Đồ án Thiết kế phân xưởng trích ly dầu từ cám gạo

ỡ vụn và dung môi bị chảy tràn. Ngâm hạt trong dung môi một thời gian nhất định Bề dày của nguyên liệu vào trích ly phải thích hợp . Bề dày càng mỏng, thời gian trích ly càng nhanh. Hình 2.1 :Aûnh hưởng của bề dày nguyên liệu vào thiết bị trích ly lên hiệu quả trích ly [11] Nhiệt độ trích ly: Nếu tăng nhiệt độ trích ly, độ nhớt miscella giảm, tăng khả năng hoà tan dầu, tăng khả năng khuếch tán của dầu vào dung môi. Nhưng nếu nhiệt độ tăng quá cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng dầu và phụ phẩm, đồng thời dễ gây cháy nổ. Aùp suất cao đòi hỏi máy móc phù hợp, và dễ tổn thất dung môi. Vì chênh lệch gradient nồng độ quyết định khả di chuyển của dầu từ nguyên liệu vào dung môi, nên cần giữ sự chênh lệch gradient này cao ở mọi điểm trong thiết bị trích ly. Điều này có thể đạt được nhờ sử dụng nguyên tắc cho dung môi di chuyển ngược chiều chuyển động của nguyên liệu. Dung môi và nguyên liệu di chuyển ngược chiều nhau, nhờ đó mà nguyên liệu có nồng độ dầu thấp nhất sẽ được tiếp xúc với dung môi tinh sạch nhất, nên đạt được hiệu quả trích ly cao. Hình 2.2 :Nguyên tắc trích ly ngược dòng ứng dụng cho thiết bị "Carrousel Extractor" (Courtesy of Extractionstechnik G.A.m.b.H.) [11] II. CÁC LOẠI DUNG MÔI THƯỜNG SỬ DỤNG [6, 7, 8 ,11, 18, 22 ] Dung môi: Dùng các loại dung môi hữu cơ có độ thẩm điện môi gần bằng độ thẩm điện môi của dầu. Độ thẩm điện môi của các loại dầu thực vật trong khoảng 3,0-3,2 . Yêu cầu của dung môi: - Thành phần đồng nhất, có độ tinh sạch cao. - Nhanh chóng hòa tan dầu và hỗn hợp với dầu theo bất cứ tỉ lệ nào. - Dễ bay hơi, có thể loại dung môi khỏi miscella và bã khô dầu được dễ dàng bằng cách cho bay hơi. Độ nhớt thấp. Aån nhiệt hoá hơi thấp, để ít tốn năng lượng khi bay hơi dung môi. - Không hòa tan các chất lạ trong nguyên liệu ngoài dầu, trung tính với nguyên liệu. - Không ăn mòn thiết bị, không gây độc cho người, không gây mùi vị lạ cho sản phẩm. Giá thành thấp. Trong công nghiệp trích ly dầu thực vật ta thường dùng các loại dung môi sau: hydrocacbua mạch thẳng từ các sản phẩm dầu mỏ (thường là phần dầu nhẹ), hydrocacbua thơm, rượu béo, hydrocacbua mạch thẳng dẫn xuất clo nhưng phổ biến nhất là xăng và hexan. Thường dùng các hydrocacbon: Hecxane : Nhiệt độ sôi khoảng 69oC Ưu điểm : Trích ly dầu triệt để. Nhiệt độ sôi thấp, dễ bay hơi dung môi Dễ thu hồi và tái sử dụng dung môi Không gây độc hại đối với sức khoẻ con người Giá thành tương đối rẻ Nhược điểm : Dễ cháy nổ nên phải có máy móc trang thiết bị phù hợp Heptane : Nhiệt độ sôi khoảng 88 -89oC, thường dùng để trích ly dầu hạt hạt cải ( do dầu hạt cải không hoà tan ở điều kiện thường) Nhược điểm : tốn nhiều năng lượng để chưng cất