() Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm Nguyễn Giang Sơn CNSH B, K46 http //www ebook edu vn 1 Mục lục Trang Mục lục 1 L i nói đ u 6 Ph n I Lập luận kinh tế kỹ thuật 8 I Hi[.]
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Mục lục Trang Mục lục - L i nói đ u - Ph n I: Lập luận kinh tế kỹ thuật I Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia giới Việt Nam - II Chọn loại sản ph m, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trư ng Lựa chọn loại bia sản xuất Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy - Vùng nguyên liệu 10 Vùng tiêu thụ sản ph m - 10 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh 10 Nguồn cung cấp nhiên liệu 11 Nguồn nhân lực - 11 Giao thông vận tải 11 Ph n II: Chọn phương pháp sản xuất thuyết minh dây chuyền công nghệ - 12 I Chọn nguyên liệu 12 Malt đại mạch - 12 Gạo - 13 Hoa houblon 13 Nước - 14 Nguyên liệu phụ trợ khác - 15 II Chọn phương pháp nấu 16 Nghiền nguyên liệu 16 Hồ hoá đư ng hoá 17 Lọc dịch đư ng - 17 Nấu hoa 18 Lắng làm lạnh dịch đư ng houblon hoá 19 III Chọn ch ng nấm men phương pháp lên men - 20 Chọn ch ng nấm men 20 Lên men sản ph m bia chai - 21 Lên men sản ph m bia 22 IV Thuyết minh dây chuyền sản xuất - 23 Nghiền nguyên liệu 24 a Nghiền malt - 24 b Nghiền gạo 24 Q trình hồ hố đư ng hố - 25 a Hồ hoá - 25 b Đư ng hoá 25 Lọc dịch đư ng - 26 Nấu hoa 27 Lắng xoáy - 28 Lạnh nhanh 28 Bão hoà O2 vào dịch lên men - 29 Cấp nấm men tiến hành lên men 29 Lọc bia - 30 10 Tàng trữ ổn định tính chất c a bia thành ph m 31 Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm 11 Hồn thiện sản ph m - 31 V Quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp, nước thải 33 Xử lý nước cấp - 33 Xử lý nước thải - 33 Ph n III: Lập kế hoạch sản xuất tính cân sản ph m 35 A Lập kế hoạch sản xuất 35 B Tính cân sản ph m - 36 I Tính cân sản ph m cho 1000l bia chai - 36 Tính lượng gạo lượng malt 36 Lượng bã gạo bã malt 37 Lượng nước dùng nấu rửa bã 38 Lượng hoa houblon sử dụng 39 Các nguyên liệu khác 40 II Tính cân sản ph m cho 1000l bia 45 Tính lượng gạo lượng malt 45 Lượng bã gạo bã malt 46 Lượng nước dùng nấu rửa bã 46 Lượng hoa houblon sử dụng 47 Các nguyên liệu khác 48 III Hoá chất vệ sinh: - 53 Hóa chất vệ sinh nồi nấu: - 53 Hóa chất vệ sinh thiết bị lên men, tàng trữ bia: 53 Ph n IV: Tính chọn thiết bị - 55 I Tính chọn thiết bị cho phân xư ng nấu - 55 Cân, g u tải 55 Máy nghiền 55 Nồi hồ hoá - 56 Nồi đư ng hoá 57 Thùng lọc đáy 58 Nồi nấu hoa - 59 Thùng ch a trung gian - 60 Thùng lắng xoáy 61 Thiết bị lạnh nhanh sục khí 62 10 Thùng nước nấu - 62 11 Hệ thống cip nấu 63 II Tính chọn thiết bị cho phân xư ng lên men - 64 Tank lên men - 64 Thiết bị nhân giống cấp II - 65 Thiết bị nhân giống cấp I 65 Thiết bị rửa men sữa kết lắng - 66 Thiết bị hoạt hoá men 67 Hệ thống cip lạnh: 67 III Tính chọn thiết bị cho phân xư ng hoàn thiện - 69 Thiết bị lọc bia - 69 Thùng tàng trữ bão hoà CO2 69 Hệ thống chiết bock 70 Hệ thống chiết chai - 70 Ph n V: Tính tốn nhu c u lượng, nhu c u nước c a nhà máy - 74 I Tính nhiệt lạnh - 74 Lượng nhiệt lạnh c n cấp cho thiết bị lạnh nhanh - 74 Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men 74 a Lượng nhiệt lạnh c n cung cấp giai đoạn lên men - 74 b Lượng nhiệt lạnh c n cấp để hạ nhiệt độ dịch 76 c Lượng nhiệt lạnh c n cung cấp giai đoạn lên men phụ: 76 Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống 77 a Lượng nhiệt lạnh c n cấp để tái sử dụng men kết lắng 77 b Lượng nhiệt lạnh c n cấp để nhân men - 78 Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xư ng hoàn thiện - 80 Hệ thống lạnh - 81 II Tính 83 Lượng cấp cho nồi hồ hoá 83 Lượng cấp cho nồi đư ng hoá - 84 Lượng cấp cho nồi nấu hoa - 85 Lượng cấp cho thiết bị đun nóng nước - 86 Lượng cấp cho phân xư ng hoàn thiện - 86 Lượng nhiên liệu cho nồi - 87 III Tính nước - 88 Lượng nước dùng cho phân xư ng nấu - 88 Lượng nước dùng cho phân xư ng lên men 88 Lượng nước dùng cho phân xư ng hoàn thiện - 88 Lượng nước dùng cho hoạt động khác c a nhà máy 89 IV Tính điện 90 Phụ tải chiếu sáng 90 Phụ tải sản xuất - 92 Xác định thông số c a hệ thống điện - 93 Tính điện tiêu thụ hàng năm 93 a Điện thắp sáng hàng năm - 93 b Điện tiêu thụ cho sản xuất hàng năm 94 c Điện tiêu thụ năm - 94 Ph n VI: Tính tốn thiết kế xây dựng c a nhà máy - 95 A Phân tích lựa chọn địa điểm xây dựng - 95 B Thiết kế tổng mặt nhà máy 97 I Tính tốn hạng mục cơng trình 98 Khu vực sản xuất - 98 a Nhà sản xuất - 98 b Khu tank lên men - 99 c Nhà hoàn thiện sản ph m 99 Kho tàng - 99 a Kho ch a nguyên liệu 99 b Kho ch a thành ph m 100 Các phân xư ng phụ trợ sản xuất - 101 a Trạm biến áp - 101 b Xư ng điện - 101 c Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 cấp khí nén 101 d Phân xư ng 101 e Khu xử lý nước cấp - 102 g Khu xử lý nước thải - 102 h Bãi vỏ chai - 102 Các cơng trình khác - 102 a Nhà hành 102 Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm b Nhà giới thiệu sản ph m 102 c Hội trư ng 103 d Nhà ăn, căng tin - 103 e Gara ô tô 103 g Nhà để xe c a nhân viên - 103 h Phòng bảo vệ - 103 i Nhà vệ sinh - 103 II Bố trí hạng mục cơng trình 105 III Tính tốn đánh giá thông số xây dựng - 106 IV Thiết kế phân xư ng sản xuất - 107 Đặc điểm cách bố trí thiết bị phân xư ng sản xuất - 107 Thiết kế xây dựng phân xư ng sản xuất 107 Ph n VII: Tính tốn kinh tế - 109 A Phân tích thị trư ng - 109 B Tính tiêu dự án đ u tư 110 I Nhu c u vốn đ u tư - 110 Vốn lưu động 110 a Tiền lương 110 b Chi phí nhiên liệu, lượng 112 c Chi phí marketing: 112 Vốn cố định 112 a Vốn đ u tư cho xây dựng - 112 b Vốn đ u tư mua dây chuyền thiết bị 114 c Tiền đ u tư mua phương tiện vận tải 114 d Tiền đ u tư ban đ u để mua chai, két, bock - 115 e Khấu hao tài sản cố định - 115 Nguồn vốn 116 II Tính giá thành sản ph m 117 Chi phí vận hành 117 a Chi phí nguyên vật liệu - 117 b Chi phí nhân cơng trực tiếp 118 c Chi phí sản xuất chung 118 d Chi phí tiêu thụ sản ph m 119 e Chi phí quản lý doanh nghiệp 119 Các khoản thu, chi khác 119 a Thu nhập từ việc bán sản ph m phụ c a nhà máy 119 b Chi phí tiền vốn 120 Giá thành sản ph m - 120 Giá bán - 120 Thu nhập trước thuế c a dự án 121 III Tính dịng tiền số tiêu hiệu c a dự án 122 Ph n VIII: Vệ sinh an toàn lao động - 129 I Vệ sinh - 129 Vệ sinh cá nhân 129 Vệ sinh thiết bị nhà xư ng - 129 II An toàn lao động - 131 Chống khí độc nhà máy - 131 Chống ồn rung động - 131 An toàn vận hành thiết bị 131 An toàn điện 131 Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Phịng cháy chữa cháy 132 Kết luận 133 Tài liệu tham khảo 135 Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Lời nói đầu Bia loại đồ uống giải khát ưa chuộng nước ta giới Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, dễ dàng phân biệt với loại đồ uống khác Được sản xuất từ nguyên liệu malt đại mạch, hoa hublon bia đem lại giá trị dinh dưỡng, lít bia cung cấp 400 – 450kcal, bia có khả kích thích tiêu hố, giúp thể khoẻ mạnh dùng với liều lượng thích hợp đặc biệt cịn có tác dụng làm giảm nhanh khát c a ngư i uống nh đặc tính bão hồ CO2 Theo nghiên c u c a nhà khoa học, bia đ i từ khoảng 7000 năm trước Công nguyên, bắt nguồn từ lạc cư trú ven b sơng Lưỡng Hà, sau truyền sang châu lục khác thông qua trình trao đổi, bn bán lạc Trong trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất lượng cho bia, ngư i ta nhận thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị đặc biệt nhiều đặc tính quý giá Hiện nay, hoa hublon nguyên liệu thay sản xuất bia Đến kỷ XIX Louis Pasteur xuất sách bia tạo ngành công nghiệp sản xuất bia ánh sáng khoa học, với phát triển c a ngành khoa học khác quy trình cơng nghệ sản xuất bia ngày tr nên hồn thiện Chính vậy, bia tr thành loại đồ uống ưa chuộng nay, sản xuất tiêu thụ ngày nhiều phạm vi toàn giới Việt Nam, bia xuất chưa lâu (chỉ khoảng 100 năm), ngành công nghiệp sản xuất bia nhiều tiềm phát triển Trong năm g n đây, nhu c u sử dụng bia nước ta ngày tăng Rất nhiều nhà máy s sản xuất bia thành lập khắp nước chưa đáp ng hết nhu c u thị trư ng chất lượng số lượng Hơn bia ngành cơng nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả thu hồi vốn nhanh, nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia Xuất phát từ nhu c u thực tế, mục tiêu đề lợi ích c a việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm nhà máy bia với cấu tổ ch c chặt chẽ thiết bị công nghệ cung cấp cho Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm ngư i tiêu dùng loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp vô c n thiết Trong đồ án em trình bày thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Đây nhà máy với suất trung bình, trang bị tổ ch c hợp lý có khả thích ng linh hoạt với qui mơ sản xuất trung bình, có khả m rộng qui mô sản xuất Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật I Hiện trạng sản xuất tiêu thụ bia giới Việt Nam Trong loại đồ uống giải khát bia ưa chuộng, phổ biến rộng rãi giới sản lượng tiêu thụ lớn ngày tăng nước phát triển Đ c, Đan Mạch, Ba Lan, Mỹ ngành công nghiệp sản xuất bia phát triển, sản lượng bia c a Đ c, Mỹ đạt 10 tỷ lít/năm Cơng nghệ sản xuất bia sản ph m bia c a nước thâm nhập vào thâm nhập vào thị trư ng c a nhiều nước giới có Việt Nam M c tiêu thụ bia bình quân nước cao khoảng 100 lít/ngư i/năm Các nước Á Đơng có m c tiêu thụ bia chưa cao bình qn khoảng 20 lít/ngư i/năm ngoại trừ số nước Nhật Bản đạt 50 lít/ngư i/năm Nhưng thị trư ng đông dân cư, sản lượng bia Trung Quốc Nhật Bản g n sản lượng bia c a Đ c, Mỹ Việt Nam bia xuất từ đ u kỉ 20, nước nằm vùng nhiệt đới cận xích đạo tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn ngày phát triển Từ ban đ u có nhà máy bia nhỏ nhà máy bia Hà Nội nhà máy bia Sài Gòn, nhà máy bia xuất h u khắp tỉnh nước, sản lượng c a nhà máy ngày tăng Hiện suất c a nhà máy bia Hà Nội đạt 100 triệu lít/năm tiếp tục tăng suất tới 200 triệu lít/năm vào năm 2010, suất c a nhà máy bia Sài Gòn đạt 350 triệu lít/năm dự kiến 780 triệu lít/năm vào năm 2010 Bên cạnh nhiều thương hiệu bia ngoại xuất nước ta Tiger, Heineken M c tiêu thụ bia bình qn Việt Nam cịn thấp khoảng 15 lít/ngư i/năm h a hẹn nhiều tiềm để ngành sản xuất bia phát triển Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm II Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường Lựa chọn loại bia sản xuất Để sản ph m sản xuất tiêu thụ đặc biệt sản ph m bia chai chiếm lĩnh thị trư ng rộng sản ph m bia phải có chất lượng cao đáp ng yêu c u ngày cao c a ngư i tiêu dùng Do em lựa chọn sản xuất loại bia có chất lượng cao, thuộc loại bia vàng loại bia ưa chuộng Sản ph m bia sản xuất phải đảm bảo đạt tiêu chu n sau: * Các tiêu cảm quan: - Độ bọt: Khi rót bia cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc ln có bọt khí li ti d n lên bề mặt Chiều cao lớp bọt > 2cm, th i gian giữ bọt – 15 phút - Mùi vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng hương thơm dịu nhẹ c a hoa houblon, không q nhạt, khơng có mùi vị lạ - Màu sắc độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sáng óng ánh, suốt, cặn hay v n đục * Các tiêu hoá học: - Độ cồn: 4,6 ± 0,2 - Hàm lượng đư ng sót: – 2% - Hàm lượng CO2: 4,5 – g/l - Hàm lượng diacetyl: ≤ 0,2 mg/l - Chất khoáng: 0,14 – 0,38% - Đạm tổng: 3,5 – g/l - Este: 15 – 50 mg/l - Aldehyt: 10 – 15 mg/l Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm lựa chọn c n đáp ng yêu c u sau: - Phù hợp với qui hoạch chung c a tỉnh, thành phố - G n nguồn cung cấp nguyên liệu thị trư ng tiêu thụ sản ph m - Thuận tiện mặt giao thông - Đảm bảo nguồn điện, nước, nhiên liệu Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy bia suất 25 triệu lít/năm - Nguồn nhân lực khơng q khan Dựa vào yêu c u em chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm khu công nghiệp Quang Minh, thuộc huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc Đây khu cơng nghiệp có diện tích rộng tiếp tục phát triển, có nhiều tiềm để phát triển kinh tế xã hội Các khu dân cư đô thị xung quanh xây dựng m rộng Bên cạnh hệ thống giao thông g n khu công nghiệp xây dựng, cải tạo hoàn thiện đư ng cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, đư ng quốc lộ 2, quốc lộ 3, quốc lộ 18, tuyến đư ng sắt Hà Nội – Lào Cai tuyến giao thông quan trọng nh thuận lợi vận chuyển nguyên liệu phân phối sản ph m Mạng lưới điện quốc gia cung cấp cho khu công nghiệp ổn định thuận lợi Vùng nguyên liệu Nguyên liệu đ u tiên để sản xuất bia malt đại nhập ngoại từ Đ c, Úc Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc dạng cao hoa hoa viên Nguyên liệu thay gạo mua tỉnh hay mua từ tỉnh lân cận Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương, Nam Định, Thái Bình với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo vận chuyển nhà máy ch yếu tơ Trong nhà máy cịn thiết kế hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử lý lọc làm mềm nước dùng cho nấu bia hoạt động khác c a nhà máy Vùng tiêu thụ sản phẩm Bia nhà máy sản xuất cung cấp cho cửa hàng tỉnh tỉnh lân cận Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Tây, Nam Định, Phú Thọ, Thái Nguyên Sản ph m sau chiết chai, chiết bock chun ch tơ, số lượng sử dụng phương tiện khác Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh Nguồn điện: Sử dụng điện lưới c a mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Mạng lưới điện cung cấp 24/24 gi ngày, để đề phòng cố mạng lưới, nhà máy bố trí trạm biến sử dụng thêm máy phát điện dự phòng Nguyễn Giang Sơn CNSH-B, K46 http://www.ebook.edu.vn h 10