Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men aspergillus niger trên môi trường rắn xốp với năng suất 25 tấn bã sắnngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZYME
CELLULASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN
ASPERGILLUS NIGER TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN-XỐP
VỚI NĂNG SUẤT 25 TẤN BÃ SẮN/NGÀY
Người hướng dẫn: TS. BÙI XUÂN ĐỒNG
Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ THANH THỦY
Số thẻ sinh viên: 107120277
Lớp: 12SH

Đà Nẵng, 5/2017


TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men
Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Thanh Thủy
Số thẻ sinh viên: 107120277

Lớp: 12SH

Enzyme Cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thuỷ phân cellulose thông qua
việc thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucoside trong cellulose tạo ra sản phẩm glucose cung cấp
cho công nghiệp lên men. Nguồn thu enzyme cellulase lớn nhất hiện nay là vi sinh vật.

Enzyme Cellulase là một trong những enzyme có vai trị quan trọng trong chuyển
hóa chất hữu cơ có trong thiên nhiên và có ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp thực phẩm
(rượu, bia...), bảo vệ môi trường. Do đó có nhiều ứng dụng trong thực tế nên việc thực
hiện đề tài “thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase“ là một việc cần thiết.
Từ luận giải trên đây, tôi đã tiến “thiết kế nhà máy sản xuất enzyme Cellulase bằng
phương pháp lên men Aspergilus niger trên môi trường rắn xốp với năng suất 25 tấn bã
sắn/ ngày“. Từ lượng nguyên liêu trên sản xuất ra được khối lượng sản phẩm là 1287,4
kg/ca. Để đảm bảo sự vận hành đã tính tốn và chọn các thiết bị: Xử lý nguyên liệu (máy
nghiền, máy sàng, máy tuyển từ ướt, máy trộn, nồi hấp thanh trùng), lên men (thiết bị tiệt
trùng khay, khay nuôi cấy, giá đỡ), tinh chế sản phẩm (máy nghiền búa, thiết bị trích ly,
thiết bị cơ đặc, bao gói sản phẩm).
Nhà máy sẽ được xây dựng trên khu đất với diện tích 30942 m2, gồm phân xưởng
chính (7020 m2), khu đất mở rộng (2706 m2) và các cơng trình phụ.
Nhà máy sẽ được xây dựng tại khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc thuộc
huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM
KHOA HÓA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Huỳnh Thị Thanh Thủy
Số thẻ sinh viên: 107120277
Lớp: 12SH
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ sinh học
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men

Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày
2. Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Nguyên liệu: bã sắn (khoai mì)
- Sản phẩm: ở dạng bột
- Hiệu suất và hao tổn ở từng công đoạn:
Cơng đoạn
Dây chuyền gia cơng bã sắn
Nghiền
Phân ly từ tính
Dây chuyền gia công trấu
Sàng
Dây chuyền sản xuất enzyme
Phối trộn
Tiệt trùng
Làm nguội
Nhân giống sản xuất
Cấy giống
Phân phối vào khay nuôi
Nuôi cấy
Thu nhận chế phẩm
Dây chuyền sản xuất enzyme kỹ thuật
Nghiền
Trích ly
Lọc
Cơ đặc
Sấy chân khơng
Bao gói

Tỉ lệ hao hụt do sản xuất(%)

2
0,5
2
1
1
0,5
0,5
0,5
1
0,5
1
2
2
1
2
2
0,5


Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Lời cảm ơn.
- Mục lục.
- Danh mục hình vẽ .
- Danh mục bảng.
- Lời mở đầu.
- Chương 1: Lập luận kinh tế.
- Chương 2: Tổng quan tài liệu.
- Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
- Chương 4: Cân bằng vật chất.
- Chương 5: Tính và chọn thiết bị.