dung môi ra khỏi dầu hơn. Propane : nhiệt độ sôi tại áp suất khí quyển là thấp (khoảng -42oC ). Do đó dùng ở dạng khí nén Giá thành khá rẻ Không tạo ra chất độc Aùp suất bay hơi của propane thấp nên không cần phải chưng cất dung môi. Pentane : Nhiệt độ sôi khoảng 55-60oC, thường là metyl pentane để trích ly tốt hơn. Dễ tách dung môi ra khỏi dầu, không gây ô nhiễm môi trường. Dung môi chứa halogen: Thường dùng là tricloroethylene, hiện nay không dùng trong công nghệip nữa. Ít gây cháy nổ hơn so với các hydrocacbon. Có thể tác dụng với các hợp chất chứa S trong nguyên liệu tạo thành những hợp chất mà gia súc ăn vào không tiêu hoá được. Nước : Là dung môi rẽ tiền Nhược điểm là dầu sót nhiều, tốn nhiều năng lượng để làm khô dầu Thường được dùng để trích ly sữa dừa Enzyme: Bổ sung vào nước. Thường dùng các enzyme phá huỷ thành tế bào thực vật như cellulase, hemicellulase, glucanase… Dầu tách ra nổi lên bề mặt ( nước ở giữa, bã ở đáy). Có thể dùng bể lắng hay ly tâm để tách dầu thô. Dầu thu được là tinh sạch, có thể không cần qua khâu tinh sạch. Hiện nay chưa áp dung cho quy mô công ghiệp vì giá thành enzyme đắt. Acetone : Rẻ tiền, phù hợp với trích ly dầu. Có thể hoà tan được gossypol ( độc tố trong hạt bông), afla toxin (độc tố hạt mốc) để sử dụng bã khô dầu Không hoà tan phospholipid ( tạp chất) Có thể dùng acetone để định tính phospholipid Nhược điểm: tạo màu tối cho dầu ( rất khó loại đi khi tinh luyện), còn lại mùi trên bã. Hiện nay, acetone không được dùng trong công nghiệp. Alcohols: Thường dùng etanol, isopropanol Ưu điểm : Không gây ô nhiễm Có khả năng hoà tan gossypol, afla toxin Giá thành tương đối rẻ Nhược điểm: Ơû nhiệt độ thường không hoà tan dầu, phải thực hiện ở nhiệt độ cao Rượu tạo hỗn hơp đẳng phí với nước nên khó khăn khi tách nước ra khỏi rượu, nên khó thu hồi và tái sử dụng Hiện nay, alcohols cũng không được sử dụng trong công nghiêp Chất lỏng siêu tới hạn: Đây là một phương pháp mới, đang được nghiên cứu, chưa ứng dụng vào quy mô công nghiệp. Thường dùng là CO2 (20-103 kPa, 50 – 80 0C) Ưu điểm: Không độc hại Không gây cháy nổ Trơ về mặt hoá học Giá thành rẻ Ơû điều kiện siêu tới hạn, hoà tan dầu rất tốt Thu hồi dầu hoàn toàn tinh sạch Nhược điểm: Trang thiết bị đòi hỏi phải chịu được áp suất cao, nên chi phí trang thiết bị đắt tiền Kết hợp với enzyme [5] : Trong những nghiên cứu hiện nay, dầu cám có thể được trích bằng cách dùng kết hợp với enzyme tan trong nước. Theo nghiên cứu này, người ta đã dùng ProtizymeTM ( protease, α- amylase,cellulase) III. CÁC THIẾT BỊ TRÍCH LY Phân loại : Thiết bị làm việc liên tục, bán liên tục, hay gián đoạn. Cũng có thể phân loại theo nguyên lý làm việc của thiết bị. 1.Theo nguyên lý làm việc: [6, 11] Có hai loại thiết