Thiet ke mau nha may bia nang suat 10 trieu 68980

MỞ PHẦN ĐẦU

Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao, độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hoá mà còn giảm được sự mệt mỏi sau những ngày làm việc mệt nhọc, có tác dụng giải khát Ngoài ra nó còn chứa vitamin B1, B2, PP và rất nhiều axit amin cần thiết cho cơ thể Năng lượng thu được khi sử dụng 0,5l bia tương đương với ăn 100g bánh mỳ, 300ml rượu vang 12° cồn hoặc 300g khoai tây Một lít bia mang lại cho người sử dụng khoảng 400 – 500 kcal.

Bia được chế biến từ malt đại mạch, nguyên liệu thay thế (gạo, ngô, tiểu mạch,…), hoa houblon, nước, men Hương thơm và vị đặc trưng của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, từ các quá trình lên men dịch đường sinh ra rượu, CO2 và các sản phẩm lên men khác Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng hầu hết khắp các nước trên thế giới và sản lượng của nó ngày càng tăng.

Theo dấu tích của các nhà khảo cổ học đã tìm thấy và chứng minh, quá trình sản xuất bia có cách đây 5 – 7 nghìn năm Mãi đến năm 1857 nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đã tạo ra bước ngoặt lớn cho ngành công nghệ sản xuất bia, đó là khi ông phát hiện ra “Nấm men - vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của chúng đã làm nên quá trình lên men bia” Đến cuối thế kỷ 19 một số nhà khoa học Đức, Nga mới chứng minh được rằng nấm men tạo nên các enzyme và các enzyme này có khả năng chuyển hoá đường thành rượu và CO2, đây là thành phần quan trọng nhất của bia.

Căn cứ vào những lập luận dưới đây, mục tiêu của đồ án là: “ Thiết kế mẫu nhà máy bia năng suất 10 triệu lít/năm độ đường sau lên men là 12Bx sử dụng 10% nguyên liệu gạo thay thế ” , trong đó:

 50% sản phẩm bia lon 330ml

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

THUYẾT MINH KỸ THUẬT

1 Malt đại mạch. a) Thành phần hóa học của malt vàng:

Thành phần % theo khối lượng

Protein 8 – 11 Đường saccharose 3 – 5 Đường khử 3 – 4

Chất khoáng 0,2 – 0,3 b) Các yêu cầu kỹ thuật đối với nguyên liệu malt vàng

+ Màu sắc: hạt màu vàng sáng, vỏ có ánh

+ Mùi vị: hạt có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt nhẹ

+ Trạng thái: hạt mẩy đều, không mốc, không mối mọt.

+ Dung trọng của malt khô: 500 - 530g/l

+ Trọng lượng khô tuyệt đối (là khối lượng của 1000 hạt malt): 29 - 38g + Hình thái vết cắt (mức độ trắng đục hoặc trắng trong của phần nội nhũ) là chỉ số đánh giá mức độ hòa tan của bột malt Yêu cầu đối với malt vàng, số hạt có độ trắng đục phải ≥ 94%.

+ Độ xốp: malt càng xốp thì càng nhuyễn Malt phải xốp, khi cắn phải mềm. Theo đó, yêu cầu độ cứng của malt phải ≤ 55.000 g.cm/g

STT Tên chỉ tiêu kiểm tra Đơn vị Yêu cầu

1 Độ ẩm % theo khối lượng ≤ 5

2 Thời gian đường hóa (70 o C) phút ≤ 15

3 Hiệu suất chiết % theo chất khô ≥ 78

4 Hiệu số giữa hiệu suất chiết khi malt nghiền mịn và nghiền thô

5 Cường độ màu của dịch đường EBC 3,0 – 4,5

6 Hàm lượng đường maltoza % theo chất chiết 65 - 72

7 Độ chua định phân của dịch thủy phân ml NaOH 0,1N/100g chất khô

9 Chỉ số Kolbach % đạm hòa tan trên tổng lượng các hợp chất chứa nitơ hòa tan vào dịch đường

2 Nguyên liệu thay thế. a) Chọn nguyên liệu thay thế

- Trong quá trình nấu người ta thường thay một phần malt bằng các hạt chưa được

“malt hoá”, gọi là các “hạt thô” hay dùng đường để thay thế

- Nguyên liệu thay thế phải dồi dào gluxit mà từ đó dưới tác dụng của enzyme trong malt, gluxit này sẽ chuyển hóa thành đường hòa tan Ở Việt Nam, gạo là nguồn nông sản dồi dào, giá thành thấp, đáp ứng tốt yêu cầu thay thế Vì vậy, ta chọn gạo để thay thế cho 10% malt b) Thành phần hóa học của gạo

Thành phần % theo khối lượng

Chất khoáng 1 – 1,2 c) Các yêu cầu kỹ thuật đối với nguyên liệu gạo

- Cảm quan: hạt đều, trắng bóng, không mối mọt, không mốc, không vón cục

- Tỷ lệ tấm (hạt ≤ ẵ hạt): ≤ 35%

+ Độ hòa tan tương đối: ≥ 80%

3 Hoa houblon. a) Thành phần hóa học của hoa houblon

Trong đó những thành phần quyết định đến chất lượng của bia bao gồm:

- Chất đắng: là thành phần giá trị nhất trong hoa, ngoài tác dụng truyền vị đắng đặc trưng cho bia, nó còn có khả năng ức chế mạnh sự phát triển của vi sinh vật giúp bảo quản bia lâu hơn Bên cạnh đó, chất đắng có hoạt tính sinh học cao, tạo ra sức căng bề mặt lớn, giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu.

- Tinh dầu thơm của hoa houblon: hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo cho bia một mùi thơm rất đặc trưng, rất nhẹ và dễ chịu.

- Polyphenol (tanin): có tác dụng kết tủa các protein không tan ra khỏi dịch đường, ổn định thành phần và tăng độ bền keo cho bia thành phẩm. b) Lựa chọn chế phẩm từ hoa houblon

Hiện nay có 4 dạng chế phẩm houblon thường được sử dụng:

- Dạng hoa houblon hạt, viên

Ta chọn sử dụng kết hợp cả hoa cao và hoa viên, dựa trên các ưu điểm của chúng:

- Sử dụng thuận tiện, bảo quản và vận chuyển đơn giản

- Khả năng trích ly polyphenol từ hoa viên lớn.

- Hàm lượng axit đắng của cao hoa rất lớn chiếm ≥ 30% c) Các yêu cầu kỹ thuật đối với hoa houblon

+ Màu sắc: Hoa viên: màu xanh non

Cao hoa: màu xanh thẫm.

+ Mùi: mùi thơm đặc trưng

+ Vị: vị đắng đặc trưng

+ Hoa không lẫn tạp chất.

Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Yêu cầu

Mùi Không mùi Độ trong EBC < 0,5 pH 7,0 – 7,2

Kiềm tổng ppm CaCO3 20 – 80 Độ cứng o GH 3 – 8

5 Nấm men. a) Lựa chọn chủng nấm men Đã từ lâu, trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men đựơc chia thành 2 nhóm:

- Nhóm nấm men nổi Saccharomyces cerevisiae

- Nhóm nấm men chìm Saccharomyces Carlsbergensis

Ta chọn phương pháp lên men chìm, sử dụng chủng Saccharomyces Carlsbergensis, dựa trên những ưu điểm sau:

- Quá trình xảy ra trong lòng môi trường nên khả năng lên men tốt.

- Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường rafinosse hoàn toàn).

- Kết thúc lên men, các tế bào kết thành chùm kết lắng xuống đáy thùng rất nhanh, nhờ vậy bia chóng tự trong hơn dùng men nổi, đồng thời quá trình rút men cũng dễ dàng hơn.

- Có khả năng tái sử dụng tốt (khoảng 6 – 10 đời) b) Một số chỉ số đánh giá chất lượng nấm men

- Tốc độ và mức độ lên men: 5 – 7 ngày.

- Hàm lượng sản phẩm bậc 2 tạo thành thấp: 0,6mg/l.

- Tốc độ và khả năng kết lắng cao.

- Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa) chậm: có khả năng tái sử dụng 6 – 10 đời.

- Có khả năng chống chịu tốt khi bị tấn công.

6 Các hóa chất phụ trợ.

Trong công nghệ sản xuất bia, ngoài những nguyên liệu không thể thiếu được như malt đại mạch, hoa houblon, nấm men, người ta còn dùng đến một số nguyên liệu hay hóa chất phụ Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, mà những nguyên phụ liệu hoặc các hóa chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau, ta gọi chung những dạng này là phụ gia và chia thành hai nhóm chính:

- Nhóm phụ gia trực tiếp : gồm tất cả những phụ gia có mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm soát chặt chẽ, với hàm lượng cho phép.

+ Các hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm của nước công nghệ như: HCl,

+ Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH như: axit lactic,

+ Chất tạo màu cho bia: caramen.

+ Các chế phẩm enzyme dùng cho hồ hóa và đường hoá: E.Termamyl, E.Neutrase, E Fungamyl, được sử dụng với mục đích:

 Tăng hiệu suất thu hồi chất hoà tan.

Tên chế phẩm Nguồn gốc Ứng dụng pHopt Topt

Termamyl 120L Bac Licheniformis Enzyme dịch hóa 6 - 7 85 – 100 o C Neutrase 0,5L Bac Subtilis Enzyme đạm hóa 5,5 – 6,5 50 - 60 o C Fungamyl 800L Asp Oryzae Enzyme đường hóa 5 - 6 60 - 70 o C

- Nhóm phụ gia gián tiếp: gồm tất cả các phụ gia được sử dụng trong quy trình công nghệ nhưng không được phép có mặt trong sản phẩm.

+ Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H2SO4, NaOH, chất tẩy trùng P3 Oxonia.HC 0,5%

+ Tác nhân lạnh NH3 và chất truyền lạnh glycol

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

1 Nghiền nguyên liệu. a) Mục đích

Phá vỡ cấu trúc của hạt, nghiền hạt thành nhiều mảnh nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, giúp cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình hồ hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn. b) Nghiền malt

- Nghiền nhỏ phần nội nhũ còn vỏ trấu càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu.

- Sử dụng 3 loại sàng có đường kính lỗ tương ứng là: 2,2 ; 1,0 và 0,56 mm để phân bột nghiền thành 4 loại: vỏ, tấm lớn, tấm bé và bột Dựa vào khối lượng từng thành phần thu được trên các rây để kiểm tra mức độ nghiền.

- Quy định về mức độ nghiền đối với malt:

Nghiền malt là công đoạn đòi hỏi kỹ thuật cao nên cần phải lựa chọn phương pháp nghiền thích hợp để tránh ảnh hưởng đến quá trình công nghệ và nâng cao hiệu suất chung của quá trình Thông thường, người ta sử dụng máy nghiền trục.

Hiện nay người ta sử dụng 3 phương pháp nghiền malt, đó là:

+ Nghiền khô: nghiền malt ở trạng thái khô

+ Nghiền ẩm: malt trước khi đưa vào máy nghiền thì được phun ẩm bổ sung thêm 2% bằng nước nóng (sôi) hoặc bằng hơi (nhiệt độ hơi không quá 105 o C) + Nghiền ướt: malt được nghiền với nước theo tỷ lệ phối trộn nhất định.

Căn cứ vào những ưu điểm sau đây, ta chọn phương pháp nghiền khô:

+ Có thể nghiền trước khi nấu lâu.

+ Dễ vệ sinh thiết bị.

+ Nghiền tốt cả những loại malt có độ nhuyễn kém.

* Nguyên lý làm việc của máy nghiền 4 trục:

Malt sau khi được nghiền qua cặp rulo thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng. Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé Hai pha này được thu gom vào thùng tạm chứa, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được đổ vào cặp rulo thứ hai để nghiền lại một lần nữa. c) Nghiền gạo

- Gạo cần được nghiền càng nhỏ càng tốt.

- Kích thước của gạo sau khi nghiền:

- Với yêu cầu như trên, có thể lựa chọn phương pháp:

+ Nghiền búa: với nhiều lưỡi dao, bằng lực cơ học mà chém nát hạt

+ Nghiền trục: với điều kiện rulo nghiền phải có gia công cho phù hợp với yêu cầu công nghệ Nhược điểm của phương pháp là bề mặt gia công của rulo rất nhanh bị mòn, phụ tùng thay thế khó khăn.

- Trong đồ án này, ta lựa chọn phương pháp nghiền búa đối với nguyên liệu gạo.

* Nguyên lý làm việc của máy nghiền búa.

Bộ phận chính của máy nghiền búa là một roto quay, trên roto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa gắn nhiều lưỡi dao bằng thép Bằng lực cơ học, khi roto quay, các lưỡi dao sẽ chém hạt nát vụn Bột gạo lọt qua sàng phân loại

Phá vỡ cấu trúc tế bào của tinh bột, chuyển tinh bột từ trạng thái không tan thành trạng thái hoà tan, tạo điều kiện cho quá trình phân cắt các mạch tinh bột bởi các enzyme. b) Quá trình và những biến đổi:

- Bật cánh khuấy nhanh, cấp nước vào lót nồi Nhiệt độ nước cấp 40 – 42 o C

- Xuống 5% malt lót (% so với lượng gạo)

Quá trình xuống malt hay gạo đều được thực hiện trong bộ phận phối trộn gắn trên nồi nấu Nhờ đó, nguyên liệu và nước được xuống cùng một lúc với áp lực mạnh nhằm hòa tan bột vào nước.

Ngay trong quá trình trộn liệu (nhiệt độ 40 – 42 o C, pH = 7 – 8), enzyme peptidaza xúc tác phản ứng phân cắt polypeptit thành dipeptit và sau đó thành axit amin.

- Sau khi xuống malt lót xong tiến hành nhập liệu gạo Bổ sung axit lactic để điều chỉnh pH = 5 Nâng nhiệt độ lên 50 o C, ngâm trong 20 phút.

Trong giai đoạn này, sitaza thủy phân xenlloza và hemixelluloza tạo thành các chất thấp phân tử, phá vỡ thành tế bào, giúp cho hoạt động của các enzyme khác hiệu quả hơn Đồng thời, proteinaza xúc tác phản ứng thủy phân protein tạo thành albumoza,pepton và các polypeptit

- Nâng nhiệt độ lên 85 – 87 o C Bổ sung enzyme tecmamyl Giữ nhiệt độ này trong 30 phút

Với nhiệt độ và pH thích hợp, enzyme tecmamyl (bản chất là α - amylaza) xúc tác thủy phân tinh bột thành các dextrin thấp phân tử, ít glucoza và maltoza Nhờ đó, độ nhớt của dịch cháo giảm mạnh.

- Cấp thêm nước vào nồi để hạ nhiệt độ của dịch xuống 71 – 73 o C Bổ sung thêm 5% malt lót (% so với lượng gạo) Giữ nhiệt độ này trong 30 phút.

Công đoạn này nhằm phát huy khả năng của enzyme α–amylaza và enzyme amylophosphataza có sẵn trong malt α–amylaza giúp cắt phân tử tinh bột thành những mạch ngắn hơn, làm cho nguyên liệu không bị vón cục, tránh khê, khét. Amylophosphataza cắt phân tử axit phosphoric khỏi mạch amylopectin, qua hàng loạt những biến đổi tiếp theo mà cho ra sản phẩm thủy phân cuối cùng là fructoza và saccaroza Khi đó, gạo đã được dịch hóa hoàn toàn.

- Đun sôi dịch cháo (100 o C) để hòa tan hoàn toàn các chất có thể tan Khi nhiệt độ nồi cháo tăng tới 85 o C thì khởi động nồi malt.

- Đun sôi 60 phút thì bơm 1 phần sang nồi malt.

- Phần cháo còn lại đun sôi tiếp 30 phút rồi bơm hết sang nồi malt.

