Quy trình công nghệ sản xuất bia

Sơ lợc về lịch sử phát triển và sản xuất bia

Theo các dấu tích tìm đợc trên đá các nhà khoa học đã chứng minh đợc bia đã xuất hiện vào khoảng 7000 năm trớc công nguyên, nguồn gốc của bia vốn là lên men dịch cháo ngũ cốc và rất đợc a chuộng ở Babilon, Sumeric, Ai cập…Với các tên gọi về bia khác nhau ở các địa danh khác nhau nh : Sikanu, Shekar hay Zythum…Kỹ thuật sản xuất bia sau thời kỳ này đợc các tầng lớp giáo sĩ ở Châu Âu tiếp thu vào thế kỷ XIII sau công nguyên Họ đã đa ra công nghệ cùng sự cải tiến là sử dụng hoa houblon để cải thiện hơng thơm và mùi vị thay thế cho các gia vị khác tạo ra tính chất đặc trng của bia mà đến tận ngày nay vẫn cha có một loại nguyên liệu nào thay thế đợc

Năm 1875 nhà bác học ngời Pháp Louis Pasteur đã khám phá và khẳng định nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó làm nên quá trình lên men bia Từ đó công nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn luôn đợc cải tiến, đã có nhiều công nghệ mới ra đời nhờ ứng dụng của khoa học kỹ thuật nh : sử dụng máy làm lạnh, phân lập và nuôi cấy nấm man thuần khiết, sử dụng các hoá chất, các máy móc để tăng thời gian bảo quản bia nh : acid ascorbic, H2O, dietyl cacbonat, enzim hỗn hợp glucooxydaza, catalaza…

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói chung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nớc ta đã có diện mạo

8 mới Năm 1997 sản lợng bia cả nớc ta đạt 670 triệu lít/năm Với mức sản xuất này thì tiêu thụ bình quân đầu ngời chỉ đạt 7  8 lít/ngời/năm Đây là một tỷ lệ còn khá thấp so với các nớc trong khu vực và trên thế giới Một số nớc phát triển trên thế giới con số này là khoảng 130  200 lít/ ngời/năm nh ở Mỹ, Séc, Hà Lan,Pháp, Đức, ý…sản lợng bia sản xuất hằng năm của nớc ta không ngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đây đã góp phần thu hẹp khoảng cách chênh lệch này Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản xuất bia có chất l- ợng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nớc và tiến tới xuất khẩu thì việc học hỏi kinh nghiệm của các nớc có nền công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sự đặc trng cho loại bia của nớc ta là hết sức cần thiết, nó đòi hỏi sự cố gắng, nỗ lực hết sức của các nhà khoa học trong nớc về lĩnh vực này và sự đầu t thoả đáng của các cơ quan nhà nớc có liên quan.

Các loại bia chủ yếu hiện nay

Hiện nay trên thế giới sản xuất ra rất nhiều loại bia từ các nguyên liệu khác nhau Nhng phần lớn bia hiện nay đợc sản xuất từ malt sau khi đã qua giai đoan ơm mầm thờng gọi là malt đại mạch, thêm vào đó là hoa houblon để tạo h- ơng vị và màu sắc đặc trng cho bia và một số các phụ gia khác.

Phân loại then nguyên liệu sản xuất:

- Nếu bia đợc sản xuất từ malt vàng thì gọi là bia vàng.

- Nếu bia sản xuất từ malt đen gọi là bia đen.

Phân loại theo phơng thức sản xuất ta có thể chia ra các loại bia nh :

Ngoài ra ở các vùng khác nhau, các quốc gia khác nhau khi sản xuất bia ngời ta có cho thêm vào đó một số hơng liệu đặc biệt cộng thêm những cách thức

Làm lạnh NÊu hoa Lọc bã

Lên men Lọc trong Bão hoà CO2 Hoàn thiện sản phẩm Kho bảo quản Các đại lý

Ng ời tiêu dùng làm bia riêng của họ nên tạo ra một số loại bia đặc trng và có tên gọi theo cách của nhà sản xuất.

III Sơ đồ chung về các giai đoạn sản xuất bia.

IV Các yêu cầu đối với bia chai giành cho xuẩt khẩu Đối với bia chia giành cho xuất khẩu nhà sản xuất phải đạt đợc một số các yêu cầu chính sau :

- Bia sản xuất ra phải đạt chất lợng cao đủ yêu cầu giành cho xuất khẩu.

- Phải tìm hiểu sở thích và khẩu vị của ngời tiêu dùng ở nớc mà nhà máy có dự định xuất sang để từ đó có các điều chỉnh về hơng vị, màu sắc … cho phù hợp.

- Cần chọn phơng án sản xuất để đáp ứng đủ nhu cầu cho khách hàng đúng thời hạn và chất lợng.

- Cần phải có chính sách giá phù hợp và cạnh tranh với các loại bia đang đ- ợc tiêu thụ tại thị trờng đó.

- Ngoài ra nhà sản xuất còn cần phải dó các dịch vụ khách hàng nh : khuyến mãi, quảng cáo, tài trợ cho các hoạt động văn hoá, nhân đạo tại quốc gia đó để từ đó quảng bá sản phẩm của mình.

Chơng II : lập luận kinh tế

Xuất phát từ tình hình phát triển bia trong nớc và trên thế giới hiên nay, cũng nh giá trị ding dỡng do bia mang lại thì việc thiết kế một nhà máy bia là một việc làm có hiệu quả.

Việc sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu là một ý tởng rất mới của các nhà máy bia hiện nay Vì đa số các nhà máy bia ở nớc ta gồm các nhà máy bia quốc doanh, các nhà máy bia liên doanh và các nhà máy bia của doanh nghiệp t nhân chỉ sản xuất phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nớc Nên việc sản xuất bia giành cho xuất khẩu ở nớc ta bây giờ còn nhiều bất cập trong công tác sản xuất và tiêu thụ sản phẩm nên có tính rủi do cao Nhng không phải vì vậy mà nớc ta

- không thể khai thác đợc thị trờng ngoài nớc Theo em nghĩ nếu các nhà sản xuất trong nớc đầu t vào việc tìm hiểu các thị trờng quốc tế thì hớng tới nớc ta có thể xuất khẩu đợc bia ra nớc ngoài.

Trong đồ án tốt nghiệp này của em thiết kế một nhà máy sản xuất bia có chất lợng cao nên có thể đạt đợc yêu cầu đối với xuất khẩu Ban đầu công suất của nhà máy chỉ là 2 triệu lít một năm, nếu thông qua thị trờng tiêu thụ tốt thì có thể nâng năng suất của nhà máy lên đợc 5 triệu lít năm hoặc hơn nữa.

Em tin tởng rằng việc sản xuất bia giành cho xuất khẩu là một ý tởng hay và sẽ thu đợc thành công và mở ra một hớng mới cho các nhà máy sản xuấ bia trong nớc hiện nay.

Do vậy việc thiết kế xây dựng một nhà máy bia chai giành cho xuất khẩu tại nớc ta là dự án có khả thi và hiệu quả.

Chơng iII : chọn nguyên liệu trong sản xuất bia

Các loại nguyên liệu chính trong sản xuất bia bao gồm : malt đại mạch đã đợc ơm mầm, hoa họublon, nấm men, nớc Ngoài ra còn có nguyên liệu thay thế một phần malt nh : gạo và một số loại ngũ cốc khác, cùng một số chế phẩm enzim và các chất tẩy rửa và chất trợ lọc phục vụ trong quá trình sản xuất bia.

Malt đại mạch là sản phẩm của malt đợc tiến hành cho nảy mầm ở những điều kiện thích hợp Thành phần hoá học của malt đại mạch rất phức tạp nó phụ thuộc vào giống malt, điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện canh tác…, thành phần chủ yếu của malt đại mạch gồm :

- Gluxit (tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, các hợp chất pectin và các chất dạng keo, saccharid thấp phân tử).

- Các hợp chất chứa nitơ (protit, các chất chứa nitơ phi protit).

- Các chất không chứa nitơ (polyphenol và chất đắng, fitin, vitamin, chất khoáng).

Malt đa vào sản xuất bia phải đạt đủ tiêu chuẩn của nhà sản xuất Chỉ tiêu chất lợng của malt nh sau:

- Màu sắc : màu vàng tơi, vàng sáng.

- kích thớc hạt : tơng ứng với hạt malt ban đầu.

- Hạt có vết cắt trắng trong từ : 2,5  5%.

+ Các chỉ tiêu cơ học :

- Trọng lợng khô tuyệt đối : trung bình từ : 28  38 g/1000 hạt (theo trọng lợng).

- Từ 25  37 g/1000 hạt (theo chất khô tuyệt đối).

- Độ cứng, độ nhuyễn : 50 000 g.cm/g.

+ Các chỉ tiêu hoá lý học :

- Độ hoà tan trung bình : 75  80% (theo % chất khô).

- Cờng độ màu: Malt vàng từ : 0,16  0,25ml iod 0,1N/100ml H20

Quy trình chung về sản xuất bia

Hoa houblon

Hoa houblon là loại nguyên liệu quan trong thứ hai trong sản xuất bia sau malt đại mạch Nó đợc con ngời biết đến và sử dụng khoảng 3000 năm trớc công nguyên.

Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hơng thơm rất đặc trng làm tăng khă năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của bia, đồng thời từ hoa chiết ra nhũng chất có khả năng sát trùng Do những tính năng cực kỳ nh vậy của hoa houblon cho nên qua mấy thiên niên kỷ tồn tậi của nghành sản xuất bia hoa houblon vẫn giữ đợc vai trò độc tôn và là loại nguyên liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp sản xuất bia hiện nay.

Hoa houblon thờng dùng trong sản xuất bia có các chỉ tiêu sau:

Các chất có giá trị nhất trong hoa houblon là chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol.

Các chỉ tiêu cảm quan :

Hoa nguyên cánh sử dụng trong sản xuất bia thì rất tốt nh ng chiếm thể tích lớn cồng kềnh, khó bảo quản, hiệu quả sử dụng thấp Nên ngời ta thờng chế biến hoa houblon thành các chế phẩm của nó để tiện cho sử dụng và bảo quản th- ờng dới các dạng sau:

Các chế phẩm của hoa houblon đang đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới chiếm 40% lợng hoa trong sản xuất bia.

Níc

Nớc là một trong những nguyên liệu chính vô cùng quan trọng trong suốt quá trình sản xuất bia, nó chiếm một tỷ lệ lớn trong thành phẩm Nên ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng của sản phẩm Do vậy nớc trong sản xuất bia phải đạt dợc các yêu cầu sau :

- Độ cứng : nằm trong khoảng nờc mềm đến nớc trung bình từ 0  8 0 H hoặc từ 0  2,8 meq/l.

- Hàm lợng muối cacbonat : < 50 mg/lít.

- Hàm lợng muối NH3 và NO2 : 0 mg/lít.

- Hàm lợng muối clorua : 70  100 mg/lít.

- Hàm lợng muối CaSO4 : 130  180 mg/lít.

- Hàm lợng Mg : < 100 mg/lít.

- Vi sinh vật tổng số : < 100 vsv/ml.

- Chỉ số E.coli : ≤ 3vsv/ml.

- Khối lợng cặn dao động : : 250  500 mg/lít.

Ngoài các yêu cầu hoá học trên thì nớc dùng trong sản xuất bia cần thêm một số yêu cầu sau:

- Không có mùi vị lạ.

Gạo …

Gạo là một phần nguyên liệu dùng làm nguyên liệu thay thế cho một phần malt nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm, phù hợp hơn với khẩu vị của ngời tiêu dùng, tăng chất lợng và tạo sự khác biêt với một số loại bia của nớc ngoài.

Trong công nghệ sản xuất bia này ta chọn gạo làm nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 15% tổng lợng nguyên liệu Đây là tỷ lệ nguyên liệu thay thế thích hợp để sản xuất loại bia có chất lợng cao đáp ứng cho nhu cầu bia xuất khẩu.

Gạo trong sản xuất bia của nhà máy phải đạt các yêu cầu sau :

- Gạo không mốc, không thấm nớc.

Gao sử dụng là gạo tẻ phải có màu trắng đều tỷ lệ các hạt bị trắng bụng, bị bệnh 2 trong thời gian 40 phút, sau đó trung hoà bằng NaOH 1,8 N hoặc NaHCO3

1%với lợng 1lít/1lít sữa men, sau 10 phút rửa lại bằng nớc lạnh vô trùng ở 0 

Trớc khi sử dụng sữa men ta tiến hành hoạt hoá lại men Ngời ta thờng hoạt hoá sữa men bằng dịch đờng và không khí vô trùng Khi kiểm tra thấy độ cồn đạt 0,3% thì có thể sử dụng lại đợc Tỷ lệ tế bào trong sữa men rất lớn thông thờng dùng 1% so với dịch đờng.

Lợng men giống và sữa men cho vào dịch đờng sao cho phải đảm bảo mật độ tế bào nấm men trong dịch lên men là từ 20  30 triệu tế bào/ml dịch lên men.

Quá trình lên men

Mục đích của quá trình lên men là chuyển hoá các chất trong dịch đờng chủ yếu là đờng và dextrin bậc thấp thành rợu etylic, cacbonic và các sản phẩm phụ khác Trong công nghệ lên men một pha thì quá trình lên men chính và lên

3 0 men phụ đợc tiến hành trong một thiết bị là tank lên men Nên hai quá trình này chỉ có danh giới tơng đối

Sau khi dịch đờng làm lạnh xuống 9 0 C thì đợc bơm vào tank lên men. Men giống cũng đợc đa vào với thể tích bằng 1/10 thể tích dịch lên men Quá trình lên men chính bắt đầu diễn ra, trong quá trình này thì lợng cơ chất trong dịch đờng tiêu hao mạnh và thải ra một lợng nhiệt lớn cùng khí CO2 do vậy làm cho nhiệt độ của dịch lên tăng lên Sự biến đổi cơ chất của quá trình này chủ yếu theo phơng trình sau:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Đồng thời các phản ứng sinh hoá xảy ra do xúc tác sinh học của enzim đ- ợc hình thành trong quá trình lên men, một số sản phẩm phụ đợc tạo thành Tất cả các biến đổi này dẫn đến sự thay đổi cả chất và lợng các chất hoà tan có trong dịch lên men để chuyển thành bia Trong 2 ngày lên men đầu tiên nhiệt độ của dịch tăng lên đến 14 0 C và duy trì nhiệt độ này cho đến khi đạt đến nồng độ biểu kiến của độ lên men cuối cùng.

Trong thời gian lên men nhiệt độ của thùng lên men đợc điều chỉnh qua các lớp áo lạnh bao bên ngoài của tank lên men với chất tải lạnh là nớc muối. Sau khoảng thời gian 5 ngày thì quá trình lên men chính kết thúc, lúc này nồng độ của chất của chất hoà tan chỉ còn khoảng 2,5  3% Sau đó tiến hành hạ nhiệt độ của bia non xuống khoảng 0  2 0 C để cho sữa men kết lắng và tháo ra ở đáy tank Duy trì nhiệt độ 0,5 0 C, áp suất trong tank 0,5  0,7kg/cm 2 trong thời gian 5  6 ngày, đây chính là quá trình lên men phụ Quá trình này có một ý nghĩa quan trọng trong việc tạo hơng vị, bọt, và khử các chất không cần thiết. Trong quá trình lên men phụ CO2 tiếp tục đợc tạo ra và hoà tan vào bia non,

CO2 chủ yếu nằm ở dạng liên kết và một phần ở dạng tự do Khi lên men phụ hàm lợng chất hữu cơ tăng nhng không đáng kể, các este tạo thành, thực hiện quá trình khử diaxetyl đến mức cho phép, rợu bậc cao giảm, tạo aldehyt Vì vậy hơng vị của bia đợc hoàn thiện dần Trong quá trình lên men phụ còn làm cho sữa men còn sót lại trong bia và các cặn lơ lửng trong bia kết lắng nốt tạo cho bia có độ trong hơn Vậy mục đích của quá trình lên men phụ là tạo hơng, vị, bọt cũng nh làm trong bia, giảm lợng diaxetyl…

Quá trình lên men sẽ kết thúc khi bia phải đạt đợc một số chỉ tiêu sau ®©y:

- Rợu bậc cao : 40  50 mg/lít.