bị trích ly cơ bản : thiết bị trích ly dạng ngâm ( immerson extractor) và thiết bị trích ly dạng xối tưới ( percolation extractor) Thiết bị trích ly dạng ngâm: Thiết bị này đòi hỏi nhiều dung môi hơn. Trong loại thiết bị này, nguyên liệu được ngâm hoàn toàn trong một dòng dung môi chuyển động chậm và liên tục. Thiết bị dạng ngâm thích hợp với loại nguyên liệu mà sự cản trở việc truyền khối của dầu lớn. Thiết bị trích ly dạng xối tưới : Thiết bị dạng xối tưới có năng suất trích ly cao hơn, ít tốn diện tích hơn, vận hành tốt hơn so với thiết bị trích ly dạng ngâm. Trong loại thiết bị này, dung môi được phun lên 1 lớp nguyên liệu dày nhưng không làm ngập hoàn toàn. Một lớp mỏng dung môi chảy rất nhanh qua bề mặt của các hạt rắn và lấy đi một cách hiệu quả lượng dầu đã được khuếch tán từ trong ra ngoài. 2. Theo nguyên lý làm việc : 2.1. Thiết bị làm việc gián đoan: Một lượng xác định nguyên liệu được tương tác với một lượng xác định dung môi. Miscella được tháo ra, chưng cất, và dung môi được hoàn lưu lại thiết bị trích ly cho đến khi hàm lượng dầu sót trong nguyên liệu đạt được yêu cầu. Phương pháp này hiện nay đã lỗi thời, chỉ được xử dụng với mục đích thí nghiệm. 2.2. Thiết bị làm việc bán liên tục : Hệ thống bán liên tục này gồm nhiều thiết bị trích ly gián đoạn nối tiếp nhau. Dung môi hoặc miscella được di chuyển từ thiết bị trích ly này đến thiết bị tiếp theo. Nguyên lý này được áp dụng đối với thiết bị trích ly dạng giỏ đứng (Stationary Basket Extractor) . Hình 2.3 : Thiết bị trích ly dạng giỏ đứng (The FRENCH Stationary Basket Extractor ,courtesy of The FRENCH Oilmill Machinery Co.) [11] Thiết bị có dạng bình hình trụ đứng, được phân thành nhiều ngăn nhỏ theo phương bán kính. Các ngăn này đứng yên. Dung môi hay miscella được dẫn vào từ phía trên và chảy tràn qua lớp nguyên liệu rắn. Nguyên liệu được tương tác với dung môi theo nguyên tắc ngược chiều. 2.3. Thiết bị trích ly liên tục: Cả nguyên liệu và dung môi đều được đưa vào thiết bị một cách liên tục. Các dạng thiết bị liên tục này khác nhau bởi cấu trúc hình học của thiết bị và cách di chuyển dung môi và nguyên liệu, vẫn theo nguyên tắc ngược dòng. 2.3.1 .Thiết bị trích ly dạng băng tải : Hình 2.4 : Thiết bị trích ly dạng băng tải và thiết bị chưng sấy dung môi của hãng De Smet [22] 2.3.2. Thiết bị trích ly dạng giỏ chuyển động ( moving basket extractor) Trong loại thiết bị này, nguyên liệu không được tạo thành một khối mà được chia ra và đổ đầy vào các khoang ( giỏ) . Các khoang này được đục thủng ở đáy. Các giỏ này có thể di chuyển thẳng đứng (bucket elevator extractors), theo chiều ngang ( frame belt and sliding cell extractors), hay quay quanh 1 trục (carrousel extractors). Hình 2.5: Thiết bị trích ly của hãng Lurgi [11] Hình 2.6. Thiết bị trích ly HSL basket của HSL ltd. [11] Hình 2.7 : The "CARROUSEL" Extractor (Extractionstechnik G.A.m.b.H.) [11] Chương 3: THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Quy trình công nghệ Cám gạo Thu nhận Làm sạch -sàng Chưng sấy Dầu thô Trích ly Chưng cất Hơi nước Hơi nước Lọc Tạp chất Chưng sấy Bã khô dầu Ngưng tụ Hơi nước Bã khô dầu Làm nguội Bã khô dầu Nước lạnh Dung môi + hơi Dung môi Hơi Tách nước Dung môi Nước Dung môi Nước Tạp chất II.Thuyết minh quy trình : 1. Thu nhận Mục đích : chuẩn bị Tiếp nhận nguyên liệu để ổn định sản xuất. Các biến đổi chính : Cám gạo có hàm ẩm khoảng 10% được tiếp nhận vào nhà máy từ các nhà máy xay xát lúa. Cần được kiểm tra chỉ số AV của dầu, hàm ẩm, và tạp chất trước khi nhập vào. Cám gạo mà có chỉ số AV dưới 30 sẽ được đưa vào quy trình sản xuất. Biến đổi chủ yếu trong quá trình tồn trữ là sự tăng chỉ số AV của cám gạo do tác động của enzyme lipase . Ngoài ra còn có các biến đổi vật lý khác như sự thay đổi hàm ẩm. Biến đổi sinh học do côn trùng, vi sinh vật gây nên khi tồn trữ. Thiết bị : kho chứa 2. Làm sạch : Mục đích: chuẩn bị Tách khỏi hạt những tạp chất có hại lẫn bên trong khối cám gạo , Các biến đổi chính : chủ yếu là biến đổi vật lý. Tỷ trọng khối cám gạo thay đổ, tách loại được các tạp chất như gạo vỡ, bụi, kim loại, đá, cát … Thiết bị: Máy sàng kết hợp với khí động. . 3.Chưng sấy: Mục đích: chuẩn bị, khai thác. Là quá trình gia nhiệt cho khối bột nghiền ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Gồm có hai giai đoạn: Đầu tiên bột nghiền sẽ được làm ẩm ở nhiệt độ tương đối thấp bằng cách xông hoặc phun trực tiếp hơi bão hòa (8 – 12% ẩm). Sau đó bột nghiền sẽ được tăng nhiệt độ lên và sấy khô đến độ ẩm nhất định. Các biến đổi chủ yếu: Phá vỡ tiếp tế bào chứa dầu . Làm liên kết giữa các phân tử dầu và phân tử phi dầu yếu đi, dầu đễ được giải phóng ra ngoài. Ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao làm biến tính protein và vô hoạt enzyme trong hạt. Ở nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu giảm. Tiêu diệt một phần vi sinh vật trong hạt. Làm yếu liên kết giữa dầu và các phần tử ưa nước (protein, …), dầu dễ tách ra hơn. Giai đoạn đầu: Khối lượng nước trong hạt tăng, hạt trương nở và trở nên dẻo hơn. Một số hạt trong khối bột nghiền sẽ bị vón cục. Thể tích khối bột nghiền tăng. Dầu thoát ra trên bề mặt. Một số protein bị biến tính, enzyme bị vô hoạt, độ nhớt của dầu giảm. Một số biến đổi không có lợi: lipid bị oxy hóa. Giai đoạn sau: Thay đổi cấu trúc hạt, hạt trở nên ít dẻo hơn (dễ ép hơn). Yêu cầu chất lượng sau chưng sấy: Aåm của cám gạo: 7 – 12 %. Nhiệt độ cám gạo: 95 – 115oC Thực hiện: Thực hiện trong nồi chưng sấy ở nhiệt độ 90 – 115oC . 