Thiết kế nhà máy bia công xuất 30 triệu lít trên năm

Trong đó : A : chiều dài nhà. (m) - Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà: n2 = + 1 Trong đó : B : chiều ngang nhà. (m) Phương pháp tính toán phụ tải theo công suất riêng, theo phương pháp này, nếu trên 1m2 sàn nhà có công suất chiếu sáng p thì toàn bộ sàn nhà S có công suất chiếu sáng là : P = p x S (kW) Số đèn tổng cộng là n thì công suất mỗi đèn là : Pđ = . Ở đây ta sử dụng loại đèn compact có Pđ = 0,02Kw 1.2. Tính toán đèn chiếu sáng * Kho chứa nguyên liệu: A = 24m; B = 12m n1 = + 1 = 9 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong kho nguyên liệu là; 9 x 5 = 45 bóng Công suất chiếu sáng: P1 = Pđ x N = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 45 = 0,9 kW * Đèn chiếu sáng phân xưởng nấu Chọn L = 3m, suy ra l = 0,25 x 3 = 0,75 m. A = 30m; B = 18m n1 = + 1 = 11 bóng n2 = + 1 = 7 bóng Tổng số bóng trong phân xưởng nấu là: 11 x 7 = 77 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P2 = Pđ x N = pđ x n1 x n2 = 0,02 x 77 = 1,54 kW * Đèn chiếu sáng phân xưởng lên men: - Trong nhà : bố trí hệ thống bóng compact công suất 0,02kW/bóng : A = 18m; B = 12m n1 = + 1 = 7 bóng n2 = + 1 = 5 bóng - Ngoài trời bố trí 4 góc khu chứa tank lên men 4 bóng cao áp công suất 1kW. Tổng số bóng trong phân xưởng lên men là: 7 x 5 + 4 = 39 bóng Công suất chiếu sáng: P3 = 0,02 x 7 x 5 + 4 x 1 = 4,7 kW * Đèn chiếu sáng phân xưởng hoàn thiện: A = 36m; B = 24m n1 = + 1 = 13 bóng n2 = + 1 = 9 bóng Tổng số bóng trong phân xưởng hoàn thiện là: 13 x 9 = 117 bóng Công suất chiếu sáng: P4 = Pđ x N = pđ x n1 x n2 = 0,02 x 117 = 2,34 kW * Kho thành phẩm: A = 36 m; B =18m n1 = + 1 = 13 bóng n2 = + 1 = 7 bóng Số bóng trong kho chứa thành phẩm là: 13 x 7 = 91 bóng Công suất chiếu sáng: P5 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 91 = 1,82 kW * Xưởng cơ điện A = 16m; B = 12 m n1 = + 1 = 6 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong xưởng cơ điện là: 6 x 5 = 30 bóng Công suất chiếu sáng: P6 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 30 = 0,6 kW * Phân xưởng nồi hơi: A = 30m; B = 12 m n1 = + 1 = 11 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong xưởng nồi hơi: 11 x 5 = 55 bóng Công suất chiếu sáng: P7 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 65 = 1,3 kW * Bãi chứa than: A = 12m; B = 9m Riêng bãi chứa than, ta chọn khoảng cách giữa các bóng đèn là 6m n1 = + 1 = 3 bóng n2 = + 1 = 2 bóng Số bóng trong bãi chứa than: 3 x 2 = 6 bóng Công suất chiếu sáng: P8 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 6 = 0,12 kW * Trạm biến áp: A = 6m; B = 6m n1 = + 1 = 3 bóng n2 = + 1 = 3 bóng Số bóng trong trạm biến áp: 3 x 3 = 9 bóng Công suất chiếu sáng: P9 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 9 = 0,18 kW * Kho vỏ chai, bock: A = 36m; B = 18m n1 = + 1 = 13 bóng n2 = + 1 = 7 bóng Số bóng trong kho vỏ chai, bock: 13 x 7 = 91 bóng Công suất chiếu sáng: P10 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 91 = 1,82 kW * Gara ô tô: A = 20m; B = 12m n1 = + 1 = 7 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong gara ô tô: 7 x 5= 35 bóng Công suất chiếu sáng: P11 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 35 = 0,7 kW * Nhà lạnh và thu hồi CO2: A = 18m; B = 12m n1 = + 1 = 7 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong nhà lạnh và thu hồi CO2: 7 x 5 = 35 bóng Công suất chiếu sáng: P12 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 35 = 0,7 kW * Nhà hành chính: A = 24m; B = 12m n1 = + 1 = 9 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong nhà hành chính 2 tầng: 2 x 9 x 5 = 90 bóng Công suất chiếu sáng: P13 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 90 = 1,8 kW * Hội trường : A = 30m; B = 18m n1 = + 1 = 11 bóng n2 = + 1 = 7 bóng Số bóng trong hội trường : 11 x 7 = 77 bóng Công suất chiếu sáng: P14 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 77 = 1,54 kW * Nhà ăn ca: A = 24m; B = 12m n1 = + 1 = 9 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong nhà ăn ca: 9 x 5 = 45 bóng Công suất chiếu sáng: P15 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 45 = 0,9 kW * Nhà giới thiệu sản phẩm: A = 18m; B = 12m n1 = + 1 = 7 bóng n2 = + 1 = 5 bóng Số bóng trong nhà giới thiệu sản phẩm: 7 x 5 = 35 bóng Công suất chiếu sáng: P16 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 35 = 0,7 kW * Nhà để xe đạp, xe máy: A = 24m; B = 9m n1 = + 1 = 9 bóng n2 = + 1 = 4 bóng Số bóng trong nhà để xe đạp, xe máy: 4 x 9 = 36 bóng Công suất chiếu sáng: P17 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 36 = 0,72 kW * Nhà vệ sinh, tắm giặt: A = 18m; B = 6m n1 = + 1 = 7 bóng n2 = + 1 = 3 bóng Số bóng trong nhà vệ sinh, tắm giặt: 7 x 3 = 21 bóng Công suất chiếu sáng: P18 = Pđ x n1 x n2 = 0,02 x 21 = 0,42 kW * Phòng y tế: Dùng 3 bóng compact công suất 0,02W Công suất chiếu sáng: P19 = 0,02 x 3 = 0,06 kW * Khu xử lý nước thải đặt 4 góc 4 đèn 100W  tổng công suất là : P20 = 4 x 0,1 = 0,4 kW * Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà máy : Cứ 100m bố trí 1 bóng. Số bóng khoảng 30 bóng. Bóng đèn dùng trong chiếu sáng đường đi dùng bóng cao áp 200W Công suất chiếu sáng: P21 = 0,2 x 30 = 0,6 kW. * Đèn chiếu sáng phòng bảo vệ : 2 bóng compact công suất 20W => Tổng công suất : P22 = 0,0,2 x 2 = 0,04 kW Vậy tổng điện năng chiếu sáng là : PCS = = 29,3 (kW) BẢNG TỔNG HỢP CÁC BỘ PHẬN DÙNG ĐÈN CHIẾU SÁNG STTBộ phận chiếu sángSố bóng (cái)Công suất (kW)Tổng công suất (kW/h)1Phân xưởng nấu770,021,54 2 Phân xưởng lên men 350,02 4,7413Phân xưởng hoàn thiện1170,022,344Kho chứa nguyên liệu450,020,95Kho thành phẩm910,021,826Xưởng cơ điện300,020,67Phân xưởng nồi hơi550,021,38Bãi chứa than, xỉ60,020,129Trạm biến áp90,020,1810Kho vỏ chai, bock910,021,8211Gara ô tô350,020,712Nhà máy lạnh và thu CO2350,020,713Nhà hành chính900,020,1814Hội trường770,021,5415Nhà ăn ca450,020,916Nhà giới thiêu sản phẩm350,020,717Nhà để xe đạp, xe máy360,020,718Nhà vệ sinh, tắm giặt210,020,4219Phòng bảo vệ (3 phòng)180,020,3620Phòng y tế200,020,421Đèn đường300,2622Khu xử lý nước thải40,10,4Tổng (Pcs) Tính phụ tải sản xuất Gồm các động cơ máy móc hoạt động dưới tác dụng của động lực BẢNG CÔNG SUẤT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY STTTên thiết bịCông suất định mức Wđm (KW)Số lượngTổng công suất (KW/h)1Gầu tải0,810,82Máy nghiền malt6,816,83Máy nghiền gạo6164Nồi hồ hóa (đường hóa)5155Thùng lọc2126Máy lọc bia4,514,57Máy rửa bock2,512,58Máy chiết bock0,810,89Máy rửa chai71710Máy chiết chai21211Máy dập nút2,512,512Máy thanh trùng2,812,813Máy dán nhãn0,810,814Bơm ly tâm5136515Máy lạnh27515016Máy nén40140Tổng cộng298,5 Ngoài những thiết bị máy móc kể trong nhà máy còn có các loại phụ tải động lực khác như: quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước, xưởng cơ điện… Tất cả lấy bằng 15% phụ tải động lực kể trên. Vậy tổng điện năng tiêu thụ cho sản xuất là : PSX = 298,5 + 15 x 298,5 = 4776 (kW) Do đó, tổng điện năng tiêu thụ toàn nhà máy là : P = PCS + PSX = 29,3 + 4776 = 4805,3 (kW) 3. Xác định phụ tải tính toán. Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán tức là xác định công suất thực tế của nhà máy nhằm tính toán và chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp. Công thức xác định phụ tải tính toán: Ptt = Kc x Pđl Trong đó: Kc: Là hệ thống phụ thuộc mức mang tải của thiết bị + Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0,9 + Đối với phụ tải động lực thì Kc = 0,6 Vậy phụ tải tính toán của toàn nhà máy là: Ptt = Pcs x 0,9 + Pđl x 0,6 = 29,3 x 0,9 + 4776 x 0,6 = 2892 (kW) 4. Xác định công suất và dung lượng bù 4.1. Xác định hệ số công suất Cos Hệ số công suất Cos dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế là công suất đồng thời của các thiết bị mang tải, tức là rất hiếm hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tính toán ở trên. Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì: Cos = : Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ điện : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ điện = P1tg1 + …+ Pntgn Thực tế thường làm việc non tải nên hệ số Cos được tính như sau: Cos = Ptb= Kc x Pcs + Kđ x Pđl Trong đó: Pđl = 4776 kW Kđ: Hệ số phụ tải động lực, Kđ = 0,6 Pcs = 29,3 kW Kc: Hệ số phụ tải chiếu sáng, Kc = 0,9 Ptb= Pcs x 0,9 + Pđl x 0,6 = 29,3 x 0,9 + 4776 x 0,6 = 2892 (kW) Qphụ = Ptb . tg Với Cos = 0,65 thì -> tg = 1.169 Nên Qphụ = 2892 x 1.169 = 3381 (kW) Do đó: Costb = = 0,65 4.2. Tính dung lượng bù Mục đích là nâng hệ số Cos bằng cách dùng tụ điện Công thức xác định dung lượng bù: Qbù = Ptb (tg1 - tg2) tg1: Tương ứng với Cos1 hệ số công suất ban đầu tg2: Tương ứng với Cos1 hệ số công suất được nâng lên khi có thêm tụ điện. Ta có: Cos1 = 0,65 -> tg1 = 1,169 Cos2 = 0,95 -> tg2 = 0,329 Nên Qbù = 2892 x (1,169 – 0,329) = 2429 kW. 5. Chọn máy biến áp Sba = = = 4449 (KVA) Chọn máy biến áp có đặc tính kỹ thuật sau: Kiểu máy : TM450/6 Công suất : 450 KVA Điện áp : 6 KV Tổn hao không phụ tải 1,9 KƯ Tổn hao ngắn mạch 6,2 KW Điện áp hạ 386/220 Kích thước 1950 x 1200 x 1700 mm Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có đặc tính sau: Công suất : 320 KVA Điện áp định mức 400V Tần số 50 Hz Hệ số công suất Cos 6. Tính điện tiêu thụ hàng năm 6.1. Điện năng dùng cho thắp sáng Acs = Pcs x T x Kk (kW/h) Trong đó: Pcs: Là công suất chiếu sáng = Kk: Là hệ số đồng thời, Kk = 0.9 T: Là thời gian sử dụng tối đa T = K1 x K2 x K3 K1: Số giờ chiếu sáng trong ngày K1 = 12 giờ K2: Số ngày làm việc trong tháng K2 = 25 ngày K3: Số tháng làm việc trong 1năm K3 = 25 tháng Vậy: Acs = 29,3 x 12 x 25 x 12 x 0,9 = 94932 kW. Công suất tiêu thụ bình quân: 6.2. Điện năng cho động lực Ađl = Pđl x Kc x T (kW/h) Trong đó: Pđl: là công suất động lực, Pđl = 4776 Kc: là hệ số đồng thời, Kc = 0.6 T: thời gian sử dụng tối đa Làm việc 2 ca thì T = 7 x 2 x 25 x 12 = 4200 giờ/năm Trung bình trong nhà máy thì: 2/5 động lực chính, phụ hoạt đông 2 ca Ta có: Ađl = 2/5 x 4776 x 0,6 x 4200 = 4814208 kW. 6.3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm A = Km x (Acs + Ađl) Km: là hệ số tổn hao trên mạng hạ áp, Km = 1,05  A = 1,05 x (94932 + 4814208) = 5.154.597 kW. II. TÍNH HƠI. 1. Tính nhiệt cho nồi cháo. Trong quá trình nấu cháo, nhiệt độ được điều chỉnh như sau : 500C (giữ 20 phút)  900C (giữ 30 phút)  1000C (giữ 40 phút). Ta tính nhiệt của hơi đun nóng theo công thức : Q = G.C.T Trong đó : G : khối lượng dịch cháo của 1 mẻ nấu (kg) C : Nhiệt dung riêng của cháo : C = C1 . + C2 . Với C1 : nhiệt dung riêng của chất hòa tan, C1 = 0,34 (Kcal/kg.0C) C2 : nhiệt dung riêng của nước nấu, C1 = 1 (Kcal/kg.0C) W : hàm lượng nước trong dịch cháo (%), W = 83,33 % Từ đó tính được : C = 0,34 x + 1 x = 0,9 (Kcal/kg.0C) Lượng nhiệt cung cấp để nâng nhiệt độ dịch cháo từ 500.C  1000.C là : Q11 = G.C. = 8005,8 x 0,9 x (100 – 50) = 360261 (Kcal) Lượng nhiệt để duy trì dịch cháo ở 900C trong 30 phút và ở 1000C trong 40 phút (coi lượng nước đã bay hơi trong toàn bộ quá trình bằng 5% khối lượng dịch) là : Q12 = i x W Trong đó : i : nhiệt hàm của hơi nước, i = 540 (Kcal/kg) W : lượng nước bay hơi (kg). Do đó : Q12 = 540 x 8005,8 x 5% x ( + ) = 252182,7 (kcal) => Tổng lượng nhiệt tiêu tốn cho nối cháo trong 1 mẻ là : Q1 = Q11 + Q12 = 360261 + 252182,7 = 612443,7 (kcal) Tính nhiệt cho nồi đường hóa. Trong quá trình đường hóa, nhiệt độ được điều chỉnh như sau : 50 – 530C (giữ 20 phút)  63 – 650C (giữ 30 phút)  1000C (giữ 20 phút)  750C . Ta có : Nhiệt lượng để đưa nhiệt độ dịch từ 500C  1000C là : Q21 = G.C. = 25103 x (100 – 50) = 1129635 (kcal) Nhiệt lượng để duy trì nhiệt độ dịch ở 650C trong 30 phút, 1000C trong 20 phút (coi lượng nước bay hơi bằng 2% khối lượng dịch) là: Q22 = i x W = 540 x 25103 x ( + ) = 225927 (kcal) => Nhiệt lượng dùng cho quá trình đường hóa trong 1 mẻ là : Q2 = Q12 + Q22 = 1355562 (kcal) Tính nhiệt cho nối nấu hoa Lượng dịch đường trước khi đun hoa trong 1 mẻ là : G = 36160,5 (kg). Sau khi lọc, nhiệt độ dịch đường khoảng 750. Quá trình nấu hoa nhiệt độ tăng từ 750C  1000C , giữ trong 60 phút. Do đó phải cung cấp một nhiệt lượng là : Q31 = G.C. = 36160,5 x 0,9 x (100 – 75) = 813611,25 (kcal) Nhiệt lượng để duy trì nhiệt độ dịch ở 1000C trong 60 phút (coi lượng nước bay hơi bằng 5% lượng dịch) là : Q32 = i x W = 540 x 36160,5 x 5% x = 976333,5 (kcal) => Nhiệt lượng cho nấu hoa trong 1 mẻ là : Q3 = Q31 + Q32 = 1789944,75 (kcal) Tính nhiệt cho nồi đun nước nóng Lượng nước nóng cần cho 1 mẻ bao gồm : nước cho nối cháo, nồi đường hóa, nước rửa bã và nước vệ sinh ( lượng nước vệ sinh chiếm 10% lượng nước dùng) : G = (26753,9 + 14938,5) x 1,1 = 45861,64 (kg) => Nhiệt lượng cho nồi nước nóng trong 1 mẻ là : Q4 = G.C. = 45861,64 x 1 x (80 – 25) = 2522390,2 (Kcal) Tính lượng nhiệt thanh trùng bia chai. Lượng bia thanh trùng trong 1 mẻ là 25000 lít, nâng nhiệt độ từ 200C  650C : Q5 = G.C. = 25000 x 1,0375 x (65 – 20) = 1167187,5 (kcal) Coi lượng nhiệt thất thoát chiếm khoảng 5% lượng nhiệt dùng trong các quá trình. Như vậy, lượng nhiệt cung cấp cho 1 mẻ sản xuất là : Q = 1,05 x = 1,05 x ( 612442,7 + 1355562 + 1789944,75 + 2522390,2 + 1167187,5 ) = 1,05 x 7447528,15 = 7819905 (kcal) 6. Tính hơi Lượng nhiệt Q và hơi D có quan hệ như sau : D = Trong đó : i : nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc p = 2,5 atm, i = 650 (kcal/kg) : nhiệt hàm của nước ngưng, = 100kcal/kg Do đó, lượng hơi cung cấp cho 1 mẻ sản xuất là : D = = 14218 (kg)  Lượng hơi tiêu tốn trong 1 ngày (4 mẻ) là : Dngày = 4 x D = 4 x 14218 = 56872 (kg)  Lượng hơi tiêu tốn trong 1 giờ là : Dgiớ = x 1,5 = x 1,5 = 3554,5 (kg) Trong đó : 1,5 là hệ số không đều. * Tính nhiên liệu than cho nhà máy Chọn than gầy để đốt lò hơi. Nhiệt lượng của 1kg than gầy khi đốt là 5500 kcal . Lượng nhiệt được tính theo công thức : G = Trong đó D : năng suất nồi hơi (chọn nồi hơi có năng suất D = 4000kg/h) ih : nhiệt hàm của hơi nước ra khỏi nồi, ih = 660 kcal/kg. in : nhiệt hàm của nước, in = 60 kcal/kg. Q : nhiệt lượng riêng của than, Q = 5500 kcal/kg : hệ số hữu ích của nồi, = 75%. Do đó : G = = 582(kg/h) Tổn hao than do không cháy hết và khói mang ra ngoài là khoảng 20%. Vậy lượng than thực tế dùng trong 1 giờ là : Ggiờ = 582 x 1,2 = 698,4 Lượng than dùng trong 1 ngày là : Gngày = 698,4 x 24 = 16762 (kg) Lượng than dùng trong 1 tháng là : Gtháng = 16762 x 25 = 419040 (kg) Lượng than dùng trong 1 năm là : Gnăm = 419040 x 12 = 5028480 (kg) 5030 tấn III. TÍNH LẠNH 1. Tính lạnh cho thiết bị làm lạnh nhanh Dịch đường sau khi lắng xoáy có nhiệt độ khoảng 950C được đưa vào máy làm lạnh nhanh 2 cấp. Cấp 1 làm lạnh bằng nước thường, nhiệt độ dịch hạ từ 950C  400C; cấp 2 làm lạnh bằng nước 10C, dịch đường hạ nhiệt độ từ 400C xuống 120. Do đó ta chỉ tính lạnh cho việc làm lạnh dịch đường từ 400C  120C trong 1 ngày là : Q1 = G.C. = 26841,25 x (40 – 12) = 2705598 (kcal) 2. Tính lạnh cho quá trình lên men chính, lên men phụ. Lên men chính. Trong quá trình lên men chính có sự tỏa nhiệt, do đó phải cấp lạnh để duy trì nhiệt độ theo yêu cầu công nghệ. Lượng nhiệt lạnh được tính : Q = G.q. Trong đó : G : khối lượng dịch lên men trong 1 tank, G = 28140,37 x 4 = 112561 (kg). x : nống độ đường ban đầu của dịch lên men, x = 12Bx. y : nồng độ đường sau khi lên men chính, y = 3 Bx => Lượng nhiệt lạnh cung cấp cho tank lên men lên men chính trong 1 ngày là : Q2 = 112561 x 146,6 x = 1485130 (kcal) Trong quá trình truyền nhiệt có tổn hao qua lớp cách nhiệt là 5%  lượng nhiệt lạnh cho quá trình lên men chính là : Q2 = 1,05 x 1485130 = 1559386 (kcal) Lên men phụ - Lượng nhiệt để hạ nhiệt độ bia non từ 120C  20C là : Q3 = G.C. = 112561 x 0,9 x (12 – 2) = 972527 (kcal) - Lượng nhiệt lạnh cho quá trình lên men phụ là : Q4 = G.q. = 112561 x 146,6 x = 165024 (kcal) Lượng nhiệt lạnh tổn thất ra môi trường xung quanh khi lên men phụ thường chiếm 25% năng lượng tiêu tốn. Do đó, lượng nhiệt lạnh cần thiết cho lên men phụ là : Q4 = 1,25 x 165024 = 198017(kcal) Tính lạnh cho việc rửa sữa men. Lượng nước rửa là 3000 lít/ngày, nhiệt độ giảm từ 250  20C, do đó lượng nhiệt lạnh cấp là : Q5 = G.C. = 3000 x 1 x (25 -2) = 69000 (kcal) Tính lạnh để hạ nhiệt độ bia từ 70  10C để nạp CO2 Q6 = G.C. = 112561 x 0,9 x (7 -1) = 607829 (kcal) Tính lạnh cho thùng nhân men giống Q7 = G.C. = 112561 x 0,1 x 0,9 x (12-2) = 101305 (kcal) => Tổng lượng nhiệt lạnh cung cấp cho nhà máy trong 1 ngày là : Q = = 2705598 + 1559386 + 972527 + 19817 + 69000 + 607829 + 101305 = 6035462 (kcal/ngày) => Lượng nhiệt lạnh cung cấp trong 1 giờ là : Qgiờ = x 1,5 = x 1,5 = 377216,38 (kg/h) IV. Tính nước. 1. Nước dùng cho phân xưởng nấu. - Lượng nước đưa vào nồi cháo trong 1 mẻ nấu là : 266,86 x 25 = 6671,5 (kg) - Lượng nước đưa vào nồi malt trong 1 mẻ nấu là : 559,2 x 25 = 13998 (kg) - Lượng nước rửa bã trong 1 mẻ là : 14938,5 kg => Tổng lượng nước dùng trong 1ngày 4 mẻ nấu là : G1 = (6671,5 + 13998 + 14938,5) x 4 = 142432 kg - Lượng nước dùng để làm lạnh nhanh dịch đường : + Cấp 1 : dùng nước thường 250C làm lạnh dịch đường từ 950C xuống 400C. Lượng nước dùng là : G21 = = = 88576,1 (kg), (lít) + Cấp 2 : dùng nước lạnh 10C làm lạnh dịch đường từ 400C xuống 120C. Lượng nước dùng là : G22 = = = 61490,86 (kg), (lít) => Tổng lượng nước dùng cho làm lạnh nhanh dịch đường trong 1 ngày là : G2 = G21 + G22 = (88576,1 + 61490,86) x 4 = 600268 (kg) , (lít) - Lượng nước rửa, vệ sinh thiết bị, nhà nấu chiếm 10% lượng nước công nghệ và bằng : G3 = 0,1 x (G1 + G2) = 0,1 x (35608 + 600268) = 74270 (kg), (lít) => Lượng nước dùng trong phân xưởng nấu trong 1 ngày (4 mẻ nấu) là : Gnấu = G1 + G2 + G3 = 142432 + 600268 + 74270 = 816970 (kg), (lít). 2. Nước dùng trong phân xưởng lên men. Chủ yếu là nước dùng để rửa thùng lên men và vệ sinh nhà xưởng. - Lượng nước vệ sinh tank lên men lấy bằng 20% thể tích của tank. Mỗi ngày vệ sinh 1 tank, mỗi tank có thể tích 143 m3 = 143000 lít, do đó lượng nước cần dùng để vệ sinh tank lên men trong 1 ngày: 143000 x 0,2 = 28600 (lít) - Nước dùng cho nhân giống và rửa men: Lượng nước cần dùng để rửa men sữa trong 1 ngày: 4500 lít. - Nước vệ sinh các thùng nhân men và thùng rửa sữa men chiếm 20% thể tích thùng: 0,2 x (14300 + 1430 + 4000) = 3946 (lít) - Lượng nước dùng để vệ sinh sàn nhà khoảng 2m3/ ngày = 2000 lít/ ngày Vậy, lượng nước dùng trong phân xưởng lên men trong 1 ngày là : Glên men = 28600 + 4500 + 3946 + 2000 = 39045 (lít) 3. Nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 3.1. Nước rửa bock: Mỗi ngày sử dụng 1000 bock, mỗi bock rửa hết 20 lít nước. Vậy lượng nước rửa bock mỗi ngày: 1000 x 20 = 20000 (lít/ngày) Nước rửa máy