- Độ đắng của bia : 20  25 mg/lít.

Bia sau khi lên men xong sẽ đợc chuyển sang bộ phận lọc trong bia c Lọc trong bia

Bia sau khi lên men đợc đa qua máy lọc để làm trong bia, do trong quá trình lên men làm cho bia bị đục vì nấm men , các hạt phân tán cơ học, các hạt dạng keo, các phức chất protein – polyphenol và một số loại cặn khác Tất cả các cấu tử này làm giảm độ bền của bia nếu chúng tồn tại trong nó Vì vậy muốn tăng thời gian bảo quản bia ta phải tiến hành lọc trong bia Nguyên tắc của việc lọc bia đợc xây dựng trên hai quá trình :

- Giữ chặt bằng lực cơ học các hạt có kích thớc lớn hơn kích thớc lỗ hổngcủa vật liệu lọc.

- Hấp thụ các hạt có kích thớc bé hơn thậm chí chí các hạt hoà tan dạng keo và các hạt hoà tan phân tử.

Một phơng pháp lọc rất phổ biến hiện nay ở các nhà máy sản xuất bia là máy lọc bản có dùng chất trợ lọc diatomit Đây là hỗn hợp chất khoáng nhiều cấu tử, trong đó chất chiếm nhiều nhất và có giá trị nhất là hydrosilicat Bia lọc bằng chất này không hề thay đổi về chất lợng và có độ bền sinh học cao Theo

3 2 tính toán của các nhà sản xuất thì lợng diatomit dùng trong lọc bia là 50  100 g/ hl Quá trình lọc diễn ra nh sau :

Vệ sinh máy lọc sạch sẽ trớc khi tiến hành lọc, vải lọc giặt sạch, sấy khô và lắp vào máy lọc Định lợng diatomit cần dùng để lọc bia thông qua lợng bia cần lọc theo tỷ lệ chọn trớc Bơm nớc vô trùng dới áp lực 2kg/cm 2 vào máy lọc. Trên đờng đi của nớc ta mở van thùng có chứa huyền phù diatomit bị cuốn theo và đi vào máy lọc để phủ lên tấm vải lọc Đầu tiên phủ diatomit thô sau đó phủ loại tinh Quá trình phủ kéo dài từ 30  40 phút, sau đó tháo nớc đi để cho diatomit phủ lên bề mặt vải lọc Sau đó tiến hành bơm bia vào lọc Ban đầu bia đi ra cha đợc trong ta cho hồi lu lại đến khi đạt yêu cầu thì chuyển vào tank bảo quản Thiết bị lọc bia phải kín để tránh tổn thất CO2 trong bia d Bão hoà CO 2

Trong suốt quá trình sản xuất bia CO2 đợc bão hoà nhiều lần : Sau lên men chính, quá trình lên men phụ và sau khi lọc trong Trớc khi bão hoà CO2 phải hạ nhiệt độ của bia xuống khoảng từ 0  1 0 C để việc bão hoà tốt hơn, áp suất trong tank khoảng 1,6 kg/cm 2 Từ bình chứa CO2 đợc thiết bị phun bugi phun vào trong tank bia với áp suất 2 kg/cm 2 trong 30  40 phút, thời gian nạp

CO2 từ 2,5  3 h Bia sau khi nạp CO2 xong đạt hàm lợng 4,5 g/lít, và đợc đa sang phân xởng hoàn thiện sản phẩm.

C Phân xởng hoàn thiện sản phẩm Đây là dây truyền sản xuất bia chai nên trong công đoạn hoàn thiện sản phẩm thì bia đơc tiến hành đóng chai và hoàn thiện Chai đựng bia đợc thổi từ loại thuỷ tinh có chất lợng cao có màu cà phê hoặc xanh nhạt Nhiều chuyên gia cho rằng nếu làm chai đựng bia màu trắng thì trong quá trình vận chuyển và bảo quản một số tia bức xạ mặt trời có thể làm biến đổi chất lợng của bia và làm cho bia bị đục Nên dùng các chai màu xanh hoặc màu nâu có khả năng hấp thụ các tia này

Chai đựng bia phải nhẵn phẳng,có độ dày đồng đều, không có các bọt khí, đáy chai phải hơi lõm Yêu cầu quan trọng đối với chai là phải chịu đợc áp suất cao, cực đại là 10 kg/cm 2 ở nhiệt độ 100 0 C Chai dùng trong sản xuất bia chai của

Chai bẩn Rửa chai Rót bia

Dán nhãn §ãng kÐt Vào kho

KiÓm tra KiÓm tra KiÓm tra

KiÓm tra KiÓm tra nhà máy gồm hai loại chính có dung tích 0,33 lít và 0,5 lít Chiều cao và đờng kính của chai phải theo một tiêu chuẩn quy định.

Sơ đồ dây truyền chiết chai

Biểu đồ của quá trình rửa chai

Không phụ thuộc vào sự đa dạng về các chủng loại và các giải pháp kỹ thuật về tạo dáng, kết cấu, nguyên tắc vận hành, …cho từng chiếc máy riêng biệt, nguyên lý hoạt động của chúng là hoàn toàn giống nhau : chai đợc ngâm bằng n- ớc nóng, sau đó là dung dịch xút, tiếp đó chai đợc phun nớc nóng và cuối cùng là tráng bằng nớc lạnh Nhiệt độ và thời gian của từng giai đoạn đợc thể hiên trên biể đồ trên :

- Vùng I : Ngâm nớc ấm 30  35 0 C để rửa sơ bộ.

- Vùng II: Ngâm, phun trong NaOH 2%, áp lực phun 3 kg/cm 2 để rửa các cặn bẩn ở nhiệt độ 65 0 C.

- Vùng III : Phun nớc ấm 30  35 0 C để tráng sơ bộ.

- Vùng IV : Tráng nớc lạnh vô trùng để đa nhiệt độ của chai xuống

8  10 0 C và sau đó chai đợc chuyển vào máy chiết chai bằng hệ thống dây truyền đợc thiết kế đặc biệt để vận chuyển chai

2 Quy trình chiết chai và dập nút

Máy chiết chai đợc cấu tạo và làm việc theo nguyên lý đẳng áp giống nh máy chiết bock Điểm khác ở đây là máy hoạt động hoàn toàn tự động và trong quá trình chiết thì cả thùng chứa bia ở bên trên thực hiện chuyển động xoay quanh trục của nó Nhiệt độ của bia trong quá trình chiết chai khoảng từ 0  1 0 C và cần phải hạn chế bia tiếp xúc với không khí để tránh sự xâm nhập của vi sinh vật bên ngoài làm cho kém chất lợng của bia trong quá trình bảo quản và O2 là tác nhân gây ra phản ứng oxy hoá gây cho bia bị đục Khi chiết chai giữa chai và thùng bia có ống thông nhau để tạo ra áp suất bằng nhau đây chính là nguyên lý của chiết đẳng áp Xi lanh vòi chiết đợc đa xuống gần đáy chai và thực hiện quá trình chiết Phơng pháp chiết này tránh đợc sự trào bọt gây tổn thất bia và tránh cho bia tiếp xúc nhiều với không khí Sau khi bia đợc rót đầy chai thì ngay sau đó đợc rập nut ngay và qua bộ phận kiểm tra xem độ rót đầy của bia vào chai, các chai cha đạt tiêu chuẩn sẽ cho tiến hành chiết lại còn các chai đã đạt yêu cầu đợc băng tải chuyển sang bộ phận thanh trùng.

Trong bia thành phẩm sản xuất theo phơng pháp thông thờng luôn luôn chứa các tế bào còn sống, bao gồm nấm men thuần chủng và các vi sinh vật lạ khác Một số vi sinh vật ngoại lai nh vi khuẩn axetic, một số loại nấm sợi, vi khuẩn thuộc nhóm coli và một số loại khác không thể phát triển trong bia Nếu để các vi sinh vật này tồn tại trong bia thì nó sẽ làm cho bia nhanh bị “hỏng” trong quá trình bảo quản Một trong các biện pháp phổ biến hiện nay là tiến hành thanh trùng bia bằng nhiệt Việc thanh trùng bia có ít nhiều làm biến đổi hơng vị màu sắc của bia nhng nếu ta có một quy trình xử lý hợp lý thì sẽ hạn chế đáng kể vấn đề này Dới đây là biểu đồ biểu biễn thời gian và nhiệt độ trong thanh trùng bia chai phổ biến hiện nay :

Phân xởng hoàn thiện sản phẩm

Tính lợng nguyên liệu

Loại malt để nấu bia có các chỉ số sau:

+ Tổn thất trong quá trình nghiền 0,5%

+ Độ hoà tan các chất trong malt: 75%.

Vậy lợng malt cần để sản xuất 100 lít bia thành phẩm là:

Loại gạo để nấu bia có các chỉ số sau :

+ Lợng chất tan hoà tan 85%

Vậy lợng gạo cần dùng để sản xuất 100 lít bia thành phẩm là :

3 Lợng hoa hoa houblon cần dùng

Ta dùng lợng hoa houblon để nấu bia theo tỷ lệ 150 g/ 1hl dịch đờng trớc khi cho vào nấu hoa.

Vậy lợng hoa houblon cần dùng là :

(kg) Loại hoa houblon dùng để nấu bia có các thành phần và đặc tính nêu ở phÇn II.CII.3

III Tính lợng bã thải.

- Chất khô không hoà tan trong Malt là 25%

- Độ ẩm của bã malt là 80%

- Độ ẩm của malt đem nấu là 6%

Vậy khối lợng bã malt là:

Chất không hoà tan trong gạo là 15% Độ ẩm của bã gạo là 80% Độ ẩm của gạo đem nấu là 12%

Vậy lợng bã gạo là

20 = 2,06 (kg) Tổng lợng bã malt và gạo là :

MT = 19,80 + 2,06 = 21,86 (kg) Lợng nớc có trong bã malt và gạo là :

Chất khô không hoà tan trong hoa houblon là : 60% Độ ẩm của bã hoa là 85%.

Vậy lợng bã hoa là:

(kg) Lợng nớc có trong bã hoa là :

Tỷ lệ nớc: nguyên liệu khi nấu là 5 :1

Vậy lợng nớc cho vào nồi hồ hoá là:

3,13 5 = 15,65 (lÝt) (d = 1kg/lÝt) Lợng nớc mà nguyên liệu đem vào là :

3,13 0,12 = 0,38 (lÝt) Vậy tổng lợng nớc trong nồi hồ hoá là :

Do quá trình hồ hoá nớc bị bay hơi mất 5%.

Vậy lợng nớc còn lại là :

Tỷ lệ nớc: nguyên liệu cho vào nồi là 5 :1

Vậy lợng nớc ban đầu cho vào nồi nấu Malt là :

18,86 5 = 94,30 (lÝt) Lợng nớc do malt mang vào là :

18,86 0,06 = 1,13 (lÝt) Khi đờng hoá thì ta tiến hành bơm toàn bộ dịch ở nồi hồ hoá sang nồi đơng hoá Vậy tổng lợng nớc có trong nồi đờng hoá là :

Do trong quá trình đờng hoá lợng nớc bay hơi mất 5% Vậy lợng nớc còn lại trong nồi sau khi đờng hoá xong là:

110,66 (1 - 0,05) = 105,13 (lÝt) Đây chính là lợng nớc trớc khi đi vào máy lọc bã.Theo tính toán ở phần trên lợng dịch đờng sau quá trình đun hoa là 117,63 lít (ở đây ta bỏ qua lợng nớc do hoa hoablon đem vào).

Ta coi khi nấu hoa thì lợng nớc bay hơi mất 10% Nên lợng nớc có trong dịch đờng trớc nấu hoa là:

(lÝt) Đây chính là lợng nớc sau khi lọc bã malt và gạo.

Tổng lợng nớc đi theo bã là :

17,49 + 0,61 = 18,10 (lÝt) Coi quá trình lọc hao phí 2% nớc.

Vậy lợng nớc cho vào rửa bã là :

Thực tế sản xuất ngời ta dùng lợng men giống bằng 1:10 lợng dịch đờng đa vào lên men Nghĩa là 100 lít dịch đờng ta cần 10 lít men giống Nh các tính toán trên đây thì lợng dịch đờng đa vào lên men là 108,46 lít Vậy lợng men giống cần thiết chuẩn bị cho quá trình lên men 100 lít bia là :

108,46 0,1 = 10,84 (lÝt) Lợng men này đợc lấy từ phòng nhân men giống và men tái sử dụng sau thu hồi từ lần lên men trớc.

VI Một số nguyên liệu phụ khác

4 4 Đây là chất trợ lọc trong quá trình lọc bia ta dùng với tỷ lệ : 0,07 kg/ 100 lít bia trớc lọc.

Lợng Điatomit cần dùng là:

2 Lợng chế phẩm Termamyl Đây là loại enzim cho vào nồi hồ hoá để làm cho quá trình phân cắt tinh bột xảy ra nhanh hơn và làm giảm độ nhớt của dịch hồ hoá Lợng Fermamly vào nồi hồ hoá 10% lợng gạo.Vậy lợng Termalyl cần dùng một ngày là :

3 Chất sát trùng Na 2 SiF 6

Tỷ lệ của chất sát trùng này bằng 0,02% thể tích dịch đờng trớc khi lên men.

Vậy lợng chất sát trùng dùng là :

4 Lợng oxy để cung cấp cho dịch đờng

Lợng oxy cần cung cấp cho dịch đờng trớc khi lên men là 8mg/lít Vậy l- ợng dịch đờng cần dùng là :

5 Lợng nớc vệ sinh thiết bị lên men

Trớc khi lên men ta cần phải tiến hành vệ sinh các tank lên men Lợng nớc vệ sinh thờng dùng bằng 5% thể tích của tank lên men Ta tính bằng 5% thể tích dịch lên men Vậy lợng nớc vệ sinh cần dùng là :

6 Lợng NaOH và lợng H 2 SO 4

Khi xử lý sữa men thu hồi đợc sau quá trình lên men ta phải cần một lợng NaOH và H2SO4 Theo thực tế sản xuất thì cứ 100 lít dịch đờng sau khi lên men xong sẽ thu đợc 2 lít sữa men Tỷ lệ NaOH dùng bằng 1%lợng sữa men Vậy l- ợng NaOH cần dùng là :

108,46 0,02 0,01 = 0,021 (lÝt) Lợng H2SO4 bằng 30% lợng sữa men Vậy lợng H2SO4 cần dùng là :

7 Lợng nút chai cần dùng để đóng 100 lít bia

Mỗi chai bia dán ba nhãn gồm : nhãn trớc, nhãn sau và nhãn nắp Coi lợng nhãn bib hang trong quá trình dán là 1% Vậy số nhãn cần dùng là :

Cứ 1 kg hồ thì dán đợc khoảng 3000 chai Vậy lợng hồ cần để dán 200 chai bia là :

Loại két đựng bia ta chế tạo để đóng 24 chai trong một két Vậy lợng két cần dùng là :

Ngoài ra còn một số loại nguyên liệu phụ khác ta không nêu chi tiết ở trong đồ án này Nhà máy sản xuất bia chai xuất khẩu mà tôi đang thiết kế có công suất 2 triệu lít bia thành phẩm một năm Trong một năm nhà máy hoạt động sản xuất khoảng 330 ngày, và mỗi ngày sản xuất 2 ca Nh vậy mỗi ngày trung bình nhà máy sản xuất khoảng 6060 lít bia thành phẩm Nên mỗi ca sản xuất

Dới đây là bảng tổng kết vật chất cần dùng cho nhàmáy theo thời gian.

Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho bia chai 12 0 BX

STT Tên vật liệu Đơn vị 100 lít 1 mẻ Cả ngày Cả năm

1 Lợng bia trớc lúc chiÕt chai lÝt 101,01 3060,60 6121,21 2019997,98

2 Lợng bia trớc bão lúc hoà CO2 lít 102,03 3091,51 6183,02 2040395,94

3 Lợng bia trớc lúc lọc lít 103,58 3138,47 6276,95 2071392,84

4 Lợng dịch đờng trớc lên men lít 108,46 3286,34 6572,68 2168983,08

5 Lợng dịch chiết từ malt và gạo kg 15,56 471,47 942,94 311168,88

6 Lợng gạo cần dùng kg 3,13 94,84 189,68 62593,74

7 Lợng malt cần dùng kg 18,86 571,46 1142,92 377162,28

9 Lợng bã thải từ malt và gạo kg 21,86 662,36 1324,72 437156,28

10 Lợng bã thải từ hoa kg 0,72 21,82 43,63 14398,56

11 Lợng nớc rửa bã lít 46,34 1404,10 2808,20 926707,32

15 Chất sát trùng NaSiF6 kg 0,022 0,67 1,33 439,96

16 Nớc vệ sinh thiết bị lít 5,42 164.23 328,45 108389,16

Chơng vI: Tính toán và chọn thiết bị

Theo bảng tổng kết cân bằng vật chất ở trên ta thấy lợng bia cần sản xuất trong một ngày là 6060 lít Lợng bia này đợc sản xuất làm hai mẻ, nên lợng bia cần làm trong một mẻ là 3030 lít Dựa vào số liệu này ta tiến hành tính toán và chọn thiết bị cho phù hợp với công suất trên.

I Các thiết bị trong phân xởng nấu

1 C©n Đối với malt và gạo do khối lợng cần nhiều cho một mẻ nấu

Do vậy ta dùng loại cân bàn có bán trên thị trờng loại có giới hạn cân lớn nhất là 200 kg, với độ chính xác đến 0,5 kg.

Loại cân này có các kích thớc nh sau : dài x rộng x cao = 1500 x 600 x 1200 (mm)

Còn đối với hoa houblon và một số nguyên liệu khác cần dùng trong quá trình sản xuất bia nhng với khối lợng nhỏ thì ta dùng loại cân đĩa nhỏ với giới hạn cân tối đa là 20 kg, và độ chính xác đến 0,1 kg Loại cân này rất phổ biến trên thị trờng.

Nh đã nêu ở phần đầu ta chọn phơng pháp nhgiền khô để nghiền nguyên liệu Một trong các loại máy nghiền malt để sản xuất bia có chất lợng cao đó là máy nghiền 6 trục bốn sàng

4 8 Đầu tiên malt đợc đổ vào cặp rulo thứ nhất nhờ hai trục cánh khế làm cho malt đợc nghiền thô Sau đó bột nghiền đợc đổ xuống sàng thứ nhất, lỗ sàng này lớn nên bột và tấm dễ dàng lọt qua đổ xuống sàng thứ hai còn vỏ malt giữ lại.Tiếp đó đợc đổ tiếp vào cặp rulo thứ hai Do sàng thứ hai có kích thớc lỗ bé hơn sàng thứ nhất nên phần tấm lớn bị giữ lại, còn bột và tấm bé lọt qua sàng và đợc gom vào thùng chứa tạm Tấm lớn trên sàng thứ hai đợc đổ xuống sàng thứ ba lọt qua sàng này và tiếp tục đợc nghiền tiếp ở cặp rulo thứ ba Vỏ và một phần bột còn dính vào nó sau khi đi qua cặp rulo thứ hai thì phần bột sẽ đợc giải phóng để đổ xuống sàng thứ ba Phần vỏ có kích thớc lớn nằm lại ở trên sàng này và thu về thùng chứa tạm, còn phần nội nhũ giải phóng khỏi vỏ chui qua sàng thứ ba và bốn và đợc gom vào thùng chứa

Với cách bố trí các cặp rulo và sàng nh thế này các hợp phần của malt đợc nghiền ở mức độ gần nh ý muốn của nhà sản xuất cần. Đối với dây truyền sản xuất này ta chọn loại máy nghiền có năng xuất 500 kg nguyên liệu /h Số vòng quay của các rulo là 300 vòng/phút.

Lợng malt và gạo cần nghiền một ngày là :

Vậy thời gian làm việc của máy nghiền là :

Ta chọn loại máy nghiền 6 trục có các đặc tính kỹ thuật nh sau :

STT Tên danh mục Đơn vị tính Số liệu

3 Đờng kính đôi trục I mm 200

4 Đờng kính đôi trục II mm 200

5 Đờng kính đôi trục III mm 180

6 Công suất động cơ kw 2,5

9 Khe hở giữa hai trục

Với loại máy nghiền trên thì dây truyền sản xuất của nhà máy cần 01 chiÕc.

3 Máy nghiền gạo Đối với gạo thì việc nghiền đòi hỏi đơn giản hơn nghiền malt Ta chỉ cần nghiền nhỏ toàn bộ gạo bằng loại máy nghiền búa và ta chỉ tiến hành nghiền thô nguyên liệu với tỷ số nghiền khoảng i = 15  20 Theo bảng tổng kết ta thấy lợng gạo cần nghiền một ngày là 189,68 kg Ta chọn loại máy nghiền búa có năng suất thực tế là 100 kg/h.

Vậy thời gian làm việc của máy một ngày là :

Ta chọn loại máy nghiền búa có các đặc tính kỹ thuật sau :

3 Số vòng quay roto vòng/phút 2000

4 Kích thớc lỗ sàng mm 2,5

5 Công suất động cơ kw 2

Với loại máy nghiền trên thì nhà máy chỉ cần dùng cái là có thể đáp ứng đ- ợc đủ nguyên liệu cho sản xuất.

4 Thùng chứa bột malt và gạo

Malt và gạo sau khi nghiền xong đợc đựng vào các thùng chứa tạm trớc khi cho vào nấu. a Thùng chứa bột malt. Đối với bột malt trong thực tế sản xuất ngời ta thấy cứ 1 tấn hạt malt sau khi nghiền sẽ có thể tích là 1,3 m 3 Vậy thể tích lợng malt mà nhà máy cần cho sản xuất một ngày là :

(m 3 ) Chọn hệ số đổ đầy thùng là 0,9

Vậy thể tích của thùng chứa bột malt là :

Thùng chứa malt chế đợc chế tạo kiểu thùng trụ đáy côn để dễ dàng cho việc lấy malt ra ở đáy thùng Vật liệu làm thùng là inox, có chiều dày

4 mm Thùng đợc thiết kế có chân đỡ và nắp đạy ở trên.

Tính các thông số của thùng.

Trong đó : D là đờng kính của thùng.

- h chiều cao phần đáy côn đợc tính : h D

2 Với α là góc của đáy côn Ta chọn α 90 0

2 và chọn H = D Thay vào công thức trên ta đợc :

Vậy ta chọn một thùng đựng bột malt có đờng kính 1,3m, chân đỡ cao 0,5 m Chiều cao là : 1,3 + 0,65 + 0,5 = 2,45 (m). b Thùng chứa bột gạo

Trong thực tế ta thấy 1 tấn bột gạo có thể tích là 0,75 m 3 Vậy thể tích gạo cần dùng trong một ngày là :

1000 0,750,141 (m 3 ) Thùng chứa bột gạo đợc chế tạo tơng tự nh thùng chứa bột malt.

Hệ số đổ đầy thùng là 0,8 Vậy thể tích của thùng đựng bột gạo là :

0,176 (m 3 )Vậy đờng kính của thùng là :

Quy chuẩn là 0,6 m Chọn chiều cao chân đỡ 0,5 m Vậy thùng đựng bột gạo có chiều cao là : 0,6 + 0,3 + 0,5 = 1,4 (m)

Tính lợng nớc

Tỷ lệ nớc: nguyên liệu khi nấu là 5 :1

Vậy lợng nớc cho vào nồi hồ hoá là:

3,13 5 = 15,65 (lÝt) (d = 1kg/lÝt) Lợng nớc mà nguyên liệu đem vào là :

3,13 0,12 = 0,38 (lÝt) Vậy tổng lợng nớc trong nồi hồ hoá là :

Do quá trình hồ hoá nớc bị bay hơi mất 5%.

Vậy lợng nớc còn lại là :

Tỷ lệ nớc: nguyên liệu cho vào nồi là 5 :1

Vậy lợng nớc ban đầu cho vào nồi nấu Malt là :

18,86 5 = 94,30 (lÝt) Lợng nớc do malt mang vào là :

18,86 0,06 = 1,13 (lÝt) Khi đờng hoá thì ta tiến hành bơm toàn bộ dịch ở nồi hồ hoá sang nồi đơng hoá Vậy tổng lợng nớc có trong nồi đờng hoá là :

Do trong quá trình đờng hoá lợng nớc bay hơi mất 5% Vậy lợng nớc còn lại trong nồi sau khi đờng hoá xong là:

110,66 (1 - 0,05) = 105,13 (lÝt) Đây chính là lợng nớc trớc khi đi vào máy lọc bã.Theo tính toán ở phần trên lợng dịch đờng sau quá trình đun hoa là 117,63 lít (ở đây ta bỏ qua lợng nớc do hoa hoablon đem vào).

Ta coi khi nấu hoa thì lợng nớc bay hơi mất 10% Nên lợng nớc có trong dịch đờng trớc nấu hoa là:

(lÝt) Đây chính là lợng nớc sau khi lọc bã malt và gạo.

Tổng lợng nớc đi theo bã là :

17,49 + 0,61 = 18,10 (lÝt) Coi quá trình lọc hao phí 2% nớc.

Vậy lợng nớc cho vào rửa bã là :

Thực tế sản xuất ngời ta dùng lợng men giống bằng 1:10 lợng dịch đờng đa vào lên men Nghĩa là 100 lít dịch đờng ta cần 10 lít men giống Nh các tính toán trên đây thì lợng dịch đờng đa vào lên men là 108,46 lít Vậy lợng men giống cần thiết chuẩn bị cho quá trình lên men 100 lít bia là :

108,46 0,1 = 10,84 (lÝt) Lợng men này đợc lấy từ phòng nhân men giống và men tái sử dụng sau thu hồi từ lần lên men trớc.

VI Một số nguyên liệu phụ khác

4 4 Đây là chất trợ lọc trong quá trình lọc bia ta dùng với tỷ lệ : 0,07 kg/ 100 lít bia trớc lọc.

Lợng Điatomit cần dùng là:

2 Lợng chế phẩm Termamyl Đây là loại enzim cho vào nồi hồ hoá để làm cho quá trình phân cắt tinh bột xảy ra nhanh hơn và làm giảm độ nhớt của dịch hồ hoá Lợng Fermamly vào nồi hồ hoá 10% lợng gạo.Vậy lợng Termalyl cần dùng một ngày là :

3 Chất sát trùng Na 2 SiF 6

Tỷ lệ của chất sát trùng này bằng 0,02% thể tích dịch đờng trớc khi lên men.

Vậy lợng chất sát trùng dùng là :

4 Lợng oxy để cung cấp cho dịch đờng

Lợng oxy cần cung cấp cho dịch đờng trớc khi lên men là 8mg/lít Vậy l- ợng dịch đờng cần dùng là :

5 Lợng nớc vệ sinh thiết bị lên men

Trớc khi lên men ta cần phải tiến hành vệ sinh các tank lên men Lợng nớc vệ sinh thờng dùng bằng 5% thể tích của tank lên men Ta tính bằng 5% thể tích dịch lên men Vậy lợng nớc vệ sinh cần dùng là :

6 Lợng NaOH và lợng H 2 SO 4

Khi xử lý sữa men thu hồi đợc sau quá trình lên men ta phải cần một lợng NaOH và H2SO4 Theo thực tế sản xuất thì cứ 100 lít dịch đờng sau khi lên men xong sẽ thu đợc 2 lít sữa men Tỷ lệ NaOH dùng bằng 1%lợng sữa men Vậy l- ợng NaOH cần dùng là :

108,46 0,02 0,01 = 0,021 (lÝt) Lợng H2SO4 bằng 30% lợng sữa men Vậy lợng H2SO4 cần dùng là :

7 Lợng nút chai cần dùng để đóng 100 lít bia

Mỗi chai bia dán ba nhãn gồm : nhãn trớc, nhãn sau và nhãn nắp Coi lợng nhãn bib hang trong quá trình dán là 1% Vậy số nhãn cần dùng là :

Cứ 1 kg hồ thì dán đợc khoảng 3000 chai Vậy lợng hồ cần để dán 200 chai bia là :

Loại két đựng bia ta chế tạo để đóng 24 chai trong một két Vậy lợng két cần dùng là :

Ngoài ra còn một số loại nguyên liệu phụ khác ta không nêu chi tiết ở trong đồ án này Nhà máy sản xuất bia chai xuất khẩu mà tôi đang thiết kế có công suất 2 triệu lít bia thành phẩm một năm Trong một năm nhà máy hoạt động sản xuất khoảng 330 ngày, và mỗi ngày sản xuất 2 ca Nh vậy mỗi ngày trung bình nhà máy sản xuất khoảng 6060 lít bia thành phẩm Nên mỗi ca sản xuất

Dới đây là bảng tổng kết vật chất cần dùng cho nhàmáy theo thời gian.

Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho bia chai 12 0 BX

STT Tên vật liệu Đơn vị 100 lít 1 mẻ Cả ngày Cả năm

1 Lợng bia trớc lúc chiÕt chai lÝt 101,01 3060,60 6121,21 2019997,98

2 Lợng bia trớc bão lúc hoà CO2 lít 102,03 3091,51 6183,02 2040395,94

3 Lợng bia trớc lúc lọc lít 103,58 3138,47 6276,95 2071392,84

4 Lợng dịch đờng trớc lên men lít 108,46 3286,34 6572,68 2168983,08

5 Lợng dịch chiết từ malt và gạo kg 15,56 471,47 942,94 311168,88

6 Lợng gạo cần dùng kg 3,13 94,84 189,68 62593,74

7 Lợng malt cần dùng kg 18,86 571,46 1142,92 377162,28

9 Lợng bã thải từ malt và gạo kg 21,86 662,36 1324,72 437156,28

10 Lợng bã thải từ hoa kg 0,72 21,82 43,63 14398,56

11 Lợng nớc rửa bã lít 46,34 1404,10 2808,20 926707,32

15 Chất sát trùng NaSiF6 kg 0,022 0,67 1,33 439,96

16 Nớc vệ sinh thiết bị lít 5,42 164.23 328,45 108389,16

Chơng vI: Tính toán và chọn thiết bị

Theo bảng tổng kết cân bằng vật chất ở trên ta thấy lợng bia cần sản xuất trong một ngày là 6060 lít Lợng bia này đợc sản xuất làm hai mẻ, nên lợng bia cần làm trong một mẻ là 3030 lít Dựa vào số liệu này ta tiến hành tính toán và chọn thiết bị cho phù hợp với công suất trên.

I Các thiết bị trong phân xởng nấu

1 C©n Đối với malt và gạo do khối lợng cần nhiều cho một mẻ nấu

Do vậy ta dùng loại cân bàn có bán trên thị trờng loại có giới hạn cân lớn nhất là 200 kg, với độ chính xác đến 0,5 kg.

