Đồ án : Thiết kế nhà máy bia 20 triệu lít/năm

x1045.73 = 1066.65 lít Lên men Chính 10oC (20oC) = 1.048 g/l 2.5 1066.65 + 0.03x1066.65 = 1098.65 è 1098.65 x 1.046 = 1149.2(kg) Lượng chất khô (tăng do nước bay hơi,thêm từ Hoa) từ malt và gạo. Tăng 0.5 px 1149.2 x = 189.59 (kg) 2. Dịch đường trước khi lên men: 2.1 Lượng chất hòa tan để thu 1000 lít bia. 1149.2 x 0.17= 195.364 (kg) 2.2 Nguyên liệu: Malt 85% Gạo thay thế 15% Hiệu suất hòa tan 80% 85% Độ ẩm 5% 12% Tổn thất do nghiền 0.5% 0.5% Tổn thất do qt Nấu 1.5% 1.5% Tổn thất do qt lọc 2.5% 2.5% Lượng Malt đã dùng (Kg) 195.364 x 0.85 x (100/80) x (100/95) x1.005 x 1.015 x 1.025 = 228.46 (kg) 195.364 x 0.15 x (100/85) x (100/88) x 1.005 x 1.015 x 1.025 = 40.96 (kg) Lượng hoa Houblon cần dùng (2 g/l) : 1000 x 2 = 2000 g 2.3 Lượng dịch đường trước lúc nấu hoa và tổn thất trong lúc nấu hoa ( 1.5%). 1098.65 x 1.015 = 1115.13 (kg) 2.4 Bã gạo và Malt. Malt Gạo Bã Hoa Chất khô không hòa tan 100 – 80 = 20% 100-85 = 15% 100- 50=50% Độ ẩm của bã 80% 80% 80% Độ ẩm của Malt (Gạo) 5% 12% Lượng cần dùng 228.46 (kg) 40.96 (kg) Lượng bã sau lọc 228.46 x 0.95 x 0.2 x (100/20) = 217.037 kg 40.96 x0.88x0.15 x (100/20) = 27.0336 kg 2x0.5x(100/20) = 5 kg Lượng bã khô 228.46x 0.95x0.20 = 43.41 kg 40.96x0.88x0.15 = 5.41 kg 2 x 0.50 = 1 kg Lượng cặn sau quá trình làm nguội và lắng xoáy: Tổn thất qua quá trình lắng xoáy là 0.5% (đây là khối lượng cặn tạo thành sau quá trình lắng xoáy) và có độ ẩm tương đối là 80%. Lượng dịch thu được sau nấu hoa: là 1149.2 kg Lượng cặn lắng: 1149.2 x 0.005 = 5.746 kg - Lượng cặn khô: 1149.2 x 0.005x 0.2 =~ 1.15 kg - Lượng bã ẩm: 217.037+27.0336+5+5.746= 254.82kg - Lượng bã khô thu được: 43.41+5.41+1+1.15 =50.97kg Lượng nước cuốn theo bã là: 254.82 – 50.97 =203.85 kg 2.5 Lượng nước: a. Nước trong Hồ hóa: Hồ hóa cần 10% malt lót,nước gấp 5 lần nguyên liệu. -Lượng gạo cần dung là 40.96 Kg -Vậy lượng nước cần dung cho quá trình hồ hóa là: ( 40.96 + 40.96 x 0.1 ) x 5 =225.77 kg b. Nước trong Đường hóa: -Nước dung đường hóa gấp 5 lần nguyên liệu. -Lượng Malt cần dùng : 228.46 kg -Lượng gạo cần dung : 40.96 è Malt lót đã dùng là 40.96 x 01 = 4.096 kg Nước dung trong quá trình đường hóa: (228.46 -4.096) x 5 = 1121.82 kg Nước thất thoát dạng hơi là khoảng 4%: 1121.82 x 0.04 = 44.8728 kg Nước còn lại sau quá trình đường hóa: 1121.82 – 44.8782 = 1076.95 kg c. Lượng nước rửa bã: - Lượng dịch đường sau khi đun hoa: 1149.2 kg - Lượng nước có trong dịch đường sau khi đun hoa là: 1149.2 x (100-17)/100 = 999.804 kg - Quá trình nấu hoa thể tích giảm 10% do hơi bay nước có trong dịch đường trước nấu hoa là: 999.804 x 100/(100-10) = 1110.89 kg - Lượng nước trong bã: 203.85 kg - Nước trong quá trình đường hóa: 1091.35 kg - Nước dung để rửa bã: 1110.89+203.85-1091.35=223.39kg - Tổng lượng nước cần dung trong cả quá trình đường hóa: 223.39+225.77+1076.95=1526.11kg 2.6 Lượng men cần dung: a. Lượng men giống: -Với tỉ lệ gieo cấy là 10% dịch đường: 1149.2 x 0.1 = 114.92 kg -Lượng men tái SX 1% với dịch đường: 1149.2x0.01=11.492 kg b.Lượng men thu hồi: Sau lên men, lượng men chết là 1.2%,tái sinh được là 0.8%. Men tái sinh là: 1149.2 x 0.008 = 9.1936 kg Men loại : 1149.2 x 0.012 = 13.7904 kg 2.7 Tổng lượng CO2 : Trên thực tế,thời gian sản xuất quy định cho 1 mẻ bia thì lượng chất hòa tan được lên men chỉ là tương đôi,có nghĩa là không đạt 100%. Ở đây, trong phần này,Hiệu suất lên men thực là 85.3%.Tức là nồng độ chất hòa tan trong bia là 2.5oP: -Lượng chất khô thực được lên men: 189.59 x 0.853 =161.71 kg Phương trình hóa học biểu diễn sự lên men: 342g 4x44g 161.71 kg è 83.22(kg) Lượng bia thu được sau lên men chính là: 1149.2 – 1149.2x 0.025= 1120.47 kg Lượng bia thu được sau lên men phụ là: 1120.47 – 1120.47 x 0.02 = 1098.061 kg Coi lượng CO2 trong bia sau lên men là 3-4g/l: Nhận giá trị trung bình là 3,5g/l à 0.0035 kg/l Vậy,lượng CO2 trong 1000 lít bia thành phẩm là; 1098.061 x 0.0035 =3.84 kg Lượng CO2 mất đi khi lên men là: 83.22 – 3.84 =79.38 kg Lượng CO2 thu hồi chỉ đạt 55à60 % lượng CO2 thoát ra: Vậy ,lượng CO2 thu hồi lớn nhất là: 79.38x 0.5 = 39.69 kg * Nếu lượng CO2 trong bia thành phẩm là 4 g/ lít thì ta cần bổ sung thêm 0.5 g/l Tức là cần bổ sung thêm: 0.0005 x 1149.2 =0.5246 kg. B. BIA HƠI (Tính cân bằng sản phẩm cho 1000 lít bia hơi ) 1. Dịch đường sau khi lên men: Các thao tác trong QTSX Tổn thất(%)(Theo công đoạn) Tổn thất (lít) (Theo công đoạn) Kiểm tra Bia 1 1000 + 0.01x1000 = 1010 lít Chiết Bock 1 1010 + 0.01x1010 = 1020.1 lít Bão hòa CO2 0.5 1020.1+ 0.005x 1020.1= 1025.2 lít Lọc Bia 1.5 1025.2+ 0.015x 1025.2= 1040.58 lít Lên Men phụ 2 1040.58 + 0.02x1040.58 = 1061.39 lít Lên men Chính 10oC (20oC) = 1.039 g/l 2.5 1061.39 + 0.03x1061.39 = 1093.23 è 1093.23 x 1.039 = 1135.87 (kg) Lượng chất khô (tăng do nước bay hơi,thêm từ Hoa) từ malt và gạo. Tăng 0.5 px 1135.87 x = 164.7 (kg) 2.Dịch đường trước khi lên men: 2.1 Lượng chất hòa tan để thu được 1000 lít bia hơi: 2.2 Lượng nguyên liệu: 1135.87 x 0.15 = 170.38 kg Malt 85% Gạo thay thế 15% Hiệu suất hòa tan 80% 85% Độ ẩm 5% 12% Tổn thất do nghiền 0.5% 0.5% Tổn thất do qt Nấu 1.5% 1.5% Tổn thất do qt lọc 2.5% 2.5% Lượng Malt đã dùng (Kg) 170.38x 0.85x(100/80) x (100/95)x 1.005x 1.015x 1.025 = 199.24 (kg) 170.38x 0.15x(100/85) x (100/88)x 1.005x 1.015x 1.025 = 35.72 (kg) Lượng hoa Houblon cần dùng (2 g/l) : 1000 x 2 = 2000 g 2.3 Dịch đường trước lúc nấu hoa: Lượng dịch tổn thất trong quá trình nấu hoa là 1.5%. Vậy ,lượng dịch tổn thất là: 1093.23 + 0.015x 1093.23 = 1109.63 kg 2.4 Lượng bã thu được ( Bã malt + bã gạo + Bã hoa Houblon) : Malt Gạo Bã Hoa Chất khô không hòa tan 100 – 80 = 20% 100-85 = 15% 100- 50=50% Độ ẩm của bã 80% 80% 80% Độ ẩm của Malt (Gạo) 5% 12% Lượng cần dùng 199.24 (kg) 35.72 (kg) Lượng bã sau lọc 199.24 x 0.95 x 0.2 x (100/20) = 189.278 kg 35.72 x0.88x0.15 x (100/20) = 23.58 kg 2x0.5x(100/20) = 5 kg Lượng bã khô 199.24x 0.95x0.20 = 37.86 kg 35.72x0.88x0.15 = 4.715 kg 2 x 0.50 = 1 kg Lượng cặn sau quá trình làm nguội và lắng xoáy: Tổn thất qua quá trình lắng xoáy là 0.5% (đây là khối lượng cặn tạo thành sau quá trình lắng xoáy) và có độ ẩm tương đối là 80%. Lượng dịch thu được sau nấu hoa: là 1135.87 kg Lượng cặn lắng: 1135.87 x 0.005 = 5.68 kg - Lượng cặn khô: 1135.87 x 0.005x 0.2 =1.136 kg - Lượng bã ẩm: 189.278+23.58+5+5.68= 223.538kg - Lượng bã khô thu được: 37.86+4.715+1+1.136 =44.711 kg Lượng nước cuốn theo bã là: 223.538 – 44.711 =178.827kg 2.5 Lượng nước: a. Nước trong Hồ hóa: Hồ hóa cần 10% malt lót,nước gấp 5 lần nguyên liệu. -Lượng gạo cần dung là 35.72 Kg -Vậy lượng nước cần dung cho quá trình hồ hóa là: ( 35.72 + 35.72 x 0.1 ) x 5 =196.46 kg b. Nước trong Đường hóa: -Nước dung đường hóa gấp 5 lần nguyên liệu. -Lượng Malt cần dùng : 199.24 kg -Lượng gạo cần dung : 35.72 è Malt lót đã dùng là 35.72 x 0.1 = 3.572 kg Nước dung trong quá trình đường hóa: (199.24 -3.572) x 5 = 978.34 kg Nước thất thoát dạng hơi là khoảng 4%: 978.34 x 0.04 = 39.1336 kg Nước còn lại sau quá trình đường hóa: 978.34 – 39.1336 = 939.2064 kg c. Lượng nước rửa bã: - Lượng dịch đường sau khi đun hoa: 1135.87 kg - Lượng nước có trong dịch đường sau khi đun hoa là: 1135.87 x (100-15)/100 = 965.5 kg - Quá trình nấu hoa thể tích giảm 10% do hơi bay nước có trong dịch đường trước nấu hoa là: 965.5 x 100/(100-10) = 1072.77 kg - Lượng nước trong bã: 178.827kg - Nước sau quá trình đường hóa: 939.2064 kg - Nước dung để rửa bã: 1072.77 +178.827- 939.2064 =312.4 kg - Tổng lượng nước cần dung trong cả quá trình đường hóa: 978.34 +196.46 +312.4 =1487.2kg 2.6 Lượng men cần dung: a. Lượng men giống: -Với tỉ lệ gieo cấy là 10% dịch đường: 1135.87 x 0.1 = 113.587 kg -Lượng men tái SX 1% với dịch đường: 1135.87x0.01=11.3587kg b.Lượng men thu hồi: Sau lên men, lượng men chết là 1.2%,tái sinh được là 0.8%. -Men tái sinh là: 1135.87 x 0.008 = 9.087 kg -Men loại : 1149.2 x 0.012 = 13.6304 kg 2.7 Tổng lượng CO2 : Trên thực tế,thời gian sản xuất quy định cho 1 mẻ bia thì lượng chất hòa tan được lên men chỉ là tương đôi,có nghĩa là không đạt 100%. Ở đây, trong phần này,Hiệu suất lên men thực là 85.3%.Tức là nồng độ chất hòa tan trong bia là 2.5px: -Lượng chất khô thực được lên men: 164.7 x 0.853 =140.5 kg Phương trình hóa học biểu diễn sự lên men: 342g 4x44g 140.5 kg è 72.3(kg) -Lượng bia thu được sau lên men chính là: 1135.87 – 1135.87x 0.025= 1107.47 kg -Lượng bia thu được sau lên men phụ là: 1107.47 – 1107.47 x 0.02 = 1085.32 kg Coi lượng CO2 trong bia sau lên men là 3-4g/l: Nhận giá trị trung bình là 3,5g/l à 0.0035 kg/l Vậy,lượng CO2 trong 1000 lít bia thành phẩm là; 1085.32 x 0.0035 =3.8 kg Lượng CO2 mất đi khi lên men là: 72.3 – 3.8 =68.5 kg Lượng CO2 thu hồi chỉ đạt 55à60 % lượng CO2 thoát ra: Vậy ,lượng CO2 thu hồi lớn nhất là: 72.3x 0.5 = 36.15 kg * Nếu lượng CO2 trong bia thành phẩm là 4 g/ lít thì ta cần bổ sung thêm 0.5 g/l Tức là cần bổ sung thêm: 0.0005 x 1135.87 =0.568 kg. 2.8 Bột trợ lọc: Bột trợ Lọc thường sử dụng là Diatomid ( không tan trong nước,có thành phần hóa học là SiO2…) Với lượng tiêu hao khoảng 65 g/100ml Bột trợ lọc cần xử lý kĩ để loại bỏ các tạp chất thô cũng như các chat hóa học có hại cho sản phẩm và con người trước khi đưa vào quy trình sản xuất. 3. Bảng tổng hợp nguyên liệu để sản xuất 20 triệu lít/ 1 năm ( Số liệu được tổng hợp cho năng suất là 10 triệu lít) STT Thành Phần Đv 1000 lít Quý I (IV) 4 000 000 lít Quý II (III) 6 000 000 lít 20 000 000 lít Bia Hơi Bia Chai Bia Hơi Bia Chai Bia Hơi Bia Chai Bia Hơi Bia Chai 1 Malt Kg 119.24 228.46 1590 9138.4 2384.8 13707.6 596220 3426900 2 Gạo Kg 35.72 40.96 476.29 1638.4 514.4 2457.6 148603.5 614400 3 Hoa Kg 2 2 26.668 80 40 120 10000.2 30000 4 Bã Malt Kg 189.278 217.037 2523.83 8681.48 3785.56 13022.22 946408.5 3255555 5 Bã Gạo Kg 23.58 27.0336 314.42 1081.3 471.6 1622.022 117903 405498.3 6 Bã Hoa Kg 5 5 66.67 200 100 300 25000.5 75000 7 Nước nấu dịch Lít 1487.2 1526.11 19830.3 61.04 29744 91566.6 7436145 13744146 8 Nước rửa bã Lít 312.4 223.39 4165.54 8935.6 6248 13393.8 1562031 3349410 9 Cặn lắng Kg 5.68 5.746 75.74 229.84 113.6 344.76 28401 86190 10 Men thu hồi Kg 22.7174 22.984 302.9 919.36 454.348 1379.04 113587.2 344760 11 Men giống Kg 113.587 114.92 1514.57 4596.8 2271.74 6895.2 567946.5 1723800 12 Men tái sinh Kg 11.3587 11.492 151.457 459.68 227.174 689.52 56794.65 172380 13 CO2 phản ứng Kg 72.3 83.22 964.05 3328.8 1446 4993.2 361507.5 1248300 14 CO2 tự do Kg 68.5 79.38 873.4 3175.2 1370 4762.8 336510 1190700 15 CO2 trong bia Kg 3.8 3.84 50.67 153.6 76 230.4 19000.5 57600 16 CO2 cần nạp Kg 0.568 0.5246 7.57 20.984 11.36 31.476 2839.5 7869 Phần III : Tính và chọn thiết bị sản xuất 1. Thiết bị trong phân xưởng nghiền 1.1 Cân và gầu tải: a.Cân: Đặc tính kĩ thuật: + Mã cân lớn nhất là 500kg + Mã cân nhỏ nhất là 0.5 kg + Kích thước (D x R x C) : 1200 x 800 x 1000mm b.Gầu tải. Vận chuyển nguyên liệu theo phương thẳng đứng.Có đặc tính kĩ thuật: Năng suất 3.5 T/h Công suất động cơ 0.8 Kw Chiều rộng tấm gội 125 mm Chiều rộng gầu 110 mm Tầm với gầu 110 mm Chiều cao gầu 130 mm Chiều cao miệng gầu 66 mm Góc lượn đáy gầu 35 Độ Góc nghiêng 4 Độ Góc xúc 40 Độ Thể tích gầu 0.81 Lít Khối lượng 0.2 Kg Khoảng cách 2 gầu 0.48 m Vận tốc gầu 1.5-2 m/s 1.2 Máy nghiền Malt. -Lượng malt cần dung lớn nhất cho 1 ngày sản xuất là 13707.6kg (Đối với bia chai). -1 ngày nấu 4 mẻ.Vậy, lượng Malt cần cho 1 lần nấu là 3427 kg -Máy nghiền trục có những đặc tính sau: Năng suất 3000 Kg/h Chiều dài trục 500 mm Đường kính trục trên 250 mm Đường kính trục giữa 250 mm Đường kính trục dưới 220 mm Công suất động cơ 7.5 Kw Kích thước 1850 x 1600 x 1500 mm Khối lượng máy 1540 Kg Vận tốc đôi trục thứ 1 250 v/p Khe hở đôi trục thứ 1 1.3-1.5 mm Vận tốc đôi trục thứ 2 250 v/p Khe hở đôi trục thứ 2 0.7-0.9 mm Vận tốc đôi trục thứ 3 250 v/p Khe hở đôi trục thứ 3 0.3-0.4 mm 1.3 Máy nghiền gạo: -Lượng gạo cần dùng lớn nhất cho 1 ngày sản xuất là 2457.6kg (Đối với bia chai). -1 ngày nấu 4 mẻ.Vậy, lượng Gạo cần cho 1 lần nấu là~ 615 kg -Máy nghiền búa có những đặc tính sau: Năng