Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất rượu vang nho

tiêu thụ sản phẩm. - Năng lượng sử dụng cho nhà máy bao gồm: hơi- điện –nước, khối lượng sử dụng hàng năm khá lớn nên cần đặt nhà máy gần nguồn cung cấp năng lượng để đảm bảo cho việc sản xuất được liên tục, giảm hao phí về đường dây, ống dẫn. - Địa điểm xây dựng nhà máy phải nằm trong vùng quy hoạch của địa phương đồng thời phải quan tâm đến vấn đề an ninh quốc phòng. - Chọn hướng gió phù hợp để tránh khói bụi do xe cộ qua lại, vì đây là nhà máy thực phẩm nên việc giữ vệ sinh cho nguyên liệu hay sản phẩm là việc hết sức cần thiết. 2. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy Để cân bằng sự phát triển công nghiệp giữa ba miền đất nước và dựa trên các điều kiện thực tế, em quyết định đặt nhà máy sản xuất rượu vang nho ở miền Trung, tại cụm công TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 2 - nghiệp Tháp Chàm, Ninh Thuận, vì nơi này đáp ứng được các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nói trên. Cụm công nghiệp Tháp Chàm: quy mô 126 ha, nằm sát quốc lộ 27 và ga đường sắt Tháp Chàm, cách trung tâm Thành phố Phan Rang - Tháp Chàm 7 km về phía Tây Bắc. Là nơi thu hút các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh các ngành nghề chế biến lâm sản, sản xuất hoá chất, vật liệu xây dựng, chế biến thực phẩm, sản xuất đồ gia dụng… Cụm công nghiệp này nằm ở vị trí có điều kiện giao thông thuận tiện, được nhà nước đầu tư hoàn chỉnh các công trình hạ tầng. Cách cảng Cam Ranh khoảng 37km, cách thành phố Nha Trang và Đà Lạt 110 km, cách Thành phố Hồ Chí Minh 360 km. 3. Công nghệ sản xuất rượu vang nho 3.1. Nguyên liệu 3.1.1. Nho Nho là loại quả lý tưởng để chế biến rượu vang và rượu vang nho là loại rượu vang nổi tiếng nhất đối với người phương Tây cũng như phương Đông. Ở Việt Nam chỉ có một số vùng thuận tiện cho việc trồng nho (nhiều nhất là ở Ninh Thuận) do đặc tính của cây nho là ưa khí hậu khô và nhiều nắng, đất ít chua. Người ta chọn quả nho để chế biến rượu vang từ mấy ngàn năm nay, vì các lý do sau: - Thành phần hoá học của nho thích hợp cho quá trình lên men, rượu vang nho có thể bảo quản được lâu. - Sản lượng nước quả trên đơn vị diện tích trồng nho cao. - Chất lượng rượu vang tốt, hương vị đậm đà. Hàm lượng cồn vừa phải, cân đối với vị chua của axit, vị chát của tanin, lại thêm các vị phong phú của glixerin, axit amin, muối khoáng… màu sắc óng ả nhờ có các chất antoxian, tanin, . . . 3.1.2. Nước Hàm lượng chất khô trong môi trường trước lúc lên men thường vào khoảng 20% (theo trọng lượng). Như vậy trong rượu vang thành phẩm, nước chiếm một tỷ lệ khá lớn (khoảng 80%) và điều này cũng chứng tỏ nước là một trong những nguyên liệu chủ yếu để sản xuất rượu vang. 3.1.3. Đường TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 3 - Đường Saccharose là nguyên liệu thường được sử dụng để bổ sung vào môi trường lên men nhằm điều chỉnh độ đường đạt hàm lượng cần thiết cho quá trình lên men sản xuất rượu vang, vì ở một số loại quả, hàm lượng đường khá thấp làm cho khả năng lên men của nấm men yếu ớt, độ cồn sản phẩm thấp, rượu lạt. Yêu cầu của đường bổ sung vào là đạt các chỉ tiêu về chất lượng: tiêu chuẩn cảm quan, tiêu chuẩn hoá lý và tiêu chuẩn vi sinh. 3.1.4. Nấm men Giống nấm men Saccharomyces cerevisiae có nhiều ưu điểm như: • Lên men nhanh và sâu các loại đường, • Kết lắng tốt, do đó dễ tách sinh khối nấm men ra khỏi dịch lên men, • Tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu vang, • Bền vững với rượu, acid và các chất sát trùng. Do đó mà các nhà máy sản xuất rượu vang hiện nay thường chọn giống nấm men Saccharomyces cerevisiae để lên men dịch nho. 3.1.5. Các chất phụ gia khác 9 SO2 hoặc NaHSO3: thường được bổ sung vào dịch quả trước khi lên men với liều lượng 50-200 ppm. Mục đích là để ức chế, tiêu diệt các vi khuẩn có hại… 9 Bentonit, tanin và đất sét trắng: là các loại chất trợ lắng, giúp cho quá trình lắng trong sản phẩm được tốt. 9 Enzym pectinase: được bổ sung vào nhằm mục đích làm trong và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm. 3.2. Sản phẩm 3.2.1. Giới thiệu về rượu vang Rượu vang là sản phẩm có hương vị đặc trưng, độ cồn nhẹ 10 - 150 (không qua chưng cất), là nước giải khát giàu chất dinh dưỡng. Nếu sử dụng với liều lượng thích hợp, rượu vang có tác dụng tốt cho sức khoẻ và có thể chữa được một số bệnh. TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 4 - CHƯƠNG II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG NHO Nho Tieáp nhaän, phaân loai RöûaNöôùc Laøm daäp, nghieàn xeù Sulfit hoaù EÙp Baõ öôùt EÙp Nöôùc Taùch cuoáng NaHSO3 Dòch nho Ñöôøng,Vitamin, tanin,. . . Leân men chính UÛ Loc thoâ Chieát roùt, ñoùng nuùt Saûn phaåm Loc tinh Leân men phuï Daùn nhaõn, ñoùng thuøng Gan caën S.Cerevisiae Nhaân gioáng Ñöôøng Chai, nuùt Nhaõn, thuøng Boät ñiatomit Sulfit hoaù Laéng trong O2 voâ truøng Cuoáng Baõ khoâ Caën CO2 Caën CO2 Caën thoâ Naám men soùt TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 5 - 4. Kế hoạch sản xuất: + Năng suất thiết kế: 1.000.000 lít/năm. + Một năm nhà máy hoạt động 300 ngày, mỗi ngày làm việc 14 giờ (từ 6h đến 20h), chia làm 2 ca làm việc: ca 1 từ 6h – 13h và ca 2 từ 13h – 20h. + Một ngày làm 3 mẻ, mẻ đầu tiên bắt đầu làm việc từ 6h sáng. TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 6 - CHƯƠNG III TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 1. Tính lượng nguyên liệu chính Năng suất thiết kế: 1.000.000 lít/năm, một năm sản xuất 300 ngày do đó trung bình một ngày sản xuất là 3335 lít rượu vang nho thành phẩm. Vang thành phẩm có: Độ cồn: 11% V Hàm lượng đường sót: 4% Trọng lượng. 