Loại cân này có các kích thớc nh sau : dài x rộng x cao = 1500 x 600 x 1200 (mm)

Còn đối với hoa houblon và một số nguyên liệu khác cần dùng trong quá trình sản xuất bia nhng với khối lợng nhỏ thì ta dùng loại cân đĩa nhỏ với giới hạn cân tối đa là 20 kg, và độ chính xác đến 0,1 kg Loại cân này rất phổ biến trên thị trờng.

Nh đã nêu ở phần đầu ta chọn phơng pháp nhgiền khô để nghiền nguyên liệu Một trong các loại máy nghiền malt để sản xuất bia có chất lợng cao đó là máy nghiền 6 trục bốn sàng

4 8 Đầu tiên malt đợc đổ vào cặp rulo thứ nhất nhờ hai trục cánh khế làm cho malt đợc nghiền thô Sau đó bột nghiền đợc đổ xuống sàng thứ nhất, lỗ sàng này lớn nên bột và tấm dễ dàng lọt qua đổ xuống sàng thứ hai còn vỏ malt giữ lại.Tiếp đó đợc đổ tiếp vào cặp rulo thứ hai Do sàng thứ hai có kích thớc lỗ bé hơn sàng thứ nhất nên phần tấm lớn bị giữ lại, còn bột và tấm bé lọt qua sàng và đợc gom vào thùng chứa tạm Tấm lớn trên sàng thứ hai đợc đổ xuống sàng thứ ba lọt qua sàng này và tiếp tục đợc nghiền tiếp ở cặp rulo thứ ba Vỏ và một phần bột còn dính vào nó sau khi đi qua cặp rulo thứ hai thì phần bột sẽ đợc giải phóng để đổ xuống sàng thứ ba Phần vỏ có kích thớc lớn nằm lại ở trên sàng này và thu về thùng chứa tạm, còn phần nội nhũ giải phóng khỏi vỏ chui qua sàng thứ ba và bốn và đợc gom vào thùng chứa

Với cách bố trí các cặp rulo và sàng nh thế này các hợp phần của malt đợc nghiền ở mức độ gần nh ý muốn của nhà sản xuất cần. Đối với dây truyền sản xuất này ta chọn loại máy nghiền có năng xuất 500 kg nguyên liệu /h Số vòng quay của các rulo là 300 vòng/phút.

Lợng malt và gạo cần nghiền một ngày là :

Vậy thời gian làm việc của máy nghiền là :

Ta chọn loại máy nghiền 6 trục có các đặc tính kỹ thuật nh sau :

3 Đờng kính đôi trục I mm 200

4 Đờng kính đôi trục II mm 200

5 Đờng kính đôi trục III mm 180

6 Công suất động cơ kw 2,5

9 Khe hở giữa hai trục

Với loại máy nghiền trên thì dây truyền sản xuất của nhà máy cần 01 chiÕc.

3 Máy nghiền gạo Đối với gạo thì việc nghiền đòi hỏi đơn giản hơn nghiền malt Ta chỉ cần nghiền nhỏ toàn bộ gạo bằng loại máy nghiền búa và ta chỉ tiến hành nghiền thô nguyên liệu với tỷ số nghiền khoảng i = 15  20 Theo bảng tổng kết ta thấy lợng gạo cần nghiền một ngày là 189,68 kg Ta chọn loại máy nghiền búa có năng suất thực tế là 100 kg/h.

Vậy thời gian làm việc của máy một ngày là :

Ta chọn loại máy nghiền búa có các đặc tính kỹ thuật sau :

3 Số vòng quay roto vòng/phút 2000

4 Kích thớc lỗ sàng mm 2,5

Với loại máy nghiền trên thì nhà máy chỉ cần dùng cái là có thể đáp ứng đ- ợc đủ nguyên liệu cho sản xuất.

4 Thùng chứa bột malt và gạo

Malt và gạo sau khi nghiền xong đợc đựng vào các thùng chứa tạm trớc khi cho vào nấu. a Thùng chứa bột malt. Đối với bột malt trong thực tế sản xuất ngời ta thấy cứ 1 tấn hạt malt sau khi nghiền sẽ có thể tích là 1,3 m 3 Vậy thể tích lợng malt mà nhà máy cần cho sản xuất một ngày là :

(m 3 ) Chọn hệ số đổ đầy thùng là 0,9

Vậy thể tích của thùng chứa bột malt là :

Thùng chứa malt chế đợc chế tạo kiểu thùng trụ đáy côn để dễ dàng cho việc lấy malt ra ở đáy thùng Vật liệu làm thùng là inox, có chiều dày

4 mm Thùng đợc thiết kế có chân đỡ và nắp đạy ở trên.

Tính các thông số của thùng.

Trong đó : D là đờng kính của thùng.

- h chiều cao phần đáy côn đợc tính : h D

2 Với α là góc của đáy côn Ta chọn α 90 0

2 và chọn H = D Thay vào công thức trên ta đợc :

Vậy ta chọn một thùng đựng bột malt có đờng kính 1,3m, chân đỡ cao 0,5 m Chiều cao là : 1,3 + 0,65 + 0,5 = 2,45 (m). b Thùng chứa bột gạo

Trong thực tế ta thấy 1 tấn bột gạo có thể tích là 0,75 m 3 Vậy thể tích gạo cần dùng trong một ngày là :

1000 0,750,141 (m 3 ) Thùng chứa bột gạo đợc chế tạo tơng tự nh thùng chứa bột malt.

Hệ số đổ đầy thùng là 0,8 Vậy thể tích của thùng đựng bột gạo là :

0,176 (m 3 )Vậy đờng kính của thùng là :

Quy chuẩn là 0,6 m Chọn chiều cao chân đỡ 0,5 m Vậy thùng đựng bột gạo có chiều cao là : 0,6 + 0,3 + 0,5 = 1,4 (m)

Các thiết bị trong phân xởng lên men

Trong dây truyền công nghệ này ta tiến hành lên men bia theo công nghệ lên men một pha trong loại thiết bị thùng trụ đáy côn Chu kỳ sản xuất trên thiết bị loại này là 14 ngày đêm Vậy để tiến hành sản xuất đợc liên tục với 2 ca một ngày, mỗi mẻ nấu toàn bộ lợng dịch đờng đợc cho vào một tank lên men thì số tank lên men là :

Ta cần có 4 tank dự phòng và để luôn chuyển bia khi lọc Vậy tổng số tank là : 28 + 4 = 32 (tank)

Lợng dịch đờng lên men của một mẻ nấu là : 3286,34 lít Chọn hệ số đổ đầy thiết bị là 0,75

Vậy thể tích của tank lên men là :

(lÝt) ¿ 4,38 (m 3 ) Thể tích của tank đợc tính :

3.4 Trong đó : D là đờng kính của tank lên men (m).

H chiÒu cao phÇn th©n trô (m). h chiều cao phần đáy côn (m).

Ta chọn : H = 2D h = 0,5D Thay vào công thức trên ta có :

Chiều cao phần chỏm cầu của tank : h , = h = 0,7 m Chiều cao chân đỡ là 0,5 m Vậy chiều cao thực của tank lên men là :

Tank đợc làm bằng loại thép không gỉ, thân trụ, đáy côn, nắp chỏm cầu, trên thân có 3 khoang lạnh, có lớp vỏ bảo ôn, cửa vệ sinh, đờng ống CIP, van lấy mẫu, van tháo sữa men, van tháo cặn, đờng nớc vệ sinh, áp kế, nhiệt kế, đờng ống thu gom CO2, van tháo sản phẩm, cửa quan sát, van sục khí.

2 Thùng chứa men thu hồi

Trong thực tế sản xuất sinh khối thu đợc sau lên men nhiều gấp 5  8 lần l- ợng nấm men gieo cấy ban đầu Hầu hết lợng sinh khối này còn rất bẩn vì trong đó có nhiều tạp chất kết lắng cùng Lợng sữa men thu đợc là 20 lít/1000 lít dịch đờng Vậy lợng sữa men thu đợc trong một ngày là :

Lợng men thu hồi sẽ đợc làm sạch bằng cách rửa bằng nớc Một trong những loại thiết bị tiên tiến trong xử lý sữa men đang đợc xử dụng rộng rãi hiện nay là thùng kín chịu lực Nấm men đợc cho vào sau đó bơm nớc lạnh khoảng

2 0 C và sục CO2, để yên 40 phút sau đó xả nớc, cứ làm nh vậy cho đến khi đạt yêu cầu Khi xử lý xong nấm men đợc bảo quản ngay tại thiết bị với nhiệt độ từ 2 

4 0 C, áp lực CO2 duy trì 0,5  0,7 kg/cm 2 Trứoc khi đem sử dụng nấm men có thể đợc hoạt hoá lại bắng cách cung cấp dinh dỡng và oxy. Để xử lý sữa men thì lợng nớc phải gấp 2 lần lợng sữa men Chọn hệ số đổ đầy thiết bị là 0,85 Vậy thể tích của thiết bị xử lý sữa men là :

Thùng chứa men đợc chế tạo kiểu thân trụ, hai đầu hình chỏm cầu và đặt nằm ngang Trên thân thùng có trang bị đầy đủ các thiết bị phụ trợ cần thiết nh : áp kế, nhiệt kế, các van cấp và xả nớc, CO2…

Gọi D, H, h, r lần lợt là :đờng kính, chiếu cao phần thân trụ, chiều cao chỏm cầu và bán kính chỏm cầu Vậy thể tích của thùng chứa sữa men đợc tính là :

Từ bảng tổng kết cân bằng vật chất ta thấy, lợng bia cần lọc trong một ngày là : 6276,95 lít Mỗi ngày máy làm việc một ca 3h.

Vậy năng suất cần thiết của máy lọc là :

(lÝt/h) ¿ 2,09 (m 3 ) Chọn hệ số sử dụng của máy là 0,75 Vậy năng suất thực của máy lọc là :

(m 3 /h) Quy chuẩn chọn máy có năng suất : 3 m 3 /h.D

Dùng chất trợ lọc Diatomit.

Vậy ta chọn loại máy lọc bia có các thông số kỹ thuật sau đây :

STT Danh mục Đơn vị tính Số liệu

2 Kích thớc bản lọc mm 600 x 600

3 Áp suất lọc tối đa kg/cm 2 6

4 Thiết bị bão hoà CO 2

Lợng bia trớc khi bão hoà CO2 trong một ngày là : 6183,02 lít Chọn số thùng bão hoà CO2 mỗi ngày là 2 chiếc Thiết bị bão hoà CO2 kiểu đứng, đáy chỏm cầu, ở ngoài có lớp áo lạnh bảo ôn, thùng đợc chế tạo bằng loại thép không gỉ, chịu áp lực tối đa là 8 kg/cm 2 ,CO2 đợc đa vào trong thùng qua một dụng cụ gọi là Bugi Thùng sau khi bão hoà CO2 đồng thời làm thùng chứa bia.

Lợng bia chứa trong mỗi thùng bão hoà CO2 là :

(lÝt) Chọn hệ số đổ đầy thiết bị là 0,8 Vậy thể tích của thiết bị bão hoà CO2 là:

Quy chuẩn là: D = 1,3 m Ta có : h = h1 = h2 = 0,26 (m), H = 2,6 (m), r = 0,52 (m).

5 Thiết bị gây men giống cấp II

Trong quá trình gây men thì lợng men giống cho vào bằng 1/10 so với lợng dịch đờng Vì vậy trong quá trình sản xuất men giống phải căn cứ vào lợng dịch đờng cần lên men mỗi ngày để từ đó tiến hành nhân lợng men giống đủ cung cấp cho quá trình sản xuất.

Vậy lợng men giống sau quá trình lên men cấp II là :

Ta dùng 2 thùng lên men cấp II, lợng men giống trong 1 thùng đợc sử dụng cho một mẻ sản xuất (vì thời gian nhân giống giai đoạn này chỉ khoảng 12h/mẻ nhân giống).

Vậy lợng men giống cấp II cần cho một mẻ sản xuất là :

Thùng nhân men cấp II đợc chế tạo kiểu thùng thân trụ - đáy côn, nắp chỏm cầu Trên thân thùng có gắn nhiệt kế, áp kế và các thiết bị phụ trợ khác. Bên ngoài thân thùng có lớp vỏ bảo ôn đợc cấp lạnh bởi hệ thống làm lạnh thông qua các đờng ống bao quanh thiết bị.

Thể tích của thùng đợc tính theo công thức :

D : là đờng kính của thùng (m).

H : là chiều cao phần thân trụ (m). h : là chiều cao phần đáy côn (m).

Ta chọn: h = 0,5D, H = 2D Vậy thể tích của thùng đợc tính nh sau :

Quy chuẩn chọn D = 0,6 (m) Vậy ta có :

6 Thiết bị lên men cấp I

Thiết bị lên men cấp I lên men một lợng men giống bằng 10  15% lợng men giống trong thùng lên men cấp II Trong quy trình này ta chọn bằng 15% l - ợng men trong thùng lên men cấp II.

Vậy lợng men cần nhân giống trong thùng lên men cấp I là :

Ta dùng 1 thùng lên men cấp I để nhân giống Thùng lên men cấp một đợc trang bị cánh khuấy, máy ổn nhiệt, áp kế, nhiệt kế và các thiết bị phụ trợ khác. Thùng đợc chế tạo kiểu thân trụ,đáy côn có van tháo dịch ra ngoài.

Thể tích của thùng lên men cấp I là :

3.4 Trong đó : D : là đờng kính của thùng (m).

H : là chiều cao phần thân trụ (m). h : là chiều cao phần đáy côn (m).

Quy chuẩn chọn D = 0,4 (m) Vậy ta có :

Giống cung cấp cho quá trình nhân men cấp I đợc lấy từ trong phòng thí nghiêm qua việc nhân men trong ống nghiệm đến bình Δt 100 ml, đến bình Δt

1000 ml Quá trình nhân giống này cần đặt trong các tủ ấm vô trùng.

- Để thu hồi CO2 d trong và sau khi lên men Thùng có kích thớc :

Bộ phận CIP gồm 4 thùng mỗi thùng có thể tích là 3m 3 Có kích thớc nh sau :

Các thiết bị trong phân xởng hoàn thiện sản phẩm

1 Máy chiết chai và dập nút

Lợng bia cần chiết chai mỗi ngày là : 6121,21 lít Bia đợc chiết vào chai thuỷ tinh có dung tích 0,5 lít Vậy số chai cần chiết mỗi ngày là :

Máy chiết chai làm việc mỗi ngày hai ca, mỗi ca 3h Hệ số sử dụng máy là 0,75 Vậy năng suất chiết của máy là :

Ta chọn loại máy chiết chai có năng suất chiết 5000 chai/h để phục vụ cho sản xuất hiện tại và khi có nhu cầu nâng cao công suất của nhà máy Vậy ta chọn loại máy chiết chai có các thông số kỹ thuật sau đây :

4 Áp suất thùng chứa Kg/cm 2 0,5  1,2

5 Áp suÊt trong xi lanh Kg/cm 2 2,0 2,5

8 Công suất động cơ Kw 2,5

9 Số lợng máy cần dùng Cái 1

Trên cơ sở của máy chiết chai thì ta chọn máy rửa chai có cùng năng suất với máy chiết chai để cho dây truyền đồng bộ.