suất 2500 Kg/h Tốc độ Roto 67 m/s Tiết diện mặt dây 0.12 Vận tốc góc của Roto 2100 v/p Vận tốc góc trục truyền động 75 v/p Công suất động cơ 30 Kw Kích thước máy 1194 x 1000 x 1500 mm Trọng lượng máy 1600 Kg Số lượng máy cầ dung 1 Máy 1.4 Thùng chứa bột gạo đối với 1 tấn Gạo: -1 tấn bột gạo chiếm thể tích 0.75 m3 , 1 tấn bột Malt chiếm thể tích 1.3 m3 -Nguyên liệu dùng để hồ hóa 1 mẻ( 1 lần ) là: [(0.75 x 0.75) + ( 1.3 x 0.75 x 0.1)] x 99.5% = 0.65 m3 Hệ số chứa đầy thùng là 0.8 -Vậy,thể tích thực của thùng là : V= 0.65/0.8 = 0.8125 m3 -Thiết bị được chọn có hình trị,đáy côn,vật liệu bằng inox có : V=1,đường kính D(m),Chiều cao H=D (m) Đáy hình nón,góc cắt bằng 60o Thể tích thùng chứa : V=(0.07+0.75) Với V = 1m3 Ta có được : m3 = H è D= 0.73 m Vậy chiều cao đáy là: h = = 0.623 m 1.5 Thùng chứa bột Malt đối với 1 tấn Malt: - 1 tấn bột malt chiếm 1.3 m3 Khối lượng nguyên liệu dùng trong nồi đường hóa 1 mẻ là: 1.3x[2 – (0.75x10%)] x 99.5% = 2.5 m3 Với hệ số chứa đầy thung là 0.8 thì thể tích thực của thùng chứa là; V = 2.5/0.8 = 3.13 m3 Vậy,ta chọn thùng chứa có V= 4 m3 có đặc tính giống thùng chứa bột gạo. Thể tích thùng chứa : V=(0.07+0.75) với V=4 m3 (m) =H Chiều cao đáy là h = x 1.37 ~ 1.19 m 2.Thiết bị trong khu vực nấu: 2.1 Nồi hồ hóa. a. Chọn nồi: -Lượng gạo nấu cho 1 mẻ là 615 kg - Malt lót chiếm 10% , tổn thất do quá trình nghiền là 0.5% -1 tấn bột gạo chiếm 0.75m3.bột malt chiếm 1.3 m3 Vậy: Thể tích bột gạo là: 615 x 0.995 x 0.75 x = 0.46 m3 Còn Malt lót là: 615x 10% x 99.5% x 1.3 x =0.08 m3 Vậy,tổng V (gạo + Malt lót) = 0.46+0.08= 0.54 m3 Nước sử dụng gấp 5 lần thể tích bột nguyên liệu. 5 x [ 0.995 x (615 + 615 x 0.1)] = 3365.6 (kg) ó 3.3656 m3 . Thể tích lượng dịch trong nồi hồ hóa là: 0.54 + 3.3656 = 3.9056 m3 Hệ số sử dụng của thiết bị là : 0.7 Thể tích thực được sử dụng là : V= 3.9056/0.7 = 5.58 m3 Nồi là thiết bị 2 vỏ,than hình trụ,đáy chỏm càu.Đường kính D,H=1.2D,chiều cao chỏm là h=0.15D. Vậy V= =5.58 è D=1.77 m è H= 2.1 m , h= 0.27 m Vậy: ta chọn nồi 2 vỏ,khoảng cách 2 lớp vỏ là 70mm ,cấu tạo thép không gỉ , thể tích () 5.54 m3.Cánh khuấy mỏ leo v = 30-40 vòng/phút. b.Bề mặt truyền nhiệt của nồi hồ hóa: Diện tích mặt truyền nhiệt được tính theo công thức: F= Trong đó: + Q là lượng nhiệt tỏa ra. Q=Q1 / T là nhiệt tính ở chu kì tải nhiệt lớn nhất T= 14 phút : thời gian cấp nhiệt 86-100oC. K là hệ số dẫn nhiệt(nồi hồ hóa: K=1800kcal/độ t là hiệu số nhiệt có ích Ta có : Q1= GC(t2-t1) Trong đó: G = (615+61.5) x 0.995 + 3365.6 = 4038.7 kg t1 = 86oC , t2=100oC C1 tỷ nhiệt chất hòa tan = 0.34 kcal/kg C2 tỷ nhiệt nước=1 kcal/kg W:hàm ẩm của khối dịch = 85.77% Vậy: =0.9 kcal/kg Q1=4038.7 x 0.9 x (100-86)=51231.5 kcal è Q= (51231.5/ 14) x 60 = 219563.6 kcal/h.s -Tính t : t= Hơi nước bão hòa có p=2.5 kg/cm2, thì t=138oC .Vậy. tmax= 138.2-86=52.6oC & tmin=138.2-100= 38.2 oC è t == 44.9 oC Vậy F(diện tích truyền nhiệt)= 219563.6/(1800x 44.9) =2.72 m2 2.2 Nồi đường hóa: a.Chọn nồi: - Lượng dịch đưa từ nồi hồ hóa sang bị tổn thất do bay hơi là 4% à 3.9056 x 0.96= 3.75 m3 Lượng Malt cân cho 1 mẻ nấu là :3427 kg Một tấn bột malt chiếm thể tích 1.3m3,Tổn thất do nghiền 0.5% Lượng malt đưa vào thiết bị đường hóa( trừ lượng malt lót): [ 3427 – 615x 0.1] x 0.995 = 3348.8 kg Lương malt chiếm thể tích: 3348.8 x 1.3 x 0.001 =4.35 m3 Nguyên liệu malt được phối trộn với nước theo tỉ lệ 1/5. Lượng nươc cần là 3348.8x 5=16744 kg ~ 16.7 m3 Tổng thể tích trong nồi đường hóa là: 16.7+4.35+3.75=24.8 m3 Với hệ số sử dụng thiết bị là 0.7 à thể tích thực của nồi là V= 24.8 / 0.7 = 35.43 m3 Nồi là thiết bị 2 vỏ,than hình trụ, đáy chỏm cầu.Đường kính D,H=1.2D,chiều cao chỏm là h=0.15. Vậy V= =35.43 è D=3.28 m è H= 3.936m , h= 0.492 m Vậy: ta chọn nồi 2 vỏ,khoảng cách 2 lớp vỏ là 5x2 = 10mm ,cấu tạo thép không gỉ , thể tích () 17.36 m3.Cánh khuấy mỏ leo v = 25-40 vòng/phút. b. Tính bề mặt truyền nhiệt của nồi đường hóa: Diện tích bề mặt truyền nhiệt tính theo công thức Diện tích mặt truyền nhiệt được tính theo công thức: F= Trong đó:+ Q là lượng nhiệt tỏa ra. Q=Q2 / T là nhiệt tính ở chu kì tải nhiệt lớn nhất T= 8 phút : thời gian cấp nhiệt 65-73oC. K là hệ số dẫn nhiệt (nồi đường hóa: K=1900kcal/độ t là hiệu số nhiệt có ích Ta có : Q1= GC(t2-t1) G = {[(615+61.5) x 0.995 x0.96x6] + [3348.8-(615 x 0.1)x0.995x6]} Trong đó: = 23502.3 kg Với : t1 = 65oC , t2=73oC C1 tỷ nhiệt chất hòa tan = 0.34 kcal/kg C2 tỷ nhiệt nước=1 kcal/kg W:hàm ẩm của khối dịch Lượng nước bay hơi trong nồi hồ hóa: 615 x (1+0.1)x0.995 x0.04 x6=879.66 kg = 84.33% Vậy: =0.9 kcal/kg Q1=23502.3 x 0.9 x (73-65)=169216.56 kcal è Q= (169216.56/ 8) x 60 = 1 269 124.2 kcal/h.s -Tính t : t= Hơi nước bão hòa có p=2.5 kg/cm2, thì t=138oC .Vậy. tmax= 138.2-65=73.2oC & tmin=138.2-73= 65.2C è t == 69.2 oC Vậy F(diện tích truyền nhiệt)= 1269124.2/(1900x 69.2) =9.65 m2 Dùng ống xoắn ruột gà có =40mm Chiều dài ống L==76.11 m d là khoảng cách giữa các ống xoắn = 400mmè 0.4m Đường kính mỗi vòng xoắn D1= 0.8 x D= 0.8x 3.28 = 2.624m Chu vi mỗi vòng xoẵn là: l= D1= 3.14 x 2.624 =8.24 m Số vòng xoắn n=L/l= 76.11/8.24 =9.24 vòng (chọn 10 vòng). 2.3 Thiết bị lọc dịch đường: -Máy lọc khung bản có năng suất khoảng 20000 l/h -Thể tích dịch cần lọc là 24.8 m3 -áp suất lọc: 0.5-0.8 at - áp suất rửa: 1-1.5 at -Kích thước khung và bản: 5500 x 3001x 4600 mm 2.4 Nồi đun hoa: a.Chọn nồi: -Lượng Malt cân cho 1 mẻ nấu là :3427 kg -Lượng dịch đưa tù nồi hồ hóa sang có G 4042kg -Lượng malt đưa vào thiết bị đường hóa( trừ lượng malt lót): [ 3427 – 615x 0.1] x 0.995 = 3348.8 kg -Lượng nươc cần là 3348.8x 5=16744 kg Vậy Tổng lượng dịch trong nồi đường hóa = 4042.1+3348.8+16744 24135 Kg ó 24.8 m3 Qua quá trình lọc,tổn thất 2.5 %,vậy Lượng dịch được đưa vào nồi nấu hoa là: 24135 x 0.975=23531.63 kg ó 24.18 m3 Ta chọn nồi hình trụ,đáy chỏm cầu,đường kính D , chiều cao trụ H=1.2D ,chiều cao chỏm h=0.15D, Hệ số chứa của nồi là 0.7 ,thể tích V =24.18 /0.7=34.54 m3 = 34.54 với r=D/2 è D = 3.25 m à H=3.9màh=0.4875m Nồi được làm từ thép không gỉ,chịu áp cao. b.Bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu hoa Với các công thức tính tương tự như 2 phần trên và các thông số kĩ thuật + t1= 65oC , + t2=100oC và thời gian T= 35ph + G= 1149.2 x 20000/1000=22984 kg à Khối lượng chất khô: 1149.2 x 1.046 x20000/1000 x 0.1 =2404.13 kg W= [(22984- 2404.13)/22984] x 100% =89.54 % C==0.93( Q1= 22984 x 0.93 x (100-65) = 748904.7 kcal Vậy : Q= (748904.7/35)x 60 =1283836.6 kcal/h - Tính K: Chọn K=1900.