1.1. Tính lượng nho cần dùng Chọn thành phần tính toán cân bằng của nho như sau: + Cuống nho: 5% + Quả nho: 95%, trong đó: • Vỏ nho: 6% • Hạt nho: 2% • Thịt quả: 92% Trong đó: - Nước: 81% - Đường 14% - Các chất khác: 5% Giả sử tỉ lệ hao hụt trong các công đoạn sản xuất: + Khâu làm sạch tổn thất 1% khối lượng nho. + Khâu làm dập, nghiền xé tổn thất 0,5% khối lượng nho. + Khâu ép thu dịch nho tổn thất 2% khối lượng hỗn dịch nho. + Khâu lên men chính tổn thất 1% khối lượng dịch nho sau chuẩn bị môi trường lên men. + Khâu gạn cặn tổn thất 1% khối lượng vang mới (vang sau khi lên men chính) + Khâu lên men phụ tổn thất 0,5% khối lượng vang mới. TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 7 - + Khâu ủ tổn thất 0,5% khối lượng vang sau lên men phụ. + Khâu lọc thô tổn thất 0,3% khối lượng vang sau ủ. + Khâu lọc tinh tổn thất 0,2% khối lượng vang sau ủ. + Tổn thất khâu chiết: 0,3% khối lượng vang bán thành phẩm. Tổng tổn thất: 7,3% Hiệu suất cả quá trình: 92,7% ¾ Tính cho 100 kg nho nguyên liệu Chọn lượng nước để ép rửa bã ướt là 8% khối lượng quả nho và giả sử rằng: lượng bã thải sau khi ép thu dịch nho hầu hết là vỏ nho, hạt nho, nước (tổng lượng bã thãi từ công đoạn ép chiếm 10% khối lượng quả nho). Như vậy: - Khối lượng nước quả thu được từ các lần ép là: 1,93100 %95 %8100 %95 %10 100 %95 =+−= xxxxxmn (kg) Trong đó: • 95% x 100 là khối lượng quả nho sau khi bỏ cuống nho (cuống chiếm 5% khối lượng nho nguyên liệu), (kg) • 10% x 95% x100 là khối lượng bã thải, (kg) • 8% x 95% x100 là khối lượng nước rửa ba, (kg) - Khối lượng đường chứa trong 93,1 kg nước quả: 236,12 100 14 100 100 95 100 92 1 == xxxm (kg) Trong đó: • 92% x 95% x100 là khối lượng thịt quả trong 100 kg nho nguyên liệu. • 14% là hàm lượng đường trong thịt quả. - Hàm lượng đường trong dịch quả sau khi ép: %14,13100 1,93 236,12 =x + Gọi m2 (kg) là lượng đường cần thiết bổ sung để nâng hàm lượng đường của dịch nho lên 20%, m2 phải thỏa mãn phương trình sau: TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 8 - 100 20 2 21 =+ + mm mm n 100 20 1,93 236,12 2 2 =+ + m m Î m2 = 7,98 (kg) Như vậy lượng đường bổ sung vào khi chuẩn bị môi trường lên men chiếm 7.98% khối lượng nho nguyên liệu. Vậy, nếu dùng 100 kg nho nguyên liệu đem đi tách cuống, ép tách bã thu dịch nho, bổ sung đường cho dịch nho tăng hàm lượng đường lên tới 20% khối lượng thì khối lượng dịch nho cuối cùng thu được là: mn + m2 = 93,1 +7,98 = 101,08 (kg) (1) ¾ Tính lượng nho dùng trong một ngày (tính theo năng suất nhà máy) - Thể tích rượu nguyên chất: V = 3335 x 11% = 366,85 (lít) - Khối lượng rượu nguyên chất: metylic = V x d = 366,85 x 0,78934 = 289,5 (kg) (d là khối lượng riêng của rượu nguyên chất đo ở 20oC, d = 0,78934 kg/l, [7]) - Phương trình lên men rượu: - Khối lượng đường lên men thực tế: 55,566180 46 5,289 2 1 . == xxM hc (kg) - Khối lượng đường sót: 4,133)/( 0,1 )( 3335 %4 == lítkgxlítxM ds (kg) – Với 1,0 kg/lít là khối lượng riêng của rượu vang thành phẩm [3]. - Tổng khối lượng đường trong dịch nho trước lên men: Mđt = Mch + Mds = 566,55 + 133,4 = 699,94 (kg) S.Cerevisiae C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + Q TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 9 - Vì tổng hàm lượng đường trong dịch nho sau khi chuẩn bị môi trường lên men (tính luôn lượng đường bổ sung lần 2, sau khi lên men chính 2 ngày) là 20% tổng khối lượng dịch nho đem lên men, do đó tổng khối lượng dịch nho đem lên men là: Mtc = 699,94 x 100/20 = 3499,74 (kg) (2) + Tổng khối lượng dịch nho đem lên men bao gồm: • Khối lượng dịch nho thu được từ lần ép đầu tiên. • Khối lượng dịch nho thu được từ lần ép rửa bã. • Khối lượng đường bổ sung vào để lên men. Lưu ý: ở đây không tính khối lượng của nấm men, xem như lượng nấm men cho vào trước lên men (3% thể tích dịch nho) phần lớn được gạn lấy sau lên men và lưu ý là trong rượu vang thành phẩm không có nấm men. Từ (1) và (2), khối lượng nho nguyên liệu lý thuyết dùng trong một ngày là: 35,3462 08,101 74,3499100 == xM n (kg) Do tổn thất trong quá trình sản xuất, nên khối lượng nho nguyên liệu thực tế dùng trong một ngày là: 3462,35 x100/92,7 = 3735 (kg/ngày) * Tính cân bằng vật chất ở từng công đoạn (tính theo năng suất nhập liệu) + Khối lượng nho sau khi làm sạch: Mls = 3735 x 99% = 3697,656(kg) + Khối lượng dịch nho sau khi tách cuống, làm dập, nghiền xé: Mng = (3697,656 x 95%) x 99,5% = 3495,21 (kg) + Khối lượng dịch nho sau khi ép: Mep = (3495,21 + 3495,21 x 8% - 3495,21 x 10%) x 0,98 = 3356,8 (kg) Trong đó: • 8% là phần trăm khối lượng nước bổ sung để rửa bã; • 10% là phần trăm khối lượng bã thải; + Khối lượng dịch nho thu được sau khi chuẩn bị môi trường lên men: Mcb = 3356,8 + 3735 x 7,98% = 3654,853 (kg) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 10 - Trong đó: 3735 x 7,98% là khối lượng đường bổ sung cho 3735 kg nho nguyên liệu. + Khối lượng rượu vang thu được sau khi lên men chính: Sau khi lên men chính kết thúc trong rượu vang non còn 8% đường chưa lên men. Quá trình lên men chính tổn thất 1% khối lượng dịch nho và tổn thất 12% x 44/180 = 3% khối lượng dịch nho trước lên men do khí CO2 thoát ra. Mlmc = (3654,853 x 99%) x 97% = 3509,76 (kg) + Khối lượng vang thu được sau khi gạn cặn: Quá trình gạn cặn tách được phần lớn bã men và tổn thất 1% khối lượng dịch sau lên men chính. Mgc = 3509,76 x 0,99 = 3474,66 (kg) + Khối lượng vang thu được sau khi lên men phụ: Sau khi kết thúc quá trình lên men phụ, trong rượu vang còn 4% đường sót. Quá trình lên men phụ tổn thất 0,5% khối lượng vang mới và tổn thất 4% x 44/180 = 0,98% khối lượng vang mới do khí CO2 thoát ra. Mlmp = (3474,66 x 0,995) x 0,992 = 3429,63 (kg) + Khối lượng vang thu được sau khi ủ: Mu = 3429,63 x 0,995 = 3412,48 (kg) + Khối lượng vang thu được sau khi lọc: Ml = 3412,48 x 0,997 x 0,998 = 3395,43 (kg) + Khối lượng vang thu được sau khi chiết rót: Mtp = 3395,43 x 0,997 = 3385,25 (kg) * Thể tích vang thành phẩm thu được: Vtp = 25,3385 0,1 25,3385 === v tp tp D M V (lít) Như vậy nếu dùng 3735 kg nho nguyên liệu/ngày thì thể tích vang thành phẩm thu được là 3385,25 lít/ngày, do đó để sản xuất ra 3335 lít vang nho thành phẩm/ngày thì lượng nho nguyên liệu cần thiết là: 3680 25,3385 3735 3335 =x (kg/ngày) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 11 - Vậy: - Lượng nho nguyên liệu cần dùng cho một ngày là 3680 kg - Lượng nho nguyên liệu dùng trong một năm là: 3680 x 300 = 1.104.000 kg/năm = 1104 tấn nho nguyên liệu/năm ¾ Tính cân bằng vật chất trong từng mẻ làm việc Chọn số mẻ làm việc trong một ngày là 3 mẻ, như vậy: + Số mẻ làm việc trong một năm là: 3 x 