Vậy máy rửa chai có các thông số kỹ thuật sau đây :

5 Dung tích bể chứa kiềm M 3 5

6 Đờng kính van chứa kiềm Mm 20

Chọn máy thanh trùng có cùng công suất với máy chiết chai và có các đặc tÝnh kü thuËt sau :

3 Thể tích bể chứa nớc 75 o C m 3 2,0

7 Áp suất hơi thanh trùng kg/cm 2 2

Chọn máy dán nhãn có các thông số kỹ thuật sau đây :

2 Số vòng quay vòng/phút 12

3 Tốc độ của băng truyền m/s 0,3

4 Công suất mô tơ Kw 0,5

8 Thể tích thùng chứa hồ dán m 3 0,2

5 Máy dập hạn sử dụng

Ta chọn máy có các thông số kỹ thuật sau đây :

3 Vận tốc băng truyền Vòng/phút 12

Dùng loại bơm ly tâm có các đặc tính kỹ thuật sau đây:

2 §êng kÝnh èng hót, ®Èy mm 350, 300

4 Áp lùc ®Èy kg/cm 2 5

Số lợng bơm cần dùng:

+ Phân xởng hoàn thiện chiÕc 4

Bảng tổng kết thiết bị dây truyền sản xuất bia chai

STT Danh môc SL KÝch thíc(mm)

Dài x rộng x cao Năng suất Công suÊt (Kw)

9 Thiết bị lọc dịch đờng 1 800 x 800 x 60 4000 lít/h

13 Thùng chứa bã malt+gạo 1 1500 x 2250

17 Thiết bị bão hoà CO2 2 1300 x 3120

18 Thùng chứa men thu hồi 1 600 x 1500

20 Máy chiết chai dập nút 1 1800x2000x2500 5000chai/ h 2,5kw

23 Máy dập hạn sử dụng 1 1200x500x1100 5000chai/ h

25 Thiết bị nhân giống cấp I 1 400x1000

26 Thiết bị nhân giống cấp

Chơng VII : Tính toán điện - hơi - nớc

A Tính hơi nớc dùng trong nhà máy

Hơi nớc đợc cung cấp cho nồi hồ hoá, nồi đờng hoá, nồi nấu hoa, nồi đun nớc nóng, thiết bị thanh trùng …

Tính nhiệt cho phân xởng nấu

1 Lợng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hoá

Lợng nhiệt cung cấp cho một mẻ hồ hoá Nhà máy dùng hơi đốt bão hoà có p = 2,5 kg/cm 2 , nhiệt độ 138,2 0 C.

Lợng nguyên liệu có trong nồi hồ hoá là : 94,84 kg, tỷ lệ nớc : nguyên liệu

= 5 : 1 Vậy khối lợng dịch cháo ở trong nồi hồ hoá là :

94,84.(5 + 1) = 569,04 (kg) Độ ẩm của dịch cháo là W = 83,6%.

Tỷ nhiệt của hỗn hợp cháo là :

100 C 2 Trong đó : Ch : là tỷ nhiệt của hỗn hợp, kcal/kg 0 C.

(kcal/kg 0 C) Chọn Ch = 0,9 kcal/kg 0 C.

Trớc khi nấu thì nhiệt độ của khối dịch là 25 0 C Ta mở van hơi cấp nhiệt cho nồi cháo từ 25 0 C đến nhiệt độ hồ hoá là 86 0 C.

Lợng nhiệt sẽ cung cấp là :

Trong đó: G : là khối lợng dịch cháo, G = 569,04 kg.

C : là tỷ nhiệt của khối dịch, C = 0,9 kcal/kg 0 C. Δtt : là độ tăng nhiệt độ của khối dịch Ta có : Δtt = 86 – 25 = 61Vậy lợng nhiệt sẽ cung cấp là :

Lợng nhiệt để duy trì khối cháo ở nhiệt độ 86 0 C trong 30 phút là :

Trong đó : i : là hàm nhiệt của hơi nớc, i = 640 kcal/kg. w12 : là lợng hơi nớc bay hơi ở 86 0 C trong 30 phút là 2,0% w12 = 569,04.0,02 = 11,38 (kg).

Sau khi đun 30 phút ở 86 0 C ta đóng van hơi ngừng cấp nhiệt để hạ nhiệt độ của dịch cháo xuống 75 0 C trong 30 phút và sau đó nâng nhiệt độ của khối dịch cháo lên 100 0 C Vậy lợng nhiệt tiêu tốn để nâng khối dịch cháo từ 75 0 C lên

Lợng nhiệt để duy trì khối cháo sôi ở 100 0 C trong 1h là :

Trong đó : i = 640 kcal/kg. w : là lợng hơi nớc ra ở giai đoạn này, tính bằng 5%. w14 = 569,04.0,05 = 28,45 (kg)

Q14 = 640.28,45 = 18209,28 (kcal) Coi tổn thất nhiệt trong nồi hồ hoá là 5% Trong đó gồm :

+ Tổn thất ra môi trờng xung quanh 2%.

+ Tổn thất đun nóng thiết bị là 1%.

+ Tổn thất trong khoang trống của thiết bị 1%.

Vậy lợng nhiệt cần cung cấp cho nồi hồ hoá là :

Vậy lợng nhiệt thực cần phải cung cấp cho nồi hồ hoá là :

Khi kết thúc quá trình hồ hoá thì lợng hơi nớc bay hơi mất là 5%.

Vậy khối lợng dịch còn lại là : 569,04 - Mb

Mb : là lợng nớc bay hơi khi hồ hoá.

Lợng nớc có trong nồi hồ hoá trớc quá trình nấu là :

94,84.5 + 94,84.0,12 = 485,58 (kg) Vậy lợng hơi nứoc bay hơi là :

485,58.0,05 = 24,27 (kg) Khối lợng dịch cháo còn lại sau khi hồ hoá là :

2 Lợng nhiệt cung cấp cho nồi đờng hoá

Khối lợng malt cho vào nồi đờng hoá trong một mẻ là : 571,46 kg.

Tỷ lệ giữa nớc : nguyên liệu = 5 : 1 Vậy khối lợng cháo malt là :

Toàn bộ dịch cháo sau khi hồ hoá đợc chuyển sang nồi đờng hoá Vậy tổng khối lợng dịch trong nồi đờng hoá là :

3428,76 + 544,77 = 3973,53 (kg) Lợng chất khô không bay hơi do nguyên liệu mang vào nồi đờng hoá là :

0,995.571,46.0,94 + 94,84.0,995.0,88 = 617,53 (kg) Vậy lợng nớc trong nồi đờng hoá là :

3973,53 – 617,53 = 3356 (kg) Độ ẩm của khối dịch là : w356

Tỷ nhiệt của hỗn hợp là :

100 C 2 Trong đó : C1 = 0,34 kcal/kg 0 C, C2 = 1 kcal/kg 0 C, w = 84,46%.

Khi bơm cháo lần I thì nhiệt độ tăng lên 50  52 0 C và khi chuyển cháo lần

II thì nhiệt độ tăng lên 63 0 C.

Lợng nhiệt để duy trì khối dịch ở 63 0 C trong 30 phút là :

Lợng nớc bay hơi là 1,5%.

Khi nâng nhiệt độ khối dịch lên từ 63 o C đến 75 o C cần một nhiệt lợng là :

Nhiệt lợng cần thiết để duy trì nhiệt độ của khối dịch ở 75 0 C ch đến khi quá trình đờng hoá kết thúc là :

Lợng hơi nớc bay hơi là 3,5%.

Vậy nhiệt lợng cần cung cấp cho nồi đờng hoá là :

Q® = Q21+ Q22 + Q23 = 32217,60+41570,12+74048 = 157188,24 (kcal) Tổn thất nhiệt cho nồi đờng hoá :

+ Tổn thất đun nóng thiết bị 2%.

+ Tổn thất ra môi trờng xung quanh 2%.

+ Lợng hơi tiêu hao trong khoảng trống thiết bị 1%.

Tổng tổn hao trong quá trình này là 5%.

Vậy lợng nhiệt thực cần cung cấp cho nồi đờng hoá là :

Lợng dịch đi vào nồi nấu hoa là : 3637 lít.

Nồng độ chất chiết của dịch 12 0 BX, có tỷ trọng d = 1,0483 kg/lít.

Vậy khối lợng của dịch là :

Khi bắt đầu cấp nhiệt cho nồi nấu hoa thì nhiệt độ của khối dịch là : t1 = 75 0 C đun sôi lên t2 = 100 0 C Vậy lợng nhiệt cần đun sôi là :

Lợng nhiệt cần để duy trì khối dịch sôi là :

Lợng nớc đã bay hơi là 10%, bỏ qua phần nớc do hoa đem vào Vậy ta có : w12 = 3812,66.0,1 = 381,266 (kg) i = 640 kcal/kg.

Lợng nhiệt cần cho nồi nấu hoa là :

Coi tổn thất nhiệt trong quá trình này là 5% Vậy lợng nhiệt thực cần cung cấp cho quá trình nấu hoa là :

4 Nhiệt dùng để đun nớc nóng

Trong một mẻ nấu nớc nóng cần cho vệ sinh thiết bị và rửa bã trong quá trình lọc.

+ Nớc cần cho quá trình rửa bã : 1404,10 lít.

+ Lợng nớc cần để vệ sinh thiết bị gồm : nồi hồ hoá, nồi đờng hoá, nồi nấu hoa, máy lọc khung bản, thùng lắng Wirhlpool và các đờng ống là :164,23 lít

Lợng nớc nóng cần cho một mẻ nấu là :

Nớc đợc đun từ nhiệt độ thờng 25 0 C đến 100 0 C Vậy lợng nhiệt cần dùng là :

Coi tổn hao nhiệt là 5% Vậy lợng nhiệt thực cần cung cấp cho quá trình này là :

Vậy tổng nhiệt lợng cung cấp cho một mẻ nấu là :

Tính lợng nhiệt cho quá trình thanh trùng và gây men

1 Lợng nhiệt cần để thanh trùng bia

Lợng bia chai cần thanh trùng trong một ngày là :

12120.0,5 = 6060 (lÝt) Nhiệt độ thanh trùng nâng lên từ 25 0 C đến 65 0 C với tỷ nhiệt là :

Khối lợng mỗi chai bia là : 0,7 kg/chai.

Vậy lợng nhiệt cần thiết là :

2 Lợng nhiệt dùng để hấp vỏ chai và thanh trùng đờng ống, thiết bị khoảng : 50 kg hơi/h.

3 Tổn thất nhiệt do rửa thiết bị gây men giống : khoảng 30 kg hơi/h. Lợng hơi cần cung cấp :

Lợng hơi và nhiệt quan hệ với nhau qua công thức :

Trong đó : i : là hàm nhiệt của hơi nớc ở áp suất làm việc

(p = 2,5 kg/cm 2 ), i = 640 kcal/kg. λ : là hàm nhiệt của hơi nớc ở nhiệt độ sôi, λ = 199 kcal/ kg.

Lợng hơi nớc dùng cho một mẻ nấu là :

(kg hơi/mẻ) Một mẻ nấu tiến hành trong 7h Vậy lợng hơi cần trong 1h là :

(kg hơi/h) Lợng hơi nớc dùng cho thanh trùng bia là :

Mỗi ngày thanh trùng bia là 10h Vậy lợng hơi cần thanh trùng bia, hấp vỏ chai, thanh trùng đờng ống, thiết bị gây men là :

Do tổn thất ra môi trờng xung quanh là 10% lợng hơi dùng trong nhà máy.

Do đó tổng lợng hơi do nồi hơi cung cấp là :

Dựa vào lợng hơi cần cung cấp ta chọn nồi hơi có các thông số sau đây :

2 Áp suất làm việc atm 8

3 Diện tích bề mặt đốt nóng m 2 6

5 Đờng ống sinh hơi mm 350

6 Chiều cao nồi hơi mm 2000

9 Số lợng nồi hơi chiếc 2

Tính nhiên liệu cho nồi hơi :

9 0 Để tiện lợi ta dùng loại than Äntraxít làm nhiên liệu đốt cho nồi hơi.

Lý do : Nhiệt cung cấp từ thân kín, giá rẻ.

Lợng nhiên liệu cần dùng tính theo công thức sau :

Trong đó : q : là nhiệt lợng riêng của nhiên liệu, q = 6500 kcal/kg.

D : năng suất nồi hơi, D = 300 kg/h. i : hàm nhiệt của hơi nớc ra khỏi nồi, i = 662 kcal/kg. i’ : hàm nhiệt của nớc vào, i’ = 60 kcal/kg. η : hệ số hữu ích của nồi là 0,75.

Hiệu suất đốt cháy là 85% Vậy lợng than thực tế cần là :

(kg/h) Lợng than cần trong một ngày là :

Lợng than cần trong một tháng là : 610,54.28 = 17095,12 (kg/tháng) Lợng than cần dùng trong một năm là: 610,54.333 = 203309,82 (kg/năm).

Tính nớc dùng cho nhà máy

Tính nớc cho phân xởng nấu

Lợng nớc dùng để chế biến một ngày nấu là :

+ Nớc dùng để hoà tan bột trớc khi nấu :

+ Nớc dùng để rửa bã : 1404,10 lít.

Vậy lợng nớc dùng cho sản xuất một ngày là :

Lợng nớc dùng để vệ sinh thiết bị hồ hoá, thiết bị đờng hoá, thùng lọc, sàn nhà đờng ống … chiếm 15% lợng nớc cần dùng Vậy lợng nớc cần dùng trong phân xởng nấu là :

Lợng nớc để làm lạnh dịch đờng

Theo thực tế sản xuất lợng nớc dùng để làm lạnh dịch đờng thờng gấp 2 lần lợng dịch đờng cần làm lạnh.

Lợng dịch đờng cần làm lạnh một ngày là :

3493,32.2 = 6986,64 (lÝt) Vậy lợng nớc cần để làm lạnh dịch đờng là :

Trong thực tế lợng nớc làm lạnh này khi làm lạnh xong vẫn sạch nên ngời ta tái sử dụng trở lại cho mẻ sau Mỗi lần nh vậy hao phí mất khoảng 20% lợng nớc dùng để làm lạnh Vậy lợng nớc cần để làm lạnh là :

Nớc để vệ sinh bộ phận lên men

Thờng dùng 5% thể tích thiết bị, mỗi ngày ta phải vệ sinh 2 thùng, mỗi thùng có thể tích 4667 lít.

Vậy lợng nớc cần vệ sinh trong một ngày là :

2.4667.5% = 466,7 (lÝt) Nớc để vệ sinh sàn nhà khoảng 3 000 lít/ngày.

Vậy tổng lợng nớc dùng trong phân xởng lên men là :

Lợng nớc dùng cho gây men, rửa men

Theo thực tế sản xuất đối với các nhà máy có công suấ nhỏ thì lợng nớc dùng để rửa sữa men khoảng 4 000 lít /ngày, nớc vệ sinh khu vực gây men khoảng 1 000 lít/ngày.

Vậy lợng nớc cần dùng là :

5 Nớc dùng cho phân xởng hoàn thiện

+ Nớc dùng để rửa chai, tính trung bình mỗi chai cần khoảng 1 lít nớc để vệ sinh Lợng chai sử dụng mỗi ngày là : 12120 chai.

Vậy lợng nớc cần cho rửa chai là :

12120.1 = 12120 (lÝt) + Lợng nớc dùng để vệ sinh máy rửa chai:

+ Lợng nớc dùng cho máy thanh trùng :

+ Nớc để vệ sinh phân xởng hoàn thiện sản phẩm :

V7 = 5 000 (lít/ngày) Vậy tổng lợng nớc dùng cho phân xởng hoàn thiện sản phẩm là :

6 Nớc dùng cho nồi hơi

Theo tính toán nớc dùng cho nồi hơi bằng lợng hơi nớc cấp cho toàn nhà máy Nhng 80% lợng hơi nớc đợc ngng tụ và tái sử dụng Vậy lợng nớc dùng cho nồi hơi thực tế là :

7 Nớc dùng cho các việc khác

Ngoài các nguồn nớc dùng cho sản xuất ở trên trong nhà máy còn cần nớc cho một số các công việc khác nh dùng cho vệ sinh cá nhân của công nhân, dùng trong các khu vệ sinh của nhà máy, các khu công viên, đài phun nớc…Tính bình quân khoảng 50 lít/1 công nhân/ngày Số ngời làm việc trong nhà máy gồm :Ban lãnh đạo, công nhân viên nhà máy là 120 ngời.