4. Trích ly: Mục đích : khai thác Dùng dung môi hoà tan dầu trong nguyên liệu. Các biến đổi chính : biến đổi hoá lý. Hòa tan dầu, các chất màu, mùi, hợp chất chứa nitơ vào dung môi Biến tính một phần protein. Các thông số công nghệ Dung môi : hexane Tỷ lệ hexane : cám là 2,2 : 1 Nhiệt độ :50oC Thời gian : khoảng 40 phút Thiết bị : thiết bị trích ly dạng ngâm 5. Quá trình sử lý miscella : Mục đích : hoàn thiện, bảo quản. Nhằm mục đích tách dung môi, dầu sạch, và bã khô dầu. Bao gồm bốn quá trình: Loại tạp chất Chưng cất miscella Ngưng tụ dung môi và nước Tách dung môi và nước 5.1 . Lọc : Mục đích: chuẩn bị. Mixen thu được sau khi trích ly ngoài thành phần dầu hoà tan còn có các chất màu, các phức photpholipid và các hạt bã dầu cùng một số tạp chất cơ học khác. Các chất hòa tan trong mixen ở dạng keo và không tan trong mixen, dưới tác động của nhiệt khi chưng cất sẽ có phản ứng tương tác với mixen làm giảm phẩm chất dầu (bị tăng chỉ số axid, sẫm màu), tạo ra cao đóng kết bề mặt các thiết bị truyền nhiệt trong hệ thống chưng cất và khi chưng cất dầu sẽ gây ra hiện tượng trào nổi do sủi bọt Do đó để thu được dầu trích ly có chất lượng tốt ta phải làm sạch các tạp chất hòa tan và không hòa tan trong mixen trước khi đem chung cất. Các biến đổi của nguyên liệu: Biến đổi vật lý: kết lắng các cặn mùn Thông số kỹ thuật: Tỷ lệ cặn mùn trong mixen: <0,1% Hàm lượng dầu của cặn mùn: 1,25 – 1,6% Độ ẩm của cặn mùn: 8 – 8,5% Thiết bị: máy 5.2. Chưng cất miscela : Mục đích : khai thác, hoàn thiện. Dùng nhiệt độ làm bay hơi dung môi khỏi hỗn hợp ( kéo theo cả ẩm) để tách riêng dung môi và thu lấy dầu. Các biến đổi chính: Vật lý: tăng nhiệt độ của mixen Hóa lý: dung môi từ pha lỏng chuyển sang pha hơi Thiết bị : Miscella được chưng cất theo nhiều cấp. Đối với chưng cất 2 cấp: Thiết bị chưng cất sơ bộ: tháp màng dạng ống chùm. Dầu thu được có nồng độ từ 60 -70 % Nguyên tắc: Mixen sôi trong bộ ống chùm và dâng theo thành ống ở dạng màng và bốc hơi dung môi Thiết bị chưng cất kiệt dung môi: tháp màng dạng tấm (máng) xếp song song. Nguyên tắc: Mixen đặc quá nhiệt với áp suất dư qua mỏ phun vào buồng thiết bị trong điều kiện hút chân không sẽ bốc hơi dung môi rất mạnh. Các giọt mixen đặc rơi xuống hệ thống máng thành các lớp màng mỏng. Dưới ttác động của hơi quá nhiệt tiếp xúc trực tiếp lên màng mixen dung môi lại tiếp tục bốc hơi. Dầu trích ly chảy dồn xuống bồn khử mùi đang được đun nóng nhằm đảm bảo cất kiệt dung môi trong dầu. Dầu được cô đến nồng độ 93-95 %. 5.3. Ngưng tụ dung môi: Mục đích : tách nước khỏi dung môi Các biến đổi chính: biến đổi hoá lý: có sự thay đổi pha. Thiết bị : hệ thống ống sinh hàn 5.4. Tách nước khỏi dung môi Mục đích: thu được dung môi tinh sạch . Các biến đổi chính: hoá lý. Có sự tách pha, Thiết bị : bể lắng, có đáy côn. Dung môi phía trên, nước phía dưới. Nước có thể lẫn một ít dung môi, còn dung môi thì tinh sạch. 6. Xử lý bã khô dầu Mục đích : chế biến, hoàn thiện, bảo quản. Bã sau trích ly có chứa 25-30% dung môi, cần tách dung môi ra khỏi bã. Dung môi bay hơi được đưa về thiết bị ngưng tụ để thu hồi dung môi. Các biến đổi chính: Vật lý: thay đổi về tỷ trọng, hàm ẩm. Hoá lý : có sự tách pha, bay hơi dung môi. Thiết bị : nồi chưng sấy III. Tính toán cân bằng vật chất : Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm chính là : dầu thô và bã khô dầu Nguyên liệu ban đầu là cám gạo. 1. Các thông số để tính toán : [6, 8, 9 ,10, 11, 22] Cám gạo : Hàm ẩm ban đầu : 12% Hàm ẩm trước khi vào trích ly : 8% Dầu : 20% Tạp chất ban đầu trước sàng : 3% Bã : 67% Miscella : Dầu : 30% khối lượng miscell Cặn : 0.1% Hàm ẩm trong miscella : 3% Dung môi : Tổn thất dung môi trong chưng cất là 0.1% . Hexane với tỷ lệ hexane : cám gạo = 2.2 : 1. Hàm ẩm của dung môi khi vào ngưng tụ là 10% Dầu : Hàm ẩm : 1% Cặn : 0,1 % Cặn (bã khô dầu sót trong miscell, sau khi lọc) : Hàm ẩm trong cặn : 0,1% Dầu sót trong cặn : 1% Bã khô dầu : Hàm ẩm cuối cùng :12% Hàm ẩm trước chưng sấy là : 10% Dầu trong bã cuối : 0.4% Dung môi trong bã ngay sau trích ly : 28% Hao hụt cho mỗi quá trình là 0,1 % 2. Tính toán cân bằng vật chất : Lấy 100kg cám gạo nguyên liệu Khối lượng nước có trong cám gạo ban đầu : mnước = 12% * 100 = 12 (kg) Khối lượng dầu trong 100kg nguyên liệu : mdầu = 0,2 * 100 = 20 (kg) 2.1. Cho quá trình sàn : Khối lượng cám gạo sau khi sàn : mcám gạo = 100 – 3%100 = 97 (kg) Khối lượng sau khi tính đến hao hụt : mcám gạo = 97 – 0,1% * 97 = 96,903 (kg) 2.2. Quá trình chưng sấy : Khối lượng trước vào chưng sấy : mcám gạo = 96,903 (kg) Khối lượng sau khi chưng sấy : mcám gạo = 96,903 – (12% -8% ) * 96,903 = 93,02688 (kg) Hàm ẩm trước khi vào chưng sấy là 12% . Hàm lượng sau chưng sấy là 8%. Lượng nước đã thoát ra : mnước = 3,87612 (kg) Khối lượng sau khi tính đến hao hụt : mcám gạo = 93,02688 – 0,1% * 93,02688 = 92,9339 (kg) 2.3. Quá trình trích ly : Khối lượng cám gạo vào trích ly : mcám gạo = 92,9339 (kg) Tỷ lệ dung môi : cám gạo = 2,2 : 1 Khối lượng dung môi sử dụng : mdung môi = 2,2 * 92,9339 = 204,45 (kg) Hàm ẩm trước khi vào trích ly là 8%. Khối lượng nước : mnước = 8% * 92,9339 = 7,345 (kg) Khối lượng miscella thu được : mmiscella = m1 Khối lượng bã vào nồi chưng sấy : mbã = m2 Ta có : m1 + m2 = 204,45 + 92,9339 = 297,3839 (kg) (1) 2.4. Quá trình chưng sấy bã khô dầu : Khối lượng bã sau trích ly vào chưng sấy khi đã xét hao hụt trên đường vận chuyển : mbã = 0,999 * m2 (kg) Khối lượng dầu trong bã cuối : mdầu = 0,4% * mbã = 0,4%* 0,999 * m2 = 3,996 . 