300 = 900 (mẻ) + Lượng nho nguyên liệu cần dùng trong một mẻ là: 1227 3 3680 ≈ (kg/mẻ) + Lượng đường bổ sung trong một mẻ: 915,97%98,71227 =x (kg/mẻ) + Lượng vang sản phẩm thu được trong một mẻ làm được: 7,1111 3 3335 = (lít/mẻ) 1.2. Tính lượng đường bổ sung Lượng đường bổ sung vào khi chuẩn bị môi trường lên men chiếm 7,98% khối lượng nho nguyên liệu. Do đó: • Lượng đường bổ sung tính cho một ngày làm việc là: 3680 x 7,98% = 293,664 (kg/ngày) • Lượng đường bổ sung tính cho một năm làm việc là: 1104.000 x 7,98% = 88099,2 (kg) = 88,0992 (tấn/năm) 1.3. Tính nước 1.3.1. Nước rửa nho nguyên liệu Trong sản xuất rượu vang, người ta thường chọn tỉ lệ giữa lượng nước rửa nho và lượng nho là 1:1, nghĩa là muốn rửa 1 kg nho nguyên liệu cần dùng 1kg nước sạch. Coi khối lượng riêng của nước là 1,0 kg/l. Vậy thể tích nước rửa cần dùng trong một ngày là: 1,0 x 3680 = 3680 lít/ngày = 3,68 m3/ngày. Thể tích nước rửa nho trong một năm: 3,68 x 300 = 1104 m3/năm 1.3.2. Nước ép rửa bã (nước dùng cho ép tận thu dịch nho) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 12 - Lượng nước dùng cho việc ép rữa bã chiếm 8% khối lượng quả nho, coi khối lượng riêng của nước ép rửa bã là 1,0 kg/l. - Lượng nước cần dùng để ép rửa bã trong một ngày là: 3680 x 95% x 8% = 279,68 (lít/ngày) - Lượng nước cần dùng để ép rửa bã trong một năm là: 279,68 x 300 = 83904 (lít/năm) = 83,904 (m3/năm) 1.3.3. Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng Tuỳ theo tình hình sản xuất thực tế tại nhà máy, độ sạch của thiết bị, nhà xưởng. . . mà ta sử dụng lượng nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng nhiều hay ít. Ơ đây, ta tính chọn lượng nước rửa thiết bị, nhà xưởng. . .bằng lượng nước rửa nguyên liệu là 3,68 m3/ngày hay 1104 m3/năm. 1.4. Tính lượng nấm men Theo quy trình công nghệ trên thì lượng nước cái men cho vào dịch nho để lên men chiếm 3% thể tích dịch nho. - Lượng nước cái men sử dụng trong một ngày: 03,100%3 )/(08,1 )(3601 =x lítkg kg (lít/ngày) Trong đó: • )(3601 3735 3680 853,3654 kgx = là khối lượng dịch nho trước lên men trong một ngày • 1,08 kg/lít là khối lượng riêng của dịch nho trước lên men, [3]. - Lượng nước cái men sử dụng trong một mẻ: Một ngày làm việc 3 mẻ, do đó lượng nước cái men dùng trong một mẻ là 34,33 3 03,100 = (lít/mẻ) - Lượng nước cái men sử dụng trong một năm: 100,03 x 300 = 30009 (lít) = 30,009 (m3/năm) 2. Tính lượng nguyên liệu phụ – bao bì 2.1. Tính lượng H2O2 dùng trong công đoạn làm sạch nho TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 13 - Lượng H2O2 chứa trong bồn rửa thứ 2 của dây chuyền rửa nho, chiếm 1% khối lượng dung dịch trong bồn rửa thứ 2. Vậy: - Lượng H2O2 dùng trong một ngày: 27,12%13680 3 1 =xx (kg/ngày) (1/3 là vì chỉ có một bồn rửa chứa H2O2) - Lượng H2O2 dùng trong một năm: 12,27 x 300 = 3681 (kg/năm) 2.2. Tính lượng NaHSO3 dùng để sunfit hóa dịch nho Quá trình sunfit hóa cần dùng SO2 với liều lượng 150 mg/l dịch nho, 150 mg SO2/l dịch nho tương đương với 243,75 mg NaHSO3/l dịch nho. - Thể tích dịch nho cần sunfit hoá: 56,3047 13,1 74,3443 === D M V sunfitsunfit (lít/ngày) - Lượng NaHSO3 dùng trong một ngày: 842,742)/(56,3047 )/( 1000 75,243 =nglxlítg (lít/ngày) Với: • )(74,3443 3735 3680 21,3495 kgx = là khối lượng của dịch nho sau khi nghiền xé. • 1,13 kg/lít là khối lượng riêng của dịch nho sau khi nghiền xé, [3]. - Lượng NaHSO3 dùng trong một mẻ: 742,842/3 = 247,614 (g) - Lượng NaHSO3 dùng trong một năm: 742,842 x 300 = 222853 (g) = 222,853 (kg) 2.3. Tính lượng tanin cần dùng Liều lượng tanin cần bổ sung vào môi trường trước lúc lên men là 10g/100 lít dịch nho. - Lượng tanin dùng trong một ngày: TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 14 - )(37,330 )(3735 )/(08,1 )(3680 )(853,3654 )(100 )(10 g kgxlítkg kgxkgx lít g = Trong đó: • )(3601 )(3735 )(3680 )(853,3654 kg kg kgxkg = là khối lượng dịch nho trước lên men. • 1,08 (kg/lít) là khối lượng riêng của dịch nho trước lên men, [3]. - Lượng tanin dùng trong một mẻ: 330,37/3 = 110,123 (g) - Lượng tanin dùng trong một năm: 330,37 x 300 = 99111(g) = 99,111(kg). 2.4. Tính bột trợ lọc Lượng bột trợ lọc điatomit dùng để áo bột máy lọc khoảng 5 kg/máy/ngày lọc. Lượng bột trợ lọc điatomit dùng trong khi lọc khoảng 200 g/Hl vang. Lượng bột trợ lọc cần dùng: 5x1 + 0,2 x (3412,5/100) = 11,825 (kg/ngày) 2.5. Tính lượng chai cần dùng Dùng chai có dung tích 0,65 lít để chứa rượu vang, lấy tỉ lệ hao hụt chai do trong quá trình vận chuyển, làm sạch, bảo quản, lưu trữ . . chai bị hư hỏng, vỡ, sức mẻ... là 10% lượng chai lý thuyết. Như vậy, Số chai dung tích 0,65 lít cần dùng là: 5644%)101( 65,0 3335 =+ (chai/ngày) = 1693200 (chai/năm) 2.6. Tính số thùng chứa, pallet cần dùng Để di chuyển vang đi nơi khác hoặc giử trong kho, người ta thường chứa các chai rượu vang trong các thùng carton, các thùng carton lại được chất trên các pallet. Mỗi thùng caston chứa 20 chai 0,65 lít (5 chai x 4 chai). - Số thùng carton cần dùng: 283 20 5644 = (thùng/ngày) = 84900 (thùng/năm) Kích thước thùng chứa: 0,38 x 0,3 (m2). TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 15 - - Mỗi pallet chứa 36 thùng, số pallet cần dùng: 8 36 283 ≈ (pallet/ngày). Kích thước pallet: 1,4 x 1,4 (m2). 2.7. Tính lượng nút chai Lượng nút cần dùng lấy bằng với lượng chai. Do đó, lượng nút chai cần dùng để đóng nút chai 0,65 lít là 1693200 nút/năm. 2.8. Tính lượng nhãn và hồ + Tính nhãn: Lượng nhãn hao hụt là 1% số lượng chung, tính được: • Lượng nhãn dùng cần dùng là: 1710303 1100 1001693200 =− x nhãn/năm. + Tính hồ: Nhãn dán bằng hồ nấu từ tinh bột và dextrin theo thực tế cho thấy tiêu tốn tinh bột và dextrin như sau: CHAI (lít) TINH BỘT(g) DEXTRIN(g) 0,65 0,3 0,65 • Lượng tinh bột tiêu tốn trong một năm: )(96,507 1000 3,01693200 kgx = • Lượng dextrin cần dùng trong một năm: )(58,1100 1000 65,01693200 kgx = Lượng hồ tiêu tốn: 507,96 + 1100,58 = 1608,54 (kg/năm) = 5,362 (kg/ngày) 2.9. Tính lượng NaOH dùng trong rửa chai Lấy lượng NaOH dùng để rửa 1 triệu chai 0,65 lít là 1100 kg. Như vậy, lượng NaOH cần thiết để rửa chai trong một năm là: )(52,1862 1000000 11001693200 kgx = TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 16 - BAÛNG TOÅNG KEÁT Baûng 3.1: Baûng toång keát nguyeân lieäu, saûn phaåm STT Teân Ñvò Trong moät meû Trong moät ngaøy Trong moät naêm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Löôïng nho töôi Löôïng ñöôøng boå sung Löôïng men gioáng Löôïng nöôùc röûa nho Löôïng nöôùc eùp röûa baõ Löôïng NaHSO3 söû duïng Löôïng H2O2 söû duïng Löôïng tanin caàn duøng Boät trôï loïc ñiatomit Löôïng baõ khoâ Löôïng NaOH röûa chai Soá chai Soá naép Soá nhaõn Löôïng hoà daùn Soá thuøng carton Soá palleùt Theå tích röôïu vang Taán Kg Lít m3 m3 Kg kg kg kg kg kg chai naép nhaõn kg keùt palleùt lít 1,227 97,888 33,34 1,227 0,093 0,248 4,09 0,110 116,5 2,069 1882 1882 1882 1,788 95 1112 3,680 293,664 100,3 3,680 0,28 0,744 12,27 33,037 11,825 349,6 6,208 5644 5644 5644 5,362 283 8 3335 1104 88099,2 30090 1104 83,904 223,2 3681 99,111 3547,5 104880 1862,52 1693200 1693200 1693200 1608,54 84900 2400 1000000 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 17 - CHƯƠNG 4 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 1. Sơ đồ chọn thiết bị 1 2 3 4 5 Cân Máy rửa Máy làm dập Thiết bị sunfit hóa Máy ép Bơm tới thiết bị sunfit hóa (B1) Bơm tới máy ép (B2) Bơm tới thiết bị lắng (B3) 2’ Bơm nước rửa 5’ Thùng chứa bã 7 8 9 11 13 14 15 Thiết bị lên men Bồn ủ vang Thiết bị lọc thô Thiết bị lọc tinh Máy chiết Máy đóng nắp Máy dán nhãn 16 Máy rửa chai 7” 7’ Thiết bị nhân giống Bồn chứa men giống Bơm tới bồn ủ vang (B5) Bơm tới thiết bị lọc thô (B6) Bơm tới TB lọc tinh (B8) 10 Bồn chờ lọc tinh Bơm tới bồn chờ chiết (B9) 12 Boàn chôø chieát Bơm tới máy chiết (B10) 6 Bơm tới TB lên men (B4) Thiết bị lắng Bơm tới bồn chờ lọc tinh (B7) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 18 - 2. Tính chọn thiết bị 2.1. Phân xưởng sơ chế 2.1.1. Cân nho nguyên liệu Bảng 4.1: thông số kỹ thuật dự kiến của cân nho nguyên liệu kg 300 kg 5 mm 1200 Mm x mm 800 x 600 kg 150 2.1.2. Thiết bị rửa Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật dự kiến của thiết bị rửa phun Tên gọi Đơn vị tính Thông số dự kiến Năng suất băng tải tấn/h 3 Công suất động cơ kw 2 Chiều dài mm 12000 Chiều rộng mm 1500 Chiều cao mm 2000 Tiêu thụ nước m3/h 3 2.1.3. Bơm nuớc cho thiết bị rửa Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật của bơm rửa nho nguyên liệu Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất m3/h 3,6 Áp suất toàn phần m cột nước 20 Số vòng quay vòng/phút 1450 Chiều cao hút m nước 2,8 Nhiệt độ nước OC - 404 90 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 19 - 2.1.4. Máy làm dập Bảng 4.4: thông số kỹ thuật của máy làm dập Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất kg/h 6000 Số cặp trục cặp trục 2 Công suất động cơ kw 2 Kích thước phần tách cuốn: l w h in in in 72 40 61 Kích thước phần làm dập l w h in in in 35 20 29 2.1.5. Bơm 1 Bảng 4.5: thông số kỹ thuật của bơm hỗn dịch nho vào thiết bị sunfit hóa Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất m3/h 2,4 Ap suất đẩy at 2 Số vòng quay vòng/phút 50 Công suất kw 0,65 Đường kính xilanh mm 100 Khoảng chạy của pittông mm 126 Số xilanh 1 dài mm 580 rộng mm 496 Kích thước Cao mm 1027 Khối lượng kg 188 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 20 - 2.1.6. Thiết bị sunfit hóa Bảng 4.6: thông số kỹ thuật dự kiến của thiết bị sunfit hóa Tên gọi Đơn vị tính Thông số dự kiến Năng suất m3/h 2,5 Công suất động cơ kw 1 Đường kính mm 1200 Chiều cao mm 1500 Trọng lượng kg 300 2.1.7. Bơm 2 Bảng 4.7: thông số kỹ thuật của bơm hỗn dịch nho tới máy ép Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất m3/h 7,8 Ap suất đẩy at 2 Số vòng quay vòng/phút 45 Công suất kw 1,31 Đường kính xilanh mm 150 Khoảng chạy của pittông mm 200 Số xilanh 1 dài mm 827 rộng mm 678 Kích thước cao mm 1310 Khối lượng kg 388 2.1.8. Máy ép Bảng 4.8: thông số kỹ thuật của máy ép Tên gọi Đơn vị tính Thông số Năng suất tấn/h 1,2 Trọng lượng kg 775 Công suất động cơ kw 4 Chiều dài mm 2720 Chiều rộng mm 1340 Chiều cao mm 1450 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 21 - 2.1.9. Thùng chứa bã Đặt hàng thùng chứa bã loại thùng có bánh xe đẩy, thể tích thùng chứa 1m3, số lượng thùng chứa 5 thùng. 2.1.10. Bơm 3: (bơm dịch nho tới thiết bị lắng trong dịch nho) Chọn bơm pittông thẳng đứng nhãn hiệu CH3 có các thông số kỹ thuật giống bơm 2. 2.1.11. Thiết bị lắng và chuẩn bị môi trường lên men: Bảng 4.9: thông số kỹ thuật của thiết bị lắng trong dịch nho Tên gọi Đơn vị Thông số Thể tích m3 1,5 Đường kính mm 1200 Chiều cao mm 1500 Chiều cao nón mm 600 2.1.12. Bơm 4: ( bơm dịch nho tới thiết bị lên men) chọn bơm pittông thẳng đứng nhãn hiệu CH3 có các thông số kỹ thuật giống bơm 2. 2.2. Phân xưởng lên men Phân xưởng lên men chia làm 4 khu vực: khu vực chứa men giống, khu vực lên men, khu vực ủ và khu vực lọc, bao gồm các thiết bị chính sau: 2.2.1. Thiết bị nhân giống nấm men Bảng 4.10: thông số kỹ thuật dự kiến của bồn nhân giống nấm men Tên Đơn vị tính Thông số Thể tích Đường kính Chiều cao m3 mm mm 55 350 600 2.2.2. Thùng chứa men giống TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 22 - Bảng 4.11: thông số kỹ thuật dự kiến của thùng chứa men giống Tên gọi Đơn vị tính Thông số Thể tích lít 55 Đường kính mm 350 Chiều cao mm 600 Số lượng thùng chứa nấm men giống: 3 thùng 2.2.3. Thiết bị lên men Bảng 4.12: yêu cầu kỹ thuật dự kiến của thiết bị lên men Tên gọi Đơn vị Thông số Sức chứa m3 1,5 Đường kính thân trụ mm 1000 Chiều cao thân trụ mm 1800 Góc ở đáy độ 60 Chiều cao đáy nón mm 866 Chiều cao nắp elip (ht) mm 250 Chiều cao gờ elip (h) mm 25 Ong thuỷ qua sát ống 1 Cửa vào cửa 1 Cửa ra cửa 1 Cửa vệ sinh cửa 1 Nhiệt kế nhiệt kế 1 Supat an toàn cái 1 Ở đây ta sử dụng chung một thiết bị để vừa lên men chính vừa lên men phụ Trong một ngày sử dụng 3 bồn, thời gian lên men chính 5 ngày, thời gian lên men phụ trung bình 20 ngày, 2 bồn dự trữ. Như vậy tổng số bồn lên men cần thiết là: 3 x (5 + 20) + 2 = 77 (bồn) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 23 - 2.2.4. Bơm 5: ( bơm vang từ thiết bị lên men tới bồn ủ) chọn bơm pittông thẳng đứng nhãn hiệu CH3 có các thông số kỹ thuật giống bơm 2. 2.2.5. Bồn ủ Bảng 4.13: thông số kỹ thuật dự kiến của bồn ủ vang Tên gọi Đơn vị Thông số Sức chứa m3 3,6 Chiều cao thân trụ mm 2500 Đường kính mm 1200 Góc ở đáy độ 60 Chiều cao đáy nón mm 1039 Chiều cao nắp ellip mm 300 Chiều cao gờ ellip mm 40 2.2.6. Các thiết bị lọc Bộ phận lọc làm việc một ngày 8 giờ , chia làm 2 ca: ca 1 làm việc từ 8h – 12h, ca 2 làm việc từ 13h – 17h. Năng suất lọc: )/(417 8 3335 hlít= • Thiết bị lọc thô Chọn thiết bị lọc thô dạng khung bản sản xuất bởi hãng Marchisio có các thông số kỹ thuật như bảng 4.14. Bảng 4.14: thông số kỹ thuật của thiết bị lọc thô Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất lít/h 800 Công suất động cơ hp 1,5 Ap suất lọc tối đa at 4 Chiều dài mm 1200 Chiều rộng mm 400 Chiều cao mm 800 Số khung khung 20 Số bản bản 20 Kích thước khung và bản mm x mm 200 x 200 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 24 - • Thiết bị lọc tinh: (thiết bị siêu lọc) Chọn thiết bị lọc tinh là thiết bị lọc dạng tấm (Filter Sheets 955, sản xuất bởi công ty Marchisio) Bảng 4.15: thông số kỹ thuật của thiết bị lọc tinh Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất lít/h.m2bề mặt lọc 500 Công suất động cơ hp 1 Ap suất lọc atm 1,5 Chiều dài mm 1000 Chiều rộng mm 400 Chiều cao mm 800 Số tấm tấm 30 Kích thước tấm lọc mm x mm 200 x 200 Kích thước cặn lọc nhỏ nhất m 0,3 2.2.7. Bồn trữ chờ lọc tinh Đặt hàng bồn trữ chờ lọc tinh hình trụ, đáy nón (góc ở đáy: 60o), nắp ellip có các thông số kỹ thuật dự kiến như bảng IV.16. Bảng 4.16: thông số kỹ thuật dự kiến của bồn chờ lọc tinh Tên gọi Đơnvị Thông số Sức chứa m3 1,94 Chiều cao thân trụ mm 2000 Đường kính mm 1000 Chiều cao đáy mm 866 Thể tích đáy m3 0,227 Chiều cao nắp ellip mm 250 Chiều cao gờ của nắp mm 25 Thể tích phần nắp m3 0,15 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 25 - 2.2.8. Bơm tới thiết bị lọc thô, bồn trữ chờ lọc tinh và thiết bị lọc tinh (bơm 6,7,8) Bảng 4.17: thông số kỹ thuật của bơm (bơm tới bồn chờ chiết rót) Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất m3/h 0,45 – 0,9 Ap suất đẩy at 4 Công suất kw 1 Số vòng quay vòng/phút 62,5 Số xilanh 1 dài mm 700 rộng mm 602 Kích thước cao mm 1205 Khối lượng kg 210 IV.2.2.9. Bơm tới bồn chờ chiết rót và bơm cho máy chiết (bơm 9, 10) Chọn loại bơm pittông, nhãn hiệu M – 193 có các thông số kỹ thuật như bảng 4.17, số lượng: 2 bơm. 2.2.10. Bồn trữ chờ chiết rót Đặt hàng bồn trữ chờ chiết rót hình trụ, đáy nón (góc ở đáy: 60o), nắp ellip có các thông số kỹ thuật giống như bồn trữ chờ lọc tinh. 2.3. Phân xưởng chiết rót – hoàn thiệt sản phẩm 2.3.1. Máy rửa chai Baûng 4.18: Thoâng soá kyõ thuaät döï kieán cuûa maùy röûa chai Tên gọi Đơn vị tính Thông số Năng suất chai/h 1400 Công suất động cơ hp 5 Chiều dài mm 3000 Chiều rộng mm 1500 Chiều cao mm 1800 Loại chai lít 0,65 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 26 - 2.3.2. Máy chiết chai Baûng 4.19: Thoâng soá kyõ thuaät döï kieán cuûa maùy chieát chai Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất chai/h 1200 Công suất động cơ hp 1,5 Chiều dài mm 1800 Chiều rộng mm 1100 Chiều cao mm 2500 Loại chai lít 0,65 2.3.3. Máy đóng nắp Baûng 4.20: Thoâng soá kyõ thuaät döï kieán cuûa maùy ñoùng naép Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất nắp /h 1200 Công suất động cơ hp 1,5 Chiều dài mm 1400 Chiều rộng mm 850 Chiều cao mm 1800 Loại chai lít 0,65 2.3.4. Máy dán nhãn Lượng nhãn cần dán: 641 nhãn/h Đặt hàng máy dán nhãn có các thông số kỹ thuật dự kiến như bảng IV.21. Baûng 4.21: Thoâng soá kyõ thuaät döï kieán cuûa maùy daùn nhaõn Tên gọi Đơn vị Thông số Năng suất nhãn /h 1200 Công suất động cơ hp 1,5 Chiều dài mm 1200 Chiều rộng mm 1000 Chiều cao mm 2000 Loại chai lít 0,65 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 27 - BẢNG TỔNG KẾT THIẾT BỊ VÀ MÁY MÓC Baûng 4.22: baûng toång keát thieát bò vaø maùy moùc Tên gọi Năng suất Số lượng Kích thước Cân nho nguyên liệu 1 Thiết bị rửa 3 tấn/h 1 12000x1500x2000 Bơm nước để rửa nho 3,6 m3/h 2 Máy làm dập 6000 tấn/h 1 1829x1016x1550 Bơm 1 2,4 m3/h 1 580x496x1027 Thiết bị sunfit hóa (hình trụ) 2,5 m3/h 1 1200x1500 Bơm 2, 3, 4, 5 7,8 m3/h 4 827x678x1310 Máy ép 1,2 tấn/h 1 2720x1340x1450 Thiết bị lắng 1,5 m3 1 1000 x 1800 Bơm 6, 7, 8, 9, 10 0,45-0,9 m3/h 1 700 x 602 x 1205 Bồn nhân giống nấm men hình trụ 55 lít 9 350 x 600 Bồn chứa men giống hình trụ 55 lít 3 350 x 600 Thiết bị lên men hình trụ 1,5 m3 77 1000 x 1800 Thiết bị ủ hình trụ 3,6 m3 75 1200 x 2500 Thiết bị lọc thô 800 lít/h 1 1200x400x800 Thiết bị lọc tinh 1000 lít/h 1 1000x400x800 Bồn chờ lọc tinh hình trụ 1,94 m3 1 1000x2000 Bồn chờ chiết hình trụ 1,94 m3 1 1000x2000 Máy rửa chai 1400 chai/h 1 3000x1500x1800 Máy chiết chai 1200 chai/h 1 1800x1100x2500 Máy đóng nắp 1200 nắp/h 1 1400x850x1800 Máy dán nhãn 1200 1 1200x1000x2000 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 28 - CHƯƠNG V TÍNH ĐIỆN - NƯỚC 1. Tính nước Nước sử dụng cho nhà máy bao gồm: • Nước sử dụng cho sản xuất, • Nước cung cấp cho nồi hơi, • Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, đường ống, • Nước cung cấp cho thiết bị rửa chai, • Nước cung cấp cho sinh hoạt, • Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy. 1.1. Nước dùng trong sản xuất - Theo mục III.1.3.1. lượng nước để rửa nho nguyên liệu là G1 = 3,68 m3/ngày, - Theo mục III.1.3.2. lượng nước dùng để ép rửa bã: G2 = 279,68 (lít/ngày) 28,0≈ (m3/ngày). 1.2. Nước cung cấp cho nồi hơi Lượng hơi sử dụng (tính theo năng suất nồi hơi và nồi hơi làm việc 8 h/ngày): 140 x 8 = 1120 (kg/ngày) Do trong quá trình vận hành trong nồi hơi có khoảng 80% lượng nước ở dạng lỏng và khoảng 20% lượng nước ở dạng hơi, trong nồi hơi luôn có lượng nước ( thể lỏng): kg560140 %20 %80 = , lượng nước này gần như không đổi trong quá trình vận hành. Nếu 1 tuần vệ sinh nồi hơi 2 lần thì trung bình lượng nước cần dùng cho nồi hơi trong một ngày là: 1400 2 56011203 =+=G (kg/ngày) = 1,4 (m3/ngày). 1.3. Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, đường ống Theo mục III.1.3.3., lượng nước cần dùng là G4 = 3,68 m3/ngày. 1.4. Nước cung cấp cho thiết bị rửa chai Thiết bị rửa chai hoạt động 8h/ngày, lượng nước rửa chai bằng 1,5 dung tích chai cần rửa: G5 = 1,5 x 1400 x 0,65 = 1365 (l/h) = 1,365 (m3/h) = 10,92 (m3/ngày). 1.5. Nước cung cấp cho sinh hoạt Lấy lượng nước dùng trong sinh hoạt là G6 = 5 (m3/ngày) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 29 - 1.6. Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy Nhà máy cần dùng khoảng G7 = 30 m3 để phòng ngừa cháy xảy ra. Vậy lượng nước sử dụng cho nhà máy: 96,54 7 1 == ∑ =i in GG (m 3/ngày) * Khi xây dựng, cần xây dựng 2 bể bằng bêtông cốt thép, mỗi bể có sức chứa 36 m3 với kích thước: L x W x H = 3m x 3m x 4m. Nước được lấy từ giếng hoặc từ nguồn nước cấp ở địa phương đã qua hệ thống xử lý để đạt các tiêu chuẩn của nước sản xuất. * Dùng bơm để bơm nước từ giếng lên bể nước, lượng nước cần bơm là 36 m3/bể, thời gian bơm 60 phút. Theo [7], chọn bơm ly tâm 1 cấp nằm ngang (loại bơm K, số lượng: 2 cái), có các thông số kỹ thuật như bảng V.3. Bảng V.3: thông số kỹ thuật của bơm nước cấp Tên gọi Đơn vị tính Thông số Năng suất m3/h 40 Ap suất toàn phần m cột nước 30 Số vòng quay vòng/phút 1450 Chiều cao hút m 5,5 Nhiệt độ oC < 80 Công suất động cơ điện của bơm: )(21,6 9,09,065,01000 3081,91000 3600 40 1000 kw xxx xxx xxx xgxHQx x NN dctrdctr dc ==== ηηη ρ ηη 2. Tính điện Điện sử dụng trong nhà máy nhằm: • Vận hành các thiết bị, máy móc gọi chung là điện động lực, • Để sinh hoạt, chiếu sáng,… TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 30 - 2.1. Điện động lực Bảng 5.4: Bảng tổng kết công suất thiết bị chính trong nhà máy Tên gọi Công suất (kw) Số lượng Tổng công suất (kw) Thiết bị rửa 2 1 2 Bơm nước để rửa nho 0,373 2 0,746 Máy làm dập 2 1 2 Bơm tới thiết bị sunfit hóa 0,65 1 0,65 Thiết bị sunfit hóa 1 1 1 Bơm tới máy ép 1,31 1 1,31 Máy ép 4 1 4 Bơm tới thiết bị lắng 1,31 1 1,31 Bơm tới thiết bị lên men 1,31 1 1,31 Bơm tới thiết bị ủ 1,31 1 1,31 Thiết bị lọc thô 1,118 1 1,118 Thiết bị lọc tinh 0,745 1 0,745 Bơm 6, 7, 8, 9, 10 1 6 6 Máy rửa chai 3,725 1 3,725 Máy chiết chai 1,118 1 1,118 Máy đóng nắp 1,118 1 1,118 Máy dán nhãn 1,118 1 1,118 Máy nén lạnh cho phòng lên men 6,5 1 6,5 Máy nén lạnh cho phòng ủ 6,5 1 6,5 Bơm nước cho bể chứa nước 6,21 2 12,42 Tổng cộng 52,492 Lấy công suất phụ trợ là 15% tổng công suất của các động cơ, vậy công suất động cơ của nhà máy là Pđl = 1,15 x 52,492 = 60,366 (kw) Công suất tính toán: Ptt = Kc x Pđl = 0,7 x 60,366 = 42,256 (kw) Trong đó: Kc = 0,7: hệ số cần dùng, phụ thuộc vào mức độ phụ tải của các thiết bị điện làm việc không đồng thời. TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 31 - 2.2. Điện sinh hoạt và chiếu sáng Dự kiến công suất điện sinh hoạt và chiếu sáng bằng 15% công suất điện động lực: Pcs = 15% x Pđl = 6,34 (kw) 2.3. Xác định hệ số công suất và tính dung lượng bù 2.3.1. Hệ số công suất: Trong các nhà máy thực phẩm thường dùng loại động cơ không đồng bộ hay gọi là động cơ cảm ứng, công suất phản kháng tạo ra từ trường. Vì vậy hệ số công suất thấp, do đó ta tính theo công suất trung bình (costb) chứ không tính theo công suất định mức (cosđm). 22 tttt tt tb QP PCos += Σϕ , Với )(962,4734,69,0256,42 kwxxPKPP cscstttt =+=+=Σ Kcs: hệ số không đồng bộ, Kcs = 0,9 Qtt: công suất phản kháng, Qtt = Ptt x tgtb. Đối với nhà máy sản xuất rượu, 7,055,0 −≈tbCosϕ . Giả sử costb = 0,6 suy ra tgtb=1,33. Tính được: Qtt = 63,79 (kw). Vậy 627,0 79,63256,42 962,47 22 = + =tbCosϕ , sai số <5% 2.3.2. Tính dung lượng bù: tìm cách nâng cao cos để giảm tổn thất điện trên toàn đường dây, giảm tổn thất điện cho các máy và thiết bị đồng bộ. Có 2 cách: • Chọn động cơ đúng dung lượng và không cho động cơ chạy không tải, • Dùng tụ tĩnh điện Ta dùng cách thứ 2, dung lượng bù của tụ tĩnh điện: Qbù = Ptt x (tg1 – tg2) Trong đó: - tgϕ 1 = 1,24 ứng với cosϕ 1 = 0,627 - tgϕ 2 = 0,48 ứng với cosϕ 2 = 0,9 (đây là cosϕ cần nâng lên) Vậy Qbù = 42,962 x (1,24 – 0,48) = 32,55 (kw). Chọn tụ điện có: - Điện áp làm việc: 240 V - Công suất định mức: 4 kw - Điện dung: 220F TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 32 - - Số tụ:8 cái Khi đó, hệ số công suất: 9,0 )4879,63( 256,42 962,47 22 =−+= xCos tbϕ 2.4. Chọn máy biến áp - Để đảm bảo cho việc sản xuất ổn định, ta chọn 2 máy biến áp (hoạt động thay phiên nhau), chọn phụ tải làm việc có công suất bằng 80% công suất định mức của máy. - Công suất máy biến áp: )(29,53 9,0 962,47 cos 8,0 kwPxSP ttdm ==≥= Σϕ Suy ra: Sđm = 66,6 (kw) * Chọn máy biến áp có các thông số kỹ thuật dự kiến như bảng V.5. Bảng 5.5: Thông số kỹ thuật dự kiến của máy biến áp Tên gọi Đơn vị tính Thông số Công suất kw 75 Điện áp kv 6 Điện hạ áp V 380/220 * Chọn máy phát điện dự phòng, có các thông số dự kiến như bảng V.6. Bảng 5.6: thông số kỹ thuật dự kiến của máy phát điện dự phòng Tên gọi Đơn vị tính Thông số Công suất kw 75 Điện áp định mức V 400 Tần số Hz 50 Hệ số công suất 0,8 2.5. Lượng điện tiêu thụ hàng năm 2.5.1. Điện sinh hoạt và chiếu sáng Acs = K x T x Pcs Trong đó: - K = 0,9: hệ số không đồng bộ, - T: số giờ sử dụng tối đa, T = T1 x T2 T1: số giờ sinh hoạt, thắp sáng trong một ngày, T1 = 20 giờ T2: số ngày làm việc trong một năm, 300 ngày/năm. Vậy Acs = 0,9 x 20 x 300 x 6,34 = 34236 (kwh/năm) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 33 - 2.5.2. Điện động lực Ađl = Kc x T x Pđl Trong đó: - Kc = 0,7: hệ số không đồng thời, - T = T1 x T2: số giờ sử dung tối đa T1: số giờ làm việc tối đa trong một ngày, T1 = 24 giờ T2: số ngày làm việc trong một năm, T2 = 300 ngày/năm. Vậy Ađl = 0,7 x 24 x 300 x 60,366 = 304244,64 (kwh/năm) * Tổng điện năng sử dụng trong một năm: A = (1+Km) x (Acs + Ađl) Với Km = 5%: hệ số tổn hao trên mạng điện hạ áp Thay số: A = (1 + 0.05) x ( 34236 + 304244,64) = 355404,672 (kwh/năm). TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 34 - CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 1. Thiết kế mặt bằng phân xưởng sản xuất chính 1.1. Phân xưởng sơ chế 1.1.1. Mặt bằng phân xưởng sơ chế • Chú thích: 1. Máy rửa nho nguyên liệu 2. Máy làm dập 3. Thiết bị sunfit hóa 4. Máy ép 5. Thiết bị lắng trong dịch nho 1.1.2. Kích thước phân xưởng sơ chế Mặt bằng phân xưởng sơ chế hình chữ nhật có kích thước như sau: - Chiều dài:18 m - Chiều rộng: 9 m Diện tích phân xưởng sơ chế: 162 m2. 