Đồ án Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm

m2) nc : Số chai trong một két, nC = 20 nK : Số két trong 1 chồng, nK = 10 a : Hệ số khoảng cách giữa các chồng két, a = 1,1 F1 = = 1.000,00(m2) Diện tích kho chứa: F = 1,2F1 = 1,21.000,00 = 1.200,00 ( m2) Kích thước kho: (42304,8) m. 7.1.6. Kho chứa két và chai: Lượng chai và két trong kho phải đủ để chứa bia sản xuất ra trong 7 ngày. Tương tự kho thành phẩm ta tính được kích thước kho là: F = (42304,8) m. 7.1.7. Phân xưởng lò hơi: Phân xưởng có kích thước: F = (12125,4) m 7.1.8. Phân xưởng cơ, điện: Xây dựng nhà một tầng, kích thước: (18125,4) m 7.1.9. Nhà hành chính: Bao gồm các phòng sau: - Phòng giám đốc : 6 4 = 24 m2 - Phòng phó giám đốc : 2 (43) = 24 m2 - Phòng kế toán, tài vụ : 4 4 = 16 m2 - Phòng tổ chức hành chính : 4 4 = 16 m2 - Phòng kỹ thuật : 6 4 = 24 m2 - Phòng KCS : 6 4 = 24 m2 - Phòng maketing : 4 4 = 16 m2 - Phòng đời sống : 4 4 = 16 m2 - Phòng kế hoạch : 4 4 = 16 m2 - Phòng y tế : 3 3 = 9 m2 - Hội trường : 25 6 = 150 m2 Tổng diện tích các phòng : 335 m2 Xây dựng nhà hai tầng, kích thước: tầng 1: (30 6 4,2) m. tầng 2: (30 6 4,2) m. 7.1.10. Khu xử lý nước: Xây dựng nhà có kích thước: (12 6 5,4) m. 7.1.11. Đài nước: Đài nước là nơi chứa nước đã xử lý để cung cấp cho toàn nhà máy. Kích thước: + Chiều cao đặt đài nước: 17 m + Đường kính đài nước: 3 m + Chiều cao đài nước: 6 m 7.1.12. Trạm biến áp: Trạm biến áp để hạ thế điện cao áp xuống lưới điện nhà máy sử dụng. Trạm biến áp đặt ở góc nhà máy, nơi ít người qua lại. Kích thước: (4 x 4 x 4) m. 7.1.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng: Kích thước: (6 x 6 x 5,4) m. 7.1.14. Nhà ăn - căn tin: Tính cho 2/3 nhân viên ở ca đông nhất. Số nhân viên của ca đông nhất là 87 người. Do đó: 87 2/3 = 58 (người) Diện tích cho mỗi người : 2,25 m2 Diện tích nhà ăn : 58 2,25 = 130,5 m2 Kích thước : (2465,4) m 7.1.15. Nhà sinh hoạt vệ sinh: Tính cho 60% nhân viên ở ca đông nhất: 0,687 53 (người). - Số phòng tắm: trung bình 10 người/ phòng. Vậy cần xây 6 phòng. Kích thước mỗi phòng: (0,90,93,6) m. - Số phòng vệ sinh: chọn 3 phòng Kích thước mỗi phòng: (0,91,23,6) m. - Phòng thay quần áo: chọn 2 phòng Kích thước mỗi phòng: (423,6) m Vậy kích thước nhà sinh hoạt vệ sinh là: (993,6) m 7.1.16. Gara ôtô: Đây là nơi để xe của nhà máy và cũng là trạm bảo quản và sửa chữa xe. Số xe của nhà máy bao gồm: - 01 xe lãnh đạo nhà máy - 04 xe nâng - 05 xe chở hàng Tính diện tích 6 m2 cho một xe và 10 m2 làm phòng nạp điện acqui. Kích thước gara: (1563,6) m. 7.1.17. Nhà để xe đạp, xe máy: Kích thước: (1543,6) m. 7.1.18. Phòng thường trực và bảo vệ: Phòng này được xây gần cổng chính của nhà máy. Kích thước: (433,6) m. 7.1.19. Kho nhiên liệu: Dùng chứa xăng, nhớt cho xe và các thiết bị máy móc. Kích thước: (1265,4) m. 7.1.20. Khu xử lý nước thải: Kích thước: (1865,4) m. Từ các số liệu trên ta lập được bảng sau: Bảng 7.1: Bảng tổng kết các công trình STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) 1 Phân xưởng nấu 181213,2 216 2 Phân xưởng lên men 483613,2 1.728 3 Phân xưởng chiết rót 24156 360 4 Kho nguyên liệu 36164,8 576 5 Kho thành phẩm 42304,8 1.260 6 Kho chứa két và chai 42304,8 1.260 7 Phân xưởng lò hơi 12125,4 144 8 Phân xưởng cơ, điện 18125,4 216 9 Nhà hành chính 3068,4 180 10 Khu xử lý nước 1265,4 72 11 Đài nước D = 3, L = 6 7,065 12 Trạm biến áp 444 16 13 Nhà đặt máy phát điện 665,4 36 14 Nhà ăn - Căn tin 2465,4 144 15 Nhà sinh hoạt vệ sinh 993,6 81 16 Gara ô tô 1563,6 90 17 Nhà để xe đạp, xe máy 1543,6 60 18 Phòng thường trực, bảo vệ 433,6 12 19 Kho nhiên liệu 1265,4 72 20 Khu xử lý nước thải 1865,4 108 Tổng cộng 6.638,065 7.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy: 7.2.1. Diện tích khu đất: Ta có: , m2 [14, tr 49] Trong đó : F : Diện tích khu đất nhà máy. FXD: Tổng diện tích xây dựng các công trình. KXD: Hệ số xây dựng. Đối với nhà máy thực phẩm thường KXD= 33 ¸ 50% Chọn KXD = 35 % Do đó: F = = 18.965,90 (m2) 7.2.2. Tính hệ số sử dụng: Ta có: [14, tr 50] Trong đó: Ksd: hệ số sử dụng, đánh giá chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tổng mặt bằng nhà máy. Fsd: Diện tích sử dụng khu đất: Fsd = Fcx + Fgt + Fxd (m2) Với: Fcx: Diện tích trồng cây xanh (bằng 25% tổng diện tích các công trình) Fcx = 0,25 6.638,065 = 1.659,52 (m2) Fgt: Diện tích đường giao thông (bằng 50% tổng diện tích các công trình) Fgt = 0,5 6.638,065 = 3.319,03 (m2) Vậy: Ksd = Chương 8. TÍNH ĐIỆN - HƠI - NƯỚC 8.1. Tính điện: Trong nhà máy điện được sử dụng dưới 2 dạng: điện chiếu sáng và điện động lực. 8.1.1. Tính phụ tải chiếu sáng: Ðể chiếu sáng nhà máy sử dụng 3 loại đèn: - Ðèn huỳnh quang bóng bầu dục, ánh sáng trắng, công suất 100W để chiếu sáng các khu vực nhà máy. - Ðèn tuýp huỳnh quang, ánh sáng trắng, công suất 40W. - Đèn tròn dây tóc, ánh sáng vàng, công suất 100¸300W. Cơ sở của phương pháp tính toán là dựa vào công suất chiếu sáng riêng của mỗi phòng. Từ độ chiếu sáng tối thiểu cho mỗi phòng Emin là biết được 1m2 nhà cần công suất chiếu sáng riêng là Pt/c (W/m2). Như vậy toàn bộ diện tích nhà S cần công suất là P = Pt/c S (W), [11, tr 34] Nếu chọn loại đèn có công suất Pd thì số đèn được tính: n = Từ đó ta tính được công suất tiêu thụ thực tế: Ptt = n Pd (W), [11, tr 24] Ví dụ: Tính cho phân xưởng chiết rót: Diện tích: S = 2415 = 360 (m2) Tiêu chuẩn quy định chiếu sáng: Emin = 75 (lux) và Pt/c = 4,5 (W/m2) [11, tr 79] Công suất cần chiếu sáng: P = Pt/c S = 4,5 360 = 1.620 (W) Sử dụng đèn huỳnh quang bóng bầu dục, ánh sáng trắng, công suất Pđ = 100W Vậy, Số bóng đèn: n = = 16,2 Chọn n = 17 bóng. Do đó, công suất tiêu thụ cho chiếu sáng của phân xưởng chiết rót là: P1 = 17100 = 1.700 (W) Các công trình khác tính toán tương tự, ta có bảng tổng kết sau: Bảng 8.1: Bảng tổng kết công suất chiếu sáng các công trình: STT Tên công trình Diện tích (m2) Emin (lux) Pt/c (W/m) Pd (W) Số bóng (cái) Công suất tiêu thụ (W) 1 Phân xưởng nấu 576 75 5,8 100 34 3.400 2 Phân xưởng lên men 2.448 75 4,5 100 111 11.100 3 Phân xưởng chiết rót 360 75 4,5 100 17 1.700 4 Kho nguyên liệu 576 30 10 200 29 5.800 5 Kho thành phẩm 1.260 30 10 200 63 12.600 6 Kho chứa két và chai 1.260 20 8 200 51 10.200 7 Phân xưởng lò hơi 144 30 10 100 15 1.500 