độ Dùng hơi nước bão hòa có p=2.5 kg/cm2, thì t=138.2 oC oC Diện tích truyền nhiệt : F= 1283836.6/(1900x53.9) = 12.54 m2 Dùng ống xoắn ruột gà có =40mm Chiều dài ống L==99.81 m d là khoảng cách giữa các ống xoắn = 400mmè 0.4m -Đường kính mỗi vòng xoắn D1= 0.8 x D= 0.8x 4.3 = 3.44m -Chu vi mỗi vòng xoẵn là: l= D1= 3.14 x 3.44 =10.8 m -Số vòng xoắn n=L/l= 99.81/10.8 =9.2 vòng (chọn 10 vòng). 2.5 Nồi đun nước nóng: a. Chọn nồi: Lượng nước cần cho quá trình rửa bã của 1 mẻ nấu là: 13393.8 / 4= 3348.45 lítè 3.3485 m3 Đặc tính nồi đun nước: -thân hình trụ,đáy chỏm cầu .Đường kính D , H=1.2D ,chiều cao chỏm h=0.15D -Hệ số đổ đầy của nồi đun là 0.8 à V=3.3485/ 0.8=4.19 m3 Ta chọn nồi có V= 4.2 m3 = 4.2 m3 à D = 1.61màH=1.93m à h=0.24 m ` b.Bề mặt truyền nhiệt của nồi nước: -Ta có T: thời gian cấp nhiệt từ 25 oCà 75oC là 50 phút G =3348.45 kg Tỷ lệ nhiệt nước là 1 Q1= 3348.45 x 1 x (75-25)=167422.5 kcal à Q= (167422.5 / 50) x 60 =200907 kcal/h - Ta chọn k= 2000.độ t (max)= 138.2-25=113.2oC t (min)= 138.2-75=63.2oC à 85.9oC Diện tích truyền nhiệt : F= 200907/(2000x85.9)=1.17 m2 Dùng ống xoắn ruột gà có =30mm Chiều dài ống L==24.84 m d là khoảng cách giữa các ống xoắn = 300mmè 0.3m Đường kính mỗi vòng xoắn D1= 0.6 x D= 0.6x1.61 = 0.966m Chu vi mỗi vòng xoẵn là: l= D1= 3.14 x 0.966 =3.03m Số vòng xoắn n=L/l= 24.84/3.03 =8.2 vòng (chọn 9 vòng). 2.6 Thùng lắng xoáy: - Thể tích dịch đường vào thung lắng xoáy ,bao gồm cả dịch đường và cặn nóng trước khi lên men.Lượng dịch đem nấu hoa là: 51.714 m3 - Nước bốc hơi 5% so với dịch trước khi đunà lượng dịch cần làm nguội là: 51.714 x 0.95 = 49.1283 m3 - Hệ số sử dụng thiết bị là 0.8 à thể tích thực của thiết bị lắng xoáy là: V=49.1283 / 0.8 =61.41 m3 - Chọn thiết bị có than hìn trụ,đáy bằng hơi nghiêng 3-5o ,đường kính D,chiều cao H=1.5D, chiều cao chỏm h=0.15D =61.41 m3 è D=3.68 m àH= 5.52màh=0.552 m Nồi được chế tạo từ thép không gỉ,chịu áp cao. 3.Thiết bị trong khu vực lên men và hoàn thiện sản phẩm. 3.1 Máy làm lạnh nhanh: Lượng dịch đường đi qua máy làm lạnh nhanh để sản xuất 1000 lít bia là 1098.65 lít. è lượng dịch đường đi qua máy làm lạnh của 1 mẻ nấu là: 1098.65 x (20000/ 1000)=21973 lít = 21.973 m3 Hai tác nhân làm lạnh là Nước 25oC và Glycol -5oC a, Dịch ở 90oC được trao đổi nhiệt với Nước 25oC và giảm xuống còn 35oC.Lúc này,nhiệt độ của nước là 50oC Do đó lượng nhiệt Q1= GC(t1-t2) -G= 1149.2 x 20000/1000=22984 kg - t2 nhiệt độ đầu ra của dịch =35oC -t1 nhiệt độ đầu vào của dịch= 90oC - Có C: tỷ nhiệt của dịch =0.93 kcal/kg à Q1= 22984x 0.93 (90-35) =1175631.6 kcal/h Bề mặt truyền nhiệt: F= có K = 1900kcall/mh.độ ===21.66 oC è Diện tích truyền nhiệt : F= 1175631.6/(1900x 21.66)=28.57 m2 b.Dịch ở 35oC được trao đổi nhiệt với Glycol -5oC và giảm xuống còn 10oC.Lúc này,nhiệt độ của Glycol là 21oC.Thời gian làm nguội Glycol (đưa Glycol về -5oC như ban đầu) mất 45 phút. Q=22948 x 0.93 x (35-10)=533541 kcal Nhiệt lượng cho 1 giờ cấp nhiệt = 60 x (533541/45) = 711388 kcal Bề mặt truyền nhiệt F= có K=700 kcal/m2h.độ ===14.51 oC è F= 533541/(700x 14.51) = 52.53 m2 + Vậy ta chọn máy có đặc tính kĩ thuật như sau: Năng suất 30000 l/h Số tấm 599 tấm Khoảng các các tấm 5.5 mm Bề mặt trao đổi nhiệt của 1 tấm 2.45 m2 Lương nước sử dụng trong 1h làm việc 18 m3/h Lương glycol sử dụng trong 1h làm việc 12 m3/h Kích thước (dài x rộng x Cao) 3500 x 700 x 3500 mm 3.2 Thùng lên men giống cấp 1: -Lượng dịch đường cho vào để nuôi men chiếm 1% thể tích của tổng lượng đường.Lượng dịch đường của 1 mẻ là 22984 lít Vậy Lượng dịch đường cần trong nhân giống cấp 1 là : 22984 x0.01=229.84 lít è0.23 m3 Thùng lên men cấp 1 có đường kính D,hình trụ và có H=1.2D,cấu tạo thép không gỉ. Hệ số đổ đầy thùng là 0.8 V= 0.23/ 0.8 = 0.2875 m3 V= = 0.2875 è D=0.67m à H=0.81m 3.3 Thùng lên men giống cấp 2: - Lượng dịch đường cho vào để nuôi men chiếm 1% thể tích của tổng lượng đường.Lượng dịch đường của 1 mẻ là 22984 lít Vậy Lượng dịch đường cần trong nhân giống cấp 2 là 22984x0.1=2298.4 lít à 2.3 m3 Thùng lên men cấp 1 có đường kính D,hình trụ và có H=1.2D,cấu tạo thép không gỉ. Hệ số đổ đầy thùng là 0.8 , V=2.3 /0.8 =2.875 m3 V= =2.875 è D= 1.45 m à H=1.74 m 3.4 Thùng lên men chính và lên men phụ: a )Lên men chính: -Lượng men cho vào là 10% so với dịch đường. Vậy,lượng dịch trong 1 ngày sản xuất là: =96681.2 lít à 96.6812 m3 Thùng lên men có hình trụ, Đường kính D,chiều cao H=3D, chiều cao đáy thùng h1=0.15D, chiều cao đỉnh cầu h2 =0.15D.Chế tạo bằng thép không gỉ. h= èV = V nón + V trụ + Vcc = (0.07+0.75+0.02) =0.84 à 0.84= 96.6812/ 0.8 =120.85 m3 Vậy : D= 3.58 m àH=10.74 mà h1 =0.537 mà h2=0.537 m Xung quanh thùng được bao bọc bởi các hệ thống áo lạnh và lớp xốp cách nhiệt. b ) Lên men phụ: Số ngày lên men trong thùng là 6 ngày( đối với lên men chính),11 ngày với lên men phụ.Tổng thời gian lên men là 17 ngày + 1 ngày cho việc lọc dịch đường.Tổng cộng ta cần sử dụng 20 thùng( thêm 2 thùng dự trữ) Lượng bia trong quá trình lọc sau lên men chính tổn thất 2.5% V = 96.6812 x 0.975= 94.26 m3 Đường kính D,chiều cao H=3D, chiều cao đáy thùng h1=0.15D, chiều cao đỉnh cầu h2 =0.15D.Chế tạo bằng thép không gỉ. V= (0.75+0.02x2)=0.79=94.26 /0.8 = 117.8 m3 è D=3.62m à H=10.86m à h1=h2= 0.543m Ta sử dụng đế cho thùng(chân thùng) cao 0.5m .Vậy H= 0.5+10.5=11m Xung quanh thùng được bao bọc bởi các hệ thống áo lạnh và lớp xốp cách nhiệt\ 3.5 Thiết bị lọc bia Để thu được 1000 lít bia đã lọc ta cần 1045.73 lít bia.Vậy lượng bia cần để thu 80000 lít bia đã lọc là : 1045.73 x 80000/1000=83658. 4 lít à 83.7 m3 Hệ số sử dụng thiết bị lọc là 0.75 Vậy năng suất (N) thực tế là: N = 83.7/0.75 =111.6 m3 hay 111600 lít /ngày è 111600 / 2 ca làm việc = 111600 / 16 = 6975 lít / h -Thiết bị lọc là 2 thiết bị lọc ống, chế tạo bằng inox và xốp ,sử dụng 2 chiếc luân phiên. Đặc tính kĩ thuật thiết bị lọc ống inox +Áp suất làm việc : 6atm + Năng suất N = 25000 lít/h Thùng lọc có D= 60cm,cao 1.5 m, tổng V= 500 lít bao gồm 44 ống lọc có D’ =2.5 cm.Các ống được khoan lỗ có đường kính 0.04 m Đặc tính kĩ thuật thiết bị lọc ống xốp +Áp suất làm việc : 6atm + Năng suất N = 25000 lít/h 3.6 Máy chiết Bock -Lượng bia cần để có 1000 lít trong bock là 1020.1 lít -Lượng bia cần để có 20000 lít bia chiết bock là: 1020.1 x 20000/1000= 20402 lít -Năng suất theo giờ = 20402 / 16 = 1275.125 lít. -Máy chiết bock có đặc tính kĩ thuật sau ( bock 50 lít) Năng suất ……………………………………… 500 bock /ngày Công suất động cơ……………………………… 2.8 kwh Áp suất làm việc………………………………… 0.7 atm Kích thước máy…………………… 4700 x 1600x 4000 mm Khối lượng máy : 1900 kg -Số bock cần dung là: 20402 / 50 = 408 bock 3.7 Máy chiết chai: Lượng bia cần đẻ có 1000 lít bia đóng chai là 1025.15 lít Lượng bia cần để có 60000 lít bia chiết chai là 1025.15 x 60000/1000 = 61509 lít Vậy năng suất cho 1h làm việc là: 61509 / 16 = 3845 lít/h Máy chiết chai có đặc tính kĩ thuật sau: Năng suất:…………………………………… 8600 chai/h Số vòi: ………………………………………..8 vòi Động cơ điện ( N , w)……………………….. 1 kw . 1440 vòng /phút kích thước máy ………………………………1600 x 700 x 2300 mm Số máy cần dung…………………. ………….2 máy +) Máy dập nút chai: Tương ứng với máy chiết chai,máy có đặc tính kĩ thuật: N/suất máy 8500 chai/h Số đầu dập 10 voi Động cơ điện (N,w) 1.8 kw , 550 vòng / phút Kích thước 1600 x 700 x 2300 mm Áp suất khí nén đẩy 2.8 atm Lực dập nút chai 65 kg / cm3 Số lượng 2 máy 3.8 Thiết bị thanh trùng: Lượng bia càn để thanh trùng 1000 lít là 1010 lít bia Vậy lượng bia cần cho công việc thanh trùng của 1 ngày sản xuất là: 1010 x 60000 / 1000 = 60600 lít/ ngày Năng số chai cần thanh trùng là 60600 / 0.45 = 134667 chai Vậy 1 giờ làm việc có năng suất N= 134667 / 16 = 8417 chia/h Thiết bị thanh trùng có đặc tính: Năng suất 8500 chai Dung tích thực của chai 0.45 lít Áp suất hơi thanh trùng 2 kg/cm2 Công suât bơm 6.7 kw Công suất động cơ chuyển chai 1.2kw Kích thước máy 5 x 2.5 x 2.5 m Khối lượng máy 38000 kg 3.9 Máy dán nhãn: Có 134667 chai cần dán nhãn trong 1 ngày sản xuất.Và 8417 chai cần dán nhãn trong 1 giờ làm việc. Năng suất 8500 chai /h Số vòng quay/ số nhãn dán 5.2 vòng / 8 nhãn Vận tốc nhỏ nhất của băng truyền 0.28 m/s Công suât động cơ 0.6 kw Số máy cần dùng 1 Kích thước máy 2 x 2 x 1.2 m Khối lượng máy 320 kg 3.10 Máy rửa chai: Khi kiểm tra và rửa ch ai.Số lượng chai hao hụt 1% tổng số chai. Vậy Để xuất xưởng 134667 chai bia thành phẩm cần: 134667 + 134667 x 0.01 = 136014 chai Năng suất làm việc trong 1 giờ là: 136014 / 16 8500 chai Vậy, máy rửa có đặc tính sau: Năng suất 8500 chai / h Dung tích thực của chai 0.45 lít Thời gian rửa 2.36 s / chai Thời gian rửa Thấm ướt 475 s Phun 85 s Tổng 560 s Công suất động cơ điện 26 kw Kích thước máy 7500 x 4000 x 2700 mm Khối lượng máy 13500 kg Số lượng 1 máy 3.11 Máy rửa bock Đặc tính kĩ thuật: Năng suất 500 bock / ngày Dung tích bock 50 lít Công suất động cơ 3.8kw Nhiệt độ nước rửa 80oC Lượng nước nóng 4.2 m3/h Lượng nước nguội quay vòng 98% lượng nước nóng Áp lực vòi phun 2 at Kích thước máy 1200 x 2100 x 2100 mm Khối lương máy 8000 kg 3.12 Máy bơm: Máy bơm được chọn lầ máy bơm ly tâm, do độ nhớt của dịch cần vận chuyển không quá cao Đặc tính kĩ thuật của bơm: Năng suất 95-100 m3/h Áp suất đẩy 8 kg/cm3 Đường kính ống hút 40 mm Đường kính ống đẩy 40mm Xưởng nấu cần 4 máy Xưởng lên men cần 6 máy Chiết bock + chai 2 máy khác nhau Tổng lượng máy 12 máy 3.13 Hệ thống CIP (Cleaned In place). Năng suất : 19000 L/h Áp suất đầu ra là 300 kPa Hệ thống bao gồm 1 bồn 200 lít để tuần hoàn nước, bộ báo mực chất lỏng, phễu ,bơm ly tâm,thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm .các van điều chỉnh.Hệ thống CIP sẽ dòng nước lạnh chạy tuần hoàn 1 thời gian trong hệ thống cần vệ sỉnh rồi sau đó dung dịch tẩy rửa đã gia nhiệt được bơm tuần hoàn vào để tẩy rửa. Sau cùng,thiết bị xả nước để làm sạch và đẩy chất tẩy rử dư thừa ra ngoài.Dung dịch tẩy rử được tái sử dụng 1 phần. -Số lượng cần dung: 1 máy Phần IV : Nhiên liệu cho hoạt động sản xuất 1.Tính nhiên liệu đốt Nhiên liệu sử dụng là than gầy(Màu đen hơi xám. Vết vạch đen, đen xám. Ánh kim cương. Giòn. Khối lượng riêng 1,22 - 1,30 g/cm3. Độ ẩm 0,5%. Chất bốc 2 - 15%, cacbon (cháy) 90 - 93%, hiđro < 2%.cháy thành ngọn lửa ngắn và hầu như không có khói.),loại than này khi đốt 1 kg sẽ cung cấp 8500 Kcal. Khả năng lẫn tạp chất của loại than này là 5%,vậy hiệu suất cháy của than gầy khoảng 95%. Công thức tính lượng nhiên liệu cần dùng: Trong đó: D : Năng suất nồi hơi, D=2000kg/h i : nhiệt hàm của hơi ở P= 2.5 kg/cm2 ; i = 649.2 kcal/kg i' : Nhiệt hàm của nước ;i'= 127.3 kcal/kg Q : Nhiệt lượng của nhiên liệu khi đốt 1kg : Hiệu suất làm việc của nồi hơi ; = 80% è = 153.5 kg/h Vậy,trên thực tế: Khối lượng than cần để cung cấp nhiệt lượng cho 1h làm việc của nồi hơi: G = [153.5 x (1+ 0.05) ]/ 0.95 = 169.66 Kg /h Lượng than cho 1 ngày sản xuất là: = 169.66 x 16 =2714.53 kg Tổng nguyên liệu dung trong 1 quý sản xuất có năng suất cao nhất = 2714.53 x 25x3 = 203589.5 kg è Một năm lượng nhiên liệu dung cho sản xuất : 503589.5 x 4 =814358kg 2. Tính nước cho nhà máy. 2.1 Nước cho phân xưởng nấu: Lượng nước lớn nhất dùng cho quy trình nấu dịch để thu được 1000 lít bia là 1526.11 lít Vậy 1 ngày sản xuất của xưởng nấu cần : V1= 1526.11 x 80000/1000= 122088.8 lít Lượng nước dung trong thiết bị rửa là 10% tổng lượng nước: V2= 122088.8 x 0.1 = 12208.88 lít Vậy tổng lượng nước phân xưởng nấu cần là : V = 122088.8 + 12208.88 = 129309.68 lít 2.2 Lượng nước dung cho phân xưởng lên men: Tổng thể tích các thiết bị lên men: V= 0.2875+ 2.875 +120.85 x6 + 117.8x11= 2024.0625 m3 Vậy, lượng nước vệ sinh cần là 3% tổng