10-3 * m2 (kg) Khối lượng dung môi trước khi vào chưng sấy : mdung môi = 28% * mbã = 0,28 * 0,999 m2 = 0,27972 * m2(kg) Khối lương bã khô dầu sau chưng sấy thu được : mbã = 0,999*m2 – ( 3,996 .10-3 + 0,27972) m2 = 0,715284 * m2 (kg) Hàm ẩm trong bã là 12 % Khối lượng nước trong bã là : mnước = 12% * 0,715284 * m2 = 0,086 * m2 (kg) 2.5. Quá trình lọc miscella : Khối lượng miscella trước khi lọc : mmiscella = 0.999 * m1 (kg) Hàm lượng cặn trong miscella là 0,1% : Khối lượng miscella sau lọc là : mmiscella = 0,999 * (100% - 0,1%) * m1 = 0,998 * m1 (kg) Khối lượng miscella sau khi đã tính đến hao hụt là : mmiscella = (100% - 0,1%) * 0,998 *m1 = 0,997 *m1 (kg) Khối lượng cặn là: mcặn = 0,1% * 0,999 * m1 = 9,99 . 10-4 * m1 (kg) Trong cặn có lượng dầu sót là 1%, ẩm là 0,1% Khối lượng dầu sót trong cặn là : mdầu trong cặn = 0,01 * 9,99 .10-4 * m1 = 9,99 .10-6 * m1 (kg) Khối lượng nước trong cặn là : mnước = 0,001 * 9,99 . 10-4 = 9,99 .10-7 * m1 (kg) 2.6. Quá trình chưng cất miscella : Khối lượng miscella vào chưng cất : mmiscella = 0,997 * m1 (kg) Hàm lượng dầu trong miscella là 30% Khối lượng dầu trong miscella : mdầu = 0,3 * 0,997 * m1 = 0,2991 * m1 (kg) Trong dầu thô thu được có hàm ẩm là 1% . Khối lượng nước trong dầu là : mnước = 0,01 * 0,2991 * m1 = 2,991 .10-3 * m1 (kg) Khối lượng dung môi thu được sau chưng cất : mdung môi = (1 – 0,2991) * m1 = 0,7009 *m1 (kg) Hàm ẩm trong miscella là 3%. Khối lượng nước trong miscella là: mnước = 0.03 * 0,997 * m1 = 0,02991 * m1 (kg) 2.7. Quá trình ngưng tụ dung môi và tách nước : Lượng dung môi và nước vào ngưng tụ từ thiết bị chưng cất dung môi : mdung môi = 0,999 * 0,7009 * m1 = 0,7 * m1 (kg) Lượng dung môi từ thiết bị chưng sấy bã khô dầu là : 0,27972 * m2 (kg) Vậy lượng dung môi cần ngưng tụ là : mdung môi = 0,7 * m1 + 0,27972 * m2 (kg) Hàm ẩm của dung môi khi vào chưng cất là 10% . Lượng nước tách ra : mnước = 0,1 * ( 0,7 * m1 + 0,27972 * m2 ) (kg) Lượng dung môi sau ngưng tụ : mdung môi = 0,9 * ( 0,7 * m1 + 0,27972 * m2 ) (kg) Hao hụt khi chưng cất , loại dung môi là 0,1% Lượng dung môi cuối cùng thu được : mdung môi cuối = 0,999* 0,9 * ( 0,7 * m1 + 0,27972 * m2 ) = 0,8991 * ( 0,7 * m1 + 0,27972 * m2 ) (kg) 2.8. Tính cân bằng vật chất : Đối với dầu : 20 = mdầu trong bã cuối + mdầu trong cặn +mdầu = 0,2991 * m1 + 9,99 .10-6 * m1 + 3,996 . 10-3 * m2 Vậy : 0,2991 * m1+ 3,996 .10-3 * m2 = 20 (2) Giải hệ (1,2) , ta có : m1 = m miscella = 63,7459 (kg) m2 = mbã = 233,637 (kg) Bảng 3.1 : Tóm tắt cân bằng vật chất cho 100 kg cám gạo trước vào trích ly STT Nguyên liệu Khối lượng (kg) 1 Cám gạo khi nhập liệu 100 2 Cám gạo sau khi sàn 97 3 Dầu thô thu được 19,066 4 Dung môi trích ly 204,45 5 Miscella 63,7459 6 Cặn 0,064 7 Bã khô dầu (chưa chưng sấy) 167,12 8 Bã sau chưng sấy (có 12% ẩm) 74,612 3. Chọn năng suất : Vậy từ 100kg cám gạo ban đầu, ta có thể thu nhận được 19,066 kg dầu cám gạo thô, 74,612 kg bã khô dầu. Lấy tỷ trọng của dầu là 0.92. Lượng dầu thu được là 17,54 lít dầu. Chọn năng suất nhà máy là 30.000 tấn nguyên liệu/ năm, tức là khoảng 100 tấn cám gạo / ngày. Tính cho từng ca sản xuất : Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 8 tiếng . Tính đến thời gian giao nhận ca, kiểm tra máy móc sau mỗi ca, thời gian vệ sinh thiết bị, năng suất tính theo giờ của phân xưởng là 5 tấn/ giờ. Vậy ta có bảng tổng hợp trong môt giờ sản xuất như sau: Bảng 3.2 : Tổng hợp cho 1 giờ sản xuất STT Nguyên liệu Khối lượng (kg) 1 Cám gạo 5000 2 Dung môi dùng trích ly 10222,5 3 Dầu thô 953,3 5 Miscella 3187,3 6 Cặn 3,2 7 Bã khô dầu 8356 Bảng 3.3 : Tổng hợp cho 1 ca sản xuất STT Nguyên liệu Khối lượng (kg) 1 Cám gạo 40000 2 Dung môi dùng trích ly 81780 3 Dầu thô 4766,5 5 Miscella 25498,4 6 Cặn 118,4 7 Bã khô dầu 66848 Bảng 3.4 : Bảng tóm tắt qua từng công đoạn Công đoạn Bước thực hiện Giá trị Nhập liệu Lượng cám gạo 5000 (kg/h) Sàn – tách loại Lượng cám gạo vào Lượng cám gạo ra là Tạp chất và bị hao hụt 5000 (kg/h) 4845,15 (kg/h) 155 (kg/h) Chưng sấy Lượng cám vào chưng sấy 4845,15 (kg/h) Trích ly Lượng cám vào trích ly Dung môi sử dụng 4,646695 (tấn/h) 1,0225(tấn/h) Xử lý bã khô dầu Lượng bã vào chưng sấy Lượng bã khô dầu (phụ phẩm) 1,86723(tấn/h)8356 (kg/h) Xử lý miscella Lương miscella thu được Dầu thô thu được 3187,3 (kg/h) 953,3 (kg/h) ( 877 l/h) Ngưng tụ dung môi Dung môi 2120,2 (kg/h) IV. TÍNH TOÁN MÁY MÓC THIẾT BỊ : 1. Sơ đồ chọn thiết bị : Cám gạo Máy sàng Nồi chưng sấy Dầu thô Thiết bị trích ly Thiết bị chưng cất Thiết bị Lọc Nồi chưng sấy Bã khô dầu Sico chứa bã Thiết bị ngưng tụ Vít tải Bã khô dầu Bã khô dầu Dung môi + hơi Thiết bị Tách nước Gàu tải Vít tải Vít tải Bơm 2 Bơm Bồn trung gian Bơm 2 Bồn chứa Bơm 2 Bồn trung gian Bồn trung gian Bơm 1 Bơm 2 Bơm 2 Bơm 2 2. Chọn thiết bị: 2.1 Máy sàn: [12] - Dùng thiết bị TQLZ Series Vibrating Cleaning Sieve của hãng Jiangsu Hualiang Machinery Co., Ltd. Thông số công nghệ : Năng suất : 5tấn/h . Kích thước : 1000 mm x 1000mm Công suất : 0,25 kw Hình 3.1 : thiết bị sàn 2.2. Thiết bị chưng sấy [23] Chọn 2 máy có năng suất 2,5 tấn/ giờ. Chọn thiết bị GOYUM 250 của Công ty Goyum Screw Press Pvt. Ltd., Aán Độ. Đặc điểm: Hình 3.2 : Nồi chưng sấy Chế tạo bằng thép Giảm một nửa hộp truyền động với bộ truyền động dạng xoắn ốc của thép đúc. Có thể điều chỉnh độ dày của bã khô dầu. Chi phí bảo trì thấp. Tiêu thụ điện thấp: motor 3-phase 20H.p Bộ phận chưng sấy: 2 tầng, vỏ áo giữ nhiệt, đường kính 1060 mm (42”), ống dẫn trang bị đầy đủ: van an toàn, ống phun hơi,