1.2. Phân xưởng lên men 1.2.1. Mặt bằng phân xưởng lên men 18000 3000 1800 10 16 1829 15 00 12000 2 1 90 00 3 4 2720 13 40 R60 0 5 R600 Hình 6.1: mặt bằng phân xưởng sơ chế TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 35 - * Chú thích: 1. Thiết bị lên men 2. Bồn ủ vang 3. Thiết bị lọc thô 4. Bồn trữ (chờ lọc tinh) 5. Thiết bị lọc tinh 6. Bồn trữ – chờ chiết 7. Thiết bị nhân giống nấm men 8. Hệ thống lọc không khí 9. Bồn chứa men giống. 1.2.2. Kích thước phân xưởng lên men: • Phòng lên men: Kích thước: L x W x H = 21m x 18m x 6m Diện tích phòng lên men: 378 m2. • Phòng ủ vang: Kích thước: L x W x H = 27m x 18m x 6m Diện tích phòng ủ vang: 486 m2. • Phòng nấm men: 36 00 0 27000 9 8 1 2 3 4 5 7 Ph oøn g uû va ng Phoøng leân men Ph oøn g lo ïc Phoøng naám men 6 Hình 6.2: mặt bằng phân xưởng lên men TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 36 - Kích thước: L x W x H = 6m x 6m x 6m Diện rích phòng nấm men: 36 m2. • Phòng lọc: Kích Thước: L x W x H = 12m x 6m x 6m Diện tích phòng lọc: 72 m2. Tổng diện tích phân xưởng lên men: 972 m2. 1.3. Phân xưởng chiết rót 1.3.1. Mặt bằng phân xưởng chiết * Chú thích: 1. Máy rửa chai 2. Máy chiết chai 3. Máy đóng nắp 4. Máy dán nhãn. 1.3.2. Kích thước phân xưởng chiết Mặt bằng phân xưởng chiết hình chữ nhật, có kích thước như sau: - Chiều dài: 18 m - Chiều rộng: 9 m 18000 90 00 2000 20002000 1 234 1200 10 00 1400 85 0 1800 11 00 1500 30 00 Hình 6.3: Mặt bằng phân xưởng chiết TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 37 - - Chiều cao: 6 m Diện tích mặt bằng phân xưởng chiết: 162 m2. 1.4. Tính kích thước các công trình phụ 1.4.1. Kho chứa nguyên liệu, thành phẩm ™ Kho chứa nguyên liệu Kho chứa nguyên liệu dùng để chứa nguyên liệu chính và phụ để sản xuất, kho được thiết kế để chứa đủ nguyên liệu cho 3 ngày sản xuất, trong đó: Lượng nho trong 3 ngày: 3680 x 3 = 11040 (kg) Chọn kích thước của kho chứa nguyên liệu như sau: L x W x H = 15m x 9m x 4,5m Diện tích kho chứa: S = 135 m2. ™ Kho thành phẩm Kho thành phẩm đủ chứa tối thiểu một lượng sản phẩm sản xuất trong 3 ngày. Các chai được xếp vào các thùng carton, các thùng được xếp vào các pallet (36 thùng/pallet, chia làm 3 tầng). Kích thước mỗi pallet là 1,4 x 1,4 m2. Diện tích kho chứa lý thuyết: Slt = (số pallet/3 ngày) x 1,4 x 1,4 = 8 x 3 x 1,4 x 1,4 = 47,04 (m2) Để thuận tiện trong việc vận chuyển, khi thiết kế kho chứa ta phải chừa lối đi và khoảng trống dự trữ. Ở đây, ta lấy bằng 70% Slt. Diện tích xây dựng kho chứa: S = 1,7 Slt = 80 (m2). Xây dựng kho chứa thành phẩm trên diện tích đất: 9 x 9 = 81 m2. 1.4.2. Kho chứa bao bì Kho chứa bao bì dùng để chứa: vỏ chai, thùng chứa (thùng carton) và pallet. Kho chứa phải chứa lượng bao bì tối thiểu đủ dùng trong 3 ngày. Cách tính diện tích kho chứa bao bì giống như cách tính diện tích kho thành phẩm. Diện tích lý thuyết: Slt = 47,04 m2. Xây dựng kho chứa bao bì trên diện tích đất: S = 9 x 9 = 81 m2. 1.4.3. Kho chứa nhiên liệu Kích thước: L x W x H = 9m x 6m x 4,5m Diện tích: S = 54 m2. 1.4.4. Nhà đặt máy nén lạnh Kích thước nhà đặt máy nén lạnh: L x W x H = 9m x 6m x 4,5m Diện tích: S = 54 m2. 1.4.5. Trạm biến áp, nhà đặt máy phát điện TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 38 - ™ Trạm biến áp Kích thước trạm biến áp: L x W x H = 4m x 4m x 4,5m Diện tích: S = 4 x 4 = 16 m2. ™ Nhà đặt máy phát điện Kích thước nhà đặt máy phát điện: L x W x H = 9m x 6m x 4,5m. Diện tích: S = 9 x 6 = 54 m2. 1.4.6. Xưởng cơ khí, sửa chữa Kích thước xưởng cơ khí sửa chữa: L x W x H = 18m x 9m x 4,5m Diện tích: S = 162 m2 1.4.7. Nhà nồi hơi Kích thước nhà chứa nồi hơi:L x W x H = 9m x 6m x 4,5m Diện tích: S = 9 x 6 = 54 m2 1.4.8. Khu nhà hành chính, sinh hoạt và phục vụ ™ Nhà để xe * Nhà để xe 2 bánh Dự tính số công nhân đông nhất trong 1 ca là 60 người (chiếm 2/3 tổng công nhân viên nhà máy), mỗi người đi làm riêng và đều đi bằng xe máy. Cứ 2m2 để được 2 xe máy. Diện tích để xe: S = 60 x 2/2 = 60 m2. Xây dựng nhà để xe trên diện tích S = 12m x 9m = 108 m2. * Nhà để xe 4 bánh Dự tính nhà máy có 4 xe để vận chuyển nguyên nhiên liệu và thành phẩm. Kích thước mỗi ngăn để xe theo quy định là 6 x 3 x 5 (m3). Diện tích để xe: S = 4 x 6 x 3 = 72 m2. Xây dựng nhà để xe 4 bánh trên diện tích 12m x 9m = 108 m2. ™ Phòng bảo vệ (2 phòng) Phòng bảo vệ đặt sát cổng ra vào, có kích thước: S = L x W = 4m x 3m = 12 m2. ™ Nhà hành chính Nhà hành chính được xây dựng gần cổng chính, trên diện tích đất S = L x W = 18m x 9m = 162 m2. ™ Hội trường, phòng y tế, phòng nghỉ Thiết kế: Xây dựng hội trường có diện tích: S = L x W = 15m x 9m = 135 m2 Xây dựng phòng y tế có diện tích: S = L x W = 9m x 6m = 54m2, TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 39 - Xây dựng phòng nghỉ có diện tích: S = 9m x 9m = 81m2. ™ Căn tin Xây dựng căn tin có diện tích:S = 9m x 9m = 81m2. ™ Khu vệ sinh Với số công nhân viên làm việc trong một ca khoảng 60 người (xem chương VII: Kinh tế – tổ chức), khu vệ sinh được xây dựng bao gồm: * Phòng thay đồ: 2 phòng, mỗi phòng có diện tích: S = 4m x3m. * Phòng tắm: 2 phòng, mỗi phòng có diện tích S = 6m x 4m. * Nhà vệ sinh: 2 Nhà vệ sinh, mỗi nhà vệ sinh có diện tích: S = 9mx5m. Như vậy, tổng diện tích khu vệ sinh là 162 m2, ta xây dựng thành 2 khu nhà vệ sinh, mỗi khu có diện tích 81m2. 1.4.9. Phòng kỹ thuật – KCS Dự kiến mỗi phòng có kích thước: 9m x 9m = 81 m2. 1.4.10. Đường giao thông nội bộ Chiều rộng đường giao thông nội bộ (cho xe ô tô, xe tải) tối thiểu là 6m. 1.4.11. Cây xanh, thảm cỏ Cây xanh có tác dụng chống ồn, chống bụi, có tác dụng cải tạo thành phần không khí và làm tăng vẻ đẹp của nhà máy. Do đó, nên trồng cây xanh, hoa vào những nơi đất còn chưa sử dụng và trồng xung quanh hàng rào và nhất là khu vực nhà hành chính, y tế, hội trường. 1.4.12. Công trình cấp và thoát nước Nước cấp cho nhà máy là nguồn nước giếng và một phần nước cấp ở địa phương. Yêu cầu xử lý trước khi sản xuất đơn giản, xử lý nước bằng phương pháp cơ học là chủ yếu. Do tính chất của nhà máy, nguồn nước thải không có tính chất độc hại. Vì vậy, ta chỉ cần xử lý bằng phương pháp cơ học trước khi thải ra môi trường là được. ™ Công trình cấp nước: bao gồm: trạm bơm nước cấp, các bể xử lý nước (lắng, lọc), các bể chứa nước (ta dùng 2 bể chứa nước có dung tích chứa 36 m3) và hệ thống đường ống dẫn. Xây dựng trạm cấp nước (không kể hệ thống đường ống dẫn bên ngoài trạm) trên diện tích đất: S = 12m x 9m = 108 m2. ™ Công trình thoát nước: bao gồm: trạm bơm nước bẩn, trạm xử lý nước bẩn và hệ thống cống rãnh thoát nước. Xây dựng trạm xử lý nước thải (không kể hệ thống cống rãnh chìm trong nhà máy) có diện tích: S = 18m x 9m = 162 m2. 1.5. Tính diện tích và thiết kế mặt bằng nhà máy TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 40 - 1.5.1. Diện tích nhà máy - Chiều dài: 102 m - Chiều rộng: 92 m Diện tích nhà máy: 9384 m2. 1.5.2. Mặt bằng nhà máy * Chú thích: 1. Nhà bảo vệ 2. Nhà xe 2 bánh 3. Nhà xe 4 bánh 4. Hội trường 5. Nhà hành chánh 6. Căn tin 7. Phòng nghỉ 8. Phòng KCS 9. Phòng kỹ thuật 10. Phòng y tế 11. Nhà vệ sinh 12. Kho chứa nguyên liệu 13. Kho chứa nhiên liệu 14. Nhà chứa nồi hơi 15. Nhà đặt máy phát điện 16. Trạm biến áp 17. Công trình cấp nước 18. Nhà cấp lạnh 19. Phân xưởng sơ chế 20. Phân xưởng lên men 21. Kho bao bì 22. Kho thành phẩm 23. Phân xưởng chiết rót 24. Trạm xử lý nước thải 25. Xưởng cơ khí, sửa chữa 22 21 16 25 24 20 1715 14 13 12 2 1 11 10 9 8 7 654 1 11 18 19 23 3 92000 10 20 00 Hình 6.4: Mặt bằng nhà máy TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 41 - CHƯƠNG 7 TỔ CHỨC KINH TẾ 1. Tính Lương 1.1. Lương của công nhân sản xuất Lương chính lấy bình quân 40000đ/ngày. Lương phụ là những khoảng phụ cấp, khoảng 50% lương chính. Số ngày lãnh lương trong một tháng là 30 ngày. Tổng số lương của công nhân sản xuất trong một tháng là: Scnsx = Cttsx x 40.000 x 1,5 x 30 = 69 x 40.000 x 1,5 x 30 = 124.200.000 (đ) 2. Tính kinh tế 2.1. Tính vốn đầu tư Vốn đầu tư được chia làm 2 khoản: • Vốn đầu tư vào xây dựng, • Vốn đầu tư vào thiết bị. 2.1.1. Tính vốn đầu tư xây dựng Bảng 7.1: vốn đầu tư xây dựng Tên công trình Đặc điểm Diện tích (m2) Đơn giá (tr. đồng/m2) Thành tiền (triệu đồng) Phân xưởng sản xuất chính Xây dựng toàn khối bê tông chịu rung động 1296 2,2 2851,2 Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, kho bao bì, kho chứa nhiên liệu Xây dựng toàn khối bê tông 351 1,2 421,2 Nhà cấp lạnh, trạm biến áp, máy phát điện, nhà nồi hơi, trạm cấp, thoát nước. Xây dựng toàn khối bê tông. 448 1,2 537,6 Hội trường, nhà hành chính, căn tin, nhà nghỉ, phòng kỹ thuật, KCS, phòng y tế Xây dựng toàn khối bê tông 756 1,2 907,2 Xưởng cơ khí, nhà để xe, phòng bảo vệ, nhà vệ sinh Nền xi măng 564 1,0 564 Tổng cộng (X1) 5281,2 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 42 - - Chi phí xây dựng đường giao thông và các công trình khác chiếm từ 10% – 40% X1: X2 = 25% x 5281,2 = 1320,3 (triệu đồng) * Tổng vốn đầu tư vào xây dựng; Xxd = X1 + X2 = 5281,2 + 1320,3 = 6601,5 (triệu đồng). - Khấu hao nhà xưởng: lấy hệ số khâu hao trung bình về xây dựng hàng năm là 3,5%, khấu hao hàng năm về nhà xưởng: Axd = 3,5% x Xxd = 3,5% x 6601,5 = 231,0525 (triệu đồng) 2.1.2. Tính vốn đầu tư vào thiết bị Bảng 7.2: vốn đầu tư vào thiết bị STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (triệu đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Máy rửa 1 40 20 2 Bơm nước để rửa nho 2 1,5 3 3 Máy làm dập 1 500 500 4 Bơm tới thiết bị sunfit hóa 1 1,5 1,5 5 Thiết bị sunfit hóa 1 150 150 6 Bơm tới máy ép 1 1,5 1,5 7 Máy ép 1 500 500 8 Bơm tới thiết bị lắng 1 1,5 1,5 9 Thiết bị lắng 1 15 15 10 Bơm tới thiết bị lên men 1 1,5 1,5 11 Thiết bị lên men 77 90 6930 12 Bơm tới thiết bị ủ 1 1,5 1,5 13 Thiết bị ủ 75 200 15000 14 Bồn nấm men 9 2 18 15 Thiết bị lọc thô 1 400 400 16 Bồn trữ (chờ lọc tinh) 1 50 50 17 Thiết bị lọc tinh 1 800 800 18 Bơm tới bồn chờ chiết 1 1,5 1,5 19 Bồn trữ (chờ chiết) 1 50 50 20 Máy rửa chai 1 450 450 21 Máy chiết chai 1 300 300 TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 43 - 22 Máy đóng nắp 1 150 150 23 Máy dán nhãn 1 60 60 24 Máy nén lạnh cho phòng lên men 1 180 180 25 Máy nén lạnh cho phòng ủ 1 180 180 26 Bơm nước cho bể chứa nước 2 3 6 27 Nồi hơi 1 50 50 28 Máy biến áp 1 40 40 29 Máy phát điện 1 60 60 30 Hệ thống cấp thoát nước 1 160 160 31 Hệ thống xử lý nước thải 1 320 320 Tổng cộng (T1) 26401 - Tiền mua phụ tùng thiết bị từ 5% - 10% tiền mua thiết bị: T2 = 0,075 x T1 = 1980,075 (triệu đồng) - Tiền mua thiết bị kiểm tra, điều chỉnh từ 10% - 20% tiền mua thiết bị: T3 = 0,15 x T1 = 3960,15 (triệu đồng) - Tiền mua thiết bị vệ sinh công nghiệp: T4 = 0,03 x T1 = 792,03 (triệu đồng) - Các chi phí khác: Chi phí thăm dò: 0,02 x T1 Chi phí thiết kế: 0,02 x T1 Chi phí vận chuyển thiết bị: 0,04 x T1 Chi phí bốc dỡ: 0,02 x T1 Tổng các chi phí khác: T5 = 0,1 x T1 = 2640,1 (triệu đồng) * Tổng vốn đầu tư vào thiết bị: T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 = 35773,355 (triệu đồng) - Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị là 8%: At = 8% x T = 2861,868 (triệu đồng) 2.1.3. Tổng vốn đầu tư Tổng vốn đầu tư: V = T + X = 35773,355 + 6601,5 = 42374,855 (triệu đồng) Tổng khấu hao trung bình hàng năm về tài sản cố định: A = Ax + At = 231,0525 + 2861,868 = 3092,9205 (triệu đồng) TKNM VANG NHO GVHD: NGUYỄN KÍNH - 44 - KẾT LUẬN Nhờ sự ưu ái của thiên nhiên mà khí hậu ở Việt Nam chúng ta đã có rất nhiều thuận lợi cho việc trồng nho. Đặc biệt là khu vực miền trung. Và ngày nay, đã có rất nhiều giống nho: như xanh, nho đỏ không hột,… Đó là cả một thuận lợi to lớn cho nền kinh tế Việt Nam chúng ta. Mặt khác, các sản phẩm từ loại trái cây này không những mang lại hương vị thơm ngon, đậm đà, dinh dưỡng cho cơ thể con người; mà còn mang lại cả một phong cách sống, một thời đại mới cho Việt Nam chúng ta. Vì vậy, việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất rượu vang nho là một nhu cầu cần thiết. Và kết quả của đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho” với hy vọng rằng Việt Nam chúng ta sẽ là đất nước có tên tuổi trong hàng ngũ những nhà sản xuất rượu vang của thế giới. W”X