thể tích: ó 2024.0625 x 0.03 = 60.72 m3 2.3 Lượng nước cho phân xưởng thành phẩm: - Cứ 100 bock cần rửa thì tiêu tốn 4.8 m3 nước vậy 500 bock cần V1= 4.8 x 5 =22 m3 - Nước rửa chai chiếm 5% tổng thể tích chai. èV2 = 0.05 x 61509/ 0.45= 6834.3 lít ó 6.8343 m3 Nước rửa thùng bão hòa chiếm 5% lượng dịch đầu vào: à V3 = 0.05 x 61509= 3075.45 lít Nước dùng để tạo hơi cho mấy dập nút chai V4 =4.5 m3 - Nước dùng cho máy thanh trùng gấp 3 lần lượng nươc rử chai. V 5= 3 x 6.8343 = 20.5029 m3 Vậy tổng V = 1.5 +3.07545 +6.8343 + 20.5029 =31.92 m3 2.4 Lượng nước cho nồi hơi: Lượng nước ở dạng hơi được ngưng tụ lại 80% và được tái sử dụng. Vậy,nồi hơi tiêu tốn khoảng 800 kg hơi / h. è V = 24 x 950 x 0.2= 4560 kg ó 4.56 m3 2.5 Lượng nước dùng cho làm lạnh: Trên lý thuyết,cứ 1000 kcal tiêu tốn 40 lít nước+ Vậy tổng lượng nước cần dùng là: V =2845552x 0.04 = 113822.08 m3 è Vậy tổng lượng nước dung trong sản xuất là: V= 113822.08 + 4.56 + 31.92 + 60.72 + 129.30968= 114048.6 m3 2.6 Lượng nước dùng cho sinh hoạt và để phòng cháy chữa cháy: Tổng lượng nước cần dung cho sinh hoạt và để phòng cháy chữa cháy trong 1 tháng tối đa là 30 ngày hết 5% tổng lượng nước trong 1 tháng sản xuất: V= 114048.6 x 0.05 = 57024.43 m3 3. Bố trí điện cho toàn bộ công trình và bảng phụ tải cho cá thiết bị trong nhà máy Cứ 5 m bố trí 1 đèn 100 W, bố trí theo hình sau: -Chiều cao của đèn so với mặt nền từ 2.5 đến 4.5 m - Sử dụng đèn tiết kiệm năng lượng 3.1 Bảng công suất điện chiếu sáng toàn nhà máy: STT Tên công trình xây dựng Diện tích (m2) Điện áp (V) Số bóng sử dụng Công suất bóng (kW) Tổng công suất kw/h 1 Phân xưởng nấu (2 tầng) 1728 220 139 0.1 13.9 2 Phân xưởng lên men 1080 220 130 0.1 13 3 Phân xưởng hoàn thiện SP 720 220 86 0.1 8.64 4 Kho nguyên liệu 756 220 91 0.1 9.072 5 Kho sản phẩm 432 220 52 0.1 5.184 6 Kho chứa Chai 324 220 39 0.05 1.944 7 Kho chứa Bock 324 220 39 0.05 1.944 8 Garage Ôtô 450 220 54 0.05 2.7 9 Bãi than 108 220 13 0.05 0.648 10 Bãi Xỉ than 108 220 13 0.05 0.648 11 Trạm biến thế 108 220 13 0.05 0.648 12 Nhà nồi hơi 108 220 13 0.1 1.296 13 Xưởng cơ điện 216 220 26 0.05 1.296 14 * Bể nước ( 2 tầng) 648 220 9 0.05 0.45 15 Nhà hành chính (2 tầng) 576 220 69 0.05 3.456 16 Nhà ăn,hội trường (2 tầng) 432 220 52 0.05 2.592 17 Khu để xe 216 220 26 0.05 1.296 18 Khu xử lý nước thải 756 220 91 0.05 4.536 19 Nhà thường trực (2 khu) 36 220 4 0.05 0.216 20 Trạm y tế 144 220 17 0.05 0.864 21 Tổng 1045 74.33 3.2 Bảng công suất các thiết bị trong nhà xưởng: STT Tên thiết bị Công suất kw/h Số thiết bị Tổng công suất kw/h 1 Máy nghiền Búa 30 1 30 2 Máy nghiền trục 7.5 1 7.5 3 Nồi hồ hóa 5 1 5 4 Nồi đường hóa 5 1 5 5 Nồi nấu hoa 5 1 5 6 Nồi nước 3 1 3 7 Máy làm lạnh 16.5 1 16.5 8 Máy chiết Bock 2.8 1 2.8 9 Máy chiết Chai 1.5 2 3 10 Máy rửa Bock 3.8 1 3.8 11 Máy rửa Chai 25.9 1 25.9 12 Máy dập nút chai 1.8 2 3.6 13 Máy dán nhãn 0.7 2 1.4 14 máy thanh trùng 7.8 2 15.6 15 Máy lạnh 40 3 120 16 Nồi hơi 2.5 1 2.5 17 Máy CIP 0.9 1 0.9 18 Bơm ly tâm 3.5 12 42 19 Tổng 293.5 -Ngoài các thiết bị trên,còn có các phụ tải khác như quạt hút,quạt gió ,nồi hơi,các thiết bị trong phòng kiểm tra chất lượng,xét nghiệm hóa sinh tổng hơp… Tất cả được tính bằng 25% tổng công suất của các thiết bị trên: Phụ tải động lực toàn nhà máy là: 293 x (1+0.25) = 366.25 kwh Phụ tải điện toàn hà máy: 366.25 + 74.33 = 440.58 Ta sử dụng công thức tính phụ tải tổn hao sau: Trong đó: P là tổng phụ tải của nhà máy K là hệ số tổn hao…trong trường hợp này,qua thực tiễn cho thấy K = 0.6 è Ptt = 440.58 x 0.6 =264.348 kwh Trung bình nhà máy làm việc 3 ca 1 ngày,hoạt động trong 25 ngày. Vậy tổng phụ tải điện của nhà máy trong 1 năm sản xuất là 264.348 x 24 x 25 x12 = 1 903 305.6 kw 4. Tổng diện tích mặt bằng xây dưng nhà máy bia có công suất 20 000 000 lít 1 năm: STT Tên công trình xây dựng Kết cấu vật liệu Số lượng Số tầng Kích thước (m) Diện tích (m2) Dài Rộng 1 Phân xưởng nấu 1 2 30 18 540 2 Phân xưởng lên men 1 1 48 24 1152 3 Phân xưởng hoàn thiện SP 1 1 36 24 864 4 Kho nguyên liệu 1 1 24 12 288 5 Kho sản phẩm 1 1 18 12 216 6 Kho chứa Chai 1 1 18 12 216 7 Kho chứa Bock _ _ 18 12 _ 8 Garage Ôtô 1 1 30 9 270 9 Bãi than 1 1 12 9 108 10 Bãi Xỉ than 1 1 12 9 108 11 Trạm biến thế 1 1 12 6 72 12 Nhà nồi hơi 1 1 6 6 36 13 Xưởng cơ điện 1 1 36 12 432 14 Bể nước 1 2 27 12 324 15 Nhà hành chính 1 2 18 6 108 16 Nhà ăn,hội trường 1 2 18 12 216 17 Show Room 1 1 12 6 72 18 Khu để xe 1 1 18 9 162 19 Khu xử lý nước thải, nhà vệ sinh. 1 1 30 24 720 20 Nhà thường trực 2 1 6 3 36 21 Trạm y tế 1 1 18 12 216 22 Tổng diện tích mặt bằng sản xuất 6210 23 Tổng diện tích mặt bằng để xây dựng nhà máy là 18000 m2 Sau khi lựa chọn khu đất có diện tích 150 x 120 (m),gân đường giao thong và xa khu dân cư.Ta tiến hành phân bố các công trình xây dựng phuc vụ sản xuất dựa trê các quy tắc cơ bản sau: + Bố trí 2 cổng ra vào riêng biệt cho công nhân và nhập nguyên liệu,xuất sản phẩm.Hai cổng được bố trí phía Nam của nhà máy.cùng 2 phòng thường trực có gắn thiết bị theo dõi. + Nhà Hội trường,nhà ăn,Nhà hành chính,show room quảng cáo- trưng bày và khu vực Y tế được bố trí phía Nam của nhà máy,ngay gần 2 cổng ra vào nhà máy.Nhằm tránh tiếng ồn,khói bụi và các mùi khó chịu được tạo ra khi sản xuất + Các khu vực nhà máy được bố trí ở trung tâm mặt bằng xây dựng ,bao gồm: Kho chưa nguyên liệu,Nhà nấu,khu Lên men,nhà hoàn thiện sản phẩm. + Các khu vực vệ tinh,phục vụ cho quá trình hoạt động sản xuất của nhà máy được bố trí xung quanh khu vực trung tâm,bao gồm: Bãi than,bãi xỉ,Nhà nồi hơi,khu vực năng lượng điện,khu xử lý nước sản xuất và sinh hoạt công nhân (lọc nước) . + Khu xử lý nước thải va nhà vệ sinh được bố trí phái góc trong,phia bắc của nhà máy nhằm tách biệt với các khu vực sản xuất chính ,tránh gây ô nhiễm và nhiễm khuẩn cho sản phẩm. + Các khu vực nhà xe cho công nhân viên chức,khu để xe trọng tải được bố trí ở các vị trí tại các vị trí thuận lợi cho việc ra vào của công nhân và hoạt động chuyên chở. + Một phân quan trong khác là các rãnh thoát nước phải có nắp đậy tiêu chuẩn,vỉa hè,cây xanh hấp thụ khí CO2 , và đường xá thông thoáng phục vụ giao thong trong nhà máy. + Các công trình phải được bố trí hợp lý để rút ngắn thòi gian vân chuyển trong nhà máy.Ví dụ như kho nguyên liệu phải được xây dựng gần khu vực lên men,khu vực nấu để tiện cho sản xuất. Phần V : Tính kinh tế của dự án 1. Bảng giá đầu tư xây dựng: STT Tên công trình xây dựng Diện tích Đơn giá (VNĐ/m2) Thành tiền (VNĐ) 1 Phân xưởng nấu (2 tầng) 1728 2000000 3456000000 2 Phân xưởng lên men 1080 1500000 1620000000 3 Phân xưởng hoàn thiện SP 720 1500000 1080000000 4 Kho nguyên liệu 756 1300000 982800000 5 Kho sản phẩm 432 1300000 561600000 6 Kho chứa Chai 324 1000000 324000000 7 Kho chứa Bock 324 1000000 324000000 8 Garage Ôtô 450 1000000 450000000 9 Bãi than 108 500000 54000000 10 Bãi Xỉ than 108 500000 54000000 11 Trạm biến thế 108 1000000 108000000 12 Nhà nồi hơi 108 1200000 129600000 13 Xưởng cơ điện 216 1500000 324000000 14 Bể nước ( 2 tầng) 648 1000000 648000000 15 Nhà hành chính (2 tầng) 576 2500000 1440000000 16 Nhà ăn,hội trường (2 tầng) 432 1500000 648000000 17 Khu để xe 216 500000 108000000 18 Khu xử lý nước thải 756 1800000 1360800000 19 Nhà thường trực (2 khu) 36 800000 28800000 20 Trạm y tế 144 3000000 432000000 21 Diện tích ngoài Sản xuất 10368 1200000 12441600000 22 Tổng 26575200000 2. Bảng giá thiết bị trong nhà máy STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 Cân 1 2.000.000 2.000.000 2 Gầu tải 4 10.000.000 40.000.000 3 Máy nghiền Búa 1 25.000.000 25.000.000 4 Máy nghiền trục 1 15.000.000 15.000.000 5 Thùng chứa bột Malt 1 10.000.000 10.000.000 6 Thùng chứa bột gạo 1 5.000.000 5.000.000 7 Nồi hồ hóa 1 150.000.000 150.000.000 8 Nồi đường hóa 1 300.000.000 300.000.000 9 Nồi nấu hoa 1 150.000.000 150.000.000 10 Nồi nước 1 50.000.000 50.000.000 11 Thùng lắng xoáy 1 250.000.000 250.000.000 12 Máy làm lạnh 1 220.000.000 220.000.000 13 Thùng lên men cấp 1 2 45.000.000 90.000.000 14 Thùng lên men cấp 2 2 15.000.000 30.000.000 15 Thùng lên men chính 20 250.000.000 5.000.000.000 16 Thùng lên men phụ 17 Máy lọc bia 1 70.000.000 70.000.000 18 Máy lọc dịch đường 1 100.000.000 100.000.000 19 Thùng nạp CO2 4 35.000.000 140.000.000 20 Máy chiết Bock 1 120.000.000 120.000.000 21 Máy chiết Chai 2 150.000.000 300.000.000 22 Máy rửa Bock 1 50.000.000 50.000.000 23 Máy rửa Chai 1 60.000.000 60.000.000 24 Máy dập nút chai 2 75.000.000 150.000.000 25 Máy dán nhãn 2 55.000.000 110.000.000 26 máy thanh trùng 2 600.000.000 1.200.000.000 27 Máy lạnh 3 500.000.000 1.500.000.000 28 Nồi hơi 3 700.000.000 2.100.000.000 29 Thùng CIP 4 15.000.000 60.000.000 30 Bơm ly tâm 12 8.000.000 96..000.000 31 Thùng chứa bã Malt 1 25.000.000 25.000.000 32 Xe dùng trong nhà máy 5 260.000.000 1300.000.000 33 Thiết bị chiếu sáng 1045 25000 26.125.000 34 Tổng 13.744.125.000 3. Giá nhiên liệu và nguyên liệu phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy: 3.1 Bảng giá nhiên liệu: STT Nhiên liệu Đơn vị Đơn giá / 1 đv Số lượng Thành tiền VNĐ 1 Than Kg 1800 814358 1465844400 2 Nước m3 8000 114048.6 912388800 3 Điện Kw 2600 1903305.6 4948594560 4 Tổng 7326827760 3.2 Bảng giá nhiên liệu: STT Tên nguyên liệu Khối lượng Đơn giá (kg) Thành tiền 1 Malt 4 023 120 8000 32 184 960 000 2 Gạo 763003.5 10000 7 630 035 000 3 Hoa houblon 40000.2 200000 8 000 040 000 4 Tổng 47 815 035 000 4. Chi phí nhân công cho nhà máy: 4.1 Bảng chi tiết nhân công của nhà máy: STT Nguyên công Định mức lao động Số thiết bị Ca/ngày số người 1 Nguyên liệu 1/thiết bị 2 1 2 2 Nấu lọc 3/ca 2 6 3 Làm lạnh nhanh 3/ca 2 6 4 Gây men 3/ca 2 3 9 5 Lên men 3/ca 1 3 9 6 Lọc bia 3/ca 2 3 9 7 Nạp CO2 3/ca 2 3 9 8 Tách men 1/ca 1 3 9 Chiết Bock 1/máy 1 2 2 10 Chiết Chai 1/máy 2 2 4 11 Dạp nắp 1/máy 2 2 4 12 Rửa Bock 1/máy 1 2 2 13 Rửa Chai 1/máy 1 2 2 14 Thanh trùng 1/máy 2 2 4 15 Dán nhãn - đai két 1/máy 2 2 4 16 Lò hơi 1/ca 1 3 3 17 Lạnh 1/ca 3 3 3 18 Xử lý nước 1/ca 1 2 19 Sửa chữa máy 1/ca 1 3 20 Xưởng cơ khí 2/ca 1 3 21 Lái xe 1/ca 5 2 8 22 Bốc vác 2/ca 2 6 23 Bảo vệ 2/ca 3 6 24 Ban lãnh đạo và điều hành nhà máy 25 25 Tổng 134 Tính bình quân thu nhập của cán bộ,công nhân viên toàn nhà máy vào khoảng 1800000 triệu đến 2500000 triệu/ tháng. Vậy chi phí tiền lương cho nhân công là: 134 x 2500000 x 13 = 4.355.000.000 VNĐ 4.2 Bảng các chi phí phụ cho nhà máy và công nhân: STT Các khoản chi phí phụ Thành tiền 1 Xử lý nước thải 180.000.000 2 Bảo quản,bảo trì máy móc 1.500.000.0000 3 Bốc xếp,vận tải ( xăng dầu) 250.500.000 4 Bảo hiểm ,Y tế,công đoàn 150.000.000 5 Tổng 2.080.000.000 5. Lợi nhuận và hiệu quả sản xuất: 5.1 Vốn đầu tư nhà máy: VNĐ = 26 575 200 000 + 13 744 125 000 = 40 319,325 triệu Số tiền bán bã malt và gạo thu được là : (405 498,3 + 3 255 555) x 2000 = 7 322 106 600 VNĐ 5.2 Định giá sản phẩm: Bia hơi 6000 đồng/ 1lít và chai là 8500/chai 0,5 lít. Vậy: Doanh thu trước thuế là: 15 000 000 x 2 x 8500 + 6000 x 5 000 000 = 285 000 triệu VNĐ 5.3 Tính thuế cho sản phẩm: Thuế TTĐB 40% cho bia hơi : 6000 x 5000000 x 0.4 = 12000 triệu VNĐ và 55% với bia Chai:15000000 x 2 x 8500 x0,55 = 140250 triệu VNĐ Thuế GTGT tính bằng 10% (thu nhập trước thuế + TTĐB ) – 10% (nguyên liệu + nhiên liệu) è Thuế GTGT là: 0,1 x ( 285000+ 140250 + 12000) – 0,1 x (47815,035 + 7326,82776) =38210,81372 triệu VNĐ Vậy tổng lợi nhuận trước thuế hàng năm là: 285000 –7322,1066 - 140250 – 12000 – 38210,81372 = 87217,07968 triệu VNĐ è Thuế thu nhập = 0,72 x 87217,07968 = 62796,29737 triệu VNĐ 5.4 Tính khả thi của dự án Tổng chi phí đầu tư ban đầu: Để đảm bảo việc dự trữ nguyên liệu được tốt, nhà máy nhập nguyên liệu theo 2 quý 1 lần 13 744 125 000 + 26 575 200 000 + (47 815 035 000/2) = 64 226 842 500 VNĐ Sản phẩm bia, thời gian cho 1 chu kỳ sản xuất là 15 ngày. Vốn lưu động cho chu kì đầu tiên là: 40 319 325 000 / 25 = 1612773000 VNĐ Vậy doanh lợi è 13 744 125 000 / (40319325000 + 1612773000) x 100% = 32,78 % Thời gian thu hồi vốn: 64 226 842 500 /(13 744 125 000 + 1 612 773 000) = 4.2 năm Phần VI : Vệ sinh an toàn lao động 1. Vệ sinh: Vệ sinh là vấn đề rất quan trọng trong các nghành snar xuất thiuwcj phẩm,đồ uống.Sự thành công của quá trình sản xuất ,cũng như chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào người vận hành sản xuất.Vì vậy,nếu yêu caaof vệ sinh không được tuân thủ 1 cách nghiêm ngặt sẽ dẫn đến sự nhiễm khuẩn cho sản phẩm ,nhiễm tạp chất khiến chất lượng sản phẩm giảm đáng kể 2.Vệ sinh cá nhân: - Không cho phép nhưng người mắc bệnh truyền nhiếm,sức khỏe không đạt yêu cầu tham gia vào quy trình sản xuất. - KHi sản xuất ,công nhân viên phải mặc quần áo bảo hộ theo đúng quy định như: áo quần,băng khẩu mũ,găng tay…Ủng cao xu phải được sát trùng trước khi sử dụng. -Do dặc trưng của công việc nên khi tham gia quá trình sản xuất ,cụ thể là các công đoạn hoạt hóa men và các công đoạn tương tự,công nhân phải vệ sinh quần áo,tay chân và đeo khẩu trang. 3.Vệ sinh thiết bị: - Đối với các dụng cụ chứa mẫu và dụng cụ kiểm tra dịch đường, bia non,Sau mỗi lần sử dụng phải rửa sạch ,tránh các vết ố sẽ gây nhầm lẫn kết quả và gây nhiễm tạp khi sử dụng lại cho quy trình kiểm tra sản phẩm sau. - Với hệ thống ống dẫn,thùng lên men,phải vệ sinh sạch sẽ trước khi sử dụng .Đầu tiên, phải sử dụng nước sạch,phun với áp suất lớn để đẩy toàn bộ cạn nặng bám,sau dó dùng hệ thống CIP để khử trùng toàn bộ. - Các dụng cụ khác trong phòng lên men phải vệ sinh,tiệt trùng hàng ngày.Các van mẫu trước và sau khi lấy đều phải được tiệt trùng,ngâm trong cồn 76%... - Trong phân xưởng nấu và làm nguội: Cá nồi nấu phải vệ sinh sạch sẽ và sử dụng hệ thống CIP để tẩy rửa - Với máy lọc phải vệ sinh các ống cẩn thận sau mỗi mẻ lọc.Trước và khi lọc phải rủa sạch bằng nước nóng, sau đó bằng nước vô trùng ở nhiệt độ thấp. - Bã malt phải được chứa trong các thiết bị kín có nắp đậy,tránh thu hút côn trùng và sự Oxy hóa khiến gây mùi khó chịu.Gây mất vệ sin. 4.Vệ sinh công nghiêp - Các khu vực trong nhà máy phải được vệ sinh sạch sẽ,xắp xếp gọn gang và thoáng gió.Nền nàh phải có khả năng thoát nước tốt,tránh ứ đọng và được đánh rửa thường xuyên. - Các bộ phân gây ồn phải được giảm tiếng ồn.Các bộ phân nghiền phải được đi kèm với máy hút bụi.Các thiết bị nấu phải có mấy hút lọc khí để tránh tạo mùi ra khu vực xung quanh nhà máy.Gây ảnh hưởng tới khu dân sin hung quanh nha máy. - Các rãnh thoát nước phải có nắp đậy,không được để bị tắc,ứ đọng. 5.Xử lý chất thải. Chất thải do nhà máy tạo ra là các chất thải hữu cơ.Vì vậy,các chất thải này sẽ được bán để thu lợi và làm thức ăn hay phân bón hữu cơ,tránh lãng phí hoặc tồn ứ ảnh hưởng tới môi trường sống và làm việc. Xỉ than được bán choc các nhà máy sản xuất gạch,ngói. Các chất thỉ khác thì phải được xử lý theo quy trình. Chất thải dạng lỏng phải được đưa vào các bể chứa để được xử ý vi sinh,lọc cặn, trước khi thải vào môi trường Nước thải thải vào môi trường phải đạt chat lượng loại B: có PH=5.5 -7 : BOD 35,không có dầu mỡ hay cặn nặng. 6. Bảo hộ lao động: Bảo hộ lao động liên quan đến sức khỏe con người và sự an toàn khi sản xuất.Do đó,khi xậy dựng đề án cho nhà máy đi vào sản xuất,cần chú trọng vấn đề này: Người công nhân phải chấp hành 1 cách triệt để các nội quy nhà máy đã đề ra.Để tạo sự an toàn cho chính công nhân và sản phẩm sản xuất được chất lượng tiêu chuẩn. 7. Phòng chống độc trong lao động Trong quá trình sản xuất,các loại khí đợc hại như NH3,CO2 thoát ra gây ngộ độc cho công nhân nhà máy.Do đó ta cân phải thu hồi các laoij khí này,xử lý trươc khi thải vào môi trường. 8.An toàn điện hơi: Các thiết bị điều khiên cần phải khô thoáng,không dính ướt,dược bọc hoặc sơn lớp sơn cách điện tiêu chuẩn. Phải luôn đảm bảo có hướng dẫn cụ thể về cách vận hành thiết bị điều khiển. Đóng ngắt thiết bị khi không cần dung đến đẻ tránh tổn hao và chập cháy.Dụng các thiết bị tự động để kịp thời ngắt trước khi sự cố điện xảy ra. Phải có các biển báo công sự.Cấm hoặc yêu cầu không tham gia khi không có trách nhiệm hoặc ngoài phận sự 9.An toàn thiết bị chịu áp: Đây là các thiết bị chịu áp suât lớn,rất dễ xảy ra sự có nổ,hỏng.Vậy phải tự động hóa và kiểm tra kĩ tiêu chuẩn về khả năng chịu áp suất của các thiêt bị.Nêu không đạt yêu cầu thì phải khắc phục ngya đẻ không ảnh hưởng tới năng xuất của nhà máy. 10.Phòng chống cháy nổ: Tại các nhà xưởng phai nắp đặt hệ thống vòi phun nước tự đọng nhờ cảm ứng nhiệt và bình cứu hỏa. Đảm bảo đủ nước chữa cháy ở các bồn chứa. Các công nhân,cán bộ nhà máy phải được thực hành thao tác pccc để có các biện pháp kịp thời khi xảy ra sự cố,tránh tổn thất về người và thiết bị sản xuất. Kết Luận Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Xuân Phương , tôi đã hoàn thành Khóa Luận tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế nhà máy Bia có năng xuất 20 triệu Lít / năm,với Nguyên liệu thay thế malt trong quá trình sản xuất bia malt là Gạo,chiếm 15%,còn lại 85% là malt.Trong đó,bia hơi chiếm 25%,còn lại bia chai là 75%”. Đề tài được hoàn thành với tính khả thi cao: Vốn đầu tư ban đầu là : 64 226 842 500 VND Thời gian hoàn vốn là 4 năm 2 tháng Bia có chất lượng cao nhờ tuân thủ nghiêm ngặt điều kiên vệ sinh và tư liệu sản xuât từ những khâu đầu tiên như nhập nguyên liệu,lên men,nấu lọc … Tuy vậy,cuốn Khóa luận còn nhiều thiếu xót và cần được sửa chữa và bổ sung nhiều sao cho phù hợp với sự thay đổi của thị trường.Mong quý thầy cô góp ý để tôi có thể hoàn thiện đề tài của tôi,nhằm phục vụ cho công việc sau này khi kết thúc thời gian học tập tại khoa. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! Sinh viên Bùi Vinh Quang - K14 0705 CNSH Tài liệu tham khảo GS.TS Nguyễn Thị Hiền (1994) ,Công nghệ sản xuất malt và bia, trương Đại học Bách khoa HÀ Nội Bùi Đức Hợi (2006) ,Kỹ thuật chế biến lương thực tập 1, NXB Khoa học và Kĩ thuật PGS.TS Hoàng Đình Hòa (2002) , Công nghệ sản xuất Malt và Bia, NXB Khoa học và Kĩ thuật PGS.TS lê Thanh Mai (2007) Khoa học và công nghệ Malt – bia, NXB Khoa học và Kĩ thuật Website bộ công thương : www.mot.gov.vn Website : Bộ Xây dựng (2001) , Giáo Trình Kết Cấu Xây Dựng ,NXB Xây dựng