Tạo các điều kiện thuận lợi cho hệ enzym có sẵn trong malt như amylaza, proteaza, amylaphosphataza xúc tác quá trình thuỷ phân các hợp chất cao phân tử như protein, tinh bột, các hợp chất chứa phospho thành các hợp chất thấp phân tử: tinh bột → dextrin, đường; protein → peptit, axit amin Từ đó giúp tăng tối đa hàm lượng chất chiết của dịch đường sau này. b) Lựa chọn phương pháp đường hóa:

Căn cứ vào phương pháp tiến hành, công nghệ đường hóa có thể được phân thành 2 nhóm cơ bản:

- Đường hóa phân đoạn: từng phần nhỏ riêng rẽ của khối cháo được đường hóa và đun chín một cách thứ tự, sau đó mới hòa chung vào khối chính.

+ Ưu điểm: hiệu suất đường hóa cao

 Vốn đầu tư thiết bị nhiều

 Thời gian đường hóa kéo dài.

 Tiêu tốn nhiều năng lượng.

- Đường hóa toàn khối: toàn bộ khối cháo được đường hóa cùng một lúc từ lúc bắt đầu đến khi kết thúc.

 Chế độ công nghệ đơn giản.

 Dễ cơ giới hóa, tự động hóa.

+ Nhược điểm: hiệu suất đường hóa không cao bằng phương pháp phân đoạn.

Do đó, ta chọn sử dụng phương pháp đường hóa toàn khối c) Quá trình và những biển đổi:

- Bật cánh khuấy nhanh, cấp nước vào lót nồi Nhiệt độ nước 40 - 42 0 C.

- Cho nguyên liệu vào nồi Ngâm 20 phút.

Tại đây, enzyme sitaza thủy phân xenlloza và hemixelluloza tạo thành các chất thấp phân tử, phá vỡ thành tế bào, giúp cho hoạt động của các enzyme khác hiệu quả hơn; enzyme peptidaza trong malt xúc tác phản ứng phân cắt polypeptit thành dipeptit và sau đó thành axit amin.

- Bơm 1 phần dịch cháo sang để nâng nhiệt lên 51 – 53 0 C Thêm axit lactic để hạ pH xuống 5 Bổ sung enzyme Neutrase Giữ nhiệt độ này trong 30 phút

Cùng với enzyme proteinaza của malt, enzyme đạm hóa Neutrase cũng hỗ trợ thủy phân protein thành các chất thấp phân tử như: polypeptit, axit amin…

- Bơm nốt cháo sang để tăng nhiệt lên 63 – 65 0 C Bổ sung enzyme Fungamyl Giữ nhiệt độ này trong 30 phút

Trong điều kiện này, enzyme β – amylaza (trong malt) và enzyme Fungamyl thủy phân mạnh mẽ tinh bột và các dextrin, tạo thành sản phẩm cuối cùng là maltoza.

- Nâng nhiệt lên 74 – 76 o C Giữ nhiệt độ này trong 30 phút

CÂN BẰNG SẢN PHẨM

Lập kế hoạch sản xuất

Năng suất của nhà máy là 10 triệu lít/ngày, trong đó bia lon chiếm 50%, bia hơi chiếm 50%.

Do đặc thù khí hậu nước ta là nước nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều, đặc biệt thời tiết rất nóng vào khoảng tháng 4-8 nên trong khoảng thời gian này bia hơi tiêu thụ mạnh hơn bia lon, lượng bia hơi sản xuất trong các tháng này nhiều hơn lượng bia hơi sản xuất trong các tháng khác và nhiều hơn cả lượng bia lon sản xuất trong cùng tháng Vì vậy nhà máy lập kế hoạch sản xuất như sau:

Với năng suất 10 triệu lít/năm, ta bố trí phân xưởng nấu làm việc như sau:

 Ngày làm việc 2 ca (8h/ca)

 Ngày nấu 2 mẻ (15000 lít/mẻ)

1 năm làm việc 334 ngày tương đương với 10 triệu lít/năm

Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy

Số mẻ/số ngày nấu bia lon

Số mẻ/số ngày nấu bia hơi

Bảng năng suất theo tháng của nhà máy

> Năng suất cả năm là: 10.000.000 lít/năm

Tính cân bằng sản phẩm

Để đơn giản, ta tính cân bằng sản phẩm cho cho 100 kg nguyên liệu ban đầu, tức là tính xem từ 100 kg nguyên liệu ban đầu (malt + gạo ) ta thu được bao nhiêu lít bia thành phẩm.

Các thông số ban đầu :

+ Nồng độ dịch đường trước khi lên men: 12 0 Bx

Malt Gạo Độ ẩm 7% 13% Độ hòa tan 76% 85%

+ Tổn thất qua từng công đoạn :

Tên công đoạn Mức tổn thất(%)

Lắng trong và làm lạnh nhanh 3,0

3.2.1 Tính lượng chất hòa tan và bã

* Tính lượng chất chiết từ malt trong tổng số 100 kg nguyên liệu: Độ ẩm của malt: 7% ;

Lượng malt thô sau khi nghiền là:

100 x 0,9 x 0,995 = 89,6 kg Lượng chất khô của malt là:

Lượng chất chiết từ malt có trong 100 kg nguyên liệu là:

* Tính lượng chất chiết từ gạo trong tổng số 100 kg nguyên liệu: Độ ẩm của gạo: 13% ;

Tổn thất do xay nghiền: 0,5%

Lượng gạo sau khi nghiền là:

Lượng chất khô của gạo là

Lượng chất chiết từ gạo có trong 100 kg nguyên liệu là:

* Tổng lượng chất khô có trong 100 kg nguyên liệu là:

* Tổng lượng chất chiết có trong 100 kg nguyên liệu là:

* Tính lượng chất hoà tan còn lại có trong dịch đường sau giai đoạn nấu, đường hoá, lọc:

Chọn tổn thất chất hoà tan chung của quá trình nấu, đường hoá, lọc là 2%

Lượng chất chiết còn lại trong dịch đường là:

3.2.2 Tính lượng sản phẩm trung gian qua các giai đoạn

Khi đun hoa coi lượng chất khô hoà tan vào bằng lượng chất khô mất đi do vậy lượng chất chiết sau đun hoa vẫn là 69,28 kg

Lượng dịch đường 12 o Bx (sau khi đun hoa) là:

Với dịch đường 12 o Bx, ở 20 o C có thể coi khối lượng riêng d= 1,048 kg/l (tra bằng phụ lục 1 trong tài liệu tham khảo "Các phương pháp phân tích ngành Công nghệ Lên men")

Do vậy, thể tích dịch 12 0 Bx ở 20 o C là:

Do thể tích dịch ở 100 o C chênh lệch so với thể tích dịch ở 20 o C là 4% nên thể tích dịch ở 100 o C là:

Lượng dịch sau khi làm lắng trong và lạnh nhanh (trước khi lên men) là:

Lượng bia non sau khi lên men chính, phụ:

Lượng bia non sau khi lọc:

533,51 x 0,985 = 525,51 lít Lượng bia sau khi bão hoà CO2:

525,51 x 0,99 = 520,25 lít Lượng bia sau khi chiết (thành phẩm):

* Bia hơi (tổn thất 1,5%): 520,25 x 0,985 = 512,45 lít

* Bia lon (tổn thất 0.5%): 520,25 x 0,995 = 517,65 lít

Lượng men giống nuôi cấy tiếp vào trước khi lên men chính (10% so với lượng dịch đưa vào lên men) là:

Lượng men sữa tiếp vào trước khi lên men chính (1% so với lượng dịch đưa vào lên men):

3.2.4 Tính lượng bã malt và gạo

* Tính lượng bã khô của 100 kg nguyên liệu :

Tổng lượng chất khô của malt và gạo là:

Tổng lượng bã khô của 100 kg nguyên liệu là:

* Tính lượng bã ẩm: Độ ẩm bã 80 %

Lượng nước trong bã là:

3.2.5 Tính lượng nước dùng trong quá trình nấu và rữa bã

* Quá trình hồ hoá có tỷ lệ (Bột gạo + 10% malt lót): nước= 1 : 5

Lượng nước cho vào nồi hồ hoá:

* Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là:

* Tổng lượng hỗn hợp bột + nước ban đầu trong nồi hồ hoá là:

* Lượng dịch cháo sau khi đun là (bay hơi 5% lượng dịch)

* Quá trình đường hoá có tỷ lệ malt: nước = 1 : 5

Lượng nước cho vào nồi đường hoá:

* Lượng nước có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đường hoá là:

* Tổng lượng dịch trong nồi đường hoá sau khi chuyển dịch cháo sang là:

* Lượng dịch còn lại trong nồi đường hoá sau khi đun là (bay hơi 4%)

* Lượng nước trong dịch trước khi lọc là:

* Lượng nước trong dịch sau khi đun hoa (dịch đường 12 0 Bx) là:

* Lượng nước trong dịch trước khi đun hoa (nước bay hơi 10% so với tổng lượng dịch trước khi đun hoa) là:

* Tính lượng nước rửa bã theo công thức sau:

V nước trước lọc + V nước rửa bã = V nước trong bã + V nước trong dịch đun hoa

Do vậy lượng nước rửa bã là:

* Tổng lượng nước cho vào hai nồi nấu và đường hoá là:

3.2.6 Tính các nguyên liệu khác

* Hoa houblon: Để đơn giản ta lấy tỉ lệ 1,5 g hoa cho 1 lít bia (trước khi chiết) với giả thiết chất lượng bia trước khi chiết là như nhau

Như vậy lượng hoa cần thiết là:

Ta sử dụng hoa cao và hoa viên với tỉ lệ 50:50.

Biết rằng 1kg hoa viên tương đương với 1,3kg hoa cánh

Vậy lượng hoa viên cần dùng là:

Và 1kg hoa cao tương đương với 6kg hoa cánh

Vậy lượng hoa cao sử dụng là

* Lượng bột trợ lọc diatomit:

Lượng bột trợ lọc cần dùng tùy thuộc vào chất lượng bột, thiết bị lọc và bề mặt lọc. Thông thường cứ 1000 lít bia thì cần 0,73kg bột trợ lọc

Vậy lượng trợ lọc cần dùng là:

Chế phẩm Enzym Termamyl 120L được dùng với tỉ lệ 0,1% so với lượng nguyên liệu thay thế.Vậy lượng Enzym Termamyl cần dùng là:

* Bã malt và gạo (xem ở trên)

Lượng chất không hoà tan trong hoa cánh và hoa viên là 60%, bã có độ ẩm 85 %; cao hoa có lượng bã không đáng kể

Lượng bã hoa sẽ là:

* Cặn lắng: 100 kg nguyên liệu có khoảng 1,75 kg cặn lắng, W% (ở thùng lắng xoáy)

Cứ 100 lít bia cho 2 lít sữa men, W%

Cứ 100 kg nguyên liệu (sản xuất ra 520,25 lít bia) sẽ cho lượng sữa men là: 520,25 × 2 : 100 = 10,4 lít

Trong đó một phần (5,56 lít) được tái sử dụng làm men giống

Vậy lượng sữa men dùng làm thức ăn gia súc là: 10,4 - 5,56 = 4,84 lít

Theo phương trình lên men:

Cứ 342 g maltoza tạo thành 176 g CO2

Lượng dịch trước khi lên men (dịch 12 o Bx có d=1,048kg/l) là:

555,74 x 1,048 = 582,41 kg Lượng chất chiết trong dịch lên men là:

Coi toàn bộ lượng đường lên men là maltoza, hiệu suất lên men trong quá trình lên men chính là 50-60% (lấy 55%), lượng CO2 thu được là:

69,89 x 0,55 x 176/342 = 19,78 kg Lượng CO2 hoà tan trong bia là (2 g CO2/1lít bia non)

533,51 x 2 = 1067,02 g = 1,067 kg Lượng CO2 thoát ra là:

19,78- 1,067 = 18,71 kg Lượng CO2 thu hồi thường chỉ đạt 60-80% (lấy 70%):

18,71 x 0,7 = 13,09 kg Ở 20 o C, 1atm thì 1m 3 CO2 cân nặng 1,832kg → Thể tích CO2 bay ra:

13,09: 1,832 = 7,145 m 3 Lượng CO2 cần bão hoà thêm để đạt 3,5g/lít bia sau bão hoà là:

3,5 x 520,25 – 2 x 525,51 = 769,85g = 0,77 kg Thể tích CO2 cần bão hoà thêm (ở 20 o C) là:

Bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm.

Hạng mục Đơn vị Cho 100kg nguyên liệu

Men sữa g kg g lít lít

Dịch nóng (sau đun hoa)

Dịch lạnh (dịch lên men)

Bia non (sau lên men)

Bia đã bão hòa CO2 lít lít lít lít lít

512,45 517,65 Sản phẩm phụ, phế liệu

Sữa men (thức ăn cho gia súc)

CO2 cần bổ sung kg kg kg lít m 3 m 3

Nước rửa bã lít lít

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu

Lượng malt sản xuất trong ngày là: 2594,9 x 2 = 5189,8 (kg)

Lượng gạo tương ứng là: 288.3 × 2 = 576,6 (kg)

Tổng lượng nguyên liệu là: 5189,9 + 576,6 = 5766.5 (kg)

Nguyên liệu được cân từng mẻ, từng loại riêng biệt nên ta chọn cân cho toàn bộ dây chuyền

Trong thực tế, malt và gạo được đóng sẵn trong các bao tải 50 kg Do đó, khi sử dụng nguyên liệu ta có thể tính theo đầu bao và chọn mã cân lớn nhất là 500 kg với sai số ± 0,5 kg.

Kích thước cân (dài x rộng x cao) : 1000 x 800 x 1000 mm

Số lượng :1 chiếc Đối với hoa houblon ta sử dụng loại cân đồng hồ có mã cân là 10 kg và 1 kg. Trong thực tế thì cao hoa được đóng trong các hộp sắt tây với trọng lượng 1 kg, còn hoa viên được đóng trong các túi nhôm với trọng lượng 5 kg

Lượng malt cho một ngày sản xuất là 5189,8 kg

Thời gian làm việc của máy là 4h/1ca, ngày làm việc 2 ca Mỗi ca sản xuất 1 mẻ Hệ số sử dụng máy là 0,7 Vậy lượng malt cần nghiền trong 1 giờ là:

Chọn máy nghiền trục có các thông số sau:

 Kích thước trục ngoài: Φ250 x 800mm

(đường kính trục x chiều dài trục)

 Công suất động cơ: 2 kW

 Xuất xứ: COKAM, Cộng Hoà Liên Bang Đức

Lượng gạo cho một ngày sản xuất là 576,6 kg.

Thời gian làm việc của máy là 4h/1ca, ngày làm việc 2 ca Mỗi ca sản xuất 1 mẻ Hệ số sử dụng máy là 0,7.Vậy lượng gạo cần nghiền trong 1 giờ là:

Chọn máy nghiền búa có các thông số sau:

 Công suất động cơ: 5,4 kW.

 Kích thước lỗ sàng: Φ2,5 mm.

4.1.4 Hệ thống vận chuyển nguyên liệu

Chọn gầu tải để vận chuyển nguyên liệu.

Tổng lượng nguyên liệu cần vận chuyển trong 1 ngày là: 5766,5 kg Gầu tải mỗi ngày làm việc 2 mẻ, mỗi mẻ làm việc 1 giờ Hệ số sử dụng của thiết bị là 0.7

Lượng malt dùng trong 1 ngày lớn hơn nhiều so với lượng gạo nên ta tính năng suất gầu tải theo lượng malt cần vận chuyển

Vậy năng suất của gầu tải tính theo từng mẻ là:

Do đó ta chọn gầu tải có các thông số sau:

 Công suất động cơ: 0,5 kW

Khối lượng malt dùng cho một mẻ nấu là: 2594,9 kg/mẻ Cứ 1000 kg malt có thể tích 1,3 m 3 Thể tích malt tính theo 1 mẻ với tổn thất nghiền là 0,5%

Hệ số đổ đầy thùng là 0,9 Thể tích của thùng là:

Chọn thùng thân trụ đáy côn, góc đáy côn là 45 o , đường kính D, chiều cao trụ H 0,6D, chiều cao đáy côn h = 0,5D Thể tích thùng :

Chọn D = 1,8 m = 1800mm Chọn thùng chứa bột malt có các thông số sau:

+ Chiều cao đáy côn h = 900 mm

Khối lượng gạo dùng cho một mẻ nấu là: 288.3 kg/mẻ

Vì 1000kg bột gạo có thể tích là 0,75 m 3

 Thể tích khối bột gạo của một mẻ nghiền với tổn thất nghiền 0,5% là.

Hệ số sử dụng thùng là 0,9 nên thể tích thùng là:

Chọn thùng chứa hình trụ đáy côn, đường kính D, chiều cao trụ H = 0,6D, chiều cao đáy h = 0,5D thể tích thùng là:

Chọn D = 800 mm Chọn thùng chứa bột gạo có các thông số là:

4.1.7 Nồi hồ hóa a Tính kích thước nồi :

Lượng gạo sử dụng cho một mẻ nấu là: 288,3 kg, khi nghiền tổn thất là: 0,5%.

Vậy lượng gạo còn lại trong nồi nấu là:

Lượng malt lót cho vào là 10% so với lượng gạo

Vậy lượng malt lót cho vào nồi là:

Lượng nước cho vào nồi hồ hoá so với nguyên liệu theo tỷ lệ 5:1

Vậy lượng nước cho vào nồi hồ hoá là:

Khối lượng hỗn hợp cho vào nồi hồ hoá là:

Khối lượng riêng của hỗn hợp bột gạo và nước là d = 1,08 kg/lít.

Vậy thể tích của hỗn hợp bột gạo và nước là:

Hệ số sử dụng nồi là 75%.Vậy thể tích thực của nồi Vt là:

Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi hồ hoá là thiết bị 2 vỏ thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2 Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng với đáy để đảm bảo dịch được khuấy trộn đều và không lắng xuống đáy tránh gây cháy

52 h 1= 0,2D (chiều cao đáy) h2 = 0,15D (chiều cao đỉnh)

Thể tích nồi tính theo công thức:

Chọn đường kính nồi là 1600 mm

Vậy nồi hồ hoá có kích thước sau:

D = 1600mm, H = 960mm, h1 = 320mm, h2 = 240mm, Bề dày thiết bị δ = 5mm.

Phần vỏ dày 50mm Vậy đường kính ngoài của nồi là:

Gọi H1 là chiều cao phần hai vỏ:

Vậy thể tích thực của nồi hồ hóa chọn như trên là:

Thông thường, cánh khuấy có đường kính khoảng 0,7 - 0,8D Ở đây ta chọn đường kính cánh khuấy tương đương 0,7D là 1120 mm, số vòng quay là 30 vòng/phút, động cơ cánh khuấy là 8 Kw b Tính diện tích truyền nhiệt

Diện tích truyền nhiệt được tính theo công thức :

Q : lượng nhiệt truyền qua bề mặt đốt nóng

K : hệ số dẫn nhiệt ( Kcal/m 2 hºC ) ∆t: hiệu số nhiệt độ trung bình giữa hơi nóng và khối dịch( ºC ) Tính Q :

Phạm Quang Hòa CNTP3 t Kx Q

Lượng nhiệt đi qua bề mặt truyền nhiệt tính theo công thức :

+ T là thời gian cấp nhiệt tính ở thời điểm lượng nhiệt cần cung cấp là lớn nhất từ 75ºC đến 100ºC, tốc độ nâng nhiệt là 1ºC/ phút Vậy :

T = ( 100 - 75 )/1 = 25 phút = 0,42 giờ + Qt là lượng nhiệt tính ở chu kỳ tải nhiệt lớn nhất

G : là khối lượng dịch ở nồi hồ hóa, G = 1893,6 kg

C : tỉ nhiệt của dịch cháo ,C = (100 - W) x C1/100 + W x C2/100

C1 : tỉ nhiệt của chất hòa tan C1 = 0,34 Kcal/kgºC

C2 : tỉ nhiệt của nước : C2 = 1 Kcal/kgºC

W : hàm ẩm của dịch cháo

Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức :

: Bề dày thành thiết bị  = 5 mm = 0,005m

: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thành nồi Với vật liệu thép không gỉ  = 50 Kcal/m 2 h.ºC

1: Hệ số cấp nhiệt từ hơi nóng đến thành nồi (kcal/m 2 h 0 C)

Chọn áp suất làm việc của nồi hơi P= 2,5 at thì 1 `00 Kcal/m 2 h.ºC

2: Hệ số cấp nhiệt từ thành nồi vào dịch (kcal/m 2 h 0 C)

Thay vào công thức ta được:

Tra sổ tay ta được,nhiệt độ của hơi ở áp suất 2,5 at là 138,2 ºC

- tmax: hiệu số nhiệt độ lớn nhất giữa hơi nóng và khối dịch đun ( 0 C) tmax 138,2 - 75 = 63,2ºC

- tmin: hiệu số nhiệt độ nhỏ nhất giữa hơi nóng và khối dịch đun( 0 C)

Thay vào công thức ta được

t = ( 63,2 - 38,2 ) /2,3lg ( 63,2/38,2 ) = 49,7ºC Vậy diện tích truyền nhiệt của nồi :

F = 101 442 : ( 1715,6 x 49,7 ) = 1,18 m 2 Chọn hệ số an toàn là 1,2.Vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt là

Như vậy,ta chọn nồi hồ hóa có các thông số sau:

 Chiều cao chỏm cầu nắp: 0,24 m

 Chiều cao chỏm cầu đáy: 0,32 m

- tốc độ cánh khuấy: 30 vòng/phút

- công suất động cơ: 8 kw

4.1.8 Nồi đường hóa a Tính kích thước nồi :

Lượng dịch cháo bơm sang nồi đường hóa ( tổn thất trong quá trình hồ hóa là 5% ) là :

Lượng malt dùng trong một mẻ là : 2594,9 kg Vậy lượng malt cho vào nồi đường hóa ( tổn thất trong quá trình nghiền là 0,5% ;lượng malt lót là 28,69) là :

Lượng malt và nước có trong nồi đường hóa ( tỉ lệ malt / nước = 1/ 5 ) là :

Tổng lượng dịch có trong nồi đường hóa là :

Khối lượng riêng của dịch đường là d = 1,08 kg/ l Vậy thể tích thực của nồi đường hóa là :

Hệ số sử dụng nồi là 80 % Vậy thể tích thực của nồi là:

Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi đuờng hóa là thiết bị 2 vỏ thân hình trụ,đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h , h Nồi được chế

56 tạo bằng thép không gỉ, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng với đáy để đảm bảo dịch được khuấy trộn đều và không lắng xuống đáy tránh gây cháy

H = 0,6D (chiều cao trụ) h 1= 0,2D (chiều cao đáy) h2 = 0,15D (chiều cao đỉnh)

Thể tích nồi tính theo công thức:

Chọn đường kính nồi là 3200 mm

Vậy nồi đường hoá có kích thước sau:

Gọi H1 là chiều cao phần hai vỏ: H1 = 0,8H = 0,8 × 1800 = 1400mm Vậy thể tích thực của nồi đường hoá chọn như trên là:

Thông thường, cánh khuấy có đường kính khoảng 0,7 - 0,8D Ở đây ta chọn đường kính cánh khuấy tương đương 0,7 D là 2100 mm, số vòng quay là 30 vòng/phút, động cơ cánh khuấy là 9,5 Kw b Tính diện tích truyền nhiệt

Phạm Quang Hòa CNTP3 t Kx Q

K : hệ số dẫn nhiệt ( Kcal/m 2 hºC ) ∆t: hiệu số nhiệt độ trung bình giữa hơi nóng và khối dịch( ºC )

+ T là thời gian cấp nhiệt tính ở thời điểm lượng nhiệt cần cung cấp là lớn nhất từ 63ºC đến 75ºC, tốc độ nâng nhiệt là 1ºC/ phút Vậy :

T = (75 - 63 )/1 = 12 phút = 0,2 giờ + Qt là lượng nhiệt tính ở chu kỳ tải nhiệt lớn nhất

G : là khối lượng dịch ở nồi đường hóa, G = 17118,1 kg

C : tỉ nhiệt của dịch đường ,C = (100 - W) x C1/100 + W x C2/100

C1 : tỉ nhiệt của chất hòa tan C1 = 0,34 Kcal/kgºC

C2 : tỉ nhiệt của nước : C2 = 1 Kcal/kgºC

W : hàm ẩm của dịch đường

Lượng chất khô có trong nồi đường hóa là:

- tmin: hiệu số nhiệt độ nhỏ nhất giữa hơi nóng và khối dịch đun ( 0 C) tmin 138,2 - 75 = 63,2ºC

t = (75,2- 63,2 ) /2,3lg ( 75,2/63,2 ) = 69,1ºC Vậy diện tích truyền nhiệt của nồi :

Chọn hệ số an toàn là 1,2.Vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt là

Như vậy,ta chọn nồi đường hóa có các thông số sau:

 Chiều cao chỏm cầu nắp: 0,64 m

 Cánh khuấy mỏ neo: đường kính: 2 m tốc độ cánh khuấy: 30 vòng/phút công suất động cơ: 9,5 kw

4.1.9 Thiết bị lọc dịch đường

Chọn thiết bị lọc dịch đường là thùng lọc đáy bằng. Để quá trình lọc diễn ra bình thường thì chiều cao của lớp bã lọc chỉ được cho phép cao 0,4 - 0,6 m Trong thiết bị này ta chọn chiều cao lớp bã lọc là 0,5 m.

Lượng bã ẩm trong một mẻ nấu là : (15 000: 520,25) x 106,9 = 3082,17 kg

 Ta biết cứ khoảng 75 kg bã chiếm thể tích 100 lít

Vậy thể tích khối bã là :

Hb : là chiều cao khối bã

D : là đường kính thùng lọc

 Diện tích đáy thùng lọc bã là :

S = Vb / Hb = π x D 2 / 4 = 4,109 / 0,5 = 8,218 m 2 Suy ra đường kính thùng lọc là :

 Trong quá trình đường hóa tổn thất 4% nên lượng dịch đường sau đường hóa là :

 Chiều cao của khối dịch trong thùng là : h1 = 15,216: 8,218= 1,85 m

 Hệ số đổ đầy của thùng chỉ đạt 70% Vậy chiều cao thực của phần trụ thùng kể cả khoảng cách giữa đáy vá sàng lọc (thường là 10-15 mm,chọn 15mm)

 Chiều cao phần nắp dạng nón : h2 = 0,15 x D = 0,15 x 3,2 = 0,48 m

Chọn thiết bị lọc là nồi 2 vỏ,thân hình trụ,đáy bằng,bên trong có cánh khuấy với: số vòng quay 6 vòng/phút,đường kính d = 0,7-0,8 D = 2 m,động cơ 3 kW

Số lượng vòi cần thiết để đưa dịch lọc ra là: z= S/1,25 = 8,218/1,25= 6,57 -> chọn 7 vòi

Thể tích của thùng lọc chọn như trên là:

Như vậy ta chọn thùng lọc có các thông số sau:

- Diện tích bề mặt lọc: 8,218m 2

+ Tốc độ : 6 vòng/ phút + Đường kính : 2m

+ Công suất động cơ : 3Kw

4.1.10 Thùng chứa bã malt và gạo

Thể tích bã của 1 mẻ nấu : 2,309 m 3

Vậy thể tích thùng chứa bã : V = 4,109: 0,9 = 4,57m 3

Dựa vào thể tích thực của thùng ta chọn thùng thân trụ, đáy nón, thiết bị làm bằng thép không rỉ

Chọn chiều cao trụ H = 1,5D; chiều cao đáy nón h = 0,3 D

Thể tích thùng được tính theo công thức :

Thể tích thực của thùng: 1,256 x 1,55 3 = 4,67 m 3

Chọn nồi nấu hoa là thiết bị 2 vỏ thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2 Nồi được chế tạo bằng thép không gỉ, có chiều dày  = 5 mm, có đường ống thoát hơi đường kính d, phía dưới đáy được bố trí cánh khuấy tương ứng với đáy để đảm bảo dịch được khuấy trộn đều và không lắng xuống đáy tránh gây cháy

62 h 1= 0,2D (chiều cao đáy) h2 = 0,15D (chiều cao đỉnh) a.Tính kích thước nồi

Lượng dịch đường sau nấu hoa trong 1mẻ là:

Quá trình nấu hoa tổn thất 10 %.

Lượng dịch đường sau lọc(đưa vào nồi nấu hoa là):

Hệ số đổ đầy của nồi phải thấp vì dịch khi sôi ở nhiệt độ cao sẽ trào lên chiếm một thể tích lớn, chọn hệ số đổ đầy là 0,7

Thể tích thực của nồi là:

Thể tích nồi được tính theo công thức:

Vậy nồi nấu hoa có kích thước sau:

Gọi H1 là chiều cao phần hai vỏ: H1 = 0,8H = 0,8 × 2100 = 1680 mm Vậy thể tích thực của nồi nấu hoa chọn như trên là:

Thông thường, cánh khuấy có đường kính khoảng 0,7 - 0,8D Ở đây ta chọn đường kính cánh khuấy tương đương 0,7 D là 2450 mm, số vòng quay là 30 vòng/phút, động cơ cánh khuấy là 9,5Kw b Tính diện tích truyền nhiệt

K : hệ số dẫn nhiệt ( Kcal/m 2 hºC )

∆t: hiệu số nhiệt độ trung bình giữa hơi nóng và khối dịch( ºC )

G : là khối lượng dịch ở nồi nấu hoa,

C : tỉ nhiệt của dịch cháo, C = 0,9 Kcal/kgºC

- tmin: hiệu số nhiệt độ nhỏ nhất giữa hơi nóng và khối dịch đun( 0 C) tmin 138,2 - 100 = 38,2ºC

t = ( 68,2 - 38,2 ) /2,3lg ( 68,2/38,2 ) = 51,8ºC Vậy diện tích truyền nhiệt của nồi :

F = 1 059 296,5: ( 1715,6 x 51,8) = 11,92 m 2 Chọn hệ số an toàn là 1,2.Vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt là

Như vậy,ta chọn nồi nấu hoa có các thông số sau:

 Chiều cao chỏm cầu nắp:0,7 m

 tốc độ cánh khuấy: 30 vòng/phút

 công suất động cơ: 9,5 kw

Thùng lắng xoáy thực chất là khối trụ rỗng với độ dốc đáy nhỏ (2%), Thùng có đáy bằng, đỉnh nón được làm bằng thép không gỉ Đường bơm dịch vào nằm ở độ cao bằng 1/4 chiều cao khối dịch kể từ đáy, đảm bảo tạo dòng xoáy tối ưu cũng như hạn chế việc hòa tan Oxy vào dịch Dịch sẽ được lấy ra qua lỗ đặt sát thành nồi phía dốc nhất.

Lượng dịch đường đưa vào lắng xoáy ở một mẻ nấu là : 16 518,9 m 3

 Hệ số đổ đầy là 70%.Thể tích thực của thùng lắng xoáy là :

 Thể tích thùng lắng xoáy tính theo công thức :

V = π D 2 H/4 + π D 2 h/4.1/3 Chọn : H = 0,8D ( chiều cao phần trụ ) h = 0,2D ( chiều cao phần đỉnh ) Thay các giá trị trên vào công thức ta có :

H = 2,64 m ; h = 0,66 sm Thể tích của thùng chọn như trên: V =0,68 x3,3 3 = 24,43 m 3

Như vậy chọn thùng lắng xoáy có các thông số sau:

4.1.13 Thiết bị đun nước nóng

Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men

4.2.1 Thiết bị lên men chính a Tính kích thước tank lên men

Thể tích dịch lên men trong 1 mẻ theo bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm là:

(15 000: 520,25) x 555,74 = 16 023,3 lít ,02 m 3 Thể tích dịch lên men của cả ngày (2 mẻ nấu):

Ta chọn thùng lên men có thể tích chứa đủ lượng dịch của 1 ngày sản xuất Do đó: Thể tích hữu ích của thùng lên men =Thể tích dịch lên men 1 ngày = Vd

Ta chọn thùng lên men thân trụ,đáy côn,nắp hình chỏm cầu, được làm bằng thép không rỉ Thùng có ba khoang lạnh để điều chỉnh nhiệt độ, có lớp bảo ôn, cửa vệ sinh,

Phạm Quang Hòa CNTP3 đường ống CIP, van lấy mẫu, van tháo sữa men, van lấy cặn, van lấy sản phẩm, hệ thống thu hồi CO2, ống thủy, cửa quan sát, van sục khí.

Các thông số của thùng: o Vd: thể tích hữu ích của thùng lên men (m 3 ) = 32,04 m 3 o D: đường kính của thiết bị (m) o h1: chiều cao phần đáy côn (m) o h2: chiều cao phần trụ chứa dịch đường (m) o h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch đường (m) o h4: chiều cao phần nắp chỏm cầu (m) o α: góc đáy côn, nằm trong khoảng 60o -75 o, chọn α = 60o. o Vtrống = 20-30 % Vd ,chọn Vtrống = 25 % Vd

D = (1 ÷ 2):1 (tuỳ theo thể tích dịch lên men Vd ): o Vd < 20 m 3 : h2/D = 1-1,2 o Vd < 50 m 3 : h2/D = 1,2 -1,5 o Vd > 50 m 3 : h2/D = 1,5 -1,7 o Vd > 100 m 3 : h2/D = 1,7 -2,0 Ỏ đây,vì Vd < 50 m 3 nên ta chọn h2 = 1,5 D h1 = (Dtg60o)/2 = 0,866D.

Phần nắp thiết bị hình chỏm cầu có chiều cao: đường kính = (0,1 ÷ 0,2) : 1.

Ta có: Vd = Vtrụ + Vcôn

Mặt khác phần đỉnh của thiết bị có thể tích bằng 25% thể tích hữu ích nên:

Vtrống = 0,25 x Vd = 8,57(m3) Thể tích thực tế của thùng lên men là:

Vtt = Vd + Vtrống = 1,25Vd B,83 (m3) Chiều cao phần không chứa dịch là: h3 = (4 Vtrống )/ ( π D 2 ) =( 4 x 8,57)/ (π x 2,9 2 ) = 1,3 m

Chiều cao của thùng lên men là:

Thùng được làm bằng thép không gỉ có chiều dày là 10mm Bề dày của lớp cách nhiệt là 150mm Đường kính ngoài của thùng là:

Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1m Chiều cao tổng thể của thiết bị là:

Htt= 8,45 + 1 = 9,45(m) b.Tính số tank lên men

Số thùng lên men được tính theo chu kỳ lên men:

Thời gian lên men chính là 8 ngày

Thời gian lên men phụ là 12 ngày

1 ngày nghỉ để vệ sinh và sửa chữa thiết bị

Tổng thời gian để lên men, lọc, vệ sinh là:

Số lượng thùng lên men được tính theo công thức:

M = (V x T)/Vt + 1 Trong đó o V: thể tích dịch lên men một ngày o Vt: thể tích dịch lên men một thùng

Phạm Quang Hòa CNTP3 o T: số ngày cho một chu kỳ lên men o 1: số thùng dự trữ

Mỗi ngày sản xuất 2 mẻ: V= 2 Vd

Lượng dịch lên men của cả 2 mẻ được cho vào 1 thùng lên men: Vt= 2 Vd

Vậy số thùng lên men là:

Như vậy,ta chọn tank lên men có các thông số sau: o Số tank: 22 o Thể tích thực: 42,83 m3 o Đường kính : 2,9 m o Chiều cao phần nắp: 0,29 m o Chiều cao phần đáy: 2,51 m o Chiều cao thùng: 8,35 m o Bề dày thép chế tạo: 10 mm

4.2.2 Thiết bị gây men giống

Cấu tạo các thiết bị gây men giống cũng tương tự như thiết bị lên men chính Việc tính toán cho thiết bị gây men giống cấp 1 và cấp 2 dựa theo nguyên tắc tính cho thiết bị lên men chính đã tính toán và chọn ở trên.

Nguyên tắc chọn: Thể tích hữu ích của thùng gây men giống cấp 2 bằng 1/10 thể tích dịch lên men của thùng lên men chính Thể tích hữu ích của thùng gây giống cấp 1 bằng 1/3 thể tích của thùng gây giống cấp 2.

Chọn thùng hình trụ, đáy côn,nắp chỏm cầu làm bằng thép không gỉ, có trang bị hệ thống sục khí, van, nhiệt kế, kính quan sát.

Thiết bị gây men giống cấp 2.

Gọi V2 là thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2:

V2 = Vd/10 = 32,04 / 10 = 3,204 (m3) Các thông số kỹ thuật của thiết bị: o V2: thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2 o D: đường kính của thiết bị

74 o h1: chiều cao phần đáy o h2: chiều cao phần trụ chứa dịch o h3: chiều cao phần trụ không chứa dịch o h4: chiều cao phần đỉnh o α: góc đáy côn, chọn α = 60o.

Vtrống = 0,25 x V2 = 0,854 (m3) Thể tích thực của thùng nhân giống cấp 2 là:

Vtt = 1,25V2 = 4,27(m3) Chiều cao phần đỉnh (h3) là: h3 = (4 Vtrống)/ ( π D 2 ) =( 4 x 0,854)/ (π x 1,5 2 ) = 0,48 m Chiều cao của thùng nhân giống cấp 2 là:

Thùng được làm bằng thép không gỉ có bề dày thép chế tạo là 5 mm Bề dày lớp cách nhiệt là 150mm Đường kính ngoài của thùng là:

Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đấy thiết bị là 1m Chiều cao tổng thể của thiết bị là:

Thiết bị gây men giống cấp 1

Tính toán tương tự thiết bị gây giống cấp 2.

V1= V2 / 3 = 3,204 / 3 = 1,068 (m3) Các thông số kỹ thuật của thiết bị: o V1: thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 1 o D: đường kính của thiết bị o h1: chiều cao phần đáy o h2: chiều cao phần chứa dịch o h3: chiều cao phần thụ không chứa dịch o h4: chiều cao phần đỉnh o α: góc đáy côn, chọn α = 60o.

Vtrống = 0,25 x V1 = 0,337 (m3) Thể tích thực của thùng nhân giống cấp 1 là:

Vtt = 1,25V1 = 1,684 (m3) Chiều cao phần trụ không chứa dịch (h3) là: h3 = (4 Vtrống)/ ( π D 2 ) =( 4 x 0,337)/ (π x 1,1 2 ) = 0,35 (m) Chiều cao của thùng nhân giống cấp 1 là:

Thùng được làm bằng thép không gỉ có bề dày thép chế tạo là 5 mm Bề dày lớp cách nhiệt là 150mm Đường kính ngoài của thùng là:

Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đấy thiết bị là 1m Chiều cao tổng thể của thiết bị là:

Lượng men tái sử dụng trong 1 ngày theo bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm là:

Tùy theo nhà máy ,cứ 1 lít sữa men thì cần 1-3 lít nước để rửa Ở đây, ta chọn :cứ 1 lít sữa men cần 3 lít nước để rửa, do đó thiết bị rửa men cần có thể tích hữu dụng gấp 4 lần thể tích lượng men thu hồi Do đó thể tích hữu dụng của thùng là:

Hệ số đổ đầy thùng là 0,7 nên thể tích thực cần thiết của thùng là:

Chọn thùng làm bằng thép không rỉ ,thân trụ ,đáy hình chỏm cầu o Đường kính thùng là D (m) o Chiều cao phần trụ là H = D o Chiều cao phần đáy là h = 0,1 D

H = 1,4m h = 0,14 m Chiều cao của thùng : Ht = H + h =1,4 + 0,14 = 1,54 m

Thể tích thực của thiết bị:V rửa men = 0,825D3 =0,825 x (1,4) 3= 2,2638 m3

Sử dụng máy lọc khung bản để lọc trong bia Lượng bia cần lọc trong một ngày theo bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm là:

(30 000:520,25) x 533,51= 30 764 lít = 30,764 m 3 Chọn hệ số sử dụng của máy lọc là 0,8.

Trong 1 ngày máy lọc hoạt động 4 h.

Năng suất yêu cầu của máy lọc là:

-> Chọn 1 máy lọc khung bản có công suất 15 m 3 /h, chế tạo theo tiêu chuẩn EU.

Phần thân máy được làm bằng thép không rỉ và phủ kín bằng một lưới thép không rỉ Các tấm lọc được nén bằng xi lanh thủy lực, các tấm lọc được chế tạo bằng thép không rỉ loại 14301

Các chi tiết nối : đều được làm bằng thép không rỉ theo tiêu chuẩn D.I.N Đầu vào máy lọc có van cánh bướm, đầu ra máy lọc có kính quan sát

4.2.5 Thiết bị chứa bia và bão hòa CO 2

Lượng bia cần bão hòa trong một ngày theo bảng tổng hợp cân bằng sản phẩm là :

Thiết bị chứa bia và bão hòa CO2 có kiểu đứng,thân hình trụ ,đáy và nắp hình chỏm cầu, phía ngoài có áo lạnh và lớp bảo ôn, vật liệu chế tạo bằng Inox, chịu được áp lực tối đa 9kg/cm 2

 Chọn số thiết bị là 2 chiếc Thể tích mỗi thiết bị là :

 Hệ số sử dụng của thiết bị là 85%

Vậy thể tích thực của thiết bị là :

15,151: 0,85 = 17,825 m 3 Các thông số kỹ thuật của thiết bị:

 h: chiều cao nắp và đáy Chọn H = 1,5 D; h = 0,15 D

Thể tích tank được tính theo công thức :

Thể tích thực của thiết bị: Vt= 1,3 x 2,5 3 = 20,3125 m 3

Chiều cao toàn bộ của thiết bị là:

Ht = H + 2h = 3,75 + 2 x 0,375 = 4,5 (m) Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m)

Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 4,5 + 1 = 5,5 (m)

Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm) Vậy đường kính ngoài của thiét bị chứa bia là:

2,5 + (0,05 x 2) = 2,6 (m) Gọi Hl là chiều cao phần hai vỏ:

Hl = 0,8H = 0,8 x 3,75 = 3m Như vậy chọn thùng chứa bia và bão hòa CO2 có các thông số kĩ thuật :

 Chiều dày vật liệu chế tạo : 5mm

Hệ thống CIP của phân xưởng lên men gồm 4 thùng như sau: o Thùng NaOH 2%: 1 thùng o Thùng dung dịch nước nóng: 1 thùng o Thùng chứa hóa chất P3−Trimetyl HC 2%: 1 thùng o Thùng chứa dung dịch axit HCl: 1 thùng

Các thùng CIP của phân xưởng lên men có cấu tạo giống hệt các thùng CIP của phân xưởng nấu.

Hệ thống CIP có thể tích bằng 5% so với thể tích thùng lên men Mà thể tích mỗi thùng lên men là 40,05 m3.

Hệ số sử dụng thùng CIP là 85%.

Vậy thể tích mỗi thùng CIP là:

VCIP = (40,05 x 0,05)/0,85 = 2,36 (m3) Thể tích thùng Cip được tính theo công thức :

 H = 1,2D ( H là chiều cao phần trụ )

Thay các giá trị vào công thức ta có :

V = 1,06D 3 = 2,36 m 3 -> D = 1,31 m.Chọn D = 1,4 m Đường kính ngoài: Dn = 1,4 + 0,05 x 2 = 1,5m;

H= 1,68 m; h1=h2= 0,21 m Chiều cao của thiết bị: Ht = H + h1 + h2 =1,68 + 2 x 0,21=2,1m

Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 0,5 (m)

->Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 2,1 + 0,5 = 2,6 (m)

Thể tích thực của thùng: 1,06 x 1,4 3 = 2,91m 3

Như vậy ta chọn thùng CIP có các thông số sau:

 Chiều cao của đáy và nắp là : 0,21 m

 Bề dày thép chế tạo : 5 mm

Lượng men giống cần cung cấp cho một thùng lên men:

(30000 : 520,25) x 55,57 = 3204,4 lít = 3,204 m 3 Thời gian sử dụng bơm là 20 phút.

Hệ số sử dụng bơm là 80%

Vậy năng suất thực của bơm là:

N = (3,204 x 60)/ (20 x 0,8) = 12,02 m 3 -> Chọn bơm có năng suất là 15 m3/h

Số lượng là 1 chiếc. b Bơm lọc.

Lượng bia non cần lọc trong một ngày là 30,764 m 3

Mỗi ngày lọc 2 ca, mỗi ca 1,5 giờ

Hệ số sử dụng bơm là 80%

Vậy năng suất thực của bơm là:

N = 30,764/ (2 x 1,5 x 0,8) = 12,81 (m3/h) -> Chọn bơm có năng suất là 15m3/h

Số lượng bơm là 1 chiếc. c Bơm bột trợ lọc trong quá trình lọc.

Chọn loại bơm Piston có:

Năng suất là 300 lít/giờ, có thể điều chỉnh lưu lượng.

Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện

4.3.1 Bia hơi a Máy chiết bock

Lượng bia tối đa cần chiết trong một ngày là : 30.000 lít

Mỗi bock chứa 50 lít Vậy số bock cần dùng là :

Máy chiết bock làm việc mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ, hệ số sử dụng máy là 0,8. Vậy năng suất yêu cầu của máy chiết bock là :

600 : ( 0,8 x 2 x 4 ) = 93,75 bock/h Như vậy ta chọn máy chiết bock có các thông số sau :

 Áp suất chiết bia vào bock : 0,7 atm

 Số lượng : 1 máy b Máy rửa bock

Máy rửa bock được chọn đồng bộ với máy chiết bock,tức là cùng năng suất với máy chiết bock

Như vậy ta chọn máy rửa bock có các thông số sau:

 Công suất động cơ : 2,5 Kw

 Nhiệt độ nước nóng : 50 - 55ºC

 Áp lực nước 0,4 kg/cm 2

 Lưu lượng nước làm nguội : 2 m 3 /h

 Kích thước ( dài x rộng x cao ) : 2200x1500x2100 mm

4.3.2 Bia lon a) Máy rửa lon.

- Công suất tiêu thụ: 6,5 kW

- Số lượng: 1 b) Máy chiết lon.

Lượng bia lon chiết cao nhất trong 1 ngày là: Vbia lon = 30 000 lít

Mỗi lon chứa 0,330 lít bia

Mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca làm việc 5 giờ.

Hệ số làm việc của máy là 0,75

> Năng suất cần thiết của máy chiết lon là:

> Chọn máy chiết có năng suất 15000 lon/h

+ Công suất tiêu thụ: 12 kW

- Số lượng: 1 máy c)Thiết bị thanh trùng.

- Mã máy: Sander hansen shield - Krones

Công suất tiêu thụ: 7 kW d) Máy in HSD cho lon.

- Công suất tiêu thụ: 1,5 Kw

Bảng tổng hợp các thiết bị chính

STT Tên thiết bị Số lượn g

6 Nồi hồ hóa 1 Dt = 1,6; Dn = 1,7; H 1,7; h1= 0,32 ; h2 0,24

7 Nồi đường hóa 1 Dt = 3,2; Dn = 3,3; H 1,92; h1= 0,64; h2 0,48

9 Nồi nấu hoa 1 Dt = 3,5; Dn = 3,6; H 2,1 ; h1= 0,7 ; h2 0,525

13 Tank lên men 22 Dt = 2,9; Dn = 3,2; h1 2,51; h2 = 4,35; h3 1,3; h4 = 0,29

14 Thiết bị gây men cấp 1

15 Thiết bị gây men cấp 2

16 Thiết bị rửa men sữa

18 Thiết bị chứa bia và bão hòa

TÍNH HƠI - NƯỚC - ĐIỆN - LẠNH

Tính hơi

5.1.1 Tính lượng nhiệt cần cung cấp cho một mẻ nấu

5.1.1.1 Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hóa Để đun nóng ta sử dụng hơi có áp suất là P = 2,5kg/cm 2 và có nhiệt độ tương ứng là 138,2ºC

Nhiệt độ của nước ban đầu ở nồi hồ hóa là 40ºC, ta cần cung cấp nhiệt nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 86ºC.

Lượng nhiệt cần cung cấp là :

 G: lượng dịch cần đun cho một mẻ nấu (kg), G = 1893,6 kg

 C: tỷ nhiệt của khối dịch (kcal/kg 0 c), C = 0,9 Kcal/kg ºC.

 t : nhiệt độ đầu của khối dịch (ºC), t = 40 ºC.

 t2: nhiệt độ cần nâng lên của khối dịch (ºC), t2 = 86 ºC.

Thay các giá trị vào công thức ta có:

Trong quá trình nấu ta phải giữ nhiệt độ của khối dịch ở 86ºC trong thời gian 30 phút Lượng nhiệt cần để duy trì nhiệt độ này là :

 i : là nhiệt hàm của hơi nước , i = 650Kcal/kg

 W12 : là lượng nước bay hơi ở 86ºC trong 30 phút, chiếm 2% lượng dịch cháo

Sau khi đun 30 phút ở 86ºC ta lại tiếp tục cung cấp nhiệt để nâng nhiệt độ của khối dịch lên 100º Lượng nhiệt cần cung cấp cho giai đoạn này là :

Tiếp tục giữ nhiệt độ của dịch cháo ở 100ºC trong 60 phút Lượng nhiệt cần dùng để duy trì nhiệt độ này là :

 W14 : Là lượng nước bay hơi ở 100ºC trong 60 phút , chiếm 3% lượng dịch cháo

Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi hồ hóa :

Tổn thất nhiệt trong quá trình đun nồi hồ hóa là 5% Vậy tổng lượng nhiệt thức tế cần cung cấp cho nồi hồ hóa là :

5.1.1.2 Lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi đường hóa

Khi bơm dịch cháo từ nồi hồ hóa sang nồi đường hóa, kết thúc quá trình bơm nhiệt độ của khối dịch đạt 52ºC, ta giữ ở nhiệt độ này 30 phút Sau đó cung cấp nhiệt độ của khối dịch lên 63ºC

Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình này là :

 G : Là khối lượng dịch trong nồi đường hóa : G = 17118,1

 C : Là tỉ nhiệt của khối dịch , C = 0,9 Kcal/kgºC

 t1 = 52ºC là nhiệt độ ban đầu của khối dịch

 t2 = 63ºC là nhiệt độ cần nâng lên của khối dịch

Thay các gía trị vào công thức ta có :

Trong quá trình nấu ta phải giữ nhiệt độ của khối dịch ở 63ºC trong thời gian 30 phút, Lượng nhiệt để duy trì nhiệt độ này là :

 i : Là nhiệt hàm của hơi nước , i = 650 Kcal/h

 W22 : là lượng nước bay hơi ở 63ºC trong 30 phút, chiếm 1,5% lượng dịch đường.

Sau khi đun 30 phút ở 63ºC ta lại tiếp tục cung cấp nhiệt để nâng nhiệt độ của khối dịch lên 75ºC Lượng nhiệt cần cung cấp cho giai đoạn này là:

Tiếp tục giữ nhiệt độ của dịch cháo ở 75ºC trong 60 phút cho đến khi đường hóa kết thúc Lượng nhiệt cần để duy trì nhiệt độ này là :

 W24 là lượng nước bay hơi ở 75ºC trong 60 phút, chiếm 2,5% lượng dịch đường

Q24 = 650 x 198,6 = 129 090 Kcal Tổng lượng nhiệt cung cấp cho nồi đường hóa là :

Tổn thất nhiệt trong quá trình đun cho nồi đường hóa là 5%.

Vậy tổng lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi hồ hóa là :

5.1.1.3 Lượng nhiệt cung cấp cho nồi nấu hoa

Sau khi lọc xong ,nhiệt độ của khối dịch khoảng 73ºC, ta cần cung cấp hơi để nâng nhiệt độ dịch đường lên 100ºC.

Lượng nhiệt cần cung cấp cho giai đoạn này là :

 G : khối lượng dịch trong nồi đun hoa

 C : tỉ nhiệt của khối dịch , C = 0,9 Kcal/kgºC

Thay vào công thức ta có :

Duy trì nhiệt độ khối dịch ở 100ºC trong thời gian 90 phút.Lượng nhiệt cần để duy trì nhiệt độ này là :

 W32 là lượng nước bay hơi ở 100ºC trong 90 phút ,chiếm 10% lượng dịch

Q32 = 650 x 1911, 6 = 1 242 540 Kcal Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho nồi nấu hoa là :

Tổn thất trong quá trình nấu hoa là 5% Vậy lượng nhiệt thực tế ta cần cung cấp cho nồi nấu hoa là :

5.1.1.4 Lượng nhiệt đun nước nóng sử dụng cho 1 mẻ nấu

Trong dây chuyền sản xuất bia lượng nước nóng cần sử dụng bao gồm : Nước rửa bã, nước dung cho hệ thống CIP trong phân xưởng nấu, phân xưởng lên men và nước nóng dùng cho các mục đích khác ( khoảng 18000 lít ) Nước nóng sử dụng ở đây có nhiệt độ là 78ºC Vì vậy ta cần cung cấp nhiệt để đun nước từ 25ºC lên 78ºC Lượng nhiệt cần cung cấp là :

 G : là lượng nước cần đun nóng

Tổn thất trong quá trình đun là 5% Lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho vào nồi đun nước nóng là :

QIV = 1 685 638,5 : 0,95 = 1 774 356 Kcal Vậy tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho một mẻ nấu là :

5.1.2.1 Lượng nhiệt cần dùng để thanh trùng bia lon

Lượng bia lon cần thanh trùng trong một ngày là: 91 000 lon, loại 0,33 lit Khối lượng của lon bia là 0,43 kg/lon.

Khi thanh trùng bia lon ta phải cấp nhiệt để nâng nhiệt độ của lon bia từ 20ºC lên 75ºC Lượng nhiệt cần dùng trong một ngày là :

5.1.2.2 Lượng nhiệt dùng để thanh trùng vỏ lon và đường ống, rửa thiết bị

Lượng nhiệt cần cung cấp tương đuơng 50kg hơi/h

5.1.3.1 Lượng hơi dùng cho một mẻ nấu

 Q : nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 mẻ nấu , Q = 3 239 744 Kcal

 i : nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc 2,5kg/cm 2 ; i = 650 Kcal/kg

 λ : nhiệt hàm của nước ngưng ở áp suất làm việc, λ = 127 Kcal/kg

Thường một mẻ nấu diễn ra trong 6h lượng hơi cần cung cấp mỗi giờ là :

5.1.3.2 Lượng hơi dùng cho thanh trùng

 QT : nhiệt lượng cần cung cấp để thanh trùng bia

Suy ra: DT = 1 930 500 / ( 650 - 127 ) = 3691,2 Kcal/ngày

Mỗi ngày thanh trùng 12 h Vậy lượng hơi cần cung cấp mỗi giờ là :

DT = 3691,2 / 12 = 307,6 kg hơi/h Vậy tổng lượng hơi cần dùng là :

D = DT + DN + 50 = 1032,4+ 307,6 + 50 = 1390 kg hơi/h Lượng hơi tổn thất ra ngoài là 10 %

Tổng lượng hơi thực tế cần cung cấp là

Chọn nồi hơi nằm ngang kiểu ống nước-ống lửa (3 pass) ,mã hiệu KZG-TQ 2,5/10 do Công ty cổ phần thiết bị áp lực Đông Anh chế tạo.

Nồi hơi được bọc lớp gạch sa-môt và lớp bông thủy tinh cách nhiệt,bên ngoài vỏ bọc inox,có các thông số sau:

 Áp suất làm việc:10 bar

 Đường kính ống dẫn hơi:80 mm

 Độ dày lớp cách nhiệt:150 mm

 Nhiệt độ hơi bão hòa: 183 ºC

5.1.3.4 Tính nhiên liệu cho nồi hơi

Nhà máy dùng nguồn nhiên liệu là than Autrichs để cung cấp cho nồi hơi vì lý do :

 Nhiệt lượng cung cấp từ từ, mua dễ dàng mà không đắt

 Nhiệt lượng 1kg than Autrichs cung cấp 6500 (kcal)

Khối lượng nhiên liệu cần dùng tính theo công thức:

 D: năng suất nồi hơi, D = 2000 (kg/h)

 ih: nhiệt hàm của hơi nước trong nồi hơi ở áp suất làm việc của nồi hơi: P 10 bar -> ih = 182,5(kcal/kg)

 in: nhiệt hàm của nước ban đầu đưa vào nồi hơi, ở nhiệt độ nước 25ºC thì in

 q: nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu, q = 6500 (kcal)

 : hệ số hữu ích của nồi,  = 80%

Vậy lượng nhiên liệu cần dùng là:

Hiệu suất đốt cháy là 90% nên lượng than thực tế cần dùng là :

Tính lạnh

5.2.1 Tính lạnh cấp cho máy lạnh nhanh

Máy lạnh nhanh hạ nhiệt độ của dịch đường từ 95 0 C xuống nhiệt độ lên men chính là 10 0 C Ta dùng máy lạnh nhanh một cấp, tác nhân làm lạnh là nước 2 0 C Nước nóng ra có nhiệt độ khoảng 85 0 C.

Lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 mẻ nấu:

 G: Lượng dịch đường đi lạnh nhanh, G = 16 023,3x 1,044 = 16 728,32 kg.

 C: Nhiệt dung riêng của dịch đường, có C = 0,9 kcal/kg o C

 t1: Nhiệt độ dịch trước khi hạ lạnh, t1 = 95 0 C.

 t2: Nhiệt độ dịch sau khi hạ lạnh, t2 = 10 0 C.

Do đó lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 ngày:

 Lượng nước lạnh 2 o C cần dùng để làm lạnh trong 1 ngày là:

 C là nhiệt dung riêng của nước, C = 1 kcal/kg 0 C.

 t2 là nhiệt độ của nước sau lạnh nhanh, t2 = 85 o C.

 t1 là nhiệt độ của nước trước khi lạnh nhanh, t1 = 2 o C.

5.2.2 Tính lạnh cấp cho công đoạn lên men chính a Tính lạnh cho quá trình lên men

Nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ sinh ra ở 1 tank lên men trong quá trình lên men chính, tính cho một ngày lên men mạnh nhất (lượng chất khô lên men từ 1,5 ÷ 2%/ngày) được tính theo công thức:

 G là khối lượng đường lên men trong 1 tank ngày mạnh nhất

 q là nhiệt lượng tỏa ra khi lên men 1 kg đường

Dịch đường lên men có nồng độ 12ºBx, có khối lượng riêng là d = 1,048kg/lít. Khối lượng dịch đường đưa vào lên men trong một ngày là: 33,38 x 1000 x 1,048 = 34 848,72 kg

Khối lượng đường hòa tan trong dịch: 34 848,72 x 0,11 = 3833,36 kg

Chọn nồng độ cơ chất lên men: Smax = 2% ngày.

Ta có phương trình lên men :

Thay vào công thức ta có :

Thời gian lên men chính là 8 ngày,do đó một ngày có nhiều nhất 8 tank lên men chính nên nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men chính là:

Q21 = Q21 ’ x 6 = 15 885,4 x 6 = 95 312,4 kcal. b Tính lạnh tổn thất ra môi trường ngoài

Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường qua lớp cách nhiệt của 1 tank trong 1 ngày :

 k : hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, k = 0,3 Kcal/m 2 hº.C

 tt : nhiệt độ bên trong tank lên men, tt = 12ºC

 tn : nhiệt độ bên ngoài tank lên men

Nhiệt độ bên ngoài môi trường luôn luôn thay đổi nên nhằm đảm bảo cho tank lên men hoạt động an toàn thì tn được tính như sau: tn = 0,6 x ttbmax + 0,4 tmax

 ttbmax: nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất , ttbmax = 39 ºC

 tmax : nhiệt độ cao nhất trong năm , tmax = 32 ºC -> tn = 36,2ºC

 f : diện tích bề mặt tank lên men f = ftrụ + f cầu + fcôn

Tổn hao lạnh qua lớp cách nhiệt trong 1 ngày là của 6 tank:

Vậy ,nhiệt lạnh cung cấp cho công đoạn lên men chính trong 1 ngày là:

5.2.3 Tính lạnh cấp cho công đoạn lên men phụ a Tính lạnh cần để hạ nhiệt độ của khối dịch từ nhiệt độ lên men chính (12 ºC ) xuống nhiệt độ lên men phụ (1ºC)

Nhiệt lạnh cần để hạ nhiệt độ của khối dịch từ nhiệt độ lên men chính (12 ºC ) xuống nhiệt độ lên men phụ (1ºC) là:

 G : khối lượng dịch đường lên men phụ, G = 34 848,72 kg

 C : nhiệt dung riêng của dịch đường

C = C1X1 + C2X2 , trong đó: o C1: Nhiệt dung riêngcủa chất hòa tan, C1 = 0,34 kcal/kg 0 C. o C2: Nhiệt dung riêng của nước, C2 = 1 kcal/kg 0 C. o X1: Hàm lượng của chất khô (11 0 Bx) o X2: Hàm lượng nước trong bia.

Q31 = 34 848,72 x 0,93 x ( 12 - 1 ) = 356 502 Kcal/ngày b Tính lạnh cho quá trình lên men

Trên thực tế, cứ sản xuất 1lít bia non tổn hao nhiệt lạnh là 0,25 Kcal/ngày

Vậy nhiệt lạnh cần để duy trì nhiệt độ quá trình lên men phụ trong 1 ngày của 1 tank là:

Thời gian lên men phụ là 12 ngày,do đó một ngày có nhiều nhất 12 tank lên men phụ nên nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men phụ là:

Q32 = 12 x Q32’ = 12 x 8011,5 = 96 138 Kcal/ngày c Tính lạnh tổn thất ra môi trường ngoài

Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường ngoài trong 1 ngày

Tổn hao lạnh qua lớp cách nhiệt trong 1 ngày là của 12 tank là:

Vậy tổng nhiệt lạnh cần cung cấp cho quá trình lên men phụ là :

5.2.4 Tính lạnh cấp cho công đoạn nhân giống a Tính nhiệt lạnh cho thùng gây men cấp 2

Lượng dịch đường dùng để gây men giống cấp 2 là: 3338 (lít) Sử dụng dịch đường có nồng độ 11 o Bx, d = 1,044 (kg/lít) Vậy khối lượng dịch đường có trong thùng nhân giống cấp 2 là:

3338  1,044 = 3484,872 (kg) Lượng chất hòa tan có trong dịch đường:

Trong đó, chỉ có 75% là đường có khả năng lên men Vậy lượng đường có khả năng lên men trong thùng gây giống cấp 2 là:

Như tính toán ở trên ta có, 1 (kg) đường khi lên men tỏa ra 207,2 (Kcal) Vậy lượng nhiệt tỏa ra trong thiết bị trong 1 ngày là:

Qa = 287,5  207,2 = 59 570 (Kcal) Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt :

Qb = f  k  (tn - tt) x 24 (Kcal/ngày) Trong đó: o f: diện tích truyền nhiệt (m 2 ) o k: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m 2o C) k = 0,3 Kcal/m 2 hºC o tn: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men ( o C) - tng = 36,2 o C o tt: nhiệt độ bên trong thùng lên men ( o C) - ttr = 14 o C Coi tổn thất chủ yếu là ở phần trụ có dịch của thùng lên men, ta có: f =   D  H = 3,14  1,8  3,43 = 19,386 (m 2 ) Vậy:

Qb = 19,386  0,3  (36,2 - 14) x 24 = 3098,66 (kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho thùng gây men cấp 2 là:

Q41 = Qa + Qb = 59 570 +3098,66 = 62 668,66 (kcal/ngày) b Tính nhiệt lạnh cho thùng gây men cấp 1

Lượng dịch đường dùng để gây men giống cấp1 là: 1113 (lít) Sử dụng dịch đường có nồng độ 11 o Bx, d = 1,044 (kg/lít) Vậy khối lượng dịch đường là:

1113  1,044 = 1161,972 (kg) Lượng chất hòa tan có trong dịch đường:

Trong đó, chỉ có 75 % là đường có khả năng lên men Vậy lượng đường có khả năng lên men trong thùng gây giống cấp 1 là:

127,82  0,75 = 95,865 (kg) Như tính toán ở trên ta có, 1 (kg) đường khi lên men tỏa ra 207,2 (kcal)

Vậy lượng nhiệt tỏa ra trong thiết bị trong 1 ngày là:

Qa = 95,865  207,2 = 19863,228 (kcal) Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt :

Qb = f  k  (tn - tt) x 24 (Kcal/ngày)Trong đó:

98 o f: diện tích truyền nhiệt (m 2 ) o k: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m 2o C)

- k = 0,3 Kcal/m 2 hºC o tn: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men ( o C) - tng = 36,2 o C o tt: nhiệt độ bên trong thùng lên men ( o C) - ttr = 14 o C Coi tổn thất chủ yếu là ở phần trụ có dịch của thùng lên men, ta có: f =   D  H = 3,14  1,4  2,51 = 11,034 (m 2 ) Vậy:

Qb = 11,034  0,3  (36,2 - 14) x 24 = 1763,67 (kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho thùng gây men cấp 2 là:

Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho công đoạn nhân giống trong 1ngày là:

5.2.5 Tính lạnh cấp cho công đoạn tái sử dụng men giống

Công đoạn tái sử dụng men giống phải rửa men đặc bẩn thu được thùng lên men để được men sạch

Lượng men tái sử dụng trong 1 ngày là: 333,8 lít/ngày

Cứ 1 lít sữa men cần 3 lít nước để rửa.Như vậy ,lượng nước để rửa men là:

Nước rửa men phải có nhiệt độ 1 o C

Nhiệt độ đầu của nước rửa là 25 o C

Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ nước rửa là:

QV = G x C x ( tđ – tc) = 1001,4 x 1 x (25 – 1 ) = 24 033,6 Kcal/ngày

Tổn thất lạnh ra môi trường khi rửa lấy = 10% nên lượng nhiệt lạnh thực tế cần cấp cho công đoạn tái sử dụng men giống là:

5.2.6 Tính lạnh cấp cho thùng chứa bia

Sau khi lọc, nhiệt độ của bia tăng lên khoảng 5 o C, ta hạ xuống nhiệt độ 1 o C để bão hòa CO2

+ Lượng bia non đưa vào tank tàng trữ trong 1ngày là: 31 566 lít, có khối lượng riêng d = 0,98 (kg/l)

→ Khối lượng bia non là: G = 31 566 x 0,98 = 30 934,68 (kg)

→ Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ bia non từ 5 o C xuống 1 o C là: Q61

Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt

Tổn thất lạnh ra môi trường của 2 tank chứa bia là:

Vậy lượng lạnh cấp cho thùng chứa bia là:

Vậy tổng lượng lạnh cần cung cấp cho toàn bộ nhà máy trong một ngày là:

Qtổng = QI + QII + Q III + Q IV + QV + Q VI

Năng suất máy lạnh tính theo công thức

 Q: tổng nhiệt lạnh cần dùng , Q = 3 800 273 ,6 (Kcal/ngày)

 t: thời gian làm việc trong ngày, t = 24h

Vậy ta chọn 2 máy nén có thể chạy luân phiên hay đồng thời, máy có đặc tính kỹ thuật như sau :

 Tốc độ quay : 720 – 960 vòng/phút

 Dung tích quay của xylanh: 396 – 528 m 3 /h

 Công suất động cơ: 75kw

Tính nước

5.3.1 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu

Lượng nước dùng để nấu trong 1 mẻ nấu: 6795 lit

Lượng nước dùng cho mục đích rửa bã trong 1 mẻ nấu: 3453 lít

Lượng nước dùng cho một mẻ nấu:

Lượng nước dùng để vệ sinh phân xưởng nấu chiếm 5% lượng nước cần dùng.

Vậy tổng lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong 1 mẻ:

Do đó lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong 1 ngày:

5.3.2 Nước dùng để làm lạnh nhanh dịch đường

Như đã tính ở phần lạnh thì lượng nước lạnh cần dùng để làm lạnh nhanh trong một ngày:V2 = 32119,6 lit/ngày

5.3.3 Nước dùng cho khu lên men Ở khu lên men chỉ dùng nước để rửa tank lên men và vệ sinh sàn

- Diện tích sàn nhà cần vệ sinh hàng ngày là 675 m 2 , lượng nước dùng vệ sinh sàn là (3,5lít/m 2 ): 3,5 x 675 = 2362,5 lít

- Lượng nước vệ sinh tank lên men lấy bằng 20% thể tích của tank Mỗi ngày vệ sinh một tank, mỗi tank có thể tích là 42,83 m 3 nên lượng nước cần dùng để vệ sinh tank lên men trong một ngày:

42,83 x 0,2 = 8,566 m 3 = 8 566 lít Như vậy,lượng nước dùng cho khu lên men:

5.3.4 Nước dùng cho vệ sinh tank thành phẩm

Lượng nước dùng vệ sinh tank bia thành phẩm bằng 20% thể tích của tank nên lượng nước cần dùng( có 2 tank thành phẩm,mỗi tank có thể tích 20,3125 m 3 )

5.3.5 Nước dùng cho nhân men giống và rửa men

Lượng nước cần dùng để rửa men sữa trong một ngày: 1001,4 lít/ngày.

Nước vệ sinh các thùng nhân men và thùng rửa sữa men chiếm 20% thể tích thùng: 0,2 x (4,27 + 1,684 + 2,2638 ) = 1,64356 m 3 = 1643,56 lít/ngày.

Vậy lượng nước cần dùng cho nhân men giống và rửa men trong một ngày:

5.3.6 Nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện a Nước rửa bock

Mỗi ngày sử dụng 600 bock, mỗi bock rửa hết 10 lit nước Vậy lượng nước rửa bock mỗi ngày: 600 x 10 = 6000 lit/ngày.

Nước rửa máy chiết bock là 2000 lit/ngày.

Tổng lượng nước rửa bock và máy chiết bock:

V61 = 6000 + 2000 = 8000 lit/ngày. b Lượng nước rửa lon, thanh trùng lon

Mỗi lon rửa hết 3 lit nước, mỗi ngày rửa 60 000 lon Vậy lượng nước cần dùng để rửa lon: 60 000 x 3 = 180 000 lit/ngày.

Nước rửa máy chiết lon: 2000 lit/ngày

Tổng lượng nước rửa lon, thanh trùng lon và máy chiết lon:

V62 = 180 000 + 2000 = 182 000 lit/ngày. c Lượng nước rửa sàn phân xưởng hoàn thiện.

Diện tích phân xưởng hoàn thiện: S = 36 x 18 = 648 m 2

Cứ 1 m 2 sàn phân xưởng cần 3,5 lit nước để rửa Vậy lượng nước rửa sàn:

Do đó, tổng lượng nước cần dùng trong phân xưởng hoàn thiện:

5.3.7 Lượng nước dùng cho nồi hơi

Theo tính toán thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho nhà máy Nhưng thường để tiết kiệm, ta thu hồi khoảng 70% lượng nước ngưng để sử dụng cho nồi hơi Do đó, lượng nước dùng cho nồi hơi bằng 30% lượng hơi cung cấp:

5.3.8 Lượng nước dùng cho sinh hoạt

Số người làm việc trong nhà máy là 150 người.

Bình quân mỗi người 1 ngày sử dụng 40 lít nước

Suy ra,lượng nước dùng cho sinh hoạt hàng ngày của nhà máy là:

Vậy tổng lượng nước dùng cho nhà máy trong một ngày:

Tính điện

Điện nhà máy sử dụng được cấp từ mạng điện lưới quốc gia, điện được sử dụng vào mục đích chiếu sáng và động lực

5.4 1 Tính phụ tải chiếu sáng

Nhà máy sử dụng đèn sợi đốt thông thường và bố trí đèn neon ở các nơi cần thiết a Cách bố trí đèn

Trong nhà máy,ta sử dụng 2 loại đèn là đèn sợi đốt có công suất: Pđ = 100 w = 0,1 kW và đèn neon có công suất: Pđ = 40w = 0,04 kW.

Cách bố trí đèn trong nhà máy như sau :

 Chiều cao treo đèn phụ thuộc vào chiều cao thiết bị, vị trí làm việc Thường lấy chiều cao khoảng 2,5  4,5 m

 Khoảng cách giữa các đèn: L = 2  3 m Chọn L = 3 m.

 Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường: l= (0,25  0,332)L

Số đèn bố trí theo chiều dọc của nhà: n1 Trong đó : A là chiều dài nhà ( m)

Số đèn bố trí theo chiều ngang của nhà: n2 Trong đó : B là chiều rộng nhà ( m)

Tổng số đèn cho nhà : n = n1 x n2

Công suất chiếu sáng là : P = Pd x n (W) o n - tổng số đèn o Pd – công suất của 1 đèn (W) b Tính đèn chiếu sáng

* Tính đèn chiếu sáng phân xưởng nấu:

Vậy tổng số bóng đèn trong phân xưởng sản xuất: N1 = 11 x 6= 66 bóng

Phân xưởng nấu sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW.

Do đó, công suất chiếu sáng: P1 = Pđ x N1 = 0,1 x 66 = 6,6 kW

* Đèn chiếu sáng khu vực tank lên men

A = 27 m; B = 25 m n1 = + 1 = 10 bóng. n2 = = 9 bóng Vậy tổng số bóng khu vực tank lên men là: N2 = 10 x 9 = 90 bóng.

Khu vực tank lên men sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

Do đó, công suất chiếu sáng là: P2 = Pđ x N2 = 0,1 x 90 = 9 kW

* Đèn chiếu sáng phân xưởng hoàn thiện

Vậy tổng số bóng đèn trong phân xưởng hoàn thiện là:

N3 = 13 x 7 = 91bóng Phân xưởng hoàn thiện sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

Do đó, công suất chiếu sáng là: P3 = Pđ x N3 = 0,1 x 91 = 9,1 kW

* Tính đèn chiếu sáng cho kho nguyên liệu

A = 24 m; B = 12 m. n1 = = 9 bóng n2 = = 5 bóng Vậy tổng số bóng đèn trong kho nguyên liệu là: N4 = 9 x 5 = 45 bóng

Kho nguyên liệu sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Tính đèn chiếu sáng cho kho thành phẩm

A = 24 m; B = 15 m n1 = = 9 bóng n2 = = 6 bóng Vậy tổng số bóng đèn trong kho thành phẩm

N5 = 6 x 9 = 54 bóng Kho thành phẩm sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Tính đèn chiếu sáng phân xưởng cơ điện

A = 18 m; B = 9 m n1 = = 7 bóng n2 = = 4 bóng Vậy tổng số bóng trong phân xưởng cơ điện là: N6 = 7 x 4 = 28 bóng

Phân xưởng cơ điện sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

Do đó, công suất chiếu sáng là: P6 = Pđ x N6 = 0,1 x 28= 2,8 kW

* Đèn chiếu sáng nhà lạnh,khí nén và thu hồi CO 2

A = 16m ; B = 8m n1 = = 6 bóng n2 = = 4 bóng Vậy tổng số bóng đèn trong khu vực nhà lạnh,khí nén và thu hồi CO2 là:

N7 = 6 x 4 = 24 bóng Nhà lạnh,khí nén và thu hồi CO2 sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Đèn chiếu sáng nhà nồi hơi

A = 9m ; B = 6m n1 = = 4 bóng n2 = = 3 bóng Vậy tổng số bóng đèn trong khu vực nồi hơi là: N8 = 4 x 3 = 12 bóng

Nhà nồi hơi sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Đèn chiếu sáng kho bao bì (lon ,bock)

Vậy tổng số bóng đèn trong khu vực kho bao bì (bao gồm 2 kho vỏ lon và vỏ bock ,kích thước như nhau) là: N9 = 2 x 7 x 5 = 70 bóng

* Đèn chiếu sáng bãi than

Bãi để than ta chọn khoảng cách giữa các đèn là

Vậy tổng số bóng đèn trong bãi để than là: N10 = 2 x 3 = 6 bóng

Bãi than sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW.

* Đèn chiếu sáng bãi xỉ

Bãi xỉ ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L = 6 m, l = 0,25 x 6 = 1,5 m

Vậy tổng số bóng đèn trong bãi xỉ là: N11 = 2 x 2 = 4 bóng

Bãi xỉ sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW.

* Đèn chiếu sáng gara ô tô

A = 18 m ; B = 9 m. n1 = = 7 bóng n2 = = 4 bóng Vậy tổng số bóng đèn trong bãi xe tải là: N12 = 7 x 4 = 28 bóng

Gara ô tô sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

Do đó, công suất chiếu sáng là: P12 = Pđ x N12= 0,1 x 28 = 2,8kW

* Đèn chiếu sáng khu vực xử lý nước cấp

Vậy tổng số bóng đèn khu vực xử lý nước cấp là: N13 = 9 x 4 6 bóng Khu xử lí nước cấp sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Đèn chiếu sáng khu vực xử lý nước thải

Vậy tổng số bóng đèn khu vực xử lý nước thải là: N13 = 9 x 4 6 bóng Khu xử lí nước thải sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Đèn chiếu sáng nhà hành chính (2tầng)

Vậy tổng số bóng đèn trong nhà hành chính là: N1 = 7 x 4 x 2 = 56 bóng Nhà hành chính sử dụng bóng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng hội trường và nhà ăn (2 tầng)

Vậy tổng số bóng hội trường và nhà ăn là: N16 = 2 x 11 x 6 = 132 bóng Hội trường và nhà ăn sử dụng bóng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng nhà giới thiệu sản phẩm

Vậy tổng số bóng nhà giới thiệu sản phẩm là: N16 = 4 x 3 = 12 bóng

Nhà giới thiệu sản phẩm sử dụng bóng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng nhà để xe đạp, xe máy của nhân viên

Vậy tổng số bóng nhà để xe đạp, xe máy là: N18 = 5 x 6 = 30 bóng.

Nhà để xe sử dụng bóng đèn sợi đốt có công suất 0,1 kW

* Đèn chiếu sáng nhà vệ sinh ,tắm giặt

Vậy tổng số bóng trong nhà vệ sinh là: N19 = 5 x 3 = 15 bóng

Nhà vệ sinh tắm giặt sử dụng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng nhà bảo vệ (2 nhà)

Vậy tổng số bóng trong 2 nhà bảo vệ là: N20 = 2 x 2 x 2 = 8 bóng

Nhà bảo vệ sử dụng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng trạm biến áp

Vậy tổng số bóng trong trạm biến áp là: N21 = 2 x 2 = 4 bóng

Trạm biến áp sử dụng đèn neon có công suất 0,04 kW

* Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà máy

Cứ 10 m bố trí một bóng Có khoảng 30 bóng, công suất 0,1 kW

Do đó, công suất chiếu sáng là: P22 = 0,1 x 30 = 3 kW.

BẢNG TỔNG HỢP CÁC BỘ PHẬN DÙNG ĐÈN CHIẾU SÁNG

STT Bộ phận chiếu sáng Số bóng (cái) Công suất bóng (W)

10 Kho bao bì(lon,bock) 70 100 7

11 Nhà xử lý nước cấp 36 100 3,6

12 Nhà lạnh và thu hồi CO2, khí nén 24 100 2,4

16 Nhà giới thiệu sản phẩm 12 40 0,48

19 Nhà vệ sinh, tắm giặt 15 40 0,6

Tổng công suất chiếu sáng, Pcs 74,08

5.4 2 Tính phụ tải động lực

Từ phần tính và chọn thiết bị ,ta lập được bảng sau:

BẢNG CÔNG SUẤT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY

STT Tên thiết bị Công suất định mức (kW)

10 Bơm từ nồi hoa sang lắng xoáy 7.5 1 7,5

16 Bơm CIP cấp nhà men 18.5 1 18,5

17 Bơm CIP hồi nhà men 3.7 2 7,4

20 Động cơ máy rửa bock 2,5 1 2,5

21 Động cơ máy chiết bock 3 1 3

Tổng công suất động lực, Pđl 307,45

Ngoài các thiết bị trên xưởng bia còn phải trang bị các thiết bị phụ khác như: Quạt hút, quạt đẩy, bơm xử lý nước, máy soi lon, máy phun chữ, máy chạy không tải, tủ điều khiển động cơ …Tất cả nhưng thiết bị phụ này ta lấy bằng 15% phụ tải động lực kể trên.

Vậy phụ tải động lực của toàn nhà máy:

Phụ tải toàn nhà máy:

5.4 3 Xác định phụ tải tính toán.

Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán là xác định công suất thực tế của nhà máy nhằm chọn đường dây, máy biến áp, máy phát điện và tủ điện cho phù hợp.

Công thức xác định phụ tải tính toán như sau: Ptt = Ksx x Pđl + Kcs x Pcs

Trong đó: K là hệ số phụ thuộc mức mang tải của thiết bị.

 Đối với phụ tải chiếu sáng: Kcs = 0,9

 Đối với phụ tải động lực: Kđl = 0,6.

Vậy phụ tải tính toán của nhà máy là:

5.4.4 Chọn máy biến áp a Xác định hệ số công suất cos 

Việc xác định hệ số công suất cos để có biện pháp nâng cao cos của nhà máy, nhằm mục đích giảm tổn thất điện áp, điện năng cho nhà máy. Ở chế độ làm việc định mức, cos được xác định theo công thức: cos Trong đó:

P: Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ điện.P = Ptt = 278,8 kW.

Q: Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ điện,lấy bằng 50% tổng công suất của các thiết bị điện: Q = 50 % P = 139,4 kW

Suy ra , cos = = 0,89 b Chọn máy biến áp

Công suất của máy biến áp:

Chọn máy biến áp do Việt Nam chế tạo:

Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện dự phòng có đặc tính sau:

 Hệ số công suất cos = 0,89

5.4.5 Tính điện năng tiêu thụ hàng năm. a Tính điện năng dùng cho thắp sáng

Trong đó: o Pcs : Công suất chiếu sáng, Pcs = 74,08 kW. o Kk : Hệ số đồng thời, chọn Kk = 0,9. o T: Thời gian sử dụng tối đa, T = T1 x T2 x T3.

 T1 : Số giờ chiếu sáng trong ngày, T1 = 12 giờ.

 T2 : Số ngày làm việc trong tháng, T2 = 25 ngày.

 T3 : Số tháng làm việc trong năm, T3 = 12 tháng.

Công suất tiêu thụ bình quân: = 45,49 kW/h. b Tính điện năng dùng cho động lực

Trong đó: o Pđl : Công suất động lực, Pđl = 353,5675 kW. o Kc : Hệ số đồng thời, Kc = 0,6. o T : Thời gian làm việc tối đa :

 Làm việc 3 ca : T = 7 x 3 x 25 x 12 = 6300 giờ/năm.

Trung bình trong nhà máy có 2/5 động lực hoạt động 3 ca, 2/5 động lực hoạt động

2 ca, 1/5 động lực hoạt động 1 ca.

Vậy : Ađl = Ađl 1 + Ađl 2 + Ađl 3

Ađl = 534 594,06 + 356 396,04+ 89 099,01 = 980 089,11 kWh. c Tổng công suất tiêu thụ cả năm

Trong đó: Km là hệ số tổn hao trên mạng hạ áp, Km = 1,05.

TÍNH XÂY DỰNG

Địa điểm xây dựng nhà máy

Nhà máy được xây dựng tại khu quy hoạch công nghiệp của Thành Phố.

 Hướng gió chủ đạo ở đây là gió Đông Nam đem hơi nước từ biển vào (mát) và chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam ( nóng) nên nhà thiết kế quay mặt chính theo hướng Đông Nam

 Nơi đây có địa hình tương đối bằng phẳng (độ dốc 0,5 -1%), cao ráo, nền đất tự nhiên là đất sét pha cát, có cường độ chịu lực 2,0 kg/cm 2 ,điều kiện thủy văn và nền địa chất ổn định không thuộc miền đứt gãy hay chịu tác động của núi lửa, khu vực này cũng không có các mỏ khoáng sản hay mỏ khí thiên nhiên

 Khu đất có địa hình cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nước thải và nước bề mặt dễ dàng.

1.3 Về môi trường, 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 đựơc thải ra ở hạ lưu, cách bến dùng nước của dân cư tối thiểu là 500 m.

Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy

Dựa vào sơ đồ dây chuyền công nghệ ,em xây dựng sơ đồ khối tổng thể như sau:

2.1 Tính toán các hạng mục công trình

2.1.1 Khu vực sản xuất a Phân xưởng nấu:

Trong phân xưởng nấu các thiết bị được sắp xếp theo dây chuyền sản xuất Dựa theo bản sắp xếp ,bố trí và kích thước các thiết bị ta chọn kích thước phân xưởng nấu như sau:

 Diện tích: S = 30 × 15 = 450 m 2 b Phân xưởng lên men:

Do các tank lên men có kích thước(chiều cao và đường kính) lớn nên ta bố trí đặt ngoài trời Gồm có 22 tank, có sàn thao tác bằng bê tông, cốt thép đi lên bằng cầu thang xoắn, bố trí thành 4 hàng ,mỗi hàng 6 tank

Ta chọn kích thước phân xưởng lên men như sau:

 Diện tích: S = 27 × 25 = 675 m 2 c Phân xưởng hoàn thiện Đây là phân xưởng có đông công nhân, các thiết bị là một dây chuyền hoạt động khép kín, kích thước lớn Phân xưởng đòi hỏi thoáng mát, cao ráo, đủ ánh sáng cho công nhân làm việc Vì thế phải thiết kế nhiều cửa sổ, cửa ra vào rộng rãi để vận chuyển sản phẩm ra vào dễ dàng. Ở nhà hoàn thiện sản phẩm bố trí dây chuyền chiết lon và chiết bock, nên cần nhiều diện tích cho lắp đặt dây chuyền và thao tác vận hành Bố trí dây chuyền chiết lon thành một vòng khép kín, còn các thiết bị rửa bock và chiết bock đặt ở một góc của nhà hoàn thiện Vị trí của các máy rửa lon, rửa két, rửa bock gần với bãi vỏ lon; đầu ra của sản phẩm nằm ở phía gần với kho thành phẩm để thuận tiện trong việc nhập và xuất hàng

Dựa vào các yêu cầu trên ta chọn kích thước phân xưởng hoàn thiện như sau:

2.1.2 Các phân xưởng phụ trợ a Trạm biến áp Đặt ở góc riêng của nhà máy Điện lưới đến với nhà máy có điện áp 6 - 10KW. Trạm biến áp có nhiệm vụ hạ áp xuống 220/380V và cung cấp cho toàn nhà máy Bên trong có nhà máy phát điện dự trù khi lưới điện bị mất

 Diện tích: S = 6 × 6 = 36 m 2 b Xưởng cơ điện

Xưởng chứa máy móc, công nhân và kỹ sư cơ điện của nhà máy.

 Diện tích: S = 18 × 9 = 162 (m 2 ) c Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO 2 và cấp khí nén

 Diện tích: S = 16 × 8 = 128 (m 2 ) d Phân xưởng hơi

Phân xưởng hơi bao gồm nhà đặt lò hơi và bãi than,bãi xỉ than,đặt cạnh nhau

 Diện tích: S = 9 × 9 = 81(m 2 ) e Khu xử lý nước cấp

Bao gồm trạm bơm với các bể lọc, cột lọc, bể chứa nước sạch và tháp lọc nước để phục vụ cho toàn nhà máy.

Phạm Quang Hòa CNTP3 f Khu xử lý nước thải

Bao gồm bể thu hồi nước thải, bể aroten, bể lắng sinh khối,bể khử trùng

 Diện tích: S = 24 × 9 = 216(m2) g Bãi tập kết vỏ lon Được thiết kế gần phân xưởng hoàn thiện, mái tôn, tường lửng cao 1,8m

 Diện tích S = 18 × 12 = 216(m2). h Bãi tập kết vỏ bock Được thiết kế gần phân xưởng hoàn thiện, mái tôn, tường lửng cao 1,8m

 Diện tích S = 18 × 12 = 216(m2). i Bãi chứa chất thải rắn

Thể tích bã của 1 ngày nấu : 2,309 x 4 = 9,236 m 3

Bã được thải ra khu chứa chất thải rắn để bán lại cho các nhà máy thức ăn gia súc.

2.1.3 Khu vực kho tàng và các công trình đầu mối giao thông a Kho chứa nguyên liệu

Nhà máy cần dự trữ nguyên liệu cho 1 tháng sản xuất tức là khoảng 30 ngày. Nguyên liệu được đặt trên các kệ kê và được vận chuyển bằng xe đẩy,có đường giao thông để vận chuyển nguyên liệu ra vào kho.

Tính diện tích của kho chứa nguyên liệu:

Theo phần tính cân bằng sản phẩm, nguyên liệu cần dùng cho 1 ngày là 5190 kg malt và 577 kg gạo Nguyên liệu mua về được đóng trong bao 50kg

Số bao malt cần dùng một ngày là : 5190/50= 104 bao.

Số bao gạo cần dùng một ngày là : 577/50= 12 bao

Vậy nguyên vật liệu trong kho dùng cho một tháng là:

Cứ 1m² mặt nền kho xếp được 2 bao và xếp thành 10 chồng Suy ra 1m² mặt nền kho xếp được: 2 x 10 = 20 bao.

Do đó, diện tích vùng chứa nguyên liệu: 3480 : 20 = 174 m 2

Chiều cao của mỗi bao là 0,3m, suy ra chiều cao của vùng chứa nguyên liệu: 0,3 x

Chọn hệ số sử dụng của kho là 0,7, suy ra diện tích yêu cầu của kho là:

 Diện tích: S = 24 × 12= 288 (m 2 ) b Kho thành phẩm

Kho chứa thành phẩm được xây dựng cạnh phân xưởng hoàn thịên sản phẩm, thuận tiện giao thông Sản phẩm của nhà máy là bia lon và bia hơi.

Do bia hơi được tiêu thụ ngay trong ngày nên trong kho chỉ chứa số lượng bock (bia hơi) của 1 ngày sản xuất

Do bia lon cần phải bảo ôn và lưu kho chờ đưa ra thị trường để tiêu thụ nên kho chứa số lượng két (bia lon) của 5 ngày sản xuất

* Diện tích chứa bia hơi

Số bock sử dụng tối đa trong 1 ngày là 600 bock( loại 50 lít)

Tỷ lệ diện tích chứa bock là: 4 bock/m 2

Các bock xếp làm 3 tầng chồng lên nhau Vậy diện tích chứa bia hơi là:

* Diện tích chứa bia lon:

Số lon sử dụng tối đa trong 1 ngày là 30 000/ 0,330 = 91 000 ( loại 330 ml) Xếp lon vào pallet,mỗi pallet chứa được 960 lon Vậy số pallet cần thiết là:

Bia được lưu kho 5 ngày nên kho phải chứa được số pallet là :

Pallet được xêp thành 3 tầng chồng lên nhau

Diện tích chứa bia lon là : (475 : 3) x 0,88 = 140 m 2

Như vậy,tổng diện tích chứa bia hơi và bia lon là : 50 + 140 = 170 m 2

Hệ số sử dụng kho thành phẩm là 0,7 Vậy diện tích yêu cầu của kho là:

Số lao động của nhà máy là 150 người,trong đó có 36 cán bộ và 114 công nhân a 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

 Phòng phó giám đốc phụ trách kỹ thuật: 14(m 2 )

 Phòng phó giám đốc phụ trách kinh doanh: 14(m 2 )

 Phòng tài chính kế toán (4 người): 4 × 3,5 = 14 (m 2 )

 Phòng hành chính tổng hợp (4 người): 4 × 3,5 = 14 (m 2 )

 Phòng kỹ thuật và KCS (7 người): 9 × 7 = 63(m 2 )

 Phòng tổ chức và lao động ( 4 người): 4 x 3,5 (m 2 )

Tổng diện tích các phòng ban: 245,5 (m 2 )

Ngoài ra còn có hành lang rộng 2m chạy dọc nhà và cầu thang rộng 2m bố trí giữa nhà Nhà hành chính được xây dựng theo kiểu nhà dân dụng có 2 tầng, mỗi tầng cao 3,5m

Diện tích :162(m 2 ). b Nhà giới thiệu sản phẩm

Nhà giới thiệu sản phẩm được xây dựng gần đường chạy ngoài nhà máy để thuận tiện cho việc bán và giới thiệu sản phẩm của nhà máy.

 diện tích nhà: S = 9 x 6 = 54(m 2 ). c Hội trường, nhà ăn

+ Xây dựng nhà ăn phục vụ đủ cho 60% số lao động

-> Số lao động nhà ăn phục vụ là:150 x 60% = 90 người

+ Hội trường xây dụng phục vụ cho toàn bộ công nhân nhà máy và cán bộ nên cần diện tích khoảng: 150 x 2,5 = 375(m 2 )

 Khu hội trường,nhà ăn được xây 2 tầng

Tầng 1 là nhà ăn, tầng 2 là hội trường.

Nhà máy có các ôtô sau:

+ Ôtô phục vụ việc giao dịch và đi lại của ban giám đốc:(1 chiếc) cần diện tích: 1 x 15 (m 2 ).

+ Ôtô chở sản phẩm và chở nguyên liệu ( 3 chiếc) cần diện tích:

Ngoài ra còn có nơi rửa xe, nơi chứa phụ tùng sửa xe, thay dầu

Kích thước gara: 18 x 9 x 4,8 m , diện tích S = 18 x 9 = 162(m 2 ). e Nhà để xe của nhân viên

Tính cho: số công nhân 1 ca sản xuất + số cán bộ = 57 + 36 = 93 người trong đó

 75% đi xe máy (khoảng 70 người)

 25% đi xe đạp (khoảng 23 người).

 Chọn kích thước nhà để xe: 15 x 12 x 4,2 m

 Diện tích :S = 15 × 12 = 180(m2). f Phòng thường trực ,bảo vệ

Nhà máy có hai cổng vì vậy cần hai phòng bảo vệ

Mỗi phòng có diện tích 24 (m2).

 Kích thước: 6 x 4 x 3,6 m g Nhà phục vụ vệ sinh,tắm giặt,thay quần áo

Nhà vệ sinh được ngăn riêng nam và nữ

Bảng tổng hợp các công trình xây dựng.

TT Tên công trình Số lượng Kích thước

14 Khu xử lý nước cấp 1 24× 9 x 4,8 216

15 Khu xử lý nước thải 1 24 × 9 x 4,8 216

16 Bãi chứa chất thải rắn 1 6 x 6 36

19 Hội trường,nhà ăn 2 tầng 30 x 15 x 9,6 900

21 Nhà để xe của nhân viên 1 15 × 12 x 4,2 180

Tổng diện tích xây dựng 5750

2.2 Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy a Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tống mặt bằng nhà máy Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo khu đất của nhà máy làm giải pháp cho việc bố trí, sắp xếp các hạng mục công trình, các công trình kỹ thuật.

Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc các hạng mục công trình, định hướng nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục vụ công cộng, trồng cây xanh, hoàn thiện khu đất xây dựng, định hướng phân chia thời kỳ xây dựng.

Giải quyết các vấn đề về môi trường qua các giải pháp để bảo đảm các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm mặt nước, khí quyển….

Giải quyết các quan hệ về cảnh quan đô thị với môi trường xung quanh tạo khả năng hoà nhập của nhà máy với các nhà máy lân cận, phù hợp hài hoà với không gian tự nhiên trong vùng. Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của phương pháp thiết kế về các phương diện như hiệu quả sử dụng đất, các chỉ tiêu kỹ thuật chuyên ngành. b Các yêu cầu khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy

Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng mức cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau Đảm bảo mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy.

Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượngViện CNSH- CNTP

12 6 hành các khu vực chức năng.

Diện tích khu đất xây đựng được tính toán thoả mãn yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình.

Thiết kế phân xưởng nấu

Đặc điểm sản xuất 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 Đây là phân xưởng có vai trò rất quan trọng đối với nhà máy bia Do quá trình nấu lượng nhiệt tỏa ra nhiều nên phân xưởng được đặt ở gần cuối hướng gió và gần kho nguyên liệu Mặt khác, phân xưởng này sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau nên nền nhà phải thiết kế sao cho chịu được sự ăn mòn của các hóa chất này và thoát nước tốt.

Phân xưởng sản xuất gồm các thiết bị sau: máy nghiền malt + gạo, nồi hồ hóa, nối đường hóa, thùng lọc đáy bằng, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, thùng nước nóng, thiết bị lạnh nhanh, hệ thống CIP nhà nấu, các panel nối ống…

Từ những điều kiện nêu trên em chọn nhà khung thép, tường gạch.

Diện tích tổ chức sản xuất của phân xưởng: 450m 2

Kích thước nhà: dài x rộng x cao : 30 x 15 x 8 m

Chọn khung nhà cho phân xưởng sản xuất chính là nhà mô phỏng theo khung thép Zamil Steel do chúng có cấu tạo đơn giản, dễ cơ động, rút ngắn thời gian thi công, mở rộng phân xưởng một cách dễ dàng và cường độ chịu lực nén, uốn, kéo lớn.

Phân xưởng sản xuất chính của em có kích thước 30 x 15(m) Dựa trên đặc điểm sản xuất, vận chuyển và tính kinh tế, em chọn nhà một nhịp 15m, bước cột 6m, có mở rộng hệ thống lưới cột chống gió Các thiết bị trong phân xưởng được

13 0 động theo cả chiều ngang lẫn chiều dọc.

Từ cách bố trí thiết bị, chiều cao thiết bị và khoảng không gian cho thao tác thiết bị, cũng như đặc điểm vận chuyển trong phân xưởng Em chọn chiều cao nhà là 8 m, không sử dụng cầu trục và không có kết cấu cửa mái.

Ngoài ra, thiết kế phân xưởng không thể thiếu được việc lựa chọn các kết cấu sau:

Kết cấu bao che: bao gồm tường, cửa sổ, tấm che mưa nắng, của đi và hệ thống thoát nước mái Dựa trên cơ sở công nghiệp sản xuất cũng như đặc điểm sản xuất, em lựa chọn kết cấu bao che như sau:

 Tường: dùng loại tường gạch, dày 250mm Do chịu lực tốt, dễ thi công, đơn giản, cách âm, cách nhiệt tốt.

 Cửa sổ: chọn loại cửa sổ quay theo trục ngang ở giữa,do chúng cấu tạo đơn giản, dễ đóng mở, che mưa tương đối tốt, có thể hứng gió xuống thấp để làm mát nơi làm việc của công nhân Kích thước của cửa sổ là 3000 x 220mm.

 Tấm che mưa, nắng: dùng tấm che ngang bêtông cốt thép loại tấm che ngang đặc, loại này che năng, che mưa tốt.

 Cửa đi: sử dụng loại cửa mở ra , khích thước 3600mm

 Mái: chọn mái hai dốc, với độ dốc i = 1/10, cấu tạo của mái bao gồm:

+ tấm lợp kim loại phía trên cùng.

+ lớp cách nhiệt phía dưới.

+ tiếp đến là loại xà gồ C200.

+ hệ thống dầm mái phía dưới cùng.

Hệ thống thoát nước mái: dùng loại thoát nước mái bao che bằng tường gạch, dày 250mm.

Kết cấu sàn, nền, móng, dầm, cầu thang:

 Nền: cấu tạo của nền bao gồm

+ gạch lát nền dày 20mm.

+ bêtông nền chống thấm, dày 100mm.

+ lớp đất dầm chắc, dày 200mm.

 Sàn: dùng sàn bê tông cốt thép dày 100 mm.

 Dầm: dùng hai loại dầm là dầm chính và dầm phụ, dầm chính sử dụng loại

I600, còn dầm phụ dùng loại I400.

 Móng: dùng móng có kích thước như sau:

+ chiều dài: 1500mm + chiều rộng: 1500mm + cao: 300mm

 Cầu thang: dùng cầu thang thép với độ dốc 45 0 , chiều cao bậc 170 mm, chiều dài 270mm.

KINH TẾ

Mục đích và ý nghĩa

Tính toán kinh tế là một phần quan trọng không thể thiếu đối với bất cứ một dự án kinh tế nào.

Dựa vào phần tính toán này ta biết được đơn giá, lên kế hoạch chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị, công nghệ và các chi phí có liên quan trong quá trình thực hiện Qua đó trình lên cấp có thẩm quyền phê duyệt.

Phần tính toán kinh tế là không thể thiếu trong khi thiết kế công trình, nhà máy, quyết định sự thành bại của nhà máy.

Dựa vào năng suất nhà máy được xây dựng và các phần quan trọng khác như chọn địa điểm xây dựng nhà máy, chọn dây chuyền công nghệ, chọn thiết bị,tính cân bằng sản phẩm, kết cấu xây dựng nhà máy Tất cả phần tính toán và lựa chọn trên đòi hỏi người thiết kế nhà máy phải có kiến thức tổng hợp nhằm tìm ra biện pháp tối ưu đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.

Xác định giá thành sản phẩm

7.2.1 Xác định vốn cố định

Vốn cố định bao gồm vốn xây dựng cơ bản và vốn đầu tư mua sắm máy móc,thiết bị ban đầu. a Vốn đầu tư xây dựng cơ bản

Chi phí đầu tư xây dựng được tính theo đơn vị là 1 m 2 xây dựng nhân với đơn giá lấy theo kinh nghiệm thực tế cho từng hạng mục.

Bảng liệt kê vốn đầu tư các công trình xây dựng

STT Tên công trình tích

12 Khu xử lý nước thải 216 1200000 259.200.000

13 Nhà lạnh, thu hồi CO2 128 800000 102.400.000

16 Nhà giới thiệu sản phẩm 54 1000000 54.000.000

18 Nhà vệ sinh tắm giặt 72 800000 57.600.000

20 Khu xử lý nước cấp 216 1000000 216.000.000

Ngoài các công trình trên nhà máy còn phải xây dựng các công trình giao thông, cống rãnh, tường bao, vườn hoa… Theo thực tế của một số doanh nghiệp đã xây dựng ta lấy bằng 10% so với các công trình chính Vậy tổng vốn đầu tư xây dựng là :

Vxd = 9.497.200.000 x 1,1 = 10.446.920.000 đ b Vốn đầu tư mua sắm máy móc,thiết bị ban đầu

STT TÊN THIẾT BỊ SỐLƯỢNG ĐƠN GIÁ(đ) THÀNH TIỀN(đ)

14 Thiết bị gây men cấp I 1 7,100,000 7,100,000

15 Thiết bị gây men cấp II 1 21,500,000 21,500,000

26 Hệ thống xử lý nước 1,000,000,000

Tổng chi phí đầu tư thiết bị chính là : 14,247,300.00đồng.

Viện CNSH- CNTP bằng 10% vốn mua sắm thiết bị chính.

Vậy tổng vốn mua sắm máy móc thiết bị là :

Vậy vốn cố định của nhà máy là:

7.2.2 Xác định chi phí nguyên vật liệu chính tính cho 1 lít a/ Cho một lít bia hơi

TT Tên nguyên liệu Khối lượng Đơn giá(đ) Thành tiền(đ)

Vậy chi phí nguyên liệu chính cho một lít bia hơi là G1 = 1944,849 đ. b/ Cho một lít bia lon

TT Tên nguyên liệu Khối lượng Đơn giá(đ) Thành tiền(đ)

Vậy chi phí nguyên liệu chính cho một lít bia lon là G1= 2005,542 đ.

7.2.3 Xác định chi phí nguyên vật phụ tính cho 1 lít sản phẩm a/ Với bia hơi

Theo thực tế sản xuất chi phí nguyên liệu phụ chiếm khoảng 4% so với nguyên liệu chính

Vậy chi phí nguyên liệu phụ tính cho 1 lít bia hơi là :

Theo thực tế sản xuất chi phí nguyên liệu phụ chiếm khoảng 5% so với nguyên liệu chính

Vậy chi phí nguyên liệu phụ tính cho 1 lít bia lon là

7.2.4 Xác định chi phí điện,than, nước tính cho 1 lít sản phẩm

TT Tên nhiên liệu Lượng dùng Đơn giá Thành tiền(đ)

Tổng chi phí cho một lít sản phẩm là :

7.2.5 Xác định chi phí tiền lương tính cho 1 lít sản phẩm

Tổng số lao động của nhà máy là 150 người,trong đó có 36 cán bộ và 114 công nhân

Lương bình quân của 1 công nhân là : 1.500.000 đ/tháng

Lương bình quân của 1 cán bộ là : 2.500.000 đ/tháng

Chi phí tiền lương tính cho 1 đơn vị sản phẩm là :

7.2.6 Xác định chi phí bảo hiểm xã hội tính cho 1 lít sản phẩm

Chi phí bảo hiểm xã hội được tính bằng 20% so với chi phí tiền lương. Vậy,chi phí bảo hiểm xã hội tính cho 1 đơn vị sản phẩm là :

7.2.7 Xác định chi phí khấu hao tài sản cố định cho 1 lít sản phẩm

Chi phí khấu hao sử dụng máy móc (Ptb) lấy bằng 10% so với Vcđ

Ptb = 15,672,030,000x 0.1 = 1.567.203.000 đ Chi phí khấu hao nhà xưởng lấy bằng 5% so với Vxd

Pxd = 10.446.920.000 x 0.05 = 522.346.000 đ Vậy khấu hao tài sản cố định là :

Pkh=Ptb + Pxd= 1.567.203.000 + 522.346.000 = 2.089.549.000đ Chi phí cho một đơn vị sản phẩm là :

7.2.8 Xác định các chi phí khác tính cho 1 lít sản phẩm

Các chi khác bao gồm chi phí quản lí ,chi phí quảng cáo,khuyến mãi,chi phí dịch vụ ngoài :điện thoại,internet,…,chi phí in ấn bao bì…

Tổng các chi phí khác tính cho một lít bia hơi là :

7.2.9 Xác định tiền bán sản phẩm phụ

Sản phẩm phụ bao gồm bã malt và gạo,men sữa,CO2

Lượng bã malt và gạo thu được hàng năm là :

Số tiền thu được khi bán bã malt và gạo là :

Lượng men sữa thu được hàng năm là :

Số tiền thu được : 54 249 x 1000 = 54.249.000 đ/năm

Lượng CO2 dưthừa hàng năm là :

Một m 3 CO2 cân nặng 1.832 kg.

Khối lượng CO2 dư thừa là: 65 616 1.832 = 120 208 (kg) Giá bán 2000đ/kg

Vậy tổng số tiền thu được khi bán các sản phẩm phụ đối với bia hơi là :

Số tiền thu được từ bán sản phẩm phụ tính cho một lít bia hơi là :

Lượng bã malt và gạo thu được hàng năm là :

Số tiền thu được khi bán bã malt và gạo là :

Lượng men sữa thu được hàng năm là :

Số tiền thu được : 53 704 x 1000 = 53.704.000 đ/năm

Lượng CO2 dưthừa hàng năm là :

Một m 3 CO2 cân nặng 1,832 kg.

Khối lượng CO2 dư thừa là: 64 957 1,832 = 120 328 (kg) Giá bán 2000đ/kg

Vậy tổng số tiền thu được khi bán các sản phẩm phụ đối với bia lon là :

Số tiền thu được từ bán sản phẩm phụ tính cho một lít bia lon là :

Vậy tổng chi phí tính cho 1 lít sản phẩm là:

Gsp = Tổng chi phí - bán sản phẩm phụ

Xác định hiệu quả kinh tế của nhà máy

Căn cứ vào chi phí sản xuất sản phẩm, thu nhập bình quân đầu người ở địa phương,giá của các sản phẩm cạnh tranh cùng loại ,ta định giá sản phẩm như sau:

7.2.2 Tổng doanh thu nhà máy

Pi : Giá một đơn vị sản phẩm

Qi : Doanh số bán ra

DTT = DT - (thuế vốn + Các khoản giảm trừ + thuế tiêu thụ đặc biệt)

+ Bia là một nghành sản xuất phải áp dung thuế tiêu thụ đặc biệt

+ Các khoản giảm trừ gồm:

Giảm giá hàng bán : Do chất lượng sản phẩm kém và được thỏa thuận với khách hàng

Chiết khấu thương mại : Là khoản giảm trừ cho người mua để khuyến khích người mua với số lượng lớn, mua thường xuyên

Chiết khấu thanh toán : Là khoản giảm trừ cho người mua thanh toán trước thời hạn thanh toán ghi trên hợp đồng

(Thường người ta lấy các khoản giảm trừ = 2% DT)

Thuế vốn thường lấy 3,6% so với vốn lưu động và vốn cố định của nhà máy:

+ Vốn cố định : Vcđ = 26,118,950,000 đồng

G : tổng chi phí G = Gbia hơi x 5 000.000 + Gbia lon x 5.000.000 = 2805,415x 5.000.000 + 2934,291 x 5.000.000 = 28,698,665,400 đ l : số vòng quay trong năm.

1 chu kỳ sản xuất của nhà máy là 20 ngày

Vậy số vòng quay 1 năm là : 360/20= 18 vòng/năm. Để an toàn ta chọn số vòng quay là 12 vòng/năm.

Vậy số vốn lưu động là :

Vậy thuế vốn (TV) : TV = (Vcđ + Vlđ) x 0,036

TV = (26,118,950,000 + 2,391,555,450) x 0,036 = 1,026,626,196đ Thuế tiêu thụ đặc biệt = 50% Doanh thu.

= 78,000,000,000 x 0,48 - 1,026,626,196= 36,413,373,800đ Tổng lợi nhuận (TLN) = DTT - Tổng chi phí(giá thành toàn bộ)

7.2.4 Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả

Doanh lợi lao động : DLĐ

DLĐ = TLN/số lao động DLĐ = 7,714,708,400: 150 = 51,431,723đồng/người Doanh lợi vốn :

Năng suất lao động : NL = DTT/số lao động

NL = 36,413,373,800: 150 = 274,489,159 đồng/người/năm Năng suất vốn : NV

7.2.5 Thời gian thu hồi vốn

Tiêu đề	Thiết Kế Mẫu Nhà Máy Bia Năng Suất 10 Triệu 68980
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp

Định dạng
Số trang	149
Dung lượng	576,83 KB