chiết bock khoảng 2000 lít/ngày. → Tổng lượng nước cần dùng cho bock trong 1 ngày là: 20000 + 2000 = 22000 (lít/ngày) 3.2. Nước rửa chai: Mỗi chai rửa hết 2 lít nước, mỗi ngày rửa 120000 chai. Vậy lượng nước dùng để rửa chai trong 1 ngày là: 120000 x 2 = 240000 (lít/ngày) Nước rửa máy chiết chai khoảng 2000 lít/ngày. → Tổng lượng nước cần dùng cho việc rửa chai trong 1 ngày là: 240000 + 2000 = 242000 (lít/ngày) 3.3. Nước dùng cho thiết bị thanh trùng: Lượng nước dùng cho thanh trùng bia chai trong 1 ngày là: 4 x 3 x (3000 + 2800 + 2500 + 6500) = 177600 lít/ngày 3.4. Nước dùng vệ sinh phân xưởng hoàn thiện Diện tích phân xưởng hoàn thiện: S = 36 x 24 = 864 m2. Cứ 1 m2 phân xưởng cần 5 lít nước để rửa. Vậy lượng nước rửa sàn: 864 x 5 = 4320 lít/ngày. Do đó, tổng lượng nước cần dùng trong phân xưởng hoàn thiện: Ghoàn thiện = 22000 + 242000 + 177600 + 4320 = 445920 lít/ngày. 4. Lượng nước dùng cho nồi hơi Về lý thuyết lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy. Nhưng thực tế, để tiết kiệm thì 80% hơi ngưng tụ được đưa trở lại nồi hơi, vì vậy lượng nước sử dụng cho nồi hơi bằng 20% lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy. Theo tính toán , lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy là: 3554,5 kg/h. Lượng nước cung cấp cho nồi hơi trong 1 ngày: Gnồi hơi = 3554,5 x 0,2 x 24 = 17062 (lít/ngày) 5. Lượng nước dùng cho máy lạnh - Trung bình cứ 1000 kcal tiêu thụ hết 20 lít nước. - Tổng nhiệt lạnh cho toàn dây chuyền là: 6035462 (kcal/ngày) kcal/ngày. - Lượng nước cần cấp cho máy lạnh là: Gmáy lạnh 120709 (lít/ngày) 6. Lượng nước dùng cho các việc khác. Nước vệ sinh và các yêu cầu phụ khác tính bình quân theo đầu người: 50 lit/ngày. Tổng số người trong nhà máy: 250 người. Do đó lượng nước cần dùng: Gkhác = 250 x 50 = 12500 lit/ngày. Vậy tổng lượng nước dùng cho nhà máy trong một ngày: G = Gnấu + Glên men + Ghoàn thiện + Gnồi hơi + Gmáy lạnh + Gkhác G = 816970 + 39045 + 445920 + 17062 + 120709 + 12500 = 1452206 lít/ngày = = =1452,21 m3/ngày. Do đó, tổng lượng nước dùng trong một tháng : Gtháng = G x 25 = 1452,21 x 25 = 36306 m3/ngày. Tổng lượng nước cần dùng trong một năm: Gnăm = Gtháng x 12 = 36306 x 12 = 435672 m3/năm. CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm xây dựng được chọn phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật của nhà máy, phải thuận tiện về mặt giao thông, vận chuyển, tiêu thụ sản phẩm,… Trong đồ án này, em chọn địa điểm xây dựng là một khu đất thuộc khu công nghiệp đã xây dựng hoàn chỉnh tại ngoại thành của thành phố lớn, phù hợp với chính sách di dời các nhà máy ra ngoại vi thành phố, lại vừa đáp ứng được các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật khi xây dựng nhà máy. 1.Yêu cầu chung. 1.1. Về quy hoạch. - Hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền duyệt. - Có điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác với các nhà máy xung quanh. 1.2. Điều kiện tổ chức sản xuất. - Gần các nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu như: điện, nước,… sẽ hạn chế được tối đa chi phí vận chuyển để giảm giá thành sản phẩm. - Thuận tiện về giao thông, gần nơi tiêu thụ sản phẩm của nhà máy. 1.3. Điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy - Nguồn cung cấp nguyên vật liệu, vật tư xây dựng thuận tiện. - Khả năng cung cấp nhân công trong quá trình xây dựng cũng như quá trình sản xuất sau này là rất lớn. 2. Các yêu cầu về xây dựng 2.1. Về địa hình. - Khu đất có kích thước và hình dạng thuận lợi cho xây dựng trước mắt cũng như mở rộng sản xuất cho tương lai. - Khu đất xây dựng nhà máy cao ráo để tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mức nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước mặt và nước thải dễ dàng. - Khu đất của nhà máy tương đối bằng phẳng và có độ dốc tự nhiên. 2.2. Về địa chất. - Nhà máy không nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định. 2.3. Yêu cầu về môi trường và vệ sinh công nghiệp. Các chất thải của nhà máy bia chủ yếu là nước bẩn và khói lò. Để hạn chế tối đa ảnh hưởng tới môi trường xung quanh nhà máy đã tuân thủ các yêu cầu: - Đảm bảo khoảng cách bảo vệ, vệ sinh thích hợp. - Hướng xây dựng thích hợp, lò hơi được đặt ở cuối hướng gió chủ đạo. - Nguồn nước thải được đưa qua bộ phận xử lý nước thải của nhà mày trước khi thải ra môi trường và được thải ra ở hạ lưu, cách nguồn nước của dân cư tối thiểu là 500 m. II. Bố trí tổng mặt bằng nhà máy 1. Nguyên tắc bố trí tổng mặt bằng nhà máy Có 2 nguyên tắc khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy, đó là nguyên tắc phân vùng và nguyên tắc hợp khối. Dựa vào đặc điểm sản xuất của nhà máy bia ta chọn nguyên tắc khi thiết kế tổng mặt bằng là nguyên tắc phân vùng. Theo nguyên tắc này, nhà máy bia được chia thành 4 khu vực: - Khu vực sản xuất: Đây là vùng quan trọng nhất, là nơi bố trí các công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy như: phân xưởng sản xuất chính, khu vực lên men, phân xưởng hoàn thiện, các phân xưởng phụ trợ,… - Khu vực động lực: nơi đặt các công trình như: trạm điện, khí nén, nồi hơi, nước,… phục vụ cho sản xuất của nhà máy. - Khu vực kho tàng, sân bãi, các công trình phục vụ giao thông: - Khu vực sinh hoạt văn hoá, hành chính (khu trước nhà máy): Bao gồm: nhà hành chính, y tế, nhà ăn, hội trường, nhà giới thiệu sản phẩm, nhà bảo vệ, nhà để xe, gara ôtô,… Nguyên tắc phân vùng có các ưu điểm và nhược điểm sau: - Ưu điểm: thích hợp với các nhà máy, phân xưởng có đặc điểm sản xuất khác nhau; Dễ dàng quản lý theo nghành, theo công đoạn sản xuất của nhà máy; Bố trí hệ thống giao thông trong nhà máy thuận lợi; Phù hợp với đặc điểm xây dựng ở nước ta, đặc biệt là miền Bắc có khí hậu 4 mùa rõ rệt. - Nhược điểm: dây chuyền sản xuất và hệ thống đường ống kéo dài, hệ số tổn thất năng lượng lớn, hệ số xây dựng thấp. Trong đồ án này, em sử dụng nguyên tắc phân vùng để tính toán xây dựng nhà máy. 2. Tính toán kích thước các hạng mục công trình 2.1. Phân xưởng nấu. Đặc điểm của phân xưởng này là hoạt động phụ thuộc vào các phân xưởng khác nhưng được bố trí riêng biệt để không ảnh hưởng đến các phân xưởng khác. Do quá trình nấu lượng nhiệt tỏa ra nhiều nên phân xưởng được đặt ở cuối hướng gió và gần kho nguyên liệu. Phân xưởng nấu gồm các thiết bị sau: máy nghiền malt và gạo, nồi hồ hoá, nồi đường hoá, thùng lọc đáy bằng, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, thùng nước nóng và thùng nước lạnh, thiết bị lạnh nhanh, hệ thống CIP nhà nấu. Dựa vào kích thước các thiết bị có thể xác định được kích thước nhà nấu: - Chiều dài nhà nấu: 30 m. - Chiều rộng nhà nấu: 18 m. - Chiều cao nhà nấu: 8,0 m. → Chọn kích thước phân xưởng nấu là: rộng: 3 x 6 = 18 m, dài: 5 x 6 = 30 m, S = 18 x 30 = 540 m2. Chọn giải pháp xây dựng: - Khung nhà xây dựng bằng khung thép Zamil. - Dầm mái dàn thép lắp ghép. - Sử dụng tôn lợp mái có hệ thống cửa mái để thông gió. - Tường bao dày 250 mm. - Bước cột: 6 m. - Nền nhà: bê tông. 2.2. Phân xưởng lên men Phân xưởng lên men được đặt sau phân xưởng nấu và cạnh phân xưởng hoàn thiện để tiện cho việc đưa dịch đường đi lên men và đưa bia trở lại để lọc, bão hòa CO2 và chiết bock, chiết chai, gồm 2 phần : khu nhà lên men và khu đặt tank lên men cách nhau 2m Phân xưởng lên men bao gồm các thiết bị sau: thùng lên men, thùng gây men cấp 1, cấp 2, thùng chứa và rửa men, CIP trung tâm, phòng thí nghiệm. Tính toán xây dựng: - Khu vực nhà lên men (đặt CIP trung tâm, thùng chứa men, các thùng gây men giống và phòng thí nghiệm) : rộng: 2 x 6 = 12 m, dài: 3 x 6 = 18 m, S1 = 12 x 18 = 216 m. - Khu vực để thùng lên men: rộng: 4 x 4,5 = 18 m, dài: 6 x 4,5 = 27 m, S2 = 18 x 27 = 486 m2. Chọn giải pháp xây dựng: - Do các tank lên men có thể tích lớn nên ta bố trí đặt ngoài trời. Gồm có 20 tank, được đặt trên sàn cao 4,2 m bằng bê tông, cốt thép, bố trí thành 4 hàng và 5 cột. - Phòng thí nghiệm, khu vực đặt CIP trung tâm, thùng chứa men và các thùng gây men giống được xây liền với khu vực để thùng lên men với kết cấu nhà khung thép, khung nhà xây dựng bằng khung thép, dầm mái dàn thép lắp ghép, sử dụng tôn lợp mái có hệ thống cửa mái để thông gió, tường bao dày 250 mm, bước cột: 6 m, nền nhà: bê tông. 2.3. Nhà hoàn thiện sản phẩm. Nhà hoàn thiện sản phẩm được đặt sau phân xưởng lên men, bao gồm: máy rửa chai, máy chiết chai, máy thanh trùng, máy dán nhãn, máy rửa két, máy xếp két, máy lọc bia, máy rửa bock, chiết bock. Dựa vào kích thước các thiết bị đã tính trong phần chọn thiết bị và dựa vào các tiêu chuẩn trong xây dựng, ta có diện tích của nhà hoàn thiện sản phẩm: S = 36 x 24 = 864 m2. 2.4. Các phân xưởng phụ trợ và khu vực động lực. Các phân xưởng phụ trợ và động lực có kết cấu chính là: - Khung nhà xây dựng bằng khung thép. - Dầm mái dàn thép lắp ghép. - Sử dụng tôn lợp mái có hệ thống cửa mái để thông gió. - Tường bao dày 250 mm. *Kho chứa nguyên liệu: Kho chứa gồm: khu vực chứa nguyên liệu cho một tháng sản xuất của nhà máy (25 ngày), được đặt trên các kệ kê và được vận chuyển bằng băng tải, có đường giao thông để vận chuyển nguyên liệu vào và ra khỏi kho. Tính diện tích của kho: Theo phần tính cân bằng sản phẩm, nguyên liệu cần dùng cho 1 ngày là 14629kg malt và 4876 kg gạo. Nguyên liệu mua về được đóng trong bao 50kg. Số bao malt cần dùng một ngày là: 292 bao. Số bao gạo cần dùng một ngày là: 98 bao Vậy nguyên liệu trong kho dùng cho một tháng là: (292 + 98) x 25 = 9750 bao. Cứ 1m² xếp được 2 bao và xếp thành 20 chồng. Vậy 1m² kho chứa được: 2 x 20 = 40 bao. Do đó, diện tích vùng chứa nguyên liệu là: 243,75 m2. Chiều cao của mỗi bao là 0,3 m, suy ra chiều cao của vùng chứa nguyên liệu là: 0,3 x 20 = 6 m. Chọn hệ số sử dụng của nhà là 0,7, suy ra diện tích yêu cầu của kho là: Syêu cầu 348 m². Diện tích giao thông đặc biệt: Sgiao thông = 20% x Syêu cầu = 0,2 x 348 = 70 m². Vậy diện tích thiết kế kho là : Sthiết kế = Syêu cầu + Sgiao thông + Smở rộng = 418 m² + Smở rộng . → Chọn kích thước nhà kho: rộng: 4 x 6 = 18 m, dài: 6 x 6 = 36 m, Sthực = 24 x 36 = 864 m2. * Kho thành phẩm: Kho thành phẩm được đặt gần nhà hoàn thiện sản phẩm để tiện cho việc vận chuyển sản phẩm về kho. - Số bock chiết trong một ngày là: 1000 bock/ngày. - Do bia thành phẩm được xuất kho đưa ra thị trường tiêu thụ ngay nên ta tính diện tích kho chứa số lượng bock của 3 ngày sản xuất. Tổng số bock có trong kho chứa là: 1000 x 3 = 3000 bock. - Tỷ lệ diện tích chứa bock là 4 bock/m2, các bock xếp thành 3 tầng chồng lên nhau. Vậy diện tích chứa bock là: 250 m2 - Số lượng chai cần dùng trong một ngày là: 120000 chai. - Mỗi két xếp được 24 chai, vậy số két là: 5000 két. - Do bia sản xuất được đưa ra thị trường tiêu thụ ngay nên lượng bia chứa trong kho không nhiều. Ta tính diện tích kho để chứa được số lượng bia trong 3 ngày sản xuất. - Tổng số két trong kho chứa là: 5000 x 3 = 15000 két. - Chiều cao mỗi két bia khoảng 0,3 m, diện tích chiếm chỗ khoảng 0,2 m2/két. Mỗi chồng ta xếp 15 két, vậy diện tích kho là: S x 0,2 = 200 m2 Hệ số sử dụng của kho là 0,7. Vậy tổng diện tích kho chứa thành phẩm là: 643 m2 → Chọn kích thước kho sản phẩm là: rộng: 6 x 6 = 36 m, dài: 4 x 6 = 24 m, Sthực = 36 x 24 = 864 m2 * Nhà nồi hơi: Đặc điểm của nhà này là rất nóng nên phải đảm bảo yêu cầu rộng và có cửa mái để thông thoáng khí. Chọn kích thước của nhà nồi hơi như sau: chiều rộng 2 x 4,5 = 9 m, chiều dài: 4 x 4,5 = 18 m, diện tích: S = 9 x 8 = 162 m2 * Bãi than, xỉ: Bãi than, xỉ có mái che, nền ximăng, chọn kích thước là: rộng : 2 x 4,5 = 9 m, dài: 2 x 4,5 = 9 m, diện tích: S = 9 x 9 = 81 m². Chọn giải pháp xây dựng: tôn nền cao 30 cm, trên lát gạch, xây tường bao xung quanh cao 60 cm. * Khu vực nén khí, thu hồi CO2 và nhà lạnh: Chọn diện tích khu vực này như sau: chiều dài: 3 x 6 = 18 m, chiều rộng: 2 x 6 = 12 m, diện tích: S = 18 x 12 = 216 m². * Khu xử lý nước cấp: Chọn diện tích khu vực này như sau: chiều dài 24 m, chiều rộng 12 m, diện tích: S = 24 x 12 = 288 m². Bể nước cấp có kết cấu bê tông cốt thép. * Khu xử lý nước thải: Bao gồm bể thu hồi nước thải, bể aroten, bể chứa bùn sau xử lý… Các bể này có kết cấu bê tông cốt thép. Chọn kích thước khu vực này như sau: chiều dài 24 m, chiều rộng 12 m, diện tích: S = 24 x 12 = 288 m2. * Xưởng cơ điện: Chọn kích thước nhà: chiều dài 24 m, chiều rộng 12 m, diện tích S = 24 x 12 = 288 m². * Trạm biến áp: Được bố trí ở cuối nhà máy, có kích thước: rộng: 6 m, dài: 12 m, diện tích S = 12 x 6 = 72 m2 * Nhà kho chứa chai, bock: Nhà được bố trí ngay gần phân xưởng hoàn thiện để tiện cho sản xuất. Chọn kích thước nhà kho: rộng: 2 x 6 = 12 m; dài: 4 x 6 = 24 m; cao: 4,2 m; diện tích: S = 12 x 24 = 288 m2. 2.5. Các công trình phục vụ sinh hoạt Các công trình phục vụ sinh hoạt được xây dựng phía trước nhà máy (trừ nhà vệ sinh được đặt sau nhà máy và ở cuối hướng gió) để thuận lợi cho việc đi lại, làm việc của cán bộ công nhân viên và khách hàng, đồng thời tạo mỹ quan cho nhà máy. Kết cấu chính của các công trình phục vụ sinh hoạt là nhà khung bê tông cốt thép toàn khối, tường gạch, mái bằng. * Nhà hành chính: Nhà hành chính được xây dựng phía trước khu vực sản xuất chính, ngay cổng ra vào để thuận tiện cho cán bộ, công nhân viên đi làm và khách hàng đến giao dịch. Nhà hành chính được xây dựng theo kiểu nhà dân dụng có 2 tầng, gồm các phòng sau: 1 phòng giám đốc, 2 phòng phó giám đốc, 1 phòng kế toán và tài vụ, 1 phòng kế hoạch, 1 phòng vật tư, 1 phòng công đoàn, 1 phòng quản lý nhân sự, 1 phòng khách, 1 phòng họp,… Nhà hành chính còn có hành lang và cầu thang để đi lại, có nhà vệ sinh. Chọn kích thước nhà hành chính như sau: - Chiều dài nhà: 24 m. - Chiều rộng nhà: 12 m. - Chiều cao mỗi tầng là 3,5m, có hành lang rộng 2 m, cầu thang được bố trí ở giữa nhà rộng 2 m. - Diện tích nhà hành chính: S = 12 x 24 = 288 m². * Nhà hội trường, nhà ăn: Chọn kích thước nhà như sau: chiều rộng: 12 m, chiều dài: 24 m, diện tích nhà: S = 24 x 12 = 288 m². * Nhà giới thiệu sản phẩm: Được xây dựng gần cổng chính để thuận tiện cho việc bán và giới thiệu sản phẩm của nhà máy. Chọn kích thước nhà: chiều dài 24 m, chiều rộng 12 m, cao 3 m, diện tích: S = 24 x 12 = 288 m². * Gara ôtô: Ôtô trong nhà máy gồm: 2 xe phục vụ cho ban giám đốc đi lại và giao dịch, 1 ôtô đưa đón nhân viên, 2 ôtô chở sản phẩm và nguyên vật liệu. Diện tích của gara ôtô là: S = 27 x 9 = 243 m2. * Nhà để xe: Nhà để xe đủ cho cán bộ, công nhân viên, khách để cả xe đạp và xe máy. Chọn kích thước nhà để xe như sau: chiều rộng 9 m, chiều dài 18 m, cao 4,2 m, diện tích : S = 18 x 9 = 162 m². * Nhà bảo vệ: Kích thước nhà bảo vệ (2 nhà) : chiều dài 6 m, chiều rộng 6 m. Diện tích : S = 2 x 6 x 6 = 72 m². * Nhà vệ sinh: Chọn kích thước nhà vệ sinh (2 cái) : chiều rộng: 6 m; chiều dài: 12 m; diện tích: 2 x 6 x 12 = 144 m2. Bảng tổng hợp các hạng mục công trình SttHạng mục CT(D x R) (m )DT (m²)Số tầngGhi chú1Kho chứa nguyên liệu36 x 2486412Phân xưởng nấu30 x 1854013Phân xưởng lên men42 x 1875614Phân xưởng hoàn thiện 36 x 2486415Kho thành phẩm36 x 2486416Nhà nồi hơi 18 x 916217Nhà khí nén và thu hồi CO218 x 1221618Khu vực xử lý nước cấp24 x 1228819Khu vực xử lý nước thải24 x 12288110Nhà hành chính24 x 1228822 tầng11Hội trường24 x 1228812Nhà giới thiệu sản phẩm24 x 12288113Nhà ăn ca24 x 12288114Gara ôtô27 x 9243115Nhà để xe18 x 9162116Nhà bảo vệ(6 x 6) x 27212 phòng17Nhà vệ sinh(12 x 6) x 214412 nhà18Trạm biến thế12 x 672119Xưởng cơ điện24 x 12288120Kho chứa chai, bock24 x 12288121Bãi than, xỉ9 x 981122Tổng diện tích xây dựng7344 3. Tính chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật 3.1. Tính hệ số xây dựng nhà máy : Kxd Kxd = Trong đó : A : Tổng diện tích chiếm đất của các hạng mục công trình xây dựng, m². B : Tổng diện tích sân bãi lộ thiên, m². S : Tổng diện tích toàn nhà máy, m². Theo phần tính diện tích các hạng mục công trình, ta có : A = 6975 m². Nhà máy có 1 bãi để than, xỉ với diện tích 81 m² nên B = 81 m². Chọn Kxd = 0,29, ta có : S = 24331 m². 3.2.Tính hệ số sử dụng: Ksd Ksd = Trong đó : C là tổng diện tích giao thông, vỉa hè, hè rãnh thoát nước. Dựa vào bản thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ta có C = 10240 m2 Vậy: Ksd = 0,71 = 71% Kết luận : Kết quả tính toán tương đối phù hợp yêu cầu kinh tế, kỹ thuật xây dựng nhà máy. Chương 7 : TÍNH TOÁN KINH TẾ Ta có : Bảng 9.1. đầu tư cho xây dựng TTTên công trìnhDiện tích (m2)Đơn giá (đ/m2)Thành tiền (đ)1Phân xưởng nấu5402.000.0001.080.000.0002Phân xưởng lên men4862.000.000972.000.0003Phân xưởng hoàn thiện8642.000.0001.728.000.0004Kho chứa nguyên liệu2881.300.000374.400.0005Kho thành phẩm6481.300.000842.400.0006Xưởng cơ điện1921.300.000249.600.0007Nhà nồi hơi1621.300.000210.600.0008Bãi chứa than, xỉ than81500.00040.500.0009Trạm biến thế721.000.00072.000.00010Kho vỏ chai, bock6481.000.000648.000.00011Gara ôtô2431.000.000243.000.00012Khu xử lý nước thải2881.500.000432.000.00013Khu xử lý nước cấp2881.200.000345.600.00014Nhà lạnh, thu hồi CO22161.500.000324.000.00015Nhà hành chính288 x 22.000.0001.152.000.00016Hội trường2882.000.000576.000.00017Nhà ăn ca2882.000.000576.000.00018Nhà giới thiệu sản phẩm2881.500.000432.000.00019Nhà để xe162500.00081.000.00020Nhà vệ sinh(2 nhà)1441.000.000144.000.00021Phòng bảo vệ (2 phòng) 72800.00057.600.00022Khu xử lý nước cấp2881.200.000345.600.000Tổng kinh phí xây dựng nhà xưởng 10.926.300.00023Đường giao thông, vỉa hè, hệ thồng thoát nước, vườn hoa15% kinh phí xây dựng nhà xưởng1.638.945.000 Tổng đầu tư xây dựng12.250.225.000 Bảng 9.2. đầu tư cho thiết bị TTTên thiết bịSố lượngGiá mua (đ)Thành tiền (đ)1Cân22.000.0004.000.0002Gầu tải 310.000.00030.000.0003Máy nghiền malt1150.000.000150.000.0004Máy nghiền gạo115.000.00015.000.0005Thùng chứa bột malt13.000.0003.000.0006Thùng chứa bột gạo11.500.0001.500.0007Nồi hồ hóa1225.000.000225.000.0008Nồi đường hóa1450.000.000450.000.0009Thùng lọc1600.000.000600.000.00010Nồi nấu hoa1825.000.000825.000.00011Thùng lắng xoáy1300.000.000300.000.00012Nồi nước nóng1120.000.000120.000.00013Nồi nước lạnh1120.000.000120.000.00014Bể chứa bã malt145.000.00045.000.00015Máy lạnh nhanh1300.000.000300.000.00016Thiết bị rửa men19.000.0009.000.00017Thiết bị gây men cấp II160.000.00060.000.00018Thiết bị gây men cấp I115.000.00015.000.00019Máy lọc Bia145.000.00045.000.00020Thiết bị lên men 201.800.000.00036.000.000.00021Thiết bị bão hòa CO24150.000.000600.000.00022Máy rửa bock130.000.00030.000.00023Máy chiết bock190.000.00090.000.00024Dây chuyền chiết chai115.000.000.00015.000.000.00025Các loại bơm139.000.000117.000.00026Hệ thống CIP64.500.00027.000.00027Máy lạnh1120.000.0001.200.000.00028Nồi hơi1450.000.000450.000.00029Máy nén160.000.00060.000.00030Xe ôtô5225.000.000225.000.00031Hệ thống xử lý nước thải1900.000.000900.000.00032Hệ thống điện11.500.000.0001.500.000.000 Đầu tư thiết bị59.516.500.000 Ghi chú: Giá mua là giá đã tính đầy đủ toàn bộ vật tư, máy móc, thiết bị, nhân công lắp đặt, máy thi công, công vận chuyển, các chi phí thuế (thuế giá trị gia tăng 5%), hướng dẫn vận hành, hồ sơ kỹ thuật … theo phương thức “chìa khóa trao tay”. Bảng 9.3: Tổng đầu tư cho dự án TTKhoản mụcThành tiền (đ)1Đầu tư xây dựng12.250.225.0002Đầu tư thiết bị59.516.500.0003Kinh phí thuê đất10.000.000.0004Kinh phí huấn luyện, chạy thử700.000.000Tổng82.466.725.000Tổng đầu tư cho dự án có tính đến mức lạm phát 10%90.713.397.500Số năm tính khấu hao tài sản cố định là 10 năm. Vậy Khấu hao tài sản cố định / năm ()9.071.339.750 Bảng 9.4: Chi phí nguyên liệu TTTên nguyên liệu Số lượng (kg)Đơn giá (đ/kg)Thành tiền1Malt4.388.70015.00065.830.500.0002Gạo1.462.8009.00013.165.200.0003Hoa viên7.56060.000453.600.0004Cao hoa1.548200.000309.600.000Chi phí cho nguyên liệu chính79.449.300.000Chi phí nguyên liệu phụ = 4% Chi phí nguyên liệu chính3.177.972..000Chi phí nguyên liệu82.627.272.000 Bảng 9.5: chi phí năng lượng, nhiên liệu TTTên nguyên liệuSố lượngĐơn giáThành tiền(đ)1Điện5.154.597 KW1500 đ/KW7.731.895.5002Than5.028.480 kg500 đ/kg2.514.240.0003Nước435.672 m35000 đ/m32.178.360.000Tổng 10.161.675.500 Bảng 9.6: Tính số công nhân trong nhà máy TTNguyên côngĐM. Lao độngSố Ca/ngàySố CN/ngày1Xử lý nguyên liệu2/1 ca242Nấu - Lọc4/1 ca283Hạ nhiệt độThuộc nhà nấu4Lên men, gây men3/ca265Lọc Bia + Bão hoà CO23/ca266Gắp chai1/máy227Rửa chai2/máy248Kiểm tra1229Chiết chai, dập nút2/máy2410Kiểm tra12211Thanh trùng1/1máy2212Kiểm tra1/1 máy2213Dán nhãn1/ 1 máy2214Kiểm tra12215Máy soi chai1/1 máy2216Công nhân cơ điện2/1 ca2417Công nhân sửa chữa32618Rửa bock1/ máy2219Chiết bock3/ 1 máy2620Lò hơi2/ 1 ca2421Nhà lạnh2/1 ca3622Xử lý nước2/1 ca3623Vệ sinh3/1 ca2624Lái xe1/1 xe/ca, (5 xe)21025Bốc vác4/1 ca2826Vật liệu - nhiên liệu - bao bì2/1 ca2427Bảo vệ2/1 ca3628Quản lý phân xưởng1/1 ca3329Phòng trưng bày2/1 ca2430Thường trực1/1 ca33Số công nhân có mặt tại nhà máy trong 1 ngày đêm126hệ số điểm khuyết là 1,1. Vậy tổng số công nhân140 Bảng 9.7: Tính số cán bộ quản lý nhà máy: TTPhòng banSố người1Đảng uỷ - công đoàn32Ban giám đốc43Kế toán44Phòng kế hoạch, vật tư, cung tiêu95Phòng kĩ thuật KCS66Thủ kho47Tổ chức - hành chính48Thi đua - văn thể39Y tế3Tổng Số cán bộ40 Bảng 9.8: Chi phí tiền lương: Đối tượngSố lượngLương (VNĐ/Tháng)Cả năm (VNĐ/Năm)Công nhân1402.000.0003.360.000.000Cán bộ403.000.0001.440.000.000Tổng4.800.000.000 Bảng 9.9: chi phí vận hành/năm TTCHI PHÍTHÀNH TIỀN1Nguyên vật liệu trực tiếp82.627.272.0002Nhân công trực tiếp4.800.000.0003Năng lượng ( điện, nước, than)10.161.675.5004Xử lý nước thải136.875.0005Quản lý nhà máy500.000.0006Bảo quản, bốc xếp, vận tải1.000.000.0007Bảo hiểm, y tế, công đoàn1.218.000.0008Chi phí khác300.000.0009Khấu hao tài sản cố định9.071.339.750chi phí vận hành / năm109.815.162.300 9.2.1. Tính giá thành: Ta coi giá thành bia hơi và bia chai bằng nhau. Tổng lượng sản lượng trong 1 năm cao nhất bia hơi và bia chai là 10.000.000 lít. Giá thành 1 lít bia được tính như sau: Tổng chi phí / năm Sản lượng / năm Giá thành 1 lít bia = Z1 = = = 3660 VNĐ Vậy giá bán bia chưa bao gồm thuế là: Giá bán bia hơi cao nhất (G1max): 8000 VNĐ/lit, thấpnhất (G1min) 6000 VNĐ/lít Giábán bia chai cao nhất (G2max): 12000 VNĐ/lít , thấpnhất (G2min) 10000 VNĐ/lít 9.2.5. Hoạch toán kết quả sản xuất kinh doanh: TDT = ∑ Gi x Qi Trong đó: Gi : Giá một đơn vị sản phẩm Qi : Số sản phẩm được bán ra Giá bán bia hơi cao nhất ( G1 max): 5500 VNĐ/lit, thấp nhất (G1 min): 5000 VNĐ/lít Giá bán bia chai cao nhất( G2 max): 7500 VNĐ/lít , thấpnhất (G2 min) 6000 VNĐ/lít Số sản phẩm bán ra cao nhất chiếm 100% sản lượng: Qmax = 30.000.000 Số sản phẩm bán ra thấp nhất chiếm 90% sản lượng: Qmin = 27.000.000 Bảng 9.10: Hoạch tóan kết quả hoạt động sản suất kinh doanh hàng năm  Giá bánGiá thànhLợi nhuân trước thuếLợi nhuận sau thuế (thuế TNDN 25%)Số lượng bán cao nhất 30 (triệu lít)  VNĐ/lít VNĐ/lít Triệu VNĐ Triệu VNĐ15G1max5.5003.660  85.200 63.90015G2max7.50015G1min5.000 3.660 55200 4140015G2min6.000Số lượng bán thấp nhất 27 (triệu lít) 13,5G1max5.500 3.660 76.680 57.51013,5G2max7.50013,5G1min5.000 3.660 49.680 37.26013,5G2min6.000 PHỤ LỤC 1 : XỬ LÝ NƯỚC THẢI Chọn phương pháp xử lý nước thải cho nhà máy là phương pháp xử lý sinh học. Đây là phương pháp khá hiện đại ở nước ta hiện nay. Phương pháp sinh học là phương pháp phổ biến trên thế giới, kinh tế nhất để xử lý nước thải chứa chất hữu cơ. Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng các hoạt động sống của vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ. Tuỳ theo phương thức hô hấp của vi sinh vật mà người ta phân biệt bao gồm 2 phương pháp: - Phương pháp hiếu khí: Vi sinh vật hiếu khí sử dụng ôxy để phân huỷ các hợp chất hữu cơ và một số chất vô cơ, trong suốt quá trình phải cấp ôxy. - Phương pháp yếm khí: Vi sinh vật yếm khí tuỳ tiện phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ. Phương pháp này sử dụng chủ yếu trong xử lý nước thải có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao. Có thể sử dụng xử lý buồng cạn, bã thải rắn, nhờ hệ thống lọc yếm khí, hồ yếm khí, hầm biogas. Trong xử lý nước thải công nghiệp nói chung và xử lý nước thải nhà máy bia nói riêng, phương pháp hiếu khí được sử dụng rộng rãi hơn cả. Đặc biệt các quá trình của phương pháp hiếu khí xảy ra ở điều kiện nhân tạo được ứng dụng nhiều hơn trong việc xử lý nưóc thải của nhà máy bia. Các công trình xử lý nhân tạo bao gồm: + Hệ thống ôxy hoá nhờ bùn hoạt tính ( bể aroten). + Hệ thống lọc sinh học ( bể lọc,...). Mỗi ngày nhà máy bia thải ra một lượng lớn nước thải với nồng độ chất hữu cơ rất cao nếu không qua xử lý sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Đồng thời vào mùa mưa nếu không giải quyết tốt khâu thoát nước có thể gây ngập úng, mất vệ sinh trong sản xuất. Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy hoạt động qua quá trình ôxy hoá nhờ bùn hoạt tính (bể aroten) để xử lý nước thải. Bể có ưu điểm là rất hiệu quả, nó có thể cho phép điều chỉnh nước ra với bất kỳ nồng độ chất bẩn hữu cơ nào mà ta mong muốn. Nguyên lý làm việc của bể aeroten Đây là hệ thống xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính và cấp khí cưỡng bức, làm việc như sau : Bể hình khối chữ nhật. Nước thải của nhà máy được thải vào bể hòa trộn với bùn hoạt tính tuần hoàn để cung cấp oxy cho vi sinh vật . Để khuấy trộn người ta dùng không khí nén dẫn vào đầu bể và ra ở cuối bể. Thời gian nước thải lưu trong bể thường là từ 2-12h. Các chất bẩn trong nước thải của nhà máy được bùn hoạt tính hấp thụ. Cường độ quá trình háp thụ rất mạnh,nhất là những phút đầu sau khi nước thải tiếp xúc với bùn. Những chất hữu cơ được vi sinh vật sử dụng. Sau khi ra khỏi bể aeroten, hỗn hợp nước và bùn được qua bể lắng II, ở đó bùn hoạt tính tích tụ và lắng xuống. Nước thải khi đã đạt các chỉ tiêu kỹ thuật sẽ được xả ra nguồn nước tự nhiên (sông,hồ..) Phần lớn bùn hoạt tính lắng xuống được tuần hoàn lại bể aeroten, một phần bùn hoạt tính dư lại được tiếp tục đem đi xử lý. Khi bùn tuần hoàn trở về thì phải giữ nồng độ bùn trong bể aeroten ở mức ổn định,chỉ xả đi lượng bùn dư (tương ứng với lượng tăng sinh khối vi sinh vật). Bùn hoạt tính lắng xuống ở bể lắng II còn chứa nhiều chất chưa được chuyển hóa. Trước khi tuần hoàn về bể aeroten ta cho tái sinh. Tái sinh bùn hoạt tính bao gồm phải sục khí vào bùn,khi đó các chất hữu cơ đã hấp phụ chưa kịp chuyển hóa sẽ bị oxy hóa, tránh được hiện tượng yếm khí trong bể. Do vậy , ngay cả khi nước thải chứa các chat dễ bị oxy hóa ta cúng thực hiện công việc tái sinh bùn hoạt tính. -Trạm xử lý nước thải của nhà máy bia có các thông số kĩ thuật sau: + công suất: 800 m3/ngày. + Lưu lượng nước thải lớn nhất 60 m3/giờ. + Lưu lượng nước thải trung bình: 40m3/ giờ. + Lượng tải BOD5: 600 kg/ ngày. + Thời gian điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải: 4 giờ. + Thời gian thổi khí: 2.3 giờ. + Liều lượng bùn hoạt tính trong bể aroten: 4.5 g/l. + Thời gian lắng đợt 2: 1.5 giờ. Các chỉ tiêu kĩ thuật về nước thải: SttChỉ tiêuNước trước xử lýNước sau xử lý1Ph6-96-92Hàm lượng cặn lơ lửng150-3001003BOD5, mg/l700-800504COD, mg/l850-9501005Tổng nitơ25206Tổng phosphor767Coliform, MPN/100ml< 10.000< 10.000 PHỤ LỤC 2 : VẤN ĐỀ VỆ SINH THIẾT BỊ , NHÀ XƯỞNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG I. Vệ sinh thiết bị, nhà xưởng. Sau khi hoạt động,mỗi thiết bị đều được vệ sinh bằng hệ thống CIP. Sau 60 mẻ , tiến hành vệ sinh toàn thiết bị bằng xút và hợp chất trợ vệ sinh. Riêng đối với tank lên men là thiết bị yêu cầu độ vệ sinh cao thì phải sử dụng : - Chất tẩy rửa : trimetal HC 2%V - Chất diệt khuẩn : oxonia 0,5% V Tiến hành vệ sinh tank lên men : Xóa lạnh, thu hết CO2 trong tank , kiểm tra hóa chất trong thùng CIP lạnh , lắp đường ống theo yêu cầu công nghệ. Quá trình vệ sinh : Vệ sinh nước lần 1: + Mở van CIP lạnh và hồi CIP lạnh , mở van cấp và hồi ở tank vệ sinh , mở van hút ở khoang chứa nước của thùng CIP lạnh , đóng hết các van hồi về thùng CIP,mở van xả ra cống. + Bật bơm cấp CIP,khi có nước trong khoang bơm hồi thì bật bơm hồi CIP,thời gian đầu xả ra cống sau đó cho hồi về khoang nước chạy tuần hoàn,cuối cùng dùng nước sạch tráng lại. Vệ sinh Trimetal: + Mở van hút khoang Trimetal,bật bơm CIP lạnh , bật bơm hồi CIP khi đã có dịch ở khoang bơm , kiểm tra cuối đường hồi,nếu thấy xuất hiện Trimetal thì đóng van xả cống , đồng thời mở van hồi về khoang chứa Trimetal. + Thời gian vệ sinh theo yêu cầu công nghệ + Kết thúc tắt bơm CIP,đóng van hút khoang Trimetal,kiểm tra hồi hết thì tắt bơm hồi. Vệ sinh nước lần 2: Mục đích là tráng rửa sạch Trimetal trước khi chuyển vệ sinh oxonia,thao tác tương tự như vệ sinh nước lần 1. Chú ý phải dùng nước đuổi Trimetal về khoang Trimetal để tiết kiệm hóa chất. Vệ sinh Oxonia: Thao tác tương tự Trimetal,chú ý vệ sinh hóa chất ở khoang nào thì mở van hút và van hồi ở khoang đó. *) Chú ý : đối với tank chuẩn bị đón dịch phải xả hóa chất trước khi đón dịch,đối với tank chứa bia sang phải dùng áp suất xả sạch , hút hết mùi mới chuyển bia sáng vào II. Các quy định về an toàn lao động Không hút thuốc lá trong phân xưởng sản xuất. Không đi dép lê, giày cao gót trong phân xưởng , vì sàn trơn trượt dễ trượt ngã. Ở gian xay nghiền không được phép thò tay vào máy nghiền. Khi mở nắp nồi nấu tránh ghé mặt vào nguy cơ bị bỏng cao. Chú ý thường xuyên kiểm tra khả năng hoạt động của các van an toàn, van tự động. Các thiết bị điện phải nối đất, đảm bảo không bị rò điện gây giật khi vận hành. Tuân thủ các chế độ công nghệ đã cài đặt,khi có sự cố phải báo ngay cho phòng kỹ thuật,người có trách nhiệm. KẾT LUẬN Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn tận tình của các thầy, em đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ. Qua việc làm đồ án, em đã được tìm hiểu kỹ hơn, hình dung rõ hơn về công việc thiết kế một nhà máy bia. Đó là những kiến thức hết sức quý báu sẽ giúp ích rất nhiều cho em trong công việc của mình sau khi ra trường. Bản đồ án của em khó tránh khỏi những thiếu sót do những hạn chế của mình nên em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, phê bình của thầy cô và các bạn để giúp em củng cố kiến thức đã học trên ghế nhà trường và kiến thức thực tế. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, bạn bè và gia đình, đặc biệt là thầy PGS.TS.Nguyễn Đình Thưởng (hướng dẫn phần Công nghệ) , thầy Nguyễn Mạnh Hậu (hướng dẫn phần Xây dựng) và thầy Dương Văn An (hướng dẫn phần Kinh tế) đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án ! Hà nội ngày tháng năm 2008 Sinh viên thực hiện Lê Văn Giáp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. GS.TS. Hoàng Đình Hòa Công nghệ sản xuất Malt và Bia – NXB KH&KT 2000. 2. GS.TS .Nguyễn Thị Hiền Khoa học – Công nghệ Malt và Bia – NXB KH&KT 2007 3. PGS.TS .Lê Thanh Mai Các phương pháp phân tích ngành Công nghệ lên men – NXB KH&KT 2005. 4. PGS.TSKH. Lê Hoàng Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học – NXB KH&KT 2004 5. PGS. Ngô Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp – Bộ môn XDCN khoa CN Hóa học – ĐHBK Hà Nội. 6. PTS. Ngô Trần Ánh Kinh tế Quản lý doanh nghiệp – NXB Thống kê 2001.