- Chương 6: Tổ chức .
- Chương 7: Tính xây dựng.
- Chương 8: Tính điện, hơi và nước.
- Chương 9: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm.
- Chương 10: An tồn lao động và vệ sinh xí nghiệp.
- Kết luận.
- Tài liệu tham khảo.
-

4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
01 bản vẽ tổng bình đồ
01 bản vẽ mặt bằng phân xưởng chính
01 bản vẽ mặt cắt phân xưởng chính
01 bản vẽ sơ đồ hệ thống hơi nước phân xưởng chính
01 bản vẽ dây chuyền cơng nghệ
5. Họ tên người hướng dẫn:
TS. Bùi Xn Đơng

(A0)
(A0)
(A0)
(A0)
(A0)

Phần/ Nội dung:
Tồn bộ

6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/02./2017.
7. Ngày hoàn thành đồ án:
10/05/2017.

Trưởng Bộ môn

Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201
Người hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Để có thể hồn thiện được đồ án tốt nghiệp này, em xin cảm ơn những người sau
đây.
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS.Bùi Xuân Đông là người
trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Với lòng yêu nghề, sự tận tâm, chu đáo trong
quá trình hướng dẫn đã giúp em thực hiện xong đề tài của mình.
Tiếp theo, em xin gửi đến lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè. Những người luôn
động viên, cổ vũ tinh thần và vật chất trong quá trình em thực hiện đề tài. Ln tạo điều
kiện tối đa để em hồn thành mọi nhiệm vụ.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn đến tất cả các thầy cô Bộ môn Công nghệ
Sinh học - Khoa Hóa - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã truyền đạt những kiến
thức quý báu để có thể hồn thành đề tài tốt nghiệp của mình, và quan trọng hơn những
kiến thức đó sẽ theo em trong suốt quá trình làm việc sau này.
Xin chân thành cảm ơn!

i


LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT
Tơi xin cam đoan đây là đồ án do chính tơi thực hiện. Các số liệu, kết quả tính tốn
là trung thực, khơng sao chép từ các cơng trình khác.
Người cam đoan

Ký tên

Huỳnh Thị Thanh Thủy

ii


MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời cảm ơn

i

Lời cam đoan liêm chính học thuật
Mục lục

ii
iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ
Danh sách các cụm từ viết tắt

xi
xiii

MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

2

1.1. Sự cần thiết phải đầu tư

2

1.2. Vị trí xây dựng

2

1.3. Đặc điểm tự nhiên

2

1.3.1. Điều kiện bức xạ

2

1.3.2. Gió

3

1.3.3. Mưa

3

1.4. Vùng nguyên liệu

3

1.5. Hợp tác hóa

3

1.6. Nguồn cung cấp điện

4

1.7. Nguồn cung cấp hơi

4

1.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải

4

1.9. Năng suất của phân xưởng

4

1.10. Giao thông và nguồn lao động

4

1.11. Kết luận

5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

6

2.1. Tổng quan về enzyme Cellulase

6
iii


2.1.1. Giới thiệu enzyme Cellulase

6

2.1.2. Cấu tạo

6

2.1.3. Cơ chế thuỷ phân cellulose của enzyme Cellulase

7

2.1.4. Ứng dụng của enzyme Cellulase

8

2.1.5. Nguồn vi sinh vật sinh enzyme Cellulase

10

2.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất enzyme Cellulase

12

2.3. Tổng quan về chủng nấm Aspergillus niger

13

2.3.1. Lịch sử nghiên cứu

13

2.3.2. Thành phần môi trường ni cấy Aspergillus niger

14

2.4. Tình hình xử lý bã thải sắn của nhà máy chế biến tinh bột sắn

15

2.5. Kết luận về tổng quan tài liệu

16

CHƯƠNG 3: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ

17

3.1. Chọn dây chuyền cơng nghệ

17

3.2. Thuyết minh dây chuyền cơng nghệ

18

3.2.1. Ngun liệu

20

3.2.2. Phân ly từ tính

20

3.2.3. Phối trộn

20

3.2.4. Tiệt trùng

20

3.2.5. Làm nguội

21

3.2.6. Nhân giống

21

3.2.7. Trộn giống

22

3.2.8. Ni cấy

22

3.2.9. Thu nhận sinh khối

24

3.2.10. Nghiền

24

3.2.11. Trích ly

24
iv


3.2.12. Lọc

25

3.2.13.Cơ đặc

25

3.2.14.Sấy phun:

25

3.2.15.Cân và bao gói

25

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

26

4.1.Kế hoạch sản xuất của nhà máy

26

4.2.Các số liệu ban đầu

26

4.3.Giả thiết hao hụt qua các công đoạn sản xuất

27

4.4.Cân bằng vật chất

29

4.4.1.Cân bằng vật chất nguyên liệu

29

4.4.2.Phối trộn môi trường

30

4.4.3.Tiệt trùng

31

4.4.4.Làm nguội

31

4.4.5.Nhân giống sản xuất.

31

4.4.6.Trộn giống

32

4.4.7.Phân phối vào khay ni

32

4.4.8.Ni cấy

32

4.4.9.Thu nhận sinh khối

333

4.4.10.Nghiền

33

4.4.11.Trích ly

33

4.4.12. Lọc

34

4.4.13.Cơ đặc

35

4.4.14.Sấy phun

35

4.4.14.Cân – bao gói

36

4.4.16.Lượng nước sản xuất cần dùng:

36
v


4.5 Bảng tổng kết

38

CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ

39

5.1.Cơng thức tính số thiết bị sử dụng

39

5.2.Chọn máy nghiền

39

5.3.Chọn máy tuyển từ ướt

41

5.4.Chọn máy sàng

42

5.5.Chọn máy trộn nguyên liệu

43

5.6.Chọn thiết bị tiệt trùng

44

5.7.Chọn máy trộn giống

45

5.8.Thiết bị nhân giống

48

5.9.Thiết bị nuôi cấy

47

5.9.1.Khay nuôi

47

5.9.2.Giá đỡ

48

5.10.Thiết bị vô trùng khay

49

5.11.Máy nghiền búa

50

5.12.Thiết bị trích ly

51

5.13 Thiết bị lọc khung bản

53

5.14.Thiết bị cơ đặc

54

5.15.Chọn thiết bị sấy phun

55

5.16.Máy bao gói chế phẩm

56

5.17.Cơ cấu tự động

57

5.18.Thiết bị vận chuyển

59

5.18.1.Gàu tải

59

5.18.2.Vít tải

60

5.18.3.Băng tải

62
vi


5.19. Chọn bơm

63

5.20. Tính bunke

63

5.20.1. Bunke chứa bã sắn

65

5.21.2.Bunke chứa trấu

65

5.22.3.Bunke chứa

66

5.23.4.Bunke chứa sinh khối

66

5.24.5.Bunke chứa chế phẩm enzyme kỹ thuật

67

5.25.6.Bunke chứa bã

68

5.21. Tính thùng chứa nước

68

5.22. Tổng kết thiết bị

68

CHƯƠNG 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG

70

6.1. Sơ đồ tổ chức

70

6.1.1. Tính nhân lực của nhà máy

70

6.1.2. Chế độ làm việc

70

6.1.3. Nhân lực

70

CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG

73

7.1. Phân xưởng sản xuất chính

73

7.2. Phịng kỹ thuật

73

7.3. Phịng KCS

73

7.4. Phịng điều hịa

73

7.5. Phịng ni mốc

73

7.6. Phịng nhân giống

74

7.7. Phịng trung gian

74

7.8. Nhà hành chính

74

7.9. Nhà ăn

74
vii


7.10.Đài nước

74

7.11. Trạm bơm

75

7.12.Bể chứa nước ngầm

75

7.13.Trạm biến áp

75

7.14.Máy phát điện

75

7.15.Phân xưởng lò hơi

75

7.16.Nhà vệ sinh

75

7.17.Bể xử lý nước thải

76

7.18.Bể xử lý chất thải rắn

76

7.19.Phân xưởng cơ điện

76

7.20.Kho vật tư thiết bị

76

7.21.Kho chứa nguyên liệu

76

7.22.Kho thành phẩm

76

7.23. Nhà bảo vệ

76

7.24.Nhà để xe

77

7.25.Tổng kết

77

CHƯƠNG 8: TÍNH NHIỆT, HƠI, NƯỚC

80

8.1.Tính nhiệt

80

8.1.1.Cơng đoạn thanh trùng mơi trường:

83

8.1.2.Cơng đoạn trích ly:

888

8.1.3.Cơng đoạn cơ đặc:

92

8.1.4.Cơng đoạn tiệt trùng khay

92

8.1.5.Tổng lượng hơi dùng trong nhà máy

92

8.2.Tính và chọn lị hơi

92

8.3.Tính nước

93
viii


8.3.1. Nước sản xuất

93

8.3.2. Nước dùng cho việc phục vụ sản xuất:

94

8.3.3. Nước dùng cho sinh hoạt:

94

8.3.4. Tổng lượng nước nhà máy sử dụng trong một ca làm việc là:

94

8.4. Tính chi phí nhiên liệu

95

8.4.1. Nhiên liệu đốt:

95

8.4.2. Dầu DO

95

8.4.3. Dầu nhờn

95

8.4.4. Mỡ bôi trơn

95

8.5. Tổng kết

96

CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

97

9.1. Kiểm tra nguyên liệu

97

9.1.1. Bã sắn

97

9.1.2. Trấu

97

9.1.3. Nguồn muối vô cơ

97

9.1.4. Nước

97

9.2. Kiểm tra trên các công đoạn sản xuất

98

9.2.1. Công đoạn làm sạch và nghiền:

98

9.2.2. Kiểm tra quá trình lên men:

98

9.3. Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm

98

9.4. Kiểm tra chất lượng sản phẩm

98

9.4.1. Nguyên tắc chung của các phương pháp xác định hoạt độ enzyme:

98

9.4.2. Các phương pháp xác định hoạt độ enzyme:

99

9.4.3. Một số lưu ý khi xác định hoạt độ hay thực hiện phản ứng enzyme:

100

CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

102

ix


10.1. An tồn lao động

102

10.1.1. Các biện pháp dự phịng an toàn

102

10.1.2. An toàn vận hành trong sản xuất các chất sinh học:

103

10.1.3. Các trạm khí nén:

103

10.1.4. Các máy lọc để làm sạch và thu hồi khí, bụi:

104

10.1.5. Máy nghiền, sấy:

104

10.1.6. Các biện pháp an toàn khi sử dụng các cơ cấu vận chuyển

104

10.1.7. Kỹ thuật an tồn khi ni cấy vi sinh vật trên môi trường rắn

104

10.2. Bảo vệ mơi trường

105

10.2.1. Làm sạch khơng khí

105

10.2.2. Làm sạch nước thải

105

KẾT LUẬN

107

TÀI LIỆU THAM KHẢO

109

x


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

STT

Số hình

Tên hình

1

Hình 2.1

Cơ chế thuỷ phân cellulose của enzyme cellulase

7

2

Hình 2.2

Aspergillus niger

15

3

Hình 3.1

Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ

19

4

Hình 5.1

Máy nghiền Q15

41

5

Hình 5.2

Máy tuyển từ ướt

43

6

Hình 5.3

Máy sàng

44

7

Hình 5.4

Máy trộn

45

8

Hình 5.5

Nồi hấp thanh trùng

46

9

Hình 5.6

Máy trộn

47

10

Hình 5.7

Khay ni

48

11

Hình 5.8

Thiết bị vơ trùng dạng đường hầm

50

12

Hình 5.9

Máy nghiền búa

51

13

Hình 5.10

Máy trích ly hoạt động liên tục dạng roto

52

14

Hình 5.11

Thiết bị lọc khung bản

53

15

Hình 5.12

Thiết bị cơ đặc tuần hồn ngồi 2 cấp

54

16

Hình 5.13

Thiết bị sấy phun LPG-25

55

17

Hình 5.14

Máy đóng gói

56

18

Hình 5.15

Cơ cấu tháo dỡ tự động canh trường nấm mốc

57

19

Hình 5.16

Gàu tải

59

Trang

xi


20

Hình 5.17

Vít tải.

60

21

Hình 5.18

Băng tải

61

22

Hình 5.19

Bunke chứa

64

23

Hình 6.1

Sơ đồ tổ chức nhà máy

71

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

STT

Số bảng

Tên bảng

1

Bảng 3.1

Môi trường thạch Sapec

22

2

Bảng 3.2

Thành phần môi trường

23

3

Bảng 0.1

Biểu đồ sản xuất của nhà máy

27

4

Bảng 4.2

Thành phần môi trường

27

5

Bảng 0.3

Bảng thay đổi độ ẩm qua các công đoạn

28

6

Bảng 0.4

Bảng tỉ lệ hao hụt qua các công đoạn

29

7

Bảng 4.5

Bảng tổng kết cân bằng sản phẩm

36

8

Bảng 4.6

Bảng tổng kết nguyên liệu môi trường nhân giống

39

9

Bảng 5.1

Các đặc tính kỹ thuật của máy nghiền Q15

40

10

Bảng 5.2

Các đặc tính kỹ thuật của máy tuyển từ ướt

42

11

Bảng 5.3

Các đặc tính kỹ thuật của máy sàng

43

12

Bảng 5.4

Đặc tính kỹ thuật của máy trộn nguyên liệu

44

13

Bảng 5.5

Đặc tính kỹ thuật của máy trộn giống

46

14

Bảng 5.6

Thông số kỹ thuật của máy nghiền búa

50

15

Bảng 5.7

Đặc tính kỹ thuật của máy trích ly dạng roto tác động

51

Trang

liên tục.
16

Bảng 5.8

Đặc tính kỹ thuật của máy lọc khung bản

53

17

Bảng 5.9

Đặc tính kỹ thuật của máy sấy phun

56

18

Bảng 5.10

Đặc tính kỹ thuật của máy bao gói

57

xiii


19

Bảng 5.11

Đặc tính kỹ thuật của cơ cấu tháo dỡ tự động canh

59

trường nấm mốc
20

Bảng 5.12

Đặc tính kỹ thuật của gàu tải

59

21

Bảng 5.13

Đặc tính kỹ thuật của vít tải

61

22

Bảng 5.14

Bảng tổng kết thiết bị

69

23

Bảng 0.2

Bảng phân công lao động gián tiếp

72

24

Bảng 0.3

Bảng phân công lao động trực tiếp

72

25

Bảng 7.1

Bảng tổng kết các hạng mục xây dựng.

79

26

Bảng 8.4

Bảng tổng kết lượng hơi dùng trong nhà máy

94

27

Bảng 8.5

Bảng tổng kết hơi,nước,nhiên liệu

98

xiv

xv



Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp
với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày

MỞ ĐẦU
Enzyme là chất xúc tác sinh học, có bản chất protein, hịa tan trong nước và trong
dung dịch muối lỗng. Enzyme có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến 1.000.000 dalton nên
không qua được màng bán thấm.
Enzyme là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa
học. Người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực vật hoặc vi sinh vật.
Với những ưu điểm vượt trội - tốc độ sinh trưởng nhanh, hệ enzyme phong phú và có hoạt
tính cao, mơi trường ni cấy rẻ tiền, dễ kiếm, vi sinh vật đã trở thành nguồn nguyên liệu
thu enzyme chủ yếu thu hút được nhiều quan tâm của các nhà nghiên cứu và sản xuất.
Enzyme khơng chỉ có ý nghĩa cho quá trình sinh trưởng, sinh sản của mọi sinh vật
mà nó cịn đóng vai trị rất quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong y học,
trong công nghệ gen và trong bảo vệ môi trường. Vì vậy mà những nghiên cứu sản xuất
enzyme và ứng dụng enzyme được phát triển rất mạnh từ đầu thế kỉ XX .
Tuy nhiên, hiện nay nguồn enzyme không đủ cung cấp cho các nhu cầu sản xuất
hiện đại. Trong khi đó nguồn nguyên liệu từ các phụ phế liệu của hầu hết các nhà máy chế
biến lại rất nhiều, đây là một nguồn nguyên liệu để sản xuất enzyme, trong đó có phụ phế
liệu của nhà máy bã sắn rất lớn,vì vậy việc tìm hiểu các cơng nghệ sản xuất enzyme là rất
quan trọng xuất phát từ thực tế đó. Ý tưởng sử dụng bã sắn – thành phần chứa hàm lượng
cellulose rất cao, làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất enzyme cellulase. Vừa
góp phần tạo ra nguồn enzyme mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày của
con người mà cịn góp phần giải quyết tình trạng ơ nhiễm mơi trường của các nhà máy

tinh bột sắn.
Trên cơ sở đó, tơi được thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme
cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp với
năng suất 25 tấn bã sắn/ngày”.

SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 1


Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp
với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày

CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết phải đầu tư
Enzyme – chất xúc tác sinh học có tính chất chọn lọc và đặc hiệu cao, quan trọng
trong các quá trình vận chuyển trao đổi chất trong sự sống của sinh vật.Từ xưa con người
đã biết sử dụng men để sản xuất ra một số sản phẩm thực phẩm, tinh chế được men từ
thóc nảy nầm.Ngày nay, enzyme giữ một vai trị quan trọng ở các ngành công nghiệp
khác nhau như: rượu, bia, nước giải khát lên men, các ngành chế biến thực phẩm
khác.Trong công nghiệp sản xuất rượu từ tinh bột, enzyme sản xuất từ nấm mốc đã thay
thế hoàn toàn enzyme của đại mạch nẩy mầm.
Enzyme cellulase được sử dụng nhiều trong công nghiệp, chăn nuôi... Nhưng lượng
enzyme chiết từ tự nhiên không đủ để sử dụng. Hơn nữa hàng ngày nhà máy tinh bột sắn
thải ra môi trường một lượng lớn bã sắn.Vì vậy đầu tư cho xây dựng một nhà máy sản
xuất chế phẩm enzyme cellulase là cần thiết vì sẽ vừa cung cấp chế phẩm enzyme cho
cơng nghiệp, vừa xử lý được lượng chất thải của nhà máy tinh bột sắn.
1.2. Vị trí xây dựng
Nhà máy được xây dựng trong khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc ở huyện
Điện Bàn,tỉnh Quảng Nam.

1.3. Đặc điểm tự nhiên:
Điều kiện bức xạ
Hàng năm Quảng Nam có hai lần mặt trời đi qua thiên đỉnh, lần thứ nhất vào khoảng
cuối tháng 4 đầu tháng 5, lần thứ hai vào trung tuần tháng 8. Lượng bức xạ tổng cộng
thực tế phổ biến từ 130 - 150 Kcal/cm2/năm, Lượng bức xạ tổng cộng mùa khô (từ tháng
1 đến tháng 7) chiếm đến 70 - 75%, mùa mưa (từ tháng 9 đến tháng 12) chỉ chiếm từ 25 30%. Lượng bức xạ tổng cộng vụ Đơng Xn chiếm 41%, cịn vụ Hè Thu chiếm
59%[26].
SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 2


Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp
với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày

Gió
Quảng Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên có hai mùa gió chính (gió
mùa mùa Đơng và gió mùa mùa Hè).Hướng gió thịnh hành: ở tỉnh Quảng Nam từ tháng 9
đến tháng 3 năm sau là hướng Bắc đến Tây Bắc, từ tháng 4 đến tháng 8 là hướng Đông và
Đông Nam.
Tốc độ gió: Tốc độ gió trung bình năm tại đồng bằng ven biển khoảng 1,3m/s[26].
Mưa
Tổng lượng mưa trung bình năm phổ biến ở đồng bằng từ 2.200 - 2.500mm, ở trung
du, thung lũng thấp và vùng núi từ 3.000 - 3.600mm, vùng đồng bằng ven biển phía nam
dưới 2.000mm.
Mùa mưa: Lượng mưa trong năm tập trung chủ yếu từ tháng 9 đến 12, chiếm 70 80% tổng lượng mưa năm.
Mùa ít mưa: Từ tháng 1 đến tháng 8 ở vùng đồng bằng, thung lũng thấp và hải đảo,
lượng mưa chỉ chiếm 20 - 30% tổng lượng mưa năm[26].
1.4. Vùng nguyên liệu
Nguyên liệu là phụ phẩm được mua từ nhà máy tinh bột sắn, xã Quế Cường , huyện

Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam.
1.5. Hợp tác hóa
Nhà máy sẽ đặt tại khu cơng nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc 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 cơng
trình cơng cộng như điện, nước, hệ thống thốt nước, giao thơng…
Nhờ đó sẽ giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng thời tận
dụng tuần hồn các sản phẩm phụ tránh được ơ nhiễm mơi trường.

SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 3


Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp
với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày

1.6. Nguồn cung cấp điện
Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy từ mạng điện lưới quốc gia, nhờ trạm biến áp
110KV có dịng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện nhà máy có
thể lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng.
1.7. Nguồn cung cấp hơi
Hơi nước được dùng để tiệt trùng thiết bị, môi trường… sẽ do nhà máy tự cung cấp.
Do đó, cần có lị hơi riêng, áp suất của hơi dùng là 3 atm nhiên liệu chủ yếu bã
mía,than. dùng đốt nóng lị hơi của nhà máy.
Tác nhân làm lạnh là NH3, dầu bôi trơn… nhập từ bên ngoài.
1.8. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải
Nước là nhu cầu không thể thiếu trong quá trình sản xuất, nguồn nước cung cấp cho
nhà máy được lấy từ công ty cấp nước. Để chủ động nguồn nước nhà máy có thể tự xây
dựng thêm các bể chứa nước.
Toàn bộ nước thải của nhà máy phải xử lý COD,BOD đạt yêu cầu rồi sau đó chuyển

ra nguồn nước thải của thành phố.
1.9. Năng suất của phân xưởng
Năng suất nguyên liệu vào đạt 7400 tấn bã sắn/năm
1.10. Giao thông và nguồn lao động
Việc xuất, nhập nguyên vật liệu, trang thiết bị, bao bì, sản phẩm... thì giao thơng
đóng vai trò hết sức quan trọng. Những năm gần đây khu công nghiệp Điện Nam- Điện
Ngọc liên tục nâng cấp cơ sở hạ tầng, mạng lưới giao thông đô thị nên tạo điều kiện rất
thuận tiện .
Nguồn lao động là những người am hiểu về vi sinh vật cũng như về enzyme chủ yếu
là kỹ sư tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học từ các trường đại học và cao đẳng.

SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 4


Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme cellulase bằng phương pháp lên men Aspergillus niger trên môi trường rắn-xốp
với năng suất 25 tấn bã sắn/ngày

1.11. Kết luận
Từ những vấn đề đã phân tích ở trên ta chọn xây dựng nhà máy trong khu công
nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam.Nhà máy đặt tại đây sẽ
đảm bảo đầy đủ những điều kiện cần thiết cho quá trình sản xuất,tiêu thụ,nhân cơng và có
lợi về mặt kinh tế.

SVTH: Huỳnh Thị Thanh Thủy GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 5