8 Phân xưởng cơ điện 216 30 10 200 11 2.200 9 Nhà hành chính 180 20 8 40 36 1.440 10 Nhà xử lý nước 72 20 8 200 3 600 11 Đài nước 7,065 10 7,5 200 1 200 12 Trạm biến áp 16 30 8 100 2 200 13 Nhà đặt máy phát điện 36 20 8 200 2 400 14 Nhà ăn – căn tin 144 10 10 40 36 1.440 15 Nhà sinh hoạt vệ sinh 81 20 8 100 7 700 16 Gara ôtô 90 20 8 200 4 800 17 Nhà để xe đạp, xe máy 60 20 13,5 100 9 900 18 Phòng thường trực bảo vệ 12 20 16 40 5 200 19 Kho nhiên liệu 72 20 8 100 6 600 20 Khu xử ký nước thải 108 10 8 100 9 900 21 Chiếu sáng hành lang, đèn đường 4.978,55 10 8 200 200 40.000 Tổng công suất 96.880 8.1.2. Tính phụ tải động lực: Bảng 8.2: Bảng tổng kết điện động lực STT Tên thiết bị Công suất động cơ, kW Số lượng Tổng công suất, kW 1 Máy làm sạch nguyên liệu 4,6 1 4,6 2 Máy nghiền malt 10 1 10 3 Máy nghiền ngô 7 1 7 4 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu 4 0,302 5 Nồi nấu ngô 3 1 3 6 Nồi nấu malt 10 1 10 7 Nồi houblon hoá 4 1 4 8 Thiết bị lọc thùng 17 2 34 9 Bơm đi hội cháo ВЦН-10 2,2 1 2,2 10 Bơm đi lọc ВЦН-20 4 1 4 11 Bơm đi houblon ВЦН-20 4 1 4 12 Bơm lắng trong ВЦН-40 8 1 8 13 Bơm làm lạnh OЦН-5 1,7 3 5,1 14 Bơm nấm men OЦН-5 1,7 1 1,7 15 Thiết bị lọc bia 4,5 1 4,5 16 Băng tải vận chuyển chai, két 3 1 3 17 Máy rửa chai 20 1 20 18 Máy rửa két 3,5 1 3,5 19 Máy chiết rót 0,8 1 0,8 20 Máy đóng nắp 1,2 1 1,2 21 Máy thanh trùng 22 1 22 22 Máy dán nhãn 2,2 1 2,2 23 Hệ thống lạnh 210 1 210 24 Hệ thống thu hồi CO2 100 1 100 25 Bơm vệ sinh ВЦН-10 2,2 3 6,6 26 Các động cơ khác 50 Tổng cộng 521,70 8.1.3. Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế: 8.1.3.1. Phụ tải chiếu sáng: Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công thức: Pcs = K1 P [11, tr 36] Trong đó: K1: Hệ số sử dụng phụ tải chiếu sáng, K1 = 0,9 P: Tổng công suất chiếu sáng, P = 96,88 (kW) Vậy: Pcs = 0,9 96,88 = 87,19 (kW) 8.1.3.2. Phụ tải động lực: Pđl = K2 P [11, tr 35] Trong đó: K2: Hệ số sử dụng phụ tải động lực, K2 = 0,5 P : Tổng công suất động lực, P = 521,70 (kW) Vậy Pđl = 0,5 521,70 = 260,85 (KW) 8.1.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm: 8.1.4.1. Ðiện chiếu sáng: Acs = PcsTcs [11, tr 34] Trong đó:Pcs: Công suất chiếu sáng thực tế. Pcs = 87,19 (kW) Tcs: Thời gian chiếu sáng thực tế. Tcs = K1K2 Với: K1: Thời gian thắp sáng trong ngày tính trung bình cho nhà máy là 10giờ, K1 = 10 (giờ) K2: Số ngày làm việc trong năm, K2 = 280 ngày Vậy điện năng tiêu thụ cho việc chiếu sáng trong cả năm là: Acs = 1028087,19 = 244.132,0 (kWh) 8.1.4.2. Ðiện động lực: Thời gian làm việc trong ngày tính trung bình cho toàn nhà máy là 22 giờ. Số ngày làm việc trong năm là 280 ngày. Ađl = 260,8522280 = 1.606.836,0 (kwh) 8.1.4.3. Ðiện năng tiêu thụ hàng năm của nhà máy: A = Acs + Ađl = 244.132,0 + 1.606.836,0 = 1.850.968,0 (kWh) 8.1.4.4. Ðiện năng tiêu thụ thực tế của nhà máy: Att = A x Kba Với: Kba là hệ số hao phí của máy biến áp, Kba = 1,02 Vậy: Att = 1.850.968,0 1,02 = 1.887.987,36 (kWh) 8.1.5. Chọn máy biến áp: Công suất biến áp theo dự kiến: S = [11, tr 37] Với: SP = Pcs + Pđl = 87,19 + 260,85 = 348,04 (kw) Chọn cosj = 0,9 S = = 386,71 (kVA) Chọn máy biến áp nhãn hiệu TC3 - 630/10 có các đặc tính sau: + Công suất định mức : 500 KVA. [10, tr 94] + Ðiện áp cuộn dây : Cao áp: 6 kV Hạ áp: 0,69 kV + Kích thước : (1580 x 1100 x 1920) mm + Khối lượng : 820 kg + Số lượng : 1 máy 8.1.6. Chọn máy phát điện dự phòng: Ðể đề phòng điện lưới bị mất đột ngột, nhà máy còn trang bị thêm một máy phát điện dự phòng với công suất 500 KVA chạy bằng dầu DO. 8.2. Tính hơi: 8.2.1.Tính nhiệt cho nồi ngô: 8.2.1.1. Lượng nhiệt cần để đun nóng khối dịch ngô từ 320C đến nhiệt độ sôi: Q1 = G1 C1 (t2 - t1) [4, tr 304] Trong đó: G1 là khối lượng một mẻ nấu. Theo mục (5.2.1.1) ta tính được: G1 = 210,29 + 20,13 + 765 = 986,42 (kg) C1: Nhiệt dung riêng của khối nấu, C1 = 4186(1-x) [3, tr 152] Với : x là nồng độ dung dịch. x = = 0,22 C1 = 4186 (1- 0,22) = 3.265,08 (J/kg.độ) = 0,78 (kcal/kg.độ ) Ta có : t1 = 320C ; t2 = 1040C Vậy : Q1 = 986,42 0,78 (104 - 32) = 55.397,35 (kcal) 8.2.1.2. Lượng nhiệt giữ khối nấu trong nồi ngô ở 660C trong 30 phút: Lượng nhiệt này được tính theo công thức: Q2 = FT2a(tbm - tkk) [4, tr 214] Trong đó: tkk: nhiệt độ không khí môi trường xung quanh, tkk = 250C tbm: nhiệt độ bề mặt thiết bị. tbm = 0C a: hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra không khí xung quanh. a = 9,3 + 0,058 tbm (W/m2 độ) [4, tr 40] a = 9,3 + 0,058 45,5 = 11,94 (W/m2 độ) T2: thời gian giữ nhiệt, T2 = 30 60 = 1800 (s) F: bề mặt trao đổi nhiệt. F = = = 8,04 (m2) Vậy Q2 = 8,04 1800 11,94 (45,5 - 25) = 3.542.311,44 (J) Q2 = 846,23 (kcal) 8.2.1.3. Lượng nhiệt đun sôi khối nấu 30 phút: Ta có: Q3 = FT3a(tbm - tkk) Trong đó: T3 = 30 60 = 1800 (s) ; tbm = (0C) a = 9,3 + 0,058 64,5 = 13,04 (W/m2.độ) Q3 = 8,04 1800 13,04 (64,5- 25) = 7.454.237,76 (J) Q3 = 1.780,75 (kcal) 8.2.1.4. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Q4 = G4 C4 (t2’ – tkk) Trong đó: t’2: nhiệt độ hơi đốt ở áp suất làm việc (3 at) =1330C. G4: khối lượng vỏ thép bên trong của nồi, G4 = F d r, (kg) F: diện tích xung quanh, F = 8,04 (m2) d: bề dày vỏ thép, d = 0,004 (m) r: khối lượng riêng của vỏ thép, r = 7850 (kg/m3) [3, tr 8] G4 = 8,04 0,004 7850 = 252,46 (kg) C4: nhiệt dung riêng của thép ở nhiệt độ 1330C C4 = 0,12 (kcal/kg độ) [3, tr 162] Vậy: Q4 = 252,46 0,12 (133 - 25) = 3.271,88 (kcal) 8.2.1.5. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài của vỏ nồi: Ta có: Q5 = G5 C5 (t2’ – tkk) Trong đó: G5: Khối lượng vỏ thép bên ngoài của nồi, G5 = F d r, (kg) F: diện tích xung quanh vỏ ngoài F = 4p(R + d)2 = 43,14= 9,07 (m2) d: khoảng cách giữa hai lớp vỏ, d = 0,05 (m) d: chiều dày vỏ thép, d = 0,005 (m) : khối lượng riêng của thép, = 7850 (kg/m3) G5 = 9,07 0,005 7850 = 356,0 (kg) Vậy Q5 = 356,0 0,12 (133 – 25) = 4.613,76 (kcal) 8.2.1.6. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Ta có: Q6 = FT6a(tbm - tkk) Trong đó: tkk: nhiệt độ môi trường , tkk = 250C tbm: nhiệt độ bề mặt thiết bị, tbm = = 79 0C a: hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường không khí xung quanh a = 9,3 + 0,058 79 = 13,88 (W/m2.