fructoza sẽ biến thành
axit hữu cơ và hợp chất màu dưới điều kiện thích hợp. Trong môi trường kiềm,
fructoza có thể biến thành axit lactic, fufurol, oxymetyl, trioxyglutaric,
trioxybutyric, axetic, formic và CO
2
. Đường nghịch đảo có thể tác dụng với axit
amin, pectit bậc thấp của dung dịch đường để tạo nên hợp chất màu. Tốc độ tạo
melanoidin phụ thuộc vào rỉ đường rất thấp ở pH = 4,9 và rỉ đường rất cao ở pH =
9. Trong rỉ đường còn có trisacarit hay polysacarit. Trisacarit gồm có một mol
glucoza và 2 mol fructoza. Polysacarit gồm dextran và levan. Những loại đường này
không có trong nước mía và được các vi sinh vật tạo nên trong quá trình chế biến
đường.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 10
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Trong đề tài thiết kế này tôi chọn nguyên liệu phục vụ cho quá trình sản xuất
mì chính là rỉ đường.
3.1.2. Chủng vi sinh vật
Tham gia vào quá trình lên men để sản xuất axit glutamic ta chọn vi sinh vật
Corynebacterium glutamicum. Đây là một loại vi khuẩn có khả năng lên men từ tinh
bột, ngô, khoai, rỉ đường để tạo axit glutamic.
Hình 3.1. Corynebacterium glutamicum
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 11
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH

3.2. Quy trình công nghệ sản xuất mì chính
[4, tr 167]
[16]
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 12
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
Lên men Đường (38 - 45%)
Dịch sau lên men (pH = 7)
Cô đặc (pH = 5,5 - 6)
Axit hóa (kết tinh)
(pH = 3,2)
Ly tâm
Cấp II Cấp II
H
2
SO
4
Chất lỏng nhẹ
Làm nguội (28 - 30
0
C)
Rỉ đường
Làm sạch tinh thể
Lọc
H
2
SO
4
98%
50 - 60
0

C
40 - 60h
pH = 2,2 - 3,5
Nhân cấp I
Giống gốc
Xử lý
Phân bón
Chất khoáng
VTM, biotin…
Thủy phân
Ly tâm (tách Ca
2+
)
Pha chế dịch lên men
(pH = 6,7 - 6,9); Bx = 10%
Thanh trùng
(125
0
C; 15’)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
3.3. Thuyết minh quy trình
3.3.1. Xử lý nguyên liệu (thủy phân)
Thành phần của rỉ đường:
Đường tổng số 45
÷ 60
%.
Ca
2+
: 0,3
÷ 1,2%

K
+
: 2,0 ÷ 4,0% [16].
Xử lý rỉ đường
Mục đích: tạo đường glucoza và fructoza, loại bỏ Ca
2+
vì ion này có ảnh
hưởng đến quá trình lên men và kết tinh bột ngọt về sau, thủy phân dịch đường
thành các đường đơn.
PTPƯ: Ca
2+
+ SO
4
2-
CaSO
4
Thông số kỹ thuật: thủy phân với H
2
SO
4
98%, Quá trình được thực hiện ở
nhiệt độ 50 ÷ 60
0
C, thời gian 40 ÷ 60h (tùy theo hàm lượng đường), pH = 2,2 ÷ 3,5
(điều chỉnh bằng H
2
SO
4
).

[16].
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 13
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
Trung hòa
Dung dịch bột ngọt
Lọc và tẩy màu
Kết tinh
Sấy, phân loại
Đóng gói
Thành phẩm mì chính
NaOH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12

O
6

Glucoza Fructoza
Thiết bị: thiết bị nghịch đảo đường
Hình 3.2. Thiết bị nghịch đảo đường [5, tr92]
3.3.2. Ly tâm
Mục đích: tách kết tủa CaSO
4
ra khỏi dịch đường sau khi thủy phân. Đồng
thời tách pha lỏng ra khỏi pha rắn.
Thông số kỹ thuật: sau thời gian lưu khoảng 60h để tinh thể CaSO
4
có kích
thước đủ lớn, đem ly tâm hỗn hợp sau xử lý để phân tách thành hai phần.
+ Pha lỏng: gồm glucose và fructose được chuyển vào tank chứa và tiếp tục
được chuyển qua bộ phận lên men cùng với tank glucose (sản phẩm của quá trình
đường hóa).
+ Pha rắn: gồm những thành phần chính CaSO
4
, K
2
SO
4
, CaK
2
(SO
4
)
2

. Hỗn
hợp rắn này được gọi chung là thạch cao. Thạch cao được tiếp tục ly tâm lần hai,
pha lỏng được chuyển vào tank chứa.
[16].

Thiết bị: dùng máy ly tâm kiểu đứng.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 14
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
[H
2
SO
4
]
t
0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
H
D
8
7
6
5
4
3
2
1
Hình 3.3. Thiết bị ly tâm [20].
3.3.3. Pha chế dịch lên men
Mục đích: tạo ra môi trường cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men
tạo sản phẩm.

Thông số kỹ thuật: bổ sung vào rỉ đường pha loãng các thành phần sau:
- K
2
HPO
4
0,15%
- MnSO
4
2%
Điều chỉnh pH đến 6,7÷6,9.
Pha loãng rỉ đường đến nồng độ 10%.
Thiết bị: thiết bị pha chế dịch lên men [16].

Hình 3.4. Thiết bị pha chế dịch lên men [17].
3.3.4. Thanh trùng
Mục đích: nhằm vô trùng môi trường dinh dưỡng trước khi lên men tránh
xâm nhiễm của vi sinh vật gây hại và sau đó hạ nhiệt độ của môi trường dinh dưỡng
xuống nhiệt độ lên men thích hợp với vi sinh vật.
Thông số kỹ thuật: thanh trùng bằng hơi ở 125
0
C trong 15 phút. Sau đó hạ
nhiệt độ xuống còn 28 ÷ 30
0
C và pH = 8 [16].
Thiết bị: dùng thiết bị thanh trùng dạng tấm alpha – laval.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 15
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Hình 3.5. Thiết bị thanh trùng dạng tấm alpha - laval
3.3.5. Nhân giống

Mục đích: tạo ra đủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men.
Tiến hành: quá trình nhân giống (Corynebacterium glutamicum) được thực
hiện qua nhiều cấp độ khác nhau.
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). [4, tr171-173].
3.3.5.1. Cấy truyền ra ống thạch nghiêng
- Môi trường thạch nghiêng:
Pepton: 1%
Cao thị bò: 1%
NaCl tinh chế: 0,5%
Thạch: 2%
- Pha trộn môi trường: dùng nước hoà tan các chất, cho thạch vào sau đó cho
NaOH vào điều chỉnh pH = 7 ÷ 7,2. Cuối cùng cho môi trường vào ống nghiệm
thanh trùng 20 ÷ 30 phút, áp lực 1kg/cm
2
. Sau đó hạ nhiệt độ xuống 50 ÷ 60
0
C, để
ống nghiệm nghiêng thạch đông lại, sấy ở 45 giờ ở t
0
= 32
0
C, đem bảo quản lạnh.
- Tiến hành: dùng que cấy cấy giống gốc từ các ống thạch nghiêng để vào tủ
ấm trong 24 giờ cho khuẩn lạc phát triển, ta được giống đời 1, cấy truyền sang ống
thạch nghiêng một lần nữa ta được giống đời 2.
3.3.5.2. Giống cấp 1
- Môi trường giống cấp 1:
Đường glucoza tinh khiết 2,5%

Rỉ đường 0,25%
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 16
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Nước chấm 0,32%
MgSO
4
.7H
2
O 0,04%
Fe, Mn (đã pha 2000g/l) 0,002%
Urê 0,5%
B
1
(đã pha 150g/l) 0,00015%
Chuẩn bị môi trường: dùng nước hoà tan các chất cho vào các bình tam giác
1000ml, sau đó điều chỉnh pH = 7 ÷ 7,2, sau đó đem đi thanh trùng 20 ÷30 phút, áp
lực 1kg/cm
2
, sau đó để nguội xuống 50 ÷ 60
0
C rồi tiến hành cấy giống.
Tiến hành: giống từ các ống thạch nghiêng được cấy vào các bình tam giác
sau đó đưa vào các máy lắc trong 24 giờ, sau đó bảo quản lạnh ở 5
0
C.
3.3.5.3. Giống cấp 2
- Môi trường cấp 2 (thiết bị lên men 60 lít):
Đường glucoza 2000g
MgSO

4
24g
H
3
PO
4
60g
Nước chấm 300ml
Rỉ đường 600g
Urê 480g
Dầu lạc 60ml
B
1
20mg
KOH để pH = 9
- Chuẩn bị môi trường: các chất được hoà trộn cùng với nước sau đó thanh
trùng ở 120
0
C trong thời gian 30 phút.Sau đó làm nguội xuống còn 32
0
C và tiến
hành lên men trong các thùng tôn.
- Tiến hành: quá trình nuôi giống khống chế ở nhiệt độ 32
0
C, áp suất
1kG/cm
3
không tiếp urê và dầu như quá trình lên men chính, lượng không khí cho
vào khoảng: 850 ÷ 1100 lít/giờ, kiểm tra pH 1 giờ 1 lần hoặc lượng không khí tăng
dần tính từ giống nhỏ sang lên men chính theo tỉ lệ 1,0 - 0,25 - 0,5l/l.phút: (lít

không khí/lít môi trường/1 phút). Đến giờ thứ 8 thì soi chọn giống: nồi nào dùng
được thì 9 giờ giống có thể cấy tiếp sang nồi lên men chính (Đo OD dịch lên men,
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 17
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
Hình 3.6. Thùng tôn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
soi nồng độ vi khuẩn và xác định hàm lượng đường sót…) nếu chưa đạt yêu cầu thì
có thể kéo dài thời gian lên men thêm 1 ÷ 2h nữa.
Nồng độ giống là 10g/lít.
3.3.6. Lên men
Mục đích: thông qua các hoạt động sống của vi khuẩn trong những điều kiện
thích hợp để chuyển hóa đường và đạm thành axit glutamic.
Trong quá trình lên men, đường được bổ sung liên tục khi nồng độ oxi hòa
tan hoặc pH giảm. Nồng độ đường bổ sung 38 - 45%. Thời gian lên men là 32h.
Thiết bị: thiết bị lên men dạng trao đổi khối mạnh.
Hình 3.7. Thiết bị lên men dạng trao đổi khối mạnh
[5, tr203].
3.3.7. Cô đặc
Mục đích: dịch lọc có nồng độ axit glutamic không cao nên ta cần phải bốc
hơi một phần nước có trong dịch lọc để làm tăng hàm lượng axit glutamic có trong
dịch lọc.
Thông số kỹ thuật: dịch sau lên men có nồng độ khoảng 17%, pH = 7 sẽ
được đưa qua hệ thống cô đặc chân không không đến quá bão hòa để tạo ra dung
dịch axit glutamic có nồng độ khoảng 30%, pH = 5,5 - 6. Hệ thống cô đặc chân
không sử dụng hơi nóng ở 120
0
C để gia nhiệt cho dịch và làm nước bốc hơi [16].
Thiết bị: dùng thiết bị cô đặc chân không ký hiệu ZN.
ZN bao gồm các phần: nồi cô đặc, bộ ngưng tụ sơ bộ dùng tách khí và
nước.bộ ngưng thứ hai dùng làm mát và thu hồi dung môi.

SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 18
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH

Hình 3.8. Thiết bị cô đặc chân không ZN [22].
3.3.8. Axit hóa (kết tinh)
Mục đích: hạ nồng độ pH của dịch sau quá trình cô đặc, kết tinh axit
glutamic.
Thông số kỹ thuật: dịch sau cô đặc sẽ được axit hóa bằng cách sử dụng
H
2
SO
4
98% để hạ pH của dịch xuống còn 3,22. Đây chính là điểm đẵng điện pI của
axit glutamic và tinh thể sẽ kết tinh.
Giai đoạn kết tinh sẽ dùng nước lạnh khoảng 5
0
C (thông qua hệ thống trao
đổi nhiệt có cấu trúc xoắn ruột gà), để hạ nhiệt độ dịch axit hóa xuống càng thấp
càng tốt. Ở nhiệt độ thấp các hạt tinh thể sẽ lớn dần lên, thuận lợi cho quá trình ly
tâm. [16].
Thiết bị: Thiết bị kết tinh
Hình 3.9. Thiết bị kết tinh [5, tr150].
3.3.9. Ly tâm
Dùng máy ly tâm lắng nằm ngang để tách hạt tinh thể trong dịch sau kết tinh
ra. Trong giai đoạn này, tinh thể sẽ được thu hồi, dịch sau ly tâm còn lại một ít axit
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 19
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH

glutamic (khoảng 2%) và các vitamin, khoáng chất, chất hữu cơ khác cùng các tế
bào vi khuẩn sẽ được chuyển qua khu xử lý để làm phân bón.
Hình 5.10. Máy ly tâm lắng nằm ngang 352K – 3 [5, tr228].
3.3.10. Làm sạch tinh thể:
Tinh thể sau khi ly tâm có bám màu nâu sẽ được làm sạch bằng dịch sau quá
trình lọc.
3.3.11. Lọc
Mục đích: tách axit glutamic thô.
Thông số kỹ thuật: quá trình lọc bằng máy lọc vãi (belt filter) sẽ tách tinh thể
và dịch rữa tinh thể. Tinh thể đi tiếp qua quá trình trung hòa, dịch sau lọc sẽ được
tái sử dụng cho các quá trình trước đó. Tinh thể muốn đi qua hệ thống bơm phải
được dịch hóa bằng chính dung dịch bột ngọt để không làm loãng bột ngọt. [16].
Thiết bị: máy lọc vãi belt filter.

Hình 3.11. Máy lọc vãi Belt Filter [22].
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 20
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
3.3.12. Trung hòa
Mục đích: tinh thể axit glutamic sẽ được phản ứng với NaOH hoặc Na
2
CO
3
(Soda) để tạo muối monosodium glutamate, đây chính là dung dịch bột ngọt, dung
dịch này sẽ được chuyển qua công đoạn tiếp theo.
PTPƯ: C
5
H
9
NO

4
+ Na
2
CO
3
= C
5
H
8
NO
4
Na + CO
2
+ H
2
O
Thiết bị: dùng thiết bị trung hòa
Hình 3.12. Thiết bị trung hòa
[17].
3.3.13. Tẩy màu
Mục đích của quá trình là tạo dung dịch bột ngọt có màu trắng tinh khiết.
Giai đoạn này ta dùng than hoạt tính với khối lượng 1/3 - 2/3 lượng dịch mì chính
đem tẩy màu.
Thiết bị là các thùng chứa đơn giản có bộ đảo trộn cơ học.
3.3.14. Lọc sau tẩy màu
Mục đích: tạo dung dịch bột ngọt tinh khiết, và có màu sắc hấp dẫn
Thiết bị: dùng thiết bị lọc khung bản

Hình 3.13. Thiết bị lọc khung bản [18].
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 21

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
3.3.15. Kết tinh
Mục đích: tạo tinh thể Natri glutamate.
Thiết bị: thiết bị kết tinh.

Hình 3.14. Thiết bị kết tinh [5, tr150].
3.3.16. Sấy
Mục đích: tinh thể Natri glutamate sau kết tinh có độ ẩm cao do vậy đây là
công đoạn quan trọng để hoàn thiện sản phẩm.
Thông số kỹ thuật:
Độ ẩm trước khi sấy là 6%, độ ẩm sau khi sấy là 0,5%.
Thời gian sấy 20 - 55 phút/mẽ.
Nhiệt độ sấy 70 – 80
0
C.
Thiết bị: thiết bị sấy tầng sôi.

Hình 3.15. Thiết bị sấy tầng sôi. [19].
3.3.17. Sàng, phân loại
Mục đích của quá trình là sàng lọc để loại bỏ tinh thể mì chính có kích thước
không đạt yêu cầu.
Thiết bị: thiết bị sàng rung phân loại.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 22
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Hình 3.16. Thiết bị sàng rung phân loại [20].
3.3.18. Đóng gói
Sau khi sấy mì chính cho vào các túi polyetylen 2 lần. Tuỳ theo yêu cầu mà
khối lượng mỗi bao từ 100g ÷ 0,5kg. Ở giữa túi có khi nhãn hiệu có ghi rõ khối

lượng tịnh, ngày sản xuất, hạn sử dụng và cách sử dụng.
Thiết bị: dùng máy đóng gói tự động


Hình 3.17. Máy đóng gói tự động [17].
3.3.19. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Độ tinh khiết của mì chính khô thành phẩm là 99,5%.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 23
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
CHƯƠNG IV
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. Giả thuyết
Ta giả sử tổn hao của từng công đoạn so với công đoạn trước đó như sau:
- Thủy phân rỉ đường 1%
- Ly tâm 0,5%
- Pha chế dịch lên men 2%
- Lên men 1%
- Cô đặc 1%
- Kết tinh 0,5%
- Ly tâm 0,5%
- Lọc 1%
- Trung hòa 1%
- Lọc và tẩy màu 1%
- Kết tinh 2%
- Sấy 1%
- Làm nguội 0,5%
Nhà máy sản xuất mì chính hiện đại với năng suất 7 tấn sản phẩm/ngày.
4.2. Biểu đồ sản xuất
- Các ngày nghỉ trong năm:

+ Tết dương lịch nghỉ 1 ngày
+ Tết âm lịch nghỉ 4 ngày
+ Chiến thắng 30-4 nghỉ 1 ngày
+ Quốc tế lao động nghỉ 1 ngày
+ Giỗ tổ hung vương nghỉ 1 ngày
+ Quốc khánh 2-9 nghỉ 1 ngày
Tháng 11 mưa nhiều nghỉ 10 ngày để tu sửa và vệ sinh thiết bị.
Ngày làm việc 3 ca, thứ 7 và chủ nhật nhà máy vẫn hoạt động.
Số ngày nhà máy mở cửa trong một năm là 365 ngày.
Số ngày vệ sinh thiết bị và sửa chửa sự cố là 40 ngày/năm.
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 24
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Số ngày nhà máy sản xuất là 365 – 40 = 325 ngày.
4.3. Cân bằng vật liệu
Trong một năm nhà máy hoạt động 325 ngày. Năng suất cả năm là:
Khối lượng mì chính = 7 . 325 = 2275 (tấn/năm).
4.3.1. Làm nguội
Tỉ lệ hao hụt là 0,5%
Lượng mì chính khô khi chưa làm nguội
7000.
17,7035
5,0100
100
=
−
(kg/ngày)
4.3.2. Sấy
Tỉ lệ hao hụt là 1%
Độ ẩm trước khi sấy là 6%

Độ ẩm thành phẩm là 0,5%
Lượng mì chính ẩm đem sấy
7035,17.
1100
100
−
.
6100
5,0100
−
−
= 7522,02 (kg/ngày)
Lượng ẩm tách ra
7522,02 – 7035,17 = 486,85 (kg/ngày)
4.3.3. Kết tinh
Tỉ lệ hao hụt là 2%.
Giả sử hiệu suất kết tinh là 75%.
Lượng mì chính chưa tiêu hao
53,7675
2100
100
.02,7522 =
−
(kg/ngày)
Lượng mì chính đem kết tinh

04,10234
75
100
.53,7675 =

(kg/ngày)
4.3.4. Lọc và tẩy màu
Tỉ lệ hao hụt là 1%.
Giả sử hiệu suất lọc là 95%.
Lượng mì chính chưa tiêu hao
SVTH: CAO THANH TUẤN_LỚP: 04SH Trang: 25
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất mì chính hiện đại, năng suất 7 tấn sp/ngày.