Vs = 120.50 = 6000 (lÝt) Vậy tổng lợng nớc sử dụng trong nhà máy một ngày là :

8 Tính đờng ống và bể chứa nớc

Với lợng nớc cần dùng trong một ngày là ¿ 100 m 3 Vậy ta sẽ xây dựng một bể chứa có dung tích khoảng 200 m 3 để đảm bảo lợng nớc trong bể có thể

Nớc dùng cho nồi hơi

Theo tính toán nớc dùng cho nồi hơi bằng lợng hơi nớc cấp cho toàn nhà máy Nhng 80% lợng hơi nớc đợc ngng tụ và tái sử dụng Vậy lợng nớc dùng cho nồi hơi thực tế là :

Nớc dùng cho các việc khác

Ngoài các nguồn nớc dùng cho sản xuất ở trên trong nhà máy còn cần nớc cho một số các công việc khác nh dùng cho vệ sinh cá nhân của công nhân, dùng trong các khu vệ sinh của nhà máy, các khu công viên, đài phun nớc…Tính bình quân khoảng 50 lít/1 công nhân/ngày Số ngời làm việc trong nhà máy gồm :Ban lãnh đạo, công nhân viên nhà máy là 120 ngời.

Vs = 120.50 = 6000 (lÝt) Vậy tổng lợng nớc sử dụng trong nhà máy một ngày là :

Tính đờng ống và bể chứa nớc

Với lợng nớc cần dùng trong một ngày là ¿ 100 m 3 Vậy ta sẽ xây dựng một bể chứa có dung tích khoảng 200 m 3 để đảm bảo lợng nớc trong bể có thể

Tính hơi lạnh dùng trong nhà máy

Lợng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị lạnh nhanh

Cấp I : Hạ nhiệt độ của dịch đờng từ 90 0 C xuống 40 0 C bằng nớc thờng, giai đoạn này ta không cần làm lạnh nớc trở lại mà dùng các dàn tản nhiệt để đa nớc về nhiệt độ ban đầu.

Cấp II : Hạ nhiệt độ của dịch đờng từ 40 0 C xuống 12 0 C, dùng tác nhân làm lạnh là nớc muối Nớc muối ban đầu có nhiệt độ là -10 0 C khi qua thiết bị làm lạnh nhanh có nhiệt độ là 5 0 C.

Lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho máy làm lạnh dịch đờng một mẻ nấu là :

2 Lợng nhiệt lạnh cung cấp cho quá trình lên men để duy trì nhiệt độ lên men

Ta tính lợng nhiệt lạnh để duy trì các tank lên men trong ngày lên men mạnh nhất (lợng chất khô lên men khoảng 1,5%/ ngày).

Chọn nồng độ cơ chất lên men là Smax = 1,5%/ngày.

Lợng dịch đờng đa vào quá trình lên men chính trong một ngày là :

Khối lợng riêng của dịch đờng là : d = 1,0483 kg/lít và nồng độ chất chiết là 12 0 BX.

Vậy khối lợng đờng trong thùng lên men là :

G® = 6572,68.0,12.1,0483 = 826,82 (kg) Phơng trình phản ứng của quá trình lên men :

Vậy lơng nhiệt toả ra khi lên men tính ở ngày lên men mạnh nhất là :

(kcal) + Tổn hao qua lớp cách nhiệt :

Q22 = f.k.(tn – tt) Trong đó : f : Diện tích xung quanh của thùng lên men (m 2 ). k : Hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, k = 0,3 kcal/m 2 h 0 C tn : Nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, tn = 24 0 C.

9 6 tt : Nhiệt độ bên trong thùng lên men, tt 0 C.

+ Tổn hao khi rửa men :

Lợng nớc rửa cần 2000 lít/ngày

Nhiệt tổn hao để làm lạnh nớc từ 24 0 C xuống 2 0 C là :

+ Tổn hao bảo quản sữa men : Q24 = 30000 kcal/ngày.

Vậy lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho quá trình lên men chính để duy trì nhiệt độ lên men trong một ngày là :

3 Nhiệt cho quá trình tàng trữ

Ngoài quá trình lên men chính trong quá trình tàng trữ (lên men phụ) ta cũng cần phải cung cấp nhiệt lạnh cho bia Quá trình này lợng hơi lạnh tổn hao ít hơn khoảng 0,25 kcal/lít/ngày.

Lợng nhiệt cần dùng cho quá trình này trong một ngày là :

Lợng nhiệt để hạ nhiệt độ tank lên men từ 12 0 C xuống 1 0 C là :

Q32 = 6276,95 0,934.(12 – 1) = 64489,384 (kcal/ngày) Vậy : Q3 = Q31 + Q32 = 1569,237 + 64489,384 = 66058,621 (kcal/ngày)

4 Lợng nhiệt lạnh cho quá trình lên men giống

Thể tích dịch đờng cần lên men một ngày là : 6572,68 lít.

Lợng men giống bằng 10% lợng dịch đờng lên men Vậy thể tích dịch cần nhân giống là :

Trong đó lợng dịch lên men là 90%, còn 10% từ nhân giống cấp I đa sang. Vậy thể tích dịch đờng đa vào nhân giống cấp II là :

657,268.90% = 591,541 (lÝt) Nồng độ dịch đờng 12 0 BX, d = 1,0483 kg/lít

Vậy khối lợng dịch đờng đợc lên men là :

M = 75%.1,0483.0,12.591,541 = 55,810 (kg) Lợng đờng chiếm trong thành phần chất khô là 75%.

Vậy lợng nhiệt do thùng lên men cấp hai sinh ra là :

(kcal/ngày) + Tổn thất qua lớp cách nhiệt :

+ Lợng nhiệt lớn nhất cho nhân giống cấp I lấy bằng 40% lợng nhiệt cho nh©n gièng cÊp II

Vậy lợng nhiệt cần cho nhân giống cấp I là :

Q43= (Q41 + Q42).40% = (9138,502 + 268,583).40% = 3762,834 (kcal/ngày) Vậy lợng nhiệt lạnh cần cho quá trình nhân men giống là :

5 Lợng nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ 7 0 C xuống 1 0 C sau khi lọc và duy trì nhiệt độ trong thùng chứa bia thành phẩm

Lợng bia trớc khi bão hoà CO2 trong một ngày là : 6183,02 lít.

G : là khối lợng bia non (kg).

C : tỷ nhiệt hoà tan chung của chất hoà tan và nớc (kcal/kg 0 C).

X : là hàm lợng chất khô trong bia 2,5 0 BX.

Vậy tổng lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong một ngày là :

Vậy lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong 1h là :

Tổn hao lạnh cho toàn nhà máy là 10% Vậy lợng nhiệt lạnh thực tế cần cung cấp cho nhà máy 1h là :

Vậy ta chọn 2 máy lạnh cấp 1 luôn phiên nhau hoạt động mỗi máy hoạt động 12h/ngày.

Các đặc tính kỹ thuật của máy lạnh :

4 §êng kÝnh xi lanh mm 80

11 Số máy sử dụng chiếc 2

Nhiệt cho quá trình tàng trữ

Ngoài quá trình lên men chính trong quá trình tàng trữ (lên men phụ) ta cũng cần phải cung cấp nhiệt lạnh cho bia Quá trình này lợng hơi lạnh tổn hao ít hơn khoảng 0,25 kcal/lít/ngày.

Lợng nhiệt cần dùng cho quá trình này trong một ngày là :

Lợng nhiệt để hạ nhiệt độ tank lên men từ 12 0 C xuống 1 0 C là :

Q32 = 6276,95 0,934.(12 – 1) = 64489,384 (kcal/ngày) Vậy : Q3 = Q31 + Q32 = 1569,237 + 64489,384 = 66058,621 (kcal/ngày)

4 Lợng nhiệt lạnh cho quá trình lên men giống

Thể tích dịch đờng cần lên men một ngày là : 6572,68 lít.

Lợng men giống bằng 10% lợng dịch đờng lên men Vậy thể tích dịch cần nhân giống là :

Trong đó lợng dịch lên men là 90%, còn 10% từ nhân giống cấp I đa sang. Vậy thể tích dịch đờng đa vào nhân giống cấp II là :

657,268.90% = 591,541 (lÝt) Nồng độ dịch đờng 12 0 BX, d = 1,0483 kg/lít

Vậy khối lợng dịch đờng đợc lên men là :

M = 75%.1,0483.0,12.591,541 = 55,810 (kg) Lợng đờng chiếm trong thành phần chất khô là 75%.

Vậy lợng nhiệt do thùng lên men cấp hai sinh ra là :

(kcal/ngày) + Tổn thất qua lớp cách nhiệt :

+ Lợng nhiệt lớn nhất cho nhân giống cấp I lấy bằng 40% lợng nhiệt cho nh©n gièng cÊp II

Vậy lợng nhiệt cần cho nhân giống cấp I là :

Q43= (Q41 + Q42).40% = (9138,502 + 268,583).40% = 3762,834 (kcal/ngày) Vậy lợng nhiệt lạnh cần cho quá trình nhân men giống là :

5 Lợng nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ 7 0 C xuống 1 0 C sau khi lọc và duy trì nhiệt độ trong thùng chứa bia thành phẩm

Lợng bia trớc khi bão hoà CO2 trong một ngày là : 6183,02 lít.

G : là khối lợng bia non (kg).

C : tỷ nhiệt hoà tan chung của chất hoà tan và nớc (kcal/kg 0 C).

X : là hàm lợng chất khô trong bia 2,5 0 BX.

Vậy tổng lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong một ngày là :

Vậy lợng nhiệt lạnh cần cung cấp cho nhà máy trong 1h là :

Tổn hao lạnh cho toàn nhà máy là 10% Vậy lợng nhiệt lạnh thực tế cần cung cấp cho nhà máy 1h là :

Vậy ta chọn 2 máy lạnh cấp 1 luôn phiên nhau hoạt động mỗi máy hoạt động 12h/ngày.

Các đặc tính kỹ thuật của máy lạnh :

4 §êng kÝnh xi lanh mm 80

11 Số máy sử dụng chiếc 2

Tính lợng điện tiêu thụ cho toàn nhà máy

Tính phụ tải chiếu sáng

Trong các phân xởng sản xuất của nhà máy đợc bố trí các loại đèn chiếu sáng gồm đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang Trong sản xuất việc bố trí đèn chiếu sáng phụ thuộc vào các thông số sau :

- Chiếu cao đặt đèn phụ thuộc vào thiết bị, vị trí làm việc, thờng lấy H 2,5  4,5 m.

- Khoảng cách giữa các đèn : L = 3 m.

- Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tờng : L’ = 0,3 m.

- Số đèn bố trí dọc theo nhà : n 1 =A−2L'

A : là chiều dài của nhà (m).

Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà : n 2 =B−2L '

B : là chiều rộng của nhà (m).

- Số đèn bố trí mỗi tầng nhà : N = n1 x n2

Phơng pháp tính toán phụ tải theo công suất riêng Theo phơng pháp này nếu trên nền nhà có công suất chiếu sáng là P1 thì toàn bộ sàn nhà coa công suất chiếu sáng là :

Số đèn tổng cộng là N thì công suất mỗi đèn là : Pđ = P/N

Trong nhà máy này ta sử dụng đèn dây tóc có công suất 0,2 kw

2 Tính toán đèn chiếu sáng a Đèn chiếu sáng phân xởng nấu

(bãng) Vậy công suất chiếu sáng là :

P1 = P®.N = P®.n1.n2 = 0,2.7.5 = 7,0 (kw). b Đèn chiếu sáng cho phân xởng lên men

Phân xởng lên men có kích thớc : A = 36 m, B = 24 m n 1 6−2 0,9

Vậy công suất chiếu sáng là :

P2 = P®.N = P®.n1.n2 = 0,2.9.13 = 23,4 (kw). c.Phân xởng hoàn thiện

Phân xởng hoàn thiện sản phẩm có kích thớc : A = 30 m, B = 24 m

Kho nguyên liệu có kích thớc : A = 24 m, B = 15 m n 1 $−2 0,9

Kho sản phẩm có kích thớc : A = 24 m, B = 18 m n 1 $−2 0,9

A = 30 m, B = 18 m Ta bố trí 4 bóng lậi 0,2 kw tại bốn góc cđa bãi. Vậy công suất chiếu sáng là :

Dùng 5 m khoảng cách 5 m chiều dài ta bố trí một bóng.

Vậy số bóng cần dùng là :

(bãng) Vậy công suất chiếu sáng là :

P11 = P®.N = 0,2.6 =1,2 (kw). m Nhà xử lý nớc

A = 24 m, B = 24 m Ta bố trí trong khu vực sử lý nớc 10 bóng đèn loại 0,2 kw.

Nhà hành chính đợc xây dựng 2 tầng có khung bê tông cốt thép, kích thớc :

A = 24 m, B = 12 m Nhà đợc trang bị đèn chiếu sáng huỳng quang dài 1,2 m có công suất 0,04 kw, mỗi tầng bố trí 40 chiếc gồm trong phòng và ngoài hành lang.

P13 = P®.N = P®.N = 0,04.80 =3,2 (kw). p Hội trờng câu lạc bộ

Là nhà 2 tầng, tầng 1 là câu lạc bộ giải trí cho cán bộ công nhân viên, tầng 2 là hội trờng để tổ chức các hội nghị họp cán bộ công nhân viên công ty Mỗi tầng đợc bố trí 50 đèn huỳnh quang công suất 0,04 kw. Vậy công suất chiếu sáng là :

P15 = P®.N = P®.n1.n2 = 0,2.11.7 ,4 (kw). r Nhà giới thiệu sản phẩm

A = 24 m, B = 12 m Nhà đợc trang bị đèn huỳnh quang có công suất 0,04 kw với số lợng 50 chiếc.

P16 = P®.N = 0,04.50 =2 (kw). s Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần áo

Trong khu vực này chia làm 12 phòng, mỗi phòng 1 bóng huỳnh quang công suất 0,04 kw

P17 = P®.N = 0,04.12 =0,48 (kw). t Phòng bảo vệ và phòng trực ban

Phòng này trang bị 10 bóng huỳnh quang loại công suất 0.04 kw.

- x Đèn chiếu sáng đờng đi trong nhà máy

Thông thờng cứ 10 m bố trí một bóng đèn Số đèn bố trí đờng đI trong nhà máy khoảng 60 cái.

Vậy tổng cộng phụ tải chiếu sáng trong nhà máy là :

(kw) ii.Tính phụ tải động lực

Bao gồm các động cơ máy móc hoạt động dới tác dụng của động lực.

Bảng tổng hợp các phụ tải động lực :

STT Tên thiết bị Wđm(kw) Số lợng Tổng cộng

Ngoài các thiết bị máy móc kể trên trong nhà máy còn có các loại phụ tải động lực khác nh : quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nớc, xởng cơ điện …Tất cả lấy bằng 15% phụ tải động lực kể trên.

Vậy phụ tải động lực của toàn nhà máy là :

125,9.(1 + 0,15) = 144,785 (kw) Phụ tải toàn nhà máy : P = 144,785 + 160,68 = 305,465 (kw)

III Xác định phụ tảI tính toán

Mục đích tính toán công suất tiêu thụ thực tế của nhà máy nhằm tính và chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp.

Công thức xác định phụ tải tính toán :

Kc : là hệ số phụ thuộc vào mức mang tải của thiết bị.

+ Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0,9.

+ Đối với phụ tải động lực Kc = 0,6.

Vậy phụ tải tính toán của toàn nhà máy là :

IV xác định công suất và dung lợng bù

1 Xác định hệ số cos ϕ

Hệ số cos ϕ dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế và không đồng thời của các thiết bị mang tải, tức là rất hiếm hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tỉnh toán ở trên.

Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì : cos φ = ∑ P

∑ P : Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ.

∑ Q : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ.

Thực tế thờng làm việc non tải nên hệ số cos ϕ đợc tính nh sau : cosφ tb = ∑ P tb

Trong đó : Pđl = 144,785 kw, Kc = 0,6.

Mục đích là nâng hệ số cos ϕ bằng cách dùng tụ điện.

Công thức xác định dung lợng bù :

Qbù= Ptb.(tg ϕ 1- tg ϕ 2)Trong đó : tg ϕ 1 : tơng ứng với cos ϕ 1 hệ số công suất ban đầu.

1 1 0 tg ϕ 2 : tơng ứng với cos ϕ 2 hệ số công suất đợc nâng lên khi có thêm tụ điện.

Ta cã : cos ϕ 1 = 0,65 suy ra tg ϕ 1 = 1,169

Máy biến áp đợc chọn theo công thức sau :

(KVA) Chọn máy biến áp có các đặc tính sau :

Công suất : 450 KVA Điện áp : 6 KV

Tổn hao không phụ tải : 1,8 Kw

Tổn hao ngắn mạch : 6,2 Kw Điện áp hạ : 386/220

Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có các thông số kỹ thuật nh sau :

Công suất : 380 KVA Điện áp định mức : 400 V

Hệ số công suất : cos ϕ = 0,8

VI.tính điện tiêu thụ hằng năm

1 Điện năng dùng cho thắp sáng

K1 : Số ngày làm việc trong tháng : 27 ngày.

K2 : Số giờ chiếu sáng trong ngày : 20 h.

K3 : Số tháng làm việc trong năm : 12 tháng.

VËy ta cã : Acs = 160,68.0,9.27.20.12 = 937085,76 (kw/n¨m).

3 Tổng công suất tiêu thụ cả năm

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

Bảng tổng kết điện – hơi – nớc – lạnh

STT Đại lợng Đơn vị Giờ Ngày Tháng Năm

Chơng VIII : tính toán xây dựng

I Địa điểm xây dựng nhà máy

Nhà máy tôi thiết kế dự tính sẽ xây dựng tại cụm công nghiệp xã Phú Nghĩa, huyện chơng Mỹ, tỉnh Hà Tây Với năng suất ban đầu thiết kế là 2 triệu lít/năm Nếu nhà máy hoạt động có hiệu quả thì ta có thể tiến hành mở rộng sản xuất lên khoảng 4 – 5 triệu lít/năm.

Khu đất dự tính sẽ xây dựng nhà máy có hình chữ nhật dài 150 m, rộng

100 m nằm ngay cạnh quốc lộ 6A nên rất tiện cho giao thông đi lại Khu đất này thuộc quy hoạch cụm công nghiệp tỉnh Hà Tây Khu đất này đảm bảo đợc các yêu cầu chính cho việc xây dựng nhà máy :

- Mặt phía Đông của nhà máy giáp Quốc lộ 6A.

- Địa hình bằng phẳng cao dáo không bị ngập nớc khi mà ma bão đến.

- Cờng độ chịu lực của nền đất là 1 – 2 kg/cm 2

- Có mạch nớc ngầm đáp ứng đủ nhu chất lợng và số lợng theo yêu cầu của nhà máy.

- Gần mạng lới điện cao thế 110 KV.

- Hệ thống cấp thoát nớc thuận tiện.

- Giá thành đầu t cơ sở hạ tầng thấp.

- Rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu malt từ cảng vào

- Nguồn nhân công dồi dào và giá thuê nhân công rẻ.

- Thị trờng tiêu thụ bia rộng lớn nhng khả năng đáp ứng là cha đủ nên có triển vọng tiêu thụ tốt loại sản phẩm này tại đây.

Dựa vào các điều kiên thuận lợi trên nên nhà máy đợc chọn và xây dựng tại địa điểm này nhằm đáp ứng nhu cầu về tiêu thụ bia của ngời dân trong tỉnh Hà Tây, các tỉnh lân cận và hớng ra xuất khẩu.

- Do cơ sở hạ tầng tại vùng này còn thấp nên việc đầu t cho xây dựng nhà máy nh điện nớc và xử lý môi trờng có phần tốn kém hơn các vùng khác.

- Điều kiện kinh tế và trình độ ngời lao động ở đây còn hạn chế do đó muốn có nguồn nhân lực tại chỗ phải mất một thời gian nhất định để đào tạo và giúp đỡ cho họ một trình độ hiểu biết về chuyên môn kỹ thuật nhất định để có thể làm việc đạt năng xuất và chất lợng sản phẩm đạt yêu cầu.

II Tổng quan thiết kế mặt bằng nhà máy.

Việc thiết kế mặt bằng phân xởng là một vấn đề hết sức quan trọng và cần thiết, khi xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Phải phù hợp với dây truyền sản xuất không trồng chéo lên nhau và phù hợp với sự cải tiến dây truyền công nghệ và việc mở rộng nhà máy trong tơng lai để nâng cao năng suất và chất lợng của nhà máy Các khu sản xuất chính đợc bố trí liền nhau các khu tiếp nhận nguyên liệu, khu lên men, khu hoàn thiện sản phẩm … phải bố trí theo trình tự quy trình sản xuÊt.

- Đảm bảo công việc giao thông tuần hoàn giữa các bộ phận, bên trong và bên ngoài phân xởng sao cho thông thoáng và hợp lý nhất, đờng giao thông ngắn nhất và hợp lý nhất.

- Đảm bảo vệ sinh an toàn phòng cháy chữa cháy tốt nhất khi gặp sự cố xảy ra.

- Đảm bảo điều kiện môi trờng lao động tốt nhất cho công nhân viên.

- Đảm bảo mỹ quan chung của phân xởng và các khu lân cận.

- Đảm bảo tính kinh tế đỡ tốn kém nguyên vật liệu trong xây dựng.

- Các công trình phụ phục vụ sản xuất đợc thiết kế bên cạnh nhà sản xuất chính tránh bố trí xa làm giảm năng suất lao động dẫn đến hiệu quả sản xuất không cao.

- Nhà hành chính, khu vực sinh hoạt nh : Nhà ăn, khu vui chơi, giải trí … đợc bố trí tách riêng ra khỏi khu vực sản xuất chính nh đảm bảo thuận tiện cho công nhân trong giờ giải lao và khi nghỉ ngơi.

Sơ đồ khối khu sản xuất chính

Kho chứa nguyên liệuPhân xởng nấuPhân xởng lên men

Xác định phụ tảI tính toán

Mục đích tính toán công suất tiêu thụ thực tế của nhà máy nhằm tính và chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp.

Công thức xác định phụ tải tính toán :

Kc : là hệ số phụ thuộc vào mức mang tải của thiết bị.

+ Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0,9.

+ Đối với phụ tải động lực Kc = 0,6.

Vậy phụ tải tính toán của toàn nhà máy là :

Xác định công suất và dung lợng bù

1 Xác định hệ số cos ϕ

Hệ số cos ϕ dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế và không đồng thời của các thiết bị mang tải, tức là rất hiếm hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tỉnh toán ở trên.

Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì : cos φ = ∑ P

∑ P : Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ.

∑ Q : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ.

Thực tế thờng làm việc non tải nên hệ số cos ϕ đợc tính nh sau : cosφ tb = ∑ P tb

Trong đó : Pđl = 144,785 kw, Kc = 0,6.

Mục đích là nâng hệ số cos ϕ bằng cách dùng tụ điện.

Công thức xác định dung lợng bù :

Qbù= Ptb.(tg ϕ 1- tg ϕ 2)Trong đó : tg ϕ 1 : tơng ứng với cos ϕ 1 hệ số công suất ban đầu.

1 1 0 tg ϕ 2 : tơng ứng với cos ϕ 2 hệ số công suất đợc nâng lên khi có thêm tụ điện.

Chọn máy biến áp

Máy biến áp đợc chọn theo công thức sau :

(KVA) Chọn máy biến áp có các đặc tính sau :

Công suất : 450 KVA Điện áp : 6 KV

Tổn hao không phụ tải : 1,8 Kw

Tổn hao ngắn mạch : 6,2 Kw Điện áp hạ : 386/220

Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có các thông số kỹ thuật nh sau :

Công suất : 380 KVA Điện áp định mức : 400 V

Tính điện tiêu thụ hàng năm

VI.tính điện tiêu thụ hằng năm

1 Điện năng dùng cho thắp sáng

VËy ta cã : Acs = 160,68.0,9.27.20.12 = 937085,76 (kw/n¨m).

3 Tổng công suất tiêu thụ cả năm

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

Bảng tổng kết điện – hơi – nớc – lạnh

STT Đại lợng Đơn vị Giờ Ngày Tháng Năm

Chơng VIII : tính toán xây dựng

I Địa điểm xây dựng nhà máy

Nhà máy tôi thiết kế dự tính sẽ xây dựng tại cụm công nghiệp xã Phú Nghĩa, huyện chơng Mỹ, tỉnh Hà Tây Với năng suất ban đầu thiết kế là 2 triệu lít/năm Nếu nhà máy hoạt động có hiệu quả thì ta có thể tiến hành mở rộng sản xuất lên khoảng 4 – 5 triệu lít/năm.

Khu đất dự tính sẽ xây dựng nhà máy có hình chữ nhật dài 150 m, rộng

100 m nằm ngay cạnh quốc lộ 6A nên rất tiện cho giao thông đi lại Khu đất này thuộc quy hoạch cụm công nghiệp tỉnh Hà Tây Khu đất này đảm bảo đợc các yêu cầu chính cho việc xây dựng nhà máy :

- Mặt phía Đông của nhà máy giáp Quốc lộ 6A.

- Địa hình bằng phẳng cao dáo không bị ngập nớc khi mà ma bão đến.

- Cờng độ chịu lực của nền đất là 1 – 2 kg/cm 2

- Có mạch nớc ngầm đáp ứng đủ nhu chất lợng và số lợng theo yêu cầu của nhà máy.

- Gần mạng lới điện cao thế 110 KV.

- Hệ thống cấp thoát nớc thuận tiện.

- Giá thành đầu t cơ sở hạ tầng thấp.

- Rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu malt từ cảng vào

- Nguồn nhân công dồi dào và giá thuê nhân công rẻ.

- Thị trờng tiêu thụ bia rộng lớn nhng khả năng đáp ứng là cha đủ nên có triển vọng tiêu thụ tốt loại sản phẩm này tại đây.

Dựa vào các điều kiên thuận lợi trên nên nhà máy đợc chọn và xây dựng tại địa điểm này nhằm đáp ứng nhu cầu về tiêu thụ bia của ngời dân trong tỉnh Hà Tây, các tỉnh lân cận và hớng ra xuất khẩu.

- Do cơ sở hạ tầng tại vùng này còn thấp nên việc đầu t cho xây dựng nhà máy nh điện nớc và xử lý môi trờng có phần tốn kém hơn các vùng khác.

- Điều kiện kinh tế và trình độ ngời lao động ở đây còn hạn chế do đó muốn có nguồn nhân lực tại chỗ phải mất một thời gian nhất định để đào tạo và giúp đỡ cho họ một trình độ hiểu biết về chuyên môn kỹ thuật nhất định để có thể làm việc đạt năng xuất và chất lợng sản phẩm đạt yêu cầu.

Tổng quan thiết kế mặt bằng nhà máy

Việc thiết kế mặt bằng phân xởng là một vấn đề hết sức quan trọng và cần thiết, khi xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Phải phù hợp với dây truyền sản xuất không trồng chéo lên nhau và phù hợp với sự cải tiến dây truyền công nghệ và việc mở rộng nhà máy trong tơng lai để nâng cao năng suất và chất lợng của nhà máy Các khu sản xuất chính đợc bố trí liền nhau các khu tiếp nhận nguyên liệu, khu lên men, khu hoàn thiện sản phẩm … phải bố trí theo trình tự quy trình sản xuÊt.

- Đảm bảo công việc giao thông tuần hoàn giữa các bộ phận, bên trong và bên ngoài phân xởng sao cho thông thoáng và hợp lý nhất, đờng giao thông ngắn nhất và hợp lý nhất.

- Đảm bảo vệ sinh an toàn phòng cháy chữa cháy tốt nhất khi gặp sự cố xảy ra.

- Đảm bảo điều kiện môi trờng lao động tốt nhất cho công nhân viên.

- Đảm bảo mỹ quan chung của phân xởng và các khu lân cận.

- Đảm bảo tính kinh tế đỡ tốn kém nguyên vật liệu trong xây dựng.

- Các công trình phụ phục vụ sản xuất đợc thiết kế bên cạnh nhà sản xuất chính tránh bố trí xa làm giảm năng suất lao động dẫn đến hiệu quả sản xuất không cao.

- Nhà hành chính, khu vực sinh hoạt nh : Nhà ăn, khu vui chơi, giải trí … đợc bố trí tách riêng ra khỏi khu vực sản xuất chính nh đảm bảo thuận tiện cho công nhân trong giờ giải lao và khi nghỉ ngơi.

Sơ đồ khối khu sản xuất chính

Kho chứa nguyên liệuPhân xởng nấuPhân xởng lên men

Giải pháp khối mặt bằng khu sản xuất chính

Phân xởng nấu

Phân xởng nấu đợc xây dựng gắn liền với phân xởng lên men tạo đợc sự liên tục trong sản xuất theo tính toán về kích thớc và lắp đặt thiết bị phân xởng nấu dài 18 m, rộng 12m, cao 8,4 m có diện tích 216 m 2

Phân xởng nấu gồm hai phần, đợc ngăn bởi tờng có chiều cao 5 m Phần tr- ớc để đặt cân, máy nghiền, thùng chứa nguyên liệu và gầu tải Phần hai để đặt nồi hồ hoá, nồi đờng hoá, nồi nớc nóng, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy và thiết bị lạnh nhanh Nơi đặt các nồi nấu thùng lọc đợc bố trí các sàn thao tác cho phù hợp với từng loại thiết bị để cho công nhân thao tác đợc thuận tiện.

Giải pháp cấu tạo bằng khung bê tông cốt thép lắp ghép

- Dầm mái bê tông cốt thép lắp ghép.

- Mái bằng panel lắp ghép theo tiêu chuẩn Tờng đàu hồi có hai cột chống giã kÝch thíc 400 x 400 (mm x mm).

- Nhà có bớc cột 6000 mm, kích thớc cột là 400 x 600 (mm x mm).

- Trong nhà nấu dùng nền xi măng và bê tông đảm bảo cờng độ chịu lực và chịu nớc và các hoá chất tẩy rửa đạt tiêu chuẩn nhà công nghiệp.

Phân xởng lên men

Kho bảo quản và chứa SPPhân xởng hoàn thiện SP

1 1 6 Đây là phân xởng rộng lớn đợc xây dựng vững chắc với giải pháp khung bê tông cốt thép lắp ghép Cụ thể :

- Kích thớc phân xởng lên men : 24 x 24 x 8,4 (m x m x m ).

- Móng và cột bằng bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN.

- KÝch thíc cét 600 x 400 (mm x mm).

- Dầm mái bê tông cốt thép.

- Mái dùng panel lắp ghép theo tiêu chuẩn.

- Tờng đầu hồi có cột chống gió kích thớc : 400 x 400 (mm x mm).

- Nền nhà bằng bê tông chịu lực và chịu kiềm, axít yếu.

Phân xởng lên men một đầu giáp với phân xởng nấu một đầu giáp với phân xởng hoàn thiện.