độ) T6: thời gian nấu ngô. Theo sơ đồ nấu thì thời gian nấu nồi ngô là 125 phút, T6 = 125 60 = 7500 (giây) F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi, F = 8,04 (m2) Vậy : Q6 = 8,04 7500 13,88 (79 - 25) = 45.196.056 (J) 10.796,95 (kcal) 8.2.1.7. Lượng nhiệt cần để bốc hơi nước: Ta có: Qbh = W r Trong đó: r: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở 0C, r = 561,1 (Kcal/kg) [3, tr 254] W: lượng ẩm bốc hơi, W = k F (P - P' j) T Với: k: hệ số bốc hơi, k = 0,036 F: diện tích bốc hơi, F = (m2) P: áp suất hơi bão hoà ở 62,50C, P = 174,08 (mmHg) [3, tr 311] P': áp suất hơi bão hoà ứng với nhiệt độ 250C, P' = 24,55(mmHg) j: Ðộ ẩm tương đối của không khí , j = 82% T: Thời gian đun sôi nồi ngô, T = 30 phút = 0,5 giờ W = 0,036 0,049 (174,08 - 24,55 0,82) 0,5 = 0,14 (kg) Vậy: Qbh = 0,14 561,1 = 78,55 (Kcal) Tổng lượng nhiệt dùng cho nồi nấu ngô là: QN = + Qbh = 76.785,47 (Kcal) 8.2.1.8. Chi phí hơi cho nồi nấu ngô: Lượng hơi cung cấp cho nồi ngô được tính: D = Với: ih: hàm nhiệt của hơi nước ở 1330C, ih = 652 (kcal/kg) [3, tr 313] in: hàm nhiệt của nước ngưng ở 1330C, in =133,5 (kcal/kg) D = = 148,09 (kg) Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = = = 71,08 (kg/h) Với T là thời gian nấu một nồi ngô, theo sơ đồ nấu (trang 13): T = 125 phút. 8.2.2. Tính nhiệt cho nồi nấu malt: 8.2.2.1. Lượng nhiệt đun nóng khối nấu từ 320C đến 520C: Ta có: Q1 = G1C1(t2 - t1) Trong đó: t1 = 320C và t2 = 520C G1: khối lượng nguyên liệu trong nồi malt Theo mục (5.2.1.2) ta có: G1= mM + mn =1.791,72 + 5.375,16 = 7.166,88 (kg) Với mM là khối lượng malt và mn là khối lượng nước C1 = 4.186 (1 - x) (J/kg.độ) Với x: nồng độ chất hoà tan, x = C1 = 4186 (1-0,25) = 3.139,5 (J/kg.độ) = 0,75 (Kcal/kg.độ) Vậy: Q1 = 7.166,880,75(52 - 32) = 107.503,2 (Kcal) 8.2.2.2. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 520C trong 30 phút: Ta có: Q2 = F T2a( tbm - tkk ) Trong đó: tkk : nhiệt độ môi trường , tkk = 250C tbm : nhiệt độ bề mặt thiết bị, tbm = = 38,50C a = 9,3 + 0,05838,5 = 11,53 (W/m2.độ) T2 = 30 60 = 1.800 (giây) F = 4R2 = 43,14= 27,70 (m2) Vậy: Q2 = 27,701.80011,53(38,5 - 25) = 7.760.958,3 (J) = 1.854,03 (Kcal) 8.2.2.3. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 630C trong 30 phút: Ta có: Q3 = FT3a( tbm - tkk ) Trong đó: tkk = 250C ; tbm = = 440C a = 9,3 + 0,058 44 = 11,85 (W/m2.độ) T3 = 30 x 60 = 1.800 (giây) F = 27,70 (m2) Vậy : Q3 = 27,70 1.800 11,85 (44 - 25) = 11.225.979 (J) = 2.681,79 (Kcal) 8.2.2.4. Lượng nhiệt đun khối nấu từ 630C lên 780C: Ta có: Q4 = G4 C4 (t2 - t1) Trong đó: t1 = 630C và t2 = 780C G4 : khối lượng nguyên liệu trong nồi malt G4 = 986,42 + 7.166,88 = 8.153,3 (kg) C4 = 4.190 - (2.514 - 7,542 t ) X , J/kg.độ [3, tr 153] Với : t = X: Nồng độ dung dịch, phần khối lượng X = C4 = 4.190 - (2.514 - 7,542 70,5) 0,24 = 3.714,25 (J/kg.độ) = 0,89 (Kcal/kg.độ) Vậy: Q4 = 8.153,3 0,89 (78 - 63) = 108.846,55 (Kcal) 8.2.2.5. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 730C trong 30 phút: Ta có: Q5 = F T5 a ( tbm - tkk ) Trong đó : tkk = 250C và tbm = = 490C a = 9,3 + 0,058 49 = 12,14 (W/m2.độ) T5 = 30 60 = 1.800 (giây) F = 27,70 (m2) Vậy: Q5 = 27,70 1.800 12,14 (49 - 25) = 14.527.209,6 (J) = 3.470,43 (Kcal) 8.2.2.6. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Ta có : Q6 = G6 C6 (t2 – tkk) Trong đó: t2 =1330C G6: khối lượng vỏ thép bên trong của nồi; G6 = F d r, (kg) Với F = 27,70 (m2) d = 0,004 (m) r = 7850 (kg/m3) [3, tr 8] G6 = 27,70 0,004 7850 = 869,78 (kg) C6 = 0,12 (kcal/kg.độ) [3, tr 162] Vậy: Q6 = 869,78 0,12 (133 - 25) = 11.272,35 (kcal) 8.2.2.7. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài của vỏ nồi: Ta có: Q7 = G7 C7 (t2 – tkk) Trong đó: G7 : khối lượng vỏ thép bên ngoài, G7 = FN dN FN = 4p(R + d)2 = 43,14= 29,59 (m2) G7 = 29,59 0,004 7850 = 929,13 (kg) Vậy: Q7 = 929,13 0,12 (133 – 25) = 12.041,52 (kCal) 8.2.2.8. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Ta có: Q8 = FT8 a( tbm - tkk ) Trong đó: tkk = 250C và tbm = = 790C a = 9,3 + 0,058 79 = 13,88 (W/m2.độ) T8: thời gian nấu malt. Theo sơ đồ nấu thì thời gian nấu nồi malt là 155 phút; T8 = 155 60 = 9.300 (giây) F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi, F = 27,70 (m2) Vậy: Q8 = 27,70 9.300 13,88 (79 - 25) = 193.083.847,2 (J) = 46.126,10 (Kcal) Tổng nhiệt dùng cho nồi malt: QM = = 293.795,97 (kcal) 8.2.2.9. Chi phí hơi cho nồi nấu malt: Lượng hơi cung cấp cho nồi malt được tính: D === 566,63 (kg) Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = = = 219,34 (kg/h) Với T là thời gian nấu một nồi malt, theo sơ đồ nấu thì T = 155 phút. 8.2.3. Tính hơi cho nồi houblon hóa: Trong quá trình lọc bã nguyên liệu, nhiệt độ của khối dịch đường có giảm xuống, chọn nhiệt độ giảm xuống là 50C. 8.2.3.1. Lượng nhiệt nâng khối nhiệt từ 730C đến 1000C: Q1 = G1 C1(t2 – t1) Với: G1 là khối lượng dịch có trong nồi houblon hoá. Để đơn giản ta lấy gần đúng bằng lượng dịch có trong nồi malt, G1 = 8.153,3 (Kg) Ta có: t1 = 730C, t2 = 1000C C1 = 4.190 – (2.514 – 7,542ttb) X Với X là nồng độ dịch đường trong nồi houblon hoá, lấy trung bình là 0,12 C1 = 4.190 – (2.514 – 7,54286,5)0,12 = 3966,61(J/kg.độ)=0,95(kcal/kg.độ) Vậy: Q1 = 8.153,30,95(100-73) = 209.132,15 (kcal) 8.2.3.2. Lượng nhiệt giữ khối dịch ở 750C trong suốt quá trình lọc: Ta có: Q2 = FT2 a (t - tkk) Với: T2 là thời gian lọc, T2 = 4 (giờ) = 46060 = 14.400 (giây) F = 4R2 = 43,14 = 29,02 (m2) tkk = 250C, t = 0C. a = 9,3 + 0,058 50 = 12,2 (W/m2.độ) Vậy: Q2 = 29,02 14.400 12,2 (50 - 25) = 127.455.840 (J) = 30.448,12 (kcal) 8.2.3.3. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 1000C trong 120 phút: Ta có: Q3 = FT3 a(t - tkk) Với : t = , tkk = 250C. a = 9,3 + 0,058 62,5 = 12,93 (W/m2 độ) F = 29,02 (m2) T3 = 12060 = 7.200 (giây) Vậy: Q3 = 29,027.20012,93(62,5 - 25) = 101.311.722 (J) = 24.202,51 (kcal) 8.2.3.4. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Ta có: Q4 = G4C4 (t2 - t1) G4 = F d r = 29,02 0,004 7850 = 911,23 (kg) C4 = 0,12 (kcal/kg.độ) Vậy Q4 = 911,23 0,12 (133 - 25) = 11.809,54 (Kcal) 8.2.3.5. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài: Ta có: Q5 = G5 C5 (t2 – tkk) Với: G5 = FN d r FN = 4p(R + d)2 = 43,14= 30,96 (m2) G5 = 30,960,0047.850 = 972,14 (kg) Vậy Q5 = 972,14 0,12 (133 – 25) = 12.598,93 (kcal) 8.2.3.6. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Ta có : Q6 = FT6a ( tbm - tkk ) Trong đó: tkk: nhiệt độ môi trường, tkk = 250C tbm: nhiệt độ bề mặt thiết bị, tbm = = 790C a: hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường không khí xung quanh a = 9,3 + 0,05879 = 13,88 (W/m2.độ) T6: thời gian houblon hoá, T6 = 66060 = 21.600 (giây) F = 29,02 (m2) Vậy Q6 = 29,0221.60013,88(79 - 25) = 469.823.120,6 (J) = 112.236,77 (Kcal) 8.2.3.7. Lượng nhiệt cần để bốc hơi nước: Ta có: Qbh = rhh W rhh : nhiệt hoá hơi của nước ở 1000C, rhh = 540 (Kcal/kg) [3, tr 254] W: lượng nước bốc hơi. Ta có: W = KF (p - p’) T Với: K: hệ số bốc hơi, K = 0,036 F: diện tích bốc hơi p: áp suất hơi bão hoà ở 62,50C, p = 174,08 mmHg Độ ẩm tương đối của không khí p’: áp suất hơi bão hoà ở 250C, p’= 24,55 mmHg T: thời gian đun sôi, T = 2 giờ W = 0,0360,173(174,08 – 0,8224,55)2 = 1,92 (Kg) Vậy Qbh = 5401,92 = 1.036,8 (Kcal) Tổng lượng nhiệt dùng cho nồi houblon là: (Kcal) 8.2.3.8. Tính chi phí hơi: Di = = 774,28 (kg) Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = = 129,05 (kg /h) 8.2.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước: 8.2.4.1. Tính lượng nhiệt đun nước: Ta có: QN = GC(t2 - t1), (kcal) Trong đó: G: lượng nước nấu một mẻ. Theo mục (5.2.3), V = 8,20 (m3) G = 8.200 (kg) C: nhiệt dung riêng của nước, C = 1 (Kcal/kg.độ) t1: nhiệt độ ban đầu của nước, t1 = 250C t2 : Nhiệt độ cần đun của nước. Vì nước nấu có nhiệt độ 320C, nước rửa bã 780C và lượng nước nấu gấp 3 nước rửa bã nên chọn t2 = 450C. Vậy: QN = 8.2001(45 - 25) = 164.000 (Kcal) 8.2.4.2. Tính chi phí hơi: Di = (kg) Thời gian đun nước nóng cho một mẻ nấu là 2h, T = 2h Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = (kg/h) 8.2.5. Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu: Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày : Dm= 148,09 + 566,63 + 774,28 + 316,30 = 1.805,3 (kg) Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày: DN = 9 Dm = 9 1.805,3 = 16.247,7 (kg) 8.2.6. Lượng hơi dùng cho phân xưởng chiết rót: Hơi dùng cho máy rửa chai : 600 (kg/h) Hơi dùng cho máy thanh trùng : 1.200 (kg/h) Tổng lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng chiết rót trong một ngày là: Dc = 16(600 + 1.200) = 28.800 (kg) 8.2.7. Lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy để sản xuất trong một ngày: Dsx = DN + Dc = 16.247,7 + 28.800 = 45.047,7 (kg) 8.2.8. Lượng hơi dùng để vệ sinh, sát trùng thiết bị và các mục đích khác: Lượng hơi này lấy bằng 8% tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất. Dk = 45.047,7 0,08 = 3.603,82 (kg) Cường độ tiêu tốn hơi : Dh = = 150,16 (kg/h) 8.2.9. Tính và chọn lò hơi: Theo tính toán ở trên ta có tổng lượng hơi tiêu thụ trong một giờ: D = 71,08 + 219,34 + 129,05 + 158,15 + 600 + 1.200 + 150,16 = 2.527,78 (kg/h) Lượng hơi dùng thực tế: Dtt = D/h Với h là hệ số tổn thất nhiệt độ, mất mát do bảo ôn, đường ống, các thiết bị phụ tải, tổn thất do trở lực trên đường ống và hiệu suất lò. Chọn h = 0,75. Vậy : Dtt = (kg/h) Chọn lò hơi kiểu B8/40 của Liên Xô với các thông số kỹ thuật sau: - Sản lượng hơi : 4.000 ¸ 4.500 kg/h [10, tr 107] - Áp suất hơi cực đại : 10 kg/cm2 - Thể tích lò hơi : 20 m3 - Lượng nước dùng cho lò : 5,8 m3 - Kích thước ngoài : (4.3003.5703.950) mm Số lượng : 1 lò 8.2.10. Tính nhiên liệu: 8.2.10.1. Dầu F.O: Dầu F.O là nhiên liệu chính sử dụng cho lò hơi. D = (kg/h) [10, tr 31] Trong đó: Q: nhiệt lượng của dầu, Q = 6.728,2 (Kcal/kg) G: năng suất hơi, G = 1.290,18 (kg/h) h: hiệu suất lò hơi, h = 70% ih: nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc (3 at), ih = 658,3 (Kcal/kg) in: nhiệt hàm của nước ở áp suất làm việc (3 at), in = 153,5 (Kcal/kg) Vậy D = = 138,28 (kg/h) Lượng dầu F.O nhà máy sử dụng trong một năm: mF.O = 138,28 24 280 = 929.241,6 (kg) 8.2.10.2. Xăng: Sử dụng cho các xe của nhà máy, lượng xăng sử dụng trong ngày 150 lít/ngày. Lượng xăng nhà máy sử dụng trong một năm: 150 280 = 42.000 (lít) 8.2.10.3. Dầu D.O: Dùng để chạy máy phát điện. Một năm dùng 2.000 kg 8.2.10.4. Dầu nhờn: Dùng để bôi trơn các máy móc, thiết bị, sử dụng 7 kg/ngày. Lượng dầu nhờn cần cho một năm: 7 280 = 1.960 ( kg) 8.3. Tính nước: 8.3.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu: - Nước dùng để nấu và rửa bã trong 1 mẻ: theo mục (5.2.3) thì V1 = 8,20 (m3) - Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu: V2 = 15%V1 = 0,158,20 = 1,23 (m3) Vậy lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày: Vn = 9 (V1 + V2) = 9 (8,20 + 1,23) = 84,87 (m3/ngày) 8.3.2. Nước dùng cho lò hơi: Lượng nước dùng cho lò hơi trong 1 giờ là 5,8 m3 Lượng nước dùng cho một ngày là: V = 5,8 24 = 139,2 (m3/ngày). 8.3.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men: Chủ yếu là để vệ sinh thiết bị lên men. Lượng nước dùng cho một ngày là: Vlm = 32 (m3/ngày). 8.3.4. Nước dùng cho máy rửa chai: Theo đặc tính kỹ thuật của máy thì lượng nước cần dùng để rửa là 1lit/chai. Vậy lượng nước cần dùng cho một ngày là: 1216.451 = 216.451 (lít/ngày) = 216,45 (m3/ngày) 8.3.5 Nước dùng cho máy rửa két: Lượng nước cần dùng để rửa két là 3 lít/két. Vậy nước dùng cho một ngày là: 310.823 = 32.469 (lít/ngày) 32,47 (m3/ngày) 8.3.6. Nước dùng cho thanh trùng: Lượng nước cần tiêu hao là 1,5 lít/chai. Vậy lượng nước dùng cho một ngày là: 1,5216.451 = 324.676,5 (lít/ngày) 324,68 (m3/ngày) 8.3.7. Nước dùng cho hệ thống lạnh: Yêu cầu 1 lít nước/1 lít bia. Theo bảng (4.3), lượng bia thành phẩm trong 1 ngày là 71.428,72 lit. Do đó, lượng nước cần dùng là: 71.428,72 (lít/ngày) 71,43 (m3/ngày) 8.3.8. Nước dùng cho sinh hoạt: 8.3.8.1. Nước dùng cho nhà sinh hoạt vệ sinh: Tiêu chuẩn 50 lít/1 ngày/1 người [14, tr 40] Vậy lượng nước cần dùng: 50 153 = 7.650 (lit/ngày) = 7,65 (m3/ngày) 8.3.8.2. Nước rửa xe: Tiêu chuẩn 400 lít/ngày/xe [14, tr 40] Vậy tổng lượng nước dùng rửa xe trong một ngày: 40010 = 4.000 (lít/ngày) = 4 (m3/ngày) 8.3.8.3. Nước dùng cho nhà ăn: Tiêu chuẩn 30 lít/1 ngày/ 1 người [14, tr 40] Vậy tổng lượng nước dùng cho nhà ăn trong một ngày: 30153 = 4.590 (lít/ngày) = 4,59 (m3/ngày) 8.3.8.4. Nước cứu hoả: Lượng nước cần dùng 10 lít/giây trong 2 giờ. 3600210 = 72.000 (lit) = 72 (m3). 8.3.8.5. Nước tưới cây xanh và dùng cho các mục đích khác: Tổng diện tích cây xanh và đường: 4.978,55 (m2) Tiêu chuẩn 4 lít/1 ngày/ 1 m2 Do đó, tổng lượng nước sử dụng trong một ngày là: 44.978,55 = 19.914,2 (lít/ngày) 19,91 (m3/ngày) Như vậy, tổng lượng nước cần dùng trong một ngày của nhà máy không tính nước cứu hoả là: V = 84,87+139,2 + 32 + 216,45 + 32,47 + 324,68 + 71,43 + 7,65 + 4 + 4,35 +19,91 = 937,01 (m3/ngày) Tổng lượng nước cần dùng trong một năm của nhà máy là: 937,01 280 + 72= 262.434,8 (m3/năm) Chương 9. TÍNH KINH TẾ 9.1 Vốn cố định: 9.1.1 Vốn đầu tư xây dựng: 9.1.1.1 Vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất chính: Bảng 9.1: Chi phí xây dựng các công trình chính: STT Tên công trình Diện tích (m2) Ðơn giá (106đ/m2) Thành tiền (106 đ) 1 Phân xưởng nấu 216 3 648 2 Phân xưởng lên men 1.728 2 3.456 3 Phân xưởng chiết rót 360 1 360 4 Nhà hành chính 180 2,4 432 5 Phân xưởng cơ, điện, lạnh 216 1 216 6 Kho nguyên liệu 576 1 576 7 Kho thành phẩm 1.260 1 1.260 8 Kho chứa két và chai 1.260 1 1.260 9 Nhà lò hơi 144 1 144 10 Nhà xử lý nước 72 1 72 11 Kho nhiên liệu 72 1 72 Tổng cộng X1 = 8.496 9.1.1.2. Vốn đầu tư công trình phụ: Lấy bằng 30% vốn đầu tư công trình chính: X2 = 0,3 X1 = 2.548,8 106 đ 9.1.1.3. Vốn đầu tư cho đường đi - tường bảo vệ: Lấy bằng 5% vốn đầu tư công trình chính: X3 = 0,05 X1 = 424,8 106 đ 9.1.1.4. Chi phí thăm dò và thiết kế công trình: Lấy bằng 3% giá thành công trình chính: X4 = 0,03 X1 = 254,88 106 đ 9.1.1.5. Tổng vốn đầu tư xây dựng: X = = 11.724,48 106 đ 9.1.1.6. Tổng khấu hao công trình xây dựng: Chọn tỉ lệ khấu hao là 5% Axd = 0,05(X1 + X2 + X3) = 573,48 106 đ 9.1.2. Vốn đầu tư thiết bị: Bảng 9.2: Chi phí đầu tư thiết bị STT Tên thiết bị Ðơn giá (106đ) Số lượng (cái) Täøng cäüng (106â) 1 Gàu tải 15 4 60 2 Máy làm sạch 60 1 60 3 Bunke chứa malt 12 2 24 4 Bunke chứa ngô 7 2 14 5 Máy nghiền malt 60 1 60 6 Máy nghiền ngô 40 1 40 7 Nồi nấu ngô 50 1 50 8 Nồi nấu malt 60 1 60 9 Nồi houblon hoá 60 1 60 10 Nồi nấu nước nóng 40 1 40 11 Thùng lọc 70 2 140 12 Thùng lắng Whirlpool 60 1 60 13 Thiết bị làm lạnh 50 3 150 14 Thiết bị tách bã hoa 15 1 15 15 Thùng chứa bã nguyên liệu  7 1 7 16 Thùng chứa bã hoa 5 1 5 17 Thùng trung gian 5 1 5 18 Thiết bị lên men chính 40 41 1.640 19 Thiết bị lên men phụ 40 106 4.240 20 Thùng nhân giống cấp 1 8 3 24 21 Thùng nhân giống cấp 2 10 3 30 22 Máy lọc bia 70 1 70 23 Thùng phối trộn diatomit 4 1 4 24 Thiết bị tàng trữ 40 4 160 25 Máy rửa chai 170 1 170 26 Máy rửa két 15 1 15 27 Máy chiết rót 300 1 300 28 Máy đóng nắp 150 1 150 29 Máy dán nhãn 150 1 150 30 Máy thanh trùng 200 1 200 31 Hệ thống nén khí 500 1 500 32 Hệ thống thu hồi CO2 400 1 400 33 Hệ thống làm lạnh 350 1 350 34 Hệ thống xử lý nước 300 1 300 35 Lò hơi 400 1 400 36 Bơm 9 11 99 37 Hệ thống băng tải 80 1 80 38 Cân điện tử 15 1 15 39 Máy biến áp 100 1 100 40 Máy phát dự phòng 120 1 120 41 Xe hàng 170 5 850 42 Xe nâng 100 4 400 43 Xe con 200 1 200 Tổng cộng 11.817 9.1.2.1. Tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính: T1 = 11.817 106 đ 9.1.2.2. Vốn đầu tư mua thiết bị phụ: Lấy bằng 20% tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính: T2 = 0,2 T1 = 2.363,4 106 đ 9.1.2.3. Vốn đầu tư mua thiết bị kiểm tra chất lượng và máy móc phòng thí nghiệm: Lấy bằng 10% tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính: T3 = 0,1 T1 = 1.181,7 106 đ 9.1.2.4. Chi phí lắp ráp vận chuyển: Lấy bằng 30% tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính: T4 = 0,3 T1= 3.545,1 106 đ 9.1.2.5. Tổng số vốn đầu tư thiết bị: T = = 18.907,2 106 đ 9.1.2.6. Khấu hao thiết bị: Tỷ lệ khấu hao: a = 10%Atb = 0,1 T =1.890,72 106 đ 9.1.3 Tổng vốn cố định : Vcđ = X + T = 11.724,48 106 + 18.907,2 106 = 30.631,68 106 đ 9.2 Vốn lưu động : 9.2.1 Tính chi phí trực tiếp : 9.2.1.1. Tính tiền lương cho cán bộ, công nhân viên: Tổng số người làm trong nhà máy: 153 người Lấy lương trung bình của cán bộ công nhân viên nhà máy là 1,7 triệu đồng. Lương của cán bộ công nhân viên toàn nhà máy trong một năm: L = 153 1.700.000 12 = 3.121,2 106 đ. 9.2.1.2. Tiền bảo hiểm xã hội: Ðược tính bằng 10% tổng lương của cán bộ công nhân viên toàn nhà máy BH = 0,1 L = 0,1 3.121,2 106 = 312,12 106 đ 9.2.1.3. Tính tiền đầu tư nguyên liệu và nhiên liệu: Bảng 9.3: Chi phí sản xuất trực tiếp: STT Nhiên liệu và nguyên liệu Ðơn giá (103đ/kg; 103đ/cái) Số lượng (kg/năm; cái/năm) Thành tiền 103 đ 1 Malt (kg) 8 4.634.884,8 37.079.078,4 2 Ngô (kg) 2,5 514.987,2 1.287.468 Hoa nguyên cánh (kg) 120 25.984 3.118.080  3 Hoa viên (kg) 90 16.086 1.447.740 4 Chai (cái) 1 10.064.956 10.064.956 5 Két nhựa (cái) 10 396.104 3.961.040 6 Nắp (cái) 0,08 61.818.181 4.945.454,48 7 Nhãn (cái) 0,08 61.818.181 4.945.454,48 8 Ðiện (kw/h) 1,3 1.893.556,56 2.461.623,53 9 Nước (m3) 2,5 262.250,8 655.627 10 Dầu DO (kg) 8 2.000 16.000 11 Dầu FO (kg) 7 929.241,6 6.504.691,2 12 Xăng (lít) 11 42.000 462.000 13 Dầu nhờn (kg) 13 1.960 25.480  Tổng cộng 76.974.693,09 C1 = 76.974.693,09 103 đ 76.974,69 106 đ Tiền mua những nguyên liệu khác như: axit, xút, nước Javel… Chọn: C2 = 1% C1 = 769,75106 đ Tổng chi phí trực tiếp: C = C1 + C2 + L + BH = 81.177,76106 đ 9.2.2. Chi phí gián tiếp: Chi phí sử dụng máy móc: Lấy phần khấu hao máy móc: Mmm = Atb = 1.890,72 106 đ Chi phí xây dựng: Lấy phần khấu hao xây dựng: Mxd = Axd = 573,48106 đ Chi phí ngoài sản xuất: Lấy bằng 5% chi phí trực tiếp: Mnsx = 0,05 C = 4.058,89 106 đ Tiền lãi vốn vay ngân hàng: * Trả lãi vay vốn lưu động: Nhà máy vay vốn ngân hàng với lãi xuất 10% năm để chi vào chi phí trực tiếp. Vậy 1 năm số tiền lãi là: N1 = 0,1 C = 8.117,78 106 đ * Trả lãi vay cố định: Nhà máy vay vốn ngoại tệ bởi lãi xuất 10% năm để chi phí vào đầu tư máy móc thiết bị và xây dựng. Vậy 1 năm số tiền trả lãi là: N2 = 0,1(X + T) = 0,1 (11.724,48 106 + 18.907,2 106) = 3.063,17 106 đ * Tổng chi phí trả lãi ngân hàng: N = N1 + N2 = 11.180,95 106 đ * Tổng chi phí gián tiếp trong 1 năm: M = Mmm + Mxd + Mnsx + N M = (1.890,72 + 573,48 + 4.058,89 +11.180,95) 106 = 17.704,04 106 đ * Tổng vốn lưu động trong 1 năm: F = C + M= (81.177,76 +17.704,04) 106 = 98.881,8 106 đ 9.3. Tính hiệu quả kinh tế: 9.3.1. Giá thành sản phẩm: Giá sản xuất bình quân 1 lít bia thành phẩm: Gbq = Với: Q: năng suất của nhà máy, Q = 20 106 lít/năm (đồng/lít) 9.3.2. Lợi nhuận hàng năm của nhà máy: LN = Q (B - G) - T Trong đó: B: giá bán của nhà máy G: giá sản xuất Q: năng suất nhà máy T: thuế doanh thu hàng năm của nhà máy. Hiện nay đối với nhà máy rượu bia thì: T = 0,5 B Q Vậy: LN = (0,5 B - Gbq) Q Dự kiến giá bán một lít bia của nhà máy là 11.000 đồng/lít. LN = ( 0,5 11.000 – 4.944,09 ) 20 106 = 11.118,2 106 đồng /năm 9.3.3. Thời gian hoàn vốn: Th = năm Vậy thời gian hoàn vốn là 2 năm 9 tháng 2 ngày. Chương 10. AN TOÀN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 10.1. An toàn lao động: Trong nhà máy, an toàn lao động là vấn đề được đặt lên hàng đầu. Nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng của công nhân cũng như tình trạng máy móc, thiết bị. Do đó, cần phải phổ biến rộng rãi cho cán bộ công nhân viên nhà máy hiểu biết và vận dụng một cách có hiệu quả. 10.1.1. Tai nạn xảy ra do các nguyên nhân sau: - Tổ chức lao động và sự liên hệ giữa các bộ phận không chặt chẽ. - Các thiết bị bảo hộ lao động còn thiếu hoặc không đảm bảo an toàn. - Ý thức chấp hành kỷ luật của công nhân chưa cao. - Vận hành thiết bị, máy móc không đúng quy trình kỹ thuật. - Trình độ lành nghề và nắm vững về mặt kỹ thuật của công nhân còn yếu. - Các thiết bị, máy móc được trang bị không tốt hoặc chưa hợp lý. 10.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động: - Tại các phân xưởng phải có các biển báo về quy trình vận hành từng loại thiết bị. - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quá trình sản xuất. Các loại thiết bị có động cơ như: gàu tải, máy nghiền…phải có che chắn cẩn thận. - Các đường ống hơi nhiệt phải có lớp bảo ôn, có áp kế. - Phải kiểm tra lại các bộ phận của máy trước khi vận hành để xem có hư hỏng gì không, nếu có phải sửa chữa kịp thời. - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén… phải đặt xa nơi đông người, có áp kế, rơle nhạy. Trước khi nén khí thì các thiết bị này phải được kiểm tra kỹ - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt. Trong kho phải có bình CO2 chống cháy và vòi nước để chữa lửa. Ngăn chặn người vô phận sự vào khu vực sản xuất và kho tàng. Không được hút thuốc lá trong kho. - Người công nhân vận hành máy phải thực hiện đúng chức năng của mình, phải chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu máy móc bị hư hỏng do quy trình vận hành của mình. - Kỷ luật của nhà máy phải thực hiện nghiêm để xử lý kịp thời những trường hợp vô nguyên tắc, làm ẩu. 10.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động: 10.1.3.1. Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng khi làm việc: - Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu Emin trong nhà sản xuất. Nếu chiếu sáng không tốt sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân, không đảm bảo khi vận hành máy móc. - Ban ngày cần phải sử dụng nguồn sáng tự nhiên. - Ban đêm sử dụng nguồn ánh nhân tạo phải đủ chỉ tiêu về độ rọi. 10.1.3.2. Thông gió: Nhà sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt. Phân xưởng nấu và lên men thải nhiều nhiệt được bố trí nhiều cửa sổ, nếu cần thiết phải lắp thêm quạt thông gió. 10.1.3.3. An toàn về điện: * Về điện chiếu sáng: Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác. Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô ráo. Thường xuyên kiểm tra độ sáng của bóng đèn. * Về thiết bị điện: - Phải có hệ thống báo động khi thiết bị có sự cố. - Thiết bị điện phải có rơle đề phòng quá tải. - Các phần cách điện của thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, không bị ăn mòn. - Thiết bị điện phải được nối đất khi làm việc. - Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa và có bút thử điện. - Khi cắt điện phải có biển báo và mang dụng cụ bảo hiểm điện. 10.1.3.4. An toàn sử dụng thiết bị: - Thiết bị, máy móc phải sử dụng đúng chức năng, đúng công suất. - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng. Sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý. - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, thiết bị. - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị. 10.1.3.5. Phòng chống cháy nổ: - Nguyên nhân xảy ra cháy nổ là do tiếp xúc với lửa, do tác động của tia lửa điện, do cạn nước trong lò hơi, các ống hơi bị co giãn, cong lại gây nổ. - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuân theo các thao tác về thiết bị đã được hướng dẫn. - Không hút thuốc tại kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy. - Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy tại nhà máy. 10.1.3.6. An toàn với hoá chất: Các hoá chất phải đặt đúng nơi quy định. Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề ra để tránh gây độc hại, ăn mòn và hư hỏng thiết bị. 10.1.3.7. Chống sét: Ðể đảm bảo an toàn cho các công trình trong nhà máy, phải có cột thu lôi cho những công trình ở vị trí cao. 10.2. Vệ sinh công nghiệp: Trong nhà máy bia vấn đề vệ sinh công nghiệp có ý nghĩa hết sức quan trọng. Nếu tiêu chuẩn vệ sinh trong nhà máy không đảm bảo sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và sức khoẻ của người tiêu dùng và công nhân. 10.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân: Với những công nhân trực tiếp sản xuất thì vấn đề này cần phải nghiêm ngặt: - Công nhân phải ăn mặc quần áo sạch sẽ. Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục của nhà máy, đội mũ, đeo khẩu trang, đi ủng và mang găng tay. - Không được ăn uống trong khu vực sản xuất. - Thực hiện tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ 6 tháng một lần. Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất. 10.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị: - Theo định kì máy móc thiết bị phải được vệ sinh sạch sẽ. - Ðối với thùng lên men sau khi giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men tiếp theo. 10.2.3. Vệ sinh xí nghiệp: - Trong phân xưởng sản xuất, sau mỗi mẻ, mỗi ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc. - Thường xuyên kiểm tra việc thực hiện vệ sinh trong và ngoài các phân xưởng. 10.2.4. Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất: Phế liệu trong quá trình sản xuất như bã hèm, bã hoa, bã men… là những loại phế liệu dễ gây nhiễm bẩn. Sau mỗi mẻ sản xuất cần phải chứa đúng nơi quy định và đưa ra ngoài phân xưởng để xử lý. Những loại phế liệu này có thể bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc và phân bón. Việc này phải được hợp đồng chặt chẽ và giải quyết kịp thời để tránh ứ đọng phế liệu, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khoẻ con người và môi trường. 10.2.5. Xử lý nước thải: Nước thải được xử lý bằng phương pháp kết hợp hiếu khí và kị khí. Nước thải từ nhà máy được bơm lên bể cân bằng tạo điều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất dinh dưỡng. Sau đó bơm lên bể hiếu khí, tại đây có sục khí oxi, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ. Tiếp theo được bơm qua bể kị khí các chất còn lại được phân huỷ. Cuối cùng bơm đến bể ổn định các chỉ tiêu COD, BOD. 10.2.6. Xử lý nước dùng để sản xuất: Nước dùng để sản xuất bia đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, do đó cần phải được xử lí qua nhiều công đoạn khác nhau. Trước khi đưa vào sản xuất, nước lần lượt qua các bể lọc cát, lọc than, lọc tinh loại bỏ hoàn toàn tạp chất. Chương 11. KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất là việc hết sức quan trọng đặc biệt đối với ngành công nghệ thực phẩm. Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm của nhà máy, đảm bảo cho công nhân thao tác đúng qui trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm cũng như những sự cố kỹ thuật và hư hỏng của máy móc, thiết bị. Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá được tình hình hoạt động của nhà máy và đề ra kế hoạch hợp lý. Đồng thời, qua đó phát hiện được những sai sót để điều chỉnh hoặc có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt. 11.1 Kiểm tra nguyên liệu: 11.1.1 Kiểm tra chất lượng của malt: ¯ Khi thu nhận: - Màu sắc: malt phải có màu vàng sáng, bóng. - Mùi: thơm nhẹ, không hôi khói, mốc, chua. - Vị: ngọt dịu. - Trạng thái: hạt khô, rời, không bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, không lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót. - Độ ẩm: độ ẩm cho phép khi bảo quản phải nhỏ hơn 6%. Xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. - Xác định khối lượng riêng. - Kiểm tra năng lực đường hoá của malt. ¯ Trước khi đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra như trước lúc nhập kho. Nếu có sự biến đổi rõ rệt các chỉ tiêu chất lượng phải báo ngay cho phòng kỹ thuật để có biện pháp xử lý. 11.1.2 Kiểm tra chất lượng của hoa houblon: Hoa houblon dưới dạng hoa viên và hoa nguyên cánh khi nhập về phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng. 11.1.3 Kiểm tra chất lượng của ngô: Ngô khi nhập phải được tách phôi, sạch, không có mùi vị lạ, không mốc, không bị sâu mọt, kích thước hạt đồng đều. Độ ẩm cho phép 10-14%. 11.1.4 Kiểm tra men giống: - Dùng tiêu bản giọt ép để quan sát chủng nấm men Saccharomyces carlsbergensis Hansen. Khi còn trẻ tế bào có dạng hình tròn, hình bầu dục. Khi phát triển thì có nhiều chồi, khi già có hình ovan dài. - Để đánh giá chất lượng của nấm men thì tiến hành nhuộm màu tế bào. Nhuộm tế bào xác định trạng thái sinh lý và hoạt lực của chúng để quyết định có đưa đi sản xuất hay không. 11.1.5 Kiểm tra nước dùng nấu bia: - Kiểm tra độ trong, màu sắc và vi sinh vật của nước sau khi đã xử lý. Nước sản xuất phải bảo đảm trong suốt, không màu và mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh. - Kiểm tra độ cứng, độ pH và độ oxy hoá của nước. + Độ cứng cho phép : 5 ÷ 6 mg đương lượng + Độ pH : 6,8 ÷ 7,3 (đo bằng giấy quỳ) + Độ oxy hoá : 2 mg 11.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất : 11.2.1. Kiểm tra công đoạn nấu : ¯ Nghiền nguyên liệu : Khi nghiền nguyên liệu, phải kiểm tra mức độ nát của nguyên liệu. - Malt : xác định kích thước của bột nghiền, mức độ nát của vỏ, tỷ lệ giữa tấm thô, tấm mịn và bột. Nhà máy sử dụng thiết bị lọc thùng nên tỷ lệ các thành phần này như sau : + Tấm thô : 18 ÷ 22% + Tấm mịn : 30 ÷35% + Bột : 25 ÷ 35% + Vỏ : 15 ÷18% - Ngô : Độ mịn của bột ngô sau khi nghiền càng cao càng tốt. ¯ Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường : - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt và giữ nhiệt bằng nhiệt kế. - Kiểm tra mức độ đường hoá: dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đã đường hoá hết chưa. - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau khi lọc. - Kiểm tra độ trong của dịch lọc. - Kiểm tra quá trình rửa bã: kiểm tra nồng độ chất tan trong nước rửa bã để kết thúc quá trình lọc. Khi nồng độ chất tan có trong nước rửa bã nhỏ hơn 1% thì quá trình rửa bã kết thúc. ¯ Lắng trong và làm lạnh : - Kiểm tra mức độ trong suốt của dịch đường ở thiết bị Whirlpool bằng ống thuỷ ở thiết bị để điều chỉnh thời gian giữ dung dịch trong thiết bị. - Kiểm tra nhiệt độ của dịch đường sau khi đã làm lạnh bằng nhiệt kế. Nhiệt độ của dịch lên men sau khi làm lạnh phải đạt 90C. - Kiểm tra độ trong và nồng độ của dịch lên men. 11.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men : ¯ Kiểm tra quá trình nuôi cấy men sản xuất : - Cứ 2 giờ phải kiểm tra sự sinh trưởng, phát triển của tế bào nấm men bằng cách đo độ giảm chất chiết của dịch nuôi cấy. Quan sát trên kính hiển vi xem có men dại và vi khuẩn lạ trong dịch men giống không. - Kiểm tra nhiệt độ phòng nuôi cấy men sản xuất. - Kiểm tra nhiệt độ của môi trường nuôi cấy bằng nhiệt kế ở thiết bị nhân giống. . ¯ Kiểm tra quá trình lên men chính: - Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men, nhiệt độ đạt 9oC. - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua các thời kỳ lên men. - Kiểm tra sự nhiễm khuẩn, xác định giá trị pH của dịch lên men. - Kiểm tra áp suất dư trong thiết bị lên men. - Kiểm tra nồng độ CO2 và độ lên men biểu kiến của bia trước khi đi lọc và ổn định. - Kiểm tra mức độ kết lắng của huyền phù. ¯ Kiểm tra quá trình lên men phụ và tàng trữ bia: - Kiểm tra nhiệt độ phòng lên men phụ, nhiệt độ 1÷2oC. - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men. - Kiểm tra áp suất dư ở thùng lên men phụ bằng các áp kế gắn ở thiết bị. - Kiểm tra nồng độ CO2 và độ lên men biều kiến của bia trước khi đi lọc và ổn định. Hàm lượng CO2 > 0,3% - Kiểm tra mùi vị, độ trong của bia trước khi lọc. 11.2.3. Kiểm tra công đoạn thành phẩm : - Kiểm tra chế độ nhiệt độ ở máy thanh trùng. - Kiểm tra mức độ rót đầy bia trong chai. - Kiểm tra thời gian thanh trùng. 11.3. Kiểm tra sản phẩm : Để kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm ở các vị trí khác nhau của lô bia để kiểm tra, xác định các chỉ tiêu. Các chai được đưa đi kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ, xì hơi... 11.3.1. Các chỉ tiêu cảm quan : - Độ trong: khi bia được bơm từ thiết bị ổn định bia qua tank chứa của máy chiết ta phải tiến hành kiểm tra độ trong của bia, có kết tủa, lắng cặn hay không. Bia chai thành phẩm được kiểm tra bằng cách quan sát ở đáy chai, bia phải trong suốt, không có cặn ở đáy chai, cặn lơ lửng và các hạt nhỏ. - Độ bọt: độ bọt của bia được đánh giá khi rót bia vào cốc thuỷ tinh rồi quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng của bọt, thời gian bọt tồn tại. Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn, lâu tan. - Mùi: đưa nhẹ cốc từ xa vào mũi và ngửi. Bia phải có mùi thơm đặc trưng của hoa houblon, của malt và không có mùi men chua. - Vị: vị bia phải thơm ngon. Có vị đắng nhẹ của hoa houblon, hơi ngọt nhẹ. Bia không được quá đắng, quá ngọt hay chua, lạt. 11.3.2. Các chỉ tiêu hoá lý : - Xác định tỷ trọng bia bằng tỷ trọng kế : Tỷ trọng của bia từ 1,005 ÷ 1,02. - Màu sắc bia là màu vàng rơm. Độ màu bia từ 0,5 ÷ 0,65 ml. - Độ pH của bia : 4,1 ÷ 4,8. 11.3.3. Các chỉ tiêu hoá học : ¯ Xác định nồngđộ rượu và chất hoà tan ban đầu: Nguyên tắc: chưng cất bia, xác định tỷ trọng 20oC/20oC của dịch chưng cất. Xác định tỷ trọng 20oC/20oC của phần dịch chưng cất còn lại sau khi cân hoàn lại trọng lượng ban đầu. Xác định tỷ trọng của bia đã lọc 20oC/20oC và sử dụng các công thức tính toán. [7, tr 112] ¯ Xác định độ màu: - Sử dụng phương pháp chuẩn độ iốt: độ màu của bia được tính bằng số ml dung dịch I2 0,1 N đã thêm vào 100 ml nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu của bia. - Theo quy chuẩn cho phép, độ màu bia tương ứng: 0,6 ÷1,0 ml I2 0,1N. ¯ Xác định độ đắng: Nguyên tắc: các chất đắng trong bia được chiết sẽ bị axit hoá bằng iso-octan. Sau khi ly tâm, độ hấp thụ của lớp iso-octan được đo tại bước sóng 275mm, so với một mẫu iso-octan tinh khiết. [7, tr 118] - Độ đắng: 17,5÷21,5 BU ¯ Xác định độ chua : - Độ chua được xác định bằng phương pháp chuẩn độ -Độ chua: 1,3 ÷ 1,6 (ml NaOH 0,1N/10 ml bia) ¯ Xác định hàm lượng diaxetyl: Xác định các chất vicinaldiaxeton trong bia bằng máy đo quang phổ đo ở bước sóng cực tím. Nguyên tắc: tách các chất dixeton từ bia bằng cách chưng cất. Cho phản ứng phần chưng cất được với dung dịch O-fenilendiamin và được chất dẫn xuất của quinoxalin. Axit hoá và đo quang phổ các chất thu được từ phản ứng. Tính nồng độ các chất dixeton nhờ một hệ số được xác định qua chất chuẩn. [7, tr 122] - Tiêu chuẩn cho phép < 0,1 mg/l ¯ Xác định hàm lượng CO2 có trong bia : Sử dụng phương pháp áp lực [7, tr 125] Nguyên tắc: đo áp suất khí trong cổ chai bia, kết quả đo được thể hiện trên áp kế. Tại nhiệt độ xác định, áp suất sẽ tỷ lệ với nồng độ CO2 có trong bia. - Hàm lượng CO2: 4,5 ÷ 5,0 g/l KẾT LUẬN Nước ta đang trên đà phát triển, nhu cầu sử dụng bia ngày càng tăng cả về số lượng lẫn chất lượng. Do đó, việc xây dựng thêm một nhà máy bia là vấn đề rất thiết thực và có khả năng mang lại nguồn thu lớn cho ngân sách nhà nước và nguồn thu nhập ổn định cho người lao động. Sau hơn 3 tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn, tôi đã hoàn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy bia lên men bằng phương pháp cổ điển năng suất 20 triệu lít/năm”. Đây là phương pháp lên men mà nếu tuân thủ đúng quy trình công nghệ và các nguyên tắc vệ sinh thì sẽ thu được sản phẩm có chất lượng cao, hiệu quả kinh tế lớn. Tập đồ án này đã đưa ra được những vấn đề sau: - Tính thiết thực của việc xây dựng một nhà máy bia theo phương pháp lên men cổ điển với năng suất 20 triệu lít/năm. - Quy trình công nghệ sản xuất phù hợp với thực tế. - Hệ thống thiết bị phù hợp với dây chuyền công nghệ. - Một số nguyên tắc an toàn trong sản xuất Qua đó rút ra ưu điểm của nhà máy như sau: - Chất lượng sản phẩm cao - Đạt yêu cầu về tính kỹ thuật và kinh tế Trong quá trình thiết kế, tôi đã nắm bắt được những kiến thức về công nghệ sản xuất bia mà đặc biệt là bia lên men bằng phương pháp cổ điển, đồng thời tìm hiểu được những vấn đề trong việc xây dựng nhà máy thực phẩm nói chung. Nhưng do thời gian có hạn, cùng với sự hạn chế về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn ./. Sinh viên Lê Thị Thảo Vi TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs, Ts Nguyễn Bin và tập thể tác giả (1999). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập II – NXB KH&KT. Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983). Công nghệ và máy chế biến lương thực, NXB KH&KT. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1992). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập I, NXB KH&KT. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1978). Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập I. NXB ĐH&THCN. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1978). Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập II. NXB ĐH&THCN. PGS, TS Hoàng Đình Hoà (2000). Công nghệ sản xuất malt và bia, NXB KH&KT. PGS, TS Lê Thanh Mai và tập thể tác giả (2005). Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, NXBKH&KT Phan Bích Ngọc (1991). Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng. Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991). Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT. Phan Sâm (1985). Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, NXB Hà Nội. Nguyễn Văn Sum (1996). Sổ tay kỹ thuật điện chiếu sáng, NXB KH&KT. Hồ Sưởng (1992). Công nghệ sản xuất bia, NXB KH&KT. Bùi ái, Anh Thọ (1995). Kỹ thuật sản xuất bia, trung tâm phát triển kỹ thuật và công nghệ thực phẩm FOODTECH ThS Trần Thế Truyền (1999). Cơ sở thiết kế nhà máy hoá, NXB Đà Nẵng ThS Trần Thế Truyền (1999). Kiến trúc công nghiệp, NXB Đà Nẵng PGS, TS Trần Minh Vượng (1999). Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục. Ц.P.3aйчиk (1977). OБOPYДOBAHИE ПPEДПPИЯTИЙ BИHOДE- ΛЬЧECKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA