Luận Văn Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị xử lý nước thải của quá trình sản xuất chitin từ phế liệu ch

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị xử lý nước thải của quá trình sản xuất chitin từ phế liệu chế biến thủy sản


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA QUÁ
TRÌNH SẢN XUẤT CHI TIN . 2
TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾNTHUỶ SẢN. 2
I.1.TỔNG QUAN VỀ PHẾ LIỆU TÔM . 2
I.1.1 Giới thiệu chung về phế liệu tôm. . 2
I.1.2. Sản lượng phế liệu vỏ tôm đông lạnh . 3
I.1.3. Cấu tạo của vỏ tôm. . 4
I.1.4. Hướng tận dụng phế liệu vỏtôm. 4
I.2. TỔNG QUAN VỀ CHITIN-CHITOZAN 5
I.2.1. Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên. 5
I.2.2. Cấu trúc và tính chất của chitin. 5
I.2.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan. 6
I.2.4. Ứng dụng của chitin và chitosan. . 7
I.2.5.Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin và chitosan. 10
I.2.6. Giới thiệu về quy trình và thiết bị sản xuất chitin 12
I.2.6. 1.Giới thiệu về quy trình sản xuất chitin. . 12
I.2.6.2.Giới thiệu về thiết bị sản xuấtchitin . 12
I.3. TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CỦA QUÁ
TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN -CHITOSAN . 15
I.3.1. Tổng quan về nước thải trong quá trình sản xuất chitin –chitosan. 15
I.3.1. 1.Gới thiệu về nước thải . 15
I.3.1.2 Quy trình sản xuất chitin và nguồnnước thải. 15
I.3.1. 3.Thành phần và tính chất nước thải chế biến chitin. 16
I.3.1. 4.Những thông số đánh giá chất lượng nước thải. 17
I.3.2.Công nghệ xử lý nước thải sau quá trình sản xuất chitin. 20
I.3.2.1.Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của quá trình sản xuất chitin. 21
I.3.2.2.Mô tả công nghệ. . 21
iv
I.3.2.3.Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước bằng phương
pháp sinh học. . 28
I.4. YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG THIẾT BỊ. . 29
I.4. 1. Yêu cầu về kỹ thuật của hệ thống thiết bị. 29
I.4. 2.Yêu cầu chất l ượng nước thải sau khi được xử lý qua hệ thống . 30
CHƯƠNG II : HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ. . 32
II.1.XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ. . 32
II.1.1.Sơ đồ bố trí hệ thống thiết bị: 32
II.1.2.Hệ thống xử lý nước thải bao gồm những thiết bị sau : . 32
II.1.3.Nguyên tắc hoạt động của hệ thống thiết bị: . 33
II.2. XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ
TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI. . 35
II.2.2. Thiết bị sục khí 37
II.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN 39
II.3.1.Các thông số đầu vào của hệ thống xử lý nước thải. 39
II.3.2.Các thông số kỹ thuật của thùng trong hệ thống xử lý nước thải 42
II.3.2.1.Thể tích các bể trong hệ thống. . 42
II.3.2.2. Kiểm tra bền của các bể trong hệ thống. 46
II.3.4.Các thông số kỹ thuật của đường ống và bơm trong hệ thống. . 49
II.3.4.1.Các thông số kỹ thuật cơ bản của ống dẫn và bơm1. . 49
II.3.4.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của ống dẫn và bơm2. 53
II.3.5.Các thông s ố kỹ thuật của máy khuấy trong hệ thống xử lý n ước thải. . 55
II.3.5.1.Công xuất khởi động của động cơ . 56
II.3.5.2.Tính chọn động cơ . 58
II.3.6.Hàm lượng hóa chất trợ lắng. 67
II.3.7.Sục khí cho bể hiếu khí. 68
CHƯƠNG III: CHẾ TẠOTHIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG . 69
III.1. CHẾ TẠO TRỤC. . 69
III.1.1. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. . 69
v
III.1.2. PHÂN TÍCH CHI TIẾT. . 70
III.1.3.CHỌN VẬT LIỆU LÀM PHÔI. 71
III.1.4.CHỌN PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHÔI. . 71
III.1.5.ĐÁNH SỐ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT. 72
III.1.7.THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG CÔNG NGHỆ. . 74
III.1.7.1.Nguyên công 1: . 74
III.1.7.2.Nguyên công 2. . 77
III.1.7.3.Nguyên công 3. . 78
III.1.7.4.Nguyên công 4. . 79
III.1.7.5.Nguyên công 5. . 80
III.1.7.6.Nguyên công 6. . 81
III.1.7.7.Nguyên công 7. . 83
III.1.7.8.Nguyên công 8. . 84
III.1.7.9.Nguyên công 9. . 84
III.1.7.10.Nguyên công 10. . 85
III.1.8.XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN 86
III.1.8.1.Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian  40k6 . 86
III.1.8.2.Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian  50h14 89
III.1.8.3.Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian  38 . 90
III.1.8.4.Bản vẽ phôi. 91
III.1.8.5.Xác định lượng dư trung gianvà kích thước trung gian  35h14 . 91
III.1.8.6.Xác định lượng trung gian và kích thước trung gian  30h14 91
III.1.8.7.Xác định lượng dư cho phay rãnh then 25,6. 92
III.1.9.Chế độ cắt cho  50. . 92
III.1.9.1.Chế độ cắt cho  50. 92
III.1.9.2.Tốc độ cắt khi tiện mặt đầu. 95
III.1.9.3.Tốc độ cắt khi tiện thô. 95
III.2. CHẾ TẠO CÁNH KHUẤY 106
III.4. Ổ BI 109
vi
III.5. DÂY ĐAI 109
III.6.CHẾ TẠO BÁNH ĐAI 110
III.7. CHẾ TẠO THEN 110
III.8. CHẾ TẠO PHỄU LẮNG. . 111
III.9. CHẾ TẠO CÁC KHUNG CHÂN ĐỠ BỂ. 111
III.9.1. Khung chân bể lắng và 2 bể chứa 111
III.9.2. Khung chân bể trung hoà. . 112
III.9.3. Khung chân bể hiếu khí. . 112
III.9.4. Chân chân bể protein 113
III.10. ĐỘNG CƠ SỤC KHÍ. . 113
III.11. CHẾ TẠO HỆ THỐNG DẪN NƯỚC. 114
III.11.1. Bơm 114
III.11.2. Ống nhựa. . 114
III.12. CHẾ TẠO HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG. 115
III.13. XÂY DỰNG CÁC BẢN VẼ KỸ THUẬT. . 116
CHƯƠNG IV: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 117
IV.1. THỬ NGHIỆM VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TÁCH
CAROTENO PROTEIN. . 117
IV.1.1. Thử nghiệm tách caroteno protein. . 117
IV.1.2. Thử nghiệm lần 1. 117
IV.1.3 Thử nghiệm lần 2 118
IV.1.4.Thử nghiệm lần 3. . 118
IV.1.5.Thử nghiệm lần 4. . 119
IV.1.6.Thử nghiệm lần 5. . 119
IV.1.7.Thử nghiệm lần 6. . 120
IV.1.8.Nhận xét. . 120
IV.1.9.Quy trình công nghệ tách caroteno protein. . 120
IV.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 121
IV.2.1. Quy trình công nghệ. 121
vii
IV.2.2. Nhận xét. 122
IV.2.3. Kết luận. . 122
CHƯƠNG V: HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 123
V.1. HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ SẢN PHẨM. . 123
V.1. 1. Giá thành thiết bị. . 123
V.1. 2. Giá thành xủ lý nước thải ( 3m
3
). . 124
CHƯƠNG VI: KẾT KUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 127
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nghành nuôitrồng, khai thác và chế biến thủy sản xuất
khẩuViệt Nam đã phát triển mạnh mẽ, trong đó tôm đông lạnh xuất khẩu đã đem lại thu
nhập nguồn ngoại tệ rất đáng kể cho đất nước. Tuy nhiên cùng với sự phát triển đó thì m ột
lượngphế liệu thải ra cũng rất lớn.Do vậy một vấn đề đặt ra là nghiên cứu tận dụng
nguồn phế liệu để xản xuất ra các mặt hàng cógiá trị kinh tế cao, nhằm đảm bảo yêu cầu
sản xuất sạch hơn không gây ô nhiễm môi trường đồng thời cũng đem lại nguồn hồi hỗn
hợp này ta có thể sử dụngđể bổ xung vào thức ăn gia súc, nuôi trồng thủy sản vừa góp
phần làm tăng giá trị kinh tế cho quy trình sản xuất chitin và điều đặc biệt quan trọng đối
với việc giải quyết vấn đề ôi nhiễm môi trường của chúng ta mà trong thời gian gần đây
vấn đề này đang và sẽ là vấn đề nóng bỏng được các nước cũng như toàn thể người dân ở
trên thế gới quan tâm.
Nhận thấy việc cấp thiết của vấn đề xử lý nước thải công nghiệp nói chung và xử lý
nước thải sau quá trình sản xuất chitin nói riêng của các nhà máy thải ra hàng năm là rất
lớn, vì vậy KHOA CƠ KHÍ –BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY –TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA
TRANG đã giao cho chúng tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Hoàn chỉnh thiết kếvàchế tạo thiết bị xử lý nước thải của quá trình sản xuất chitin
từphếliệuchếbiếnthuỷsản”.
Nội dung thực hiện:
1. Tổng quan về thiếtbịxửlýnướcthảicủaquátrìnhsảnxuấtchitintừphếliệuchế
biếnthuỷsản.
2. Hoànchỉnhthiếtkế, chếtạothi ếtbị .
3. Lậpquy trìnhcông nghệxửlýnướcthải.
4. Kếtluậnvà đềxuất ýkiến.


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THIẾTBỊ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CHI TIN
TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN.
I.1.TỔNG QUAN VỀ PHẾ LIỆU TÔM
I.1.1 Giới thiệu chung về phế liệu tôm.
Tôm là đối tượng quan trọng của ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản Việt Nam.
Thịt tôm có giá trị kimh tế cao v à có mùi vụ thơm ngon đặc trưng, rất hấp dẫn. Hi ện nay
s ản phẩm tôm đông lạnh xuất khẩu đ ã góp70 - 80% tổng kim ngạch xuất khẩu của to àn ngành.
Hiện nay ở nước ta, kỹ thuật khai thác và nuôi tôm mới phát triển và ngày càng
cung cấp nhiều nguyên liệu cho các vhà máy chế biến thủy sản trong nước và xuất khẩu
nhiều mặt hàng như:
- Tôm tươi nguyên con cấp đông IQF hoặc Block
- Tôm bỏ vỏ đầu ấp đông IQF hoặc Block
- Tôm là Surimi
- Tôm bỏ vỏ đóng hộp
- Tôm bỏ vỏ , bỏ chỉ lưng hấp cấp đông
Điều này chứng tỏ tôm là một mặt hàng đem lại nguồn kinh tế lớn cho đất nước
nhưng đồng thời cũngthải ra một lượng đáng kể phế liệu, chủ yếu là vỏ và đầu tôm. Ngoài
ra, có m ột lượng đáng kể thịt vụn do bóc nõn không cẩnthận hoặc một số tôm bị loại do
biến màu, chất lượng không đảm bảo.
Tùy theo giống, loài và phương pháp gia công chế biến mà lượng phế liêu này thay
đổi từ 40% (đối với tôm sú ) đến 60% ( đối với tôm càng xanh ) lượng nguyên liệu thu
mua. Đối với sản phẩm tôm bóc nõn và rút ruột thì m ất mát theo vỏ tôm và đuôi tôm
khoảng 25 %. Nhìn chung, trong phế liệu tôm thì trọnglượng phần đầu thường gấp 3-4 lần
so với phần vỏ và đuôi.
Trong phế liệu tôm đông lạnh, thành phần chiếm tỉ lệ đáng kể và có giá trị nhất là
chitin, tiếp đó là protein ngoài ra còn có sắc tố ( chủ yếu là Astaxanthin ), khoáng và
Vitamin.
3
-Chitin: tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng và nhiều hợp chất hữu cơ
chủ yếu là cacbonat calci là thành phần chỉ yếu tạo nên vỏ tôm.
-Protein: trong phế liệu tôm thường là loại protein không hòa tan do đó khó tách ra
khỏi vỏ, nó tồn tại dưới hai dạng:
Dạng tự do: tồn tại trong các cơ quan nội tạng và các cơ gắn ở phần vỏ.
Dạng phức tạp: li ên k ết với chitin, cacbonat valci nh ư m ột phần thống nhất của vỏ tôm
Enzyme: theo tạp chí khoa học và công nghệ thủy sản số 05/1993 hoạt độ của
Enzyme của đầu tôm khoảng 6.5 đơn vị hoạt độ /g tươi.
+ Astaxanthin: thường ở dạng liên kết với Acid béo, hay protein tạo nên một phức
hợp có màu xanh đặc trưng của tôm.
Phế liệu Protein Chitin Lipid Tro Canci Phopho
Đầu tôm 53,10 11,10 8,90 22,60 7,20 1,68
Vỏ tôm 2,80 27,20 0,40 31,70 11,10 3,16
Như vậy, phế liệu tôm là nguồn nguyên liệu vô cùng phong phú không chỉ để sản
xuất ra chitin-chitozan còn chứa một lượng đáng kể protein, Astaxanthin và Acid béo
không no quý giá cần được thu hồi.
I.1.2. Sản lượng phế liệu vỏ tôm đông lạnh.
Theo ước tính phế liệu tôm đông lạnh trên toàn thế giới khoảng 1.9 triệu tấn trong
một năm. Phần lớn là các nước đang phát triển như Thái lan, Chile, Philippin, Ấn độ,
Pakistan và Indonesia.
Ở Việt Nam ngu ồn nguyên liệu tôm rất dồi dào, được thu từ các nguồn chính là
đánh bắt và nuôi trồng. Ở nước ta mặt hàng thủy sản đông lạnh từ giáp xác chiếm 70-80%
công xuất chế biến. Vì vậy lượng từ vỏ giáp xác thải ra từ các nhà máy là khá lớn khỏng
70.000 tấn / năm. Đây là nguồnphế liệu dồi dào để sản xuất chitin-chitozan và các sản
phẩm có giá trị kinh tế khác, đồng thời cũng đe dọa l àm ô nhiễm môi trường do nước thải
của quá trình sản xuất chitin-chitozan.
Theo chiến lược xuất khẩu của bộ thủy sản đến năm 2007 sản l ượng tôm xuất khẩu
đạt 150.000 tấn /năm. Riêng địa bàn Khánh Hòa trong những năm gần đây mặt hàng tôm
đông lạnh được đẩy mạnh. Theo tổng cục thống kê Việt Nam sản lượng xuất khẩu tôm
đông lạnh Khánh Hòa trong năm 2000 đến 2005 là:


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển
Quá Trình Và Thiết Bị Khuấy Trộn Trong Công Nghệ
NXB Xây Dựng, Hà Nội 2006
2. A.IA. XoKoLov
Cơ Sở Thiết Kế Máy Sản Xuất Thực Phẩm
Người dịch: Nguyễn Trọng Thể, Hà Nội
NXB khoa học và kỹ thuật, 1976
3. PTS.Phạm Hùng Thắng
Giáo trình thiết kế đồ án môn học chi tiết máy
Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang
NXB Nông NghiệpTP HồChí Minh, 1995
4.Nguyễn Văn Ba –Lê Trí Dũng
Sức Bền Vật Liệu
NXB Nông Nghiệp, TPHCM 1998
5. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc,PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn,
PGS.TS Trần Xuân Việt
Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy (Tập 1,2,3)
Hà Nội, NXB khoa học và kỹ thuật, 2003
6. PGS.TS Trần Văn Địch
Sổ Tay Gia Công Cơ
NXB khoa học và kỹ thuật
7. GS.TS Nguyễn Đắc Lộc,PGS.TS Ninh Đức Tốn
Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy (Tập 1,2)
NXB khoa học và kỹ thuật
8. PGS.TS Trần Văn Địch
Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2002
128
9. PGS.TS Đặng Văn Nghìn
Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM
10.PGS Trần Hữu Quế
Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí (Tập 1, 2)
NXB Giáo Dục, 2003
11.GS.TS Ninh Đức Tốn, GVC. Nguyễn Thị Xuân Bảy
Giáo Trình dung Sai Lắp Ghép và Kỹ Thuật Đo Lường
NXB Giáo Dục, 2003
12.Nguyễn Trọng Hiệp
Chi Tiết Máy (Tập 1)
NXB Giáo Dục
13.Ứng dụng sinh hóa trong quá trình sản xuất.
14.Trần Thị Luyến –Đỗ Minh Phụng –Nguyễn Anh Tuấn (2003)
Sản xuất các chế phẩm kỹ thuật và y học ntừ phế liệu chế biến thủy sản
Nhà xuất bản nông nghiệp , Hà nội .
15. Phạm Thị Tuyết Mai (2004)
Khảo sát và thiết kế hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp chế biến thủy sản
Luận văn tốt nghiệp đại học , Đại Học Nha Trang .
16.Đỗ Thị Hòa (2004)
Nghiên cứu thu hồi protein trong quy trình sản xuất chitin và đề nghị phương hướng
xử dụng
Luận văn tốt nghiệp đại học , Đại Học Nha Trang .