3 Phân xởng hoàn thiện sản phẩm Đây là phân xởng có đông công nhân, các thiết bị là một dây truyền hoạt động khép kín, kích thớc lớn Phân xởng đòi hỏi thoáng mát, cao ráo, đủ ánh sáng cho công nhân làm việc chính xác Vì vậy Phân xởng này phải thiết kế nhiều cửa sổ, cửa ra vào rộng rãi để xe kéo có thể ra vào thuận tiện.

Nhà hoàn thiện đợc thiết kế bằng khung bê tông cốt thép lắp ghép.

- Kích thớc phân xởng lên men : 30 x 24 x 8,4 (m x m x m ).

Phân xởng hoàn thiện sản phẩm

- Móng và cột bằng bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN.

- KÝch thíc cét 600 x 400 (mm x mm).

- Dầm mái bê tông cốt thép.

- Mái dùng panel lắp ghép theo tiêu chuẩn.

- Tờng đầu hồi có cột chống gió kích thớc : 400 x 400 (mm x mm).

- Nền nhà bằng bê tông chịu lực và chịu kiềm, axít yếu.

Giải pháp mặt bằng các phân xởng phụ trợ

Kho nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt chiếm 85%, nguyên liệu thay thế là gạo chiếm 15% Malt và gạo thờng đợc đóng vào bao 50 kg, cứ mỗi m 2 xếp đ- ơch 2 bao các bao xếp chồng lên 8 tầng Theo tính toán thiết kế thì kho nguyên liệu có kích thớc 24 x 15 x 6 (m x m x m).

Vậy lợng nguyên liệu chứa đợc tối đa trong kho là :

Vậy với kho nguyên liệu này nhà máy có thể duy trì sản xuất trong 35 ngày Kho nguyên liệu đợc xây bằng tờng gạch có trụ bê tông cốt thép nh sau:

- Nền bê tông chịu lực.

- Mái tôn, khung sắt theo tiêu chuẩn nhà công nghiệp.

Kho sản phẩm

Sản phẩm của nhà máy cần chứa vào kho là bia chai đã đóng két.

Một ngày nhà máy chiết 12120 chai tơng đơng với 504 két (mỗi két chứa

24 chai) Theo tính toán thì mỗi m 2 kho chứa đợc 5 két, mỗi két náy chất cao 8 tÇng.

Ta thiÕt kÕ kho cã kÝch thíc 24 x 18 x H6

Vậy sức chứa tối đa của kho là :

Thời gian chứa sản phẩm trong kho tối đa là :

Vậy kho có thể chứa đợc lợng sản phẩm sản xuất ra trong 30 ngày.

Kho chứa sản phẩm đợc xây bằng tờng gạch có trụ bê tông cốt thép nh sau:

Xởng cơ điện

Đợc xây dựng ở phía sau các phân xởng sản xuất có kích thớc :

Nhà nồi hơi

Nhà nồi hơi đợc xây dựng cạnh xởng cơ điện và gần bãi than để tiện cho việc vận chuyển than vào đốt.

Kích thớc của nhà nồi hơi : 24 x 18 x 6 (m x m x m)

Nhà nồi hơi đợc xây bằng tờng gạch có trụ bê tông cốt thép nh sau:

Bãi than, xỉ

Đợc xây dựng cạnh nhà nồi hơi Bãi than, xỉ đợc xây tờng lửng cao 1,5 m, và lợp bằng mái tôn, có kích thớc : 30 x 15 x 4,8 (m x m x m).

Trạm biến thế

Kích thớc của trạm 9 x 15 (m x m) Trạm đợc xây tờng bảo vệ xung quanh cao 1,5 m.

Kho chứa vỏ chai

Kho chứa vỏ chai đợc xây bằng tờng gạch có trụ bê tông cốt thép nh sau:

Nhà để xe

Nhà để xe đợc xây lửng cao 1,2 m và lợp mái tôn

Nhà hành chính

Nhà đợc xây dựng hai tầng mỗi tầng cao 4 m , mỗi tầng gồm có 6 phòng. Tiêu chuẩn xây dựng :

- Đối với giám đốc, phó giám đốc là 24 m 2 /ngời( nhà máy có một giám đốc và hai phó giám đốc).

- Phòng tài chính, kế toán.

Kích thớc của khu nhà hành chính là : 24 x 9 x 8 (m x m x m).

Hội trờng, câu lạc bộ

Đợc xây dựng hai tầng mỗi tầng có kích thớc: 24 x 18 x H12 (mxmxm).

Nhà đợc xây dựng bằng khung bê tông cốt thép, mái bê tông cốt thép. Chiều cao mỗi tầng là 6 m vì diệ tích các phòng hội trờng và câu lạc bộ rộng.

Nhà ăn đợc xây dựng cho đủ 120 cán bộ công nhân viên nhà máy ăn và một số con em của cán bộ có nhu cầu ăn trong nhà máy.

Kích thớc của nhà ăn là : 30 x 18 x 4,2 (m x m x m).

Nhà ăn đợc xây dựng bằng gạch và trần bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn nhà cấp III.

12 Nhà giới thiệu sản phẩm

Nhà đợc xây dựng có kích thớc 24 x 12 x H 4,2 (m x m x m) Nhà xây đợc xây dựng nhằm mục đích trng bày các sản phẩm do nhà mày làm ra, trng bày các chỉ tiêu chất lợng, các văn bản giấy tờ giới thiệu về công ty cho các khách hành đến thăm quan và mua sản phẩm của nhà máy.

Nhà y tế đợc xây dựng để phục vụ cán bộ công nhân viên trong nhà máy khám và chữa bệnh định kỳ, sơ cứu khi có tai nạn lao động xảy ra.

Nhà xây dựng băng khung bê tông có kích thớc nh sau :

14 Nhà vệ sinh, thay quần áo

Nhà vệ sinh và thay quần áo đợc xây riêng làm hai khu vực cho nam và cho nữ Nhà xây dựng có kích thớc sau : 12 x 6 x 2,5 (m x m x m).

15 Phòng bảo vệ và giao ca

Phòng này đợc xây dựng ngay sát cổng chính ra vào của nhà máy để tiện cho việc giám sát ngời và xe ra vào nhà máy.

Kích thớc phòng bảo vệ : 6 x 4 x 3 (m x m x m).

16.Nhà để máy phát điện

Nhà này có kích thớc : 6 x 6 x 4,2 (m x m x m).

Nhà đợc xây bằng gạch mái bê tông cốt thép.

Nhà khách đợc xây dựng nhằm mục đích để cho khách hàng và cán bộ công nhân của nhà máy nghỉ ngơi ngay trong nhà máy khi cần thiết Nhà đợc xây dựng 2 tầng, mỗi tầng 6 phòng 6 x 6 (m x m) và kèm theo công trình phụ ngay sau phòng Nhà khách đợc xây dựng khung bê tông cốt thép có bớc cột 3x3 (m x m) KÝch thíc cét 200 x 300 (mm x mm).

Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy

STT Tên công trình Kích thớc Diện tích

11 Nhà để máy phát điện 6,0 6,0 4,2 36

15 Hội trờng, câu lạc bộ 24,0 18,0 12,0 432

16 Nhà giới thiệu sản phẩm 24,0 12,0 4,2 288

20 Đờng đi trong nhà máy 600,0 4,0 2 400

24 Tổng diện tích xây dựng 10497

Chơng IX : Tính kinh tế

Tính toán kinh tế là một phần quan trọng trong việc xây dựng hay thiết kế một công trình, nhà máy nào.

Dựa vào phân tích toán này chúng ta có thể biết đ ợc đơn giá, lên kế hoạch chi phí xây dựng, lắp đặt thết bị, công nghệ và phát sinh, có liên quan trong quá trình thực hiện.

Qua đó để trình lên cấp có thẩm quyền xét duyệt.

Nhà giới thiệu sản phẩm

Nhà đợc xây dựng có kích thớc 24 x 12 x H 4,2 (m x m x m) Nhà xây đợc xây dựng nhằm mục đích trng bày các sản phẩm do nhà mày làm ra, trng bày các chỉ tiêu chất lợng, các văn bản giấy tờ giới thiệu về công ty cho các khách hành đến thăm quan và mua sản phẩm của nhà máy.

Nhà y tế đợc xây dựng để phục vụ cán bộ công nhân viên trong nhà máy khám và chữa bệnh định kỳ, sơ cứu khi có tai nạn lao động xảy ra.

Nhà xây dựng băng khung bê tông có kích thớc nh sau :

14 Nhà vệ sinh, thay quần áo

Nhà vệ sinh và thay quần áo đợc xây riêng làm hai khu vực cho nam và cho nữ Nhà xây dựng có kích thớc sau : 12 x 6 x 2,5 (m x m x m).

15 Phòng bảo vệ và giao ca

Phòng này đợc xây dựng ngay sát cổng chính ra vào của nhà máy để tiện cho việc giám sát ngời và xe ra vào nhà máy.

Kích thớc phòng bảo vệ : 6 x 4 x 3 (m x m x m).

16.Nhà để máy phát điện

Nhà này có kích thớc : 6 x 6 x 4,2 (m x m x m).

Nhà đợc xây bằng gạch mái bê tông cốt thép.

Nhà khách đợc xây dựng nhằm mục đích để cho khách hàng và cán bộ công nhân của nhà máy nghỉ ngơi ngay trong nhà máy khi cần thiết Nhà đợc xây dựng 2 tầng, mỗi tầng 6 phòng 6 x 6 (m x m) và kèm theo công trình phụ ngay sau phòng Nhà khách đợc xây dựng khung bê tông cốt thép có bớc cột 3x3 (m x m) KÝch thíc cét 200 x 300 (mm x mm).

Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy

STT Tên công trình Kích thớc Diện tích

11 Nhà để máy phát điện 6,0 6,0 4,2 36

15 Hội trờng, câu lạc bộ 24,0 18,0 12,0 432

16 Nhà giới thiệu sản phẩm 24,0 12,0 4,2 288

20 Đờng đi trong nhà máy 600,0 4,0 2 400

24 Tổng diện tích xây dựng 10497

Chơng IX : Tính kinh tế

Tính toán kinh tế là một phần quan trọng trong việc xây dựng hay thiết kế một công trình, nhà máy nào.

Dựa vào phân tích toán này chúng ta có thể biết đ ợc đơn giá, lên kế hoạch chi phí xây dựng, lắp đặt thết bị, công nghệ và phát sinh, có liên quan trong quá trình thực hiện.

Qua đó để trình lên cấp có thẩm quyền xét duyệt.

Néi dung phÇn tÝnh kinh tÕ

Chi phí tài sản cố định

1.Vốn đầu t cho công trình xây dựng

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

STT Tên công trình Diện tích

11 Nhà để máy phát điện 36 8000000 81.10 6

15 Hội trờng, câu lạc bộ 432 1500000 43,5.10 6

16 Nhà giới thiệu sản phẩm 288 700000 75,6.10 6

20 Đờng đi trong nhà máy 2 400 700000 75,6.10 6

Ngoài các khoản mục trên nhà máy còn phải xây dựng hệ thống giao thông thoát nớc, vờn hoa… lấy bằng 15% so với tổng chi phí xây dựng ở trên

Vậy vốn xây dựng của nhà máy là:

STT Tên thiết bị SL Đơn giá

14 Thiết bị lọc bã hoa 1 2,5.10 6 2,5.10 6

16 Thiết bị rửa sửa men 1 2,5.10 6 2,5.10 6

17 Thiết bị gây men cấp I 1 3.10 6 3.10 6

18 Thiết bị gây men cấp II 2 1.10 6 2.10 6

21 Thiết bị bão hoà CO2 2 7,5.10 6 15.10 6

Tổng chi phí đầu t thiết bị chính là: 6 805 000 000 (đồng).

Các thiết bị phụ lấy bằng 10%, chi phí vận tải, lắp đặt dây bằng 10% so với tổng chi phí thiết bị chính.

Vậy tổng chi phí đầu t thiết bị là:

3 Tổng chi phí đầu t của nhà máy (Vốn cố định)

4 Chi phí nguyên liệu chính (Đơn vị tính đồng)

STT Tên nguyên liệu Số lợng đơn giá Thanh tiền(vnđ)

Theo kinh nghiệm chi phí nguyên liệu phụ bằng 4% so với chi phí nguyên liệu chính:

6 Chi phí nhiên liệu và động lực (G g )

TT Tên nguyên liệu Số lợng đơn giá Thanh tiền(vnđ)

Tính số nhân công trong nhà máy.

STT Nguyên công ĐM Lao động Số ca/ ngày Số CN/ ngày

1 Xử lý nguyên liệu 2/1ca 2 4

10 Chiết chai, dập nút 2/1 máy 1 2

17 Công nhân cơ điện 2/1 máy 2 4

27 Quản lý phân xởng 1/1ca 5 5

Số công nhân có mặt trong nhà máy trong một ngày đêm là: 110 ngời.

Theo kinh nghiệm thì hệ số điểm khuyết là: Hđk = 1,2

Số công nhân có trong danh sách là:

Tính cán bộ quản lý nhà máy: Đảng uỷ - công đoàn: 2 ngời

Kỹ thuật công nghệ: 2 ngời

Tổng số cán bộ công nhân trọng nhà máy là :

Tính tổng quỹ lơng cho nhà máy:

Lơng bình quân theo đầu ngời là:700 000 đồng/ngời/tháng

Quỹ tiền lơng của nhà máy trong năm là :

Lấy bằng 15% quỹ tiền lơng :

9 Chi phí bảo dỡng và sửa chữa thiết bị, nhà xởng

Ta coi chi phí này trong một năm bằng 5% tổng chi phí tài sản cố định (Vcđ) Vậy chi phí bảo dỡng và sửa chữa là :

10 Tính tổng chi phí trong một năm

Ta coi khấu hao tài sản cố định của nhà máy là trong 10 năm Vậy chi phí cho việc đầu t vào tài sản cố định một năm là :

Vậy tổng chi phí của nhà máy trong một năm là :

TR = Gn + Gp + Gd + Gl + Gh + Vsc + KHC§

Ngoài các chi phí kể trên, khi hoạt động nhà máy còn thêm 6% chi phí quản lý phân xởng, 2% chi phí dịch vụ bán hàng, 2% chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất.

11 Tính giá thành toàn bộ

Trong đó G3 : là tiền thu nhận từ việc bán sản phẩm phụ của nhà máy nh sửa men, bã Malt.

Lợng bã Malt thu đợc hàng năm là 437 156 kg, đơn giá: 1000/kg

Lợng sửa men d thừa: 15 500 kg, đơn giá là: 1000/kg

Lợng CO2 d là 40 640 kg đơn giá 3000/kg

Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả

Căn cứ vào giá thành bình quân một lít bia sản phẩm và giá cả hàng hoá bia hiện nay thì việc định mức giá bán một lít bia sao cho nhà máy có lợi nhuận và mức giá khách hàng có thể chấp nhân đợc.

Giá bán: Bia chai: 10 000 (đồng/lít),tơng đơng với 5 000 đồng/chai III đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả:

1 Tổng doanh thu của nhà máy:

Pi : giá một đơn vị sản phẩm, đồng

Qi : số sản phẩm đợc bán ra, lít

2 Doanh thu thuÇn = GT-VAT

Thuế giá trị gia tăng: Nhà máy bia là đơn vị sản xuất kinh doanh hàng hoá đặc biệt đã chịu thuế tiêu thụ đặc biệt nên không phảI chịu thuế giá trị gia t¨ng(VAT)

Doanh thu thuần của nhà máy: (DTT)

DTT = DT-[thuế vốn + các khoản giảm trừ + thuế tiêu thụ]

+ Giảm giá bán do chất lợng sản phẩm kém và dợc thoả thuận với khách hàng

+ Chiết khấu bán hàng: Là khoản giảm trừ cho ngời mua để khuyến khích mua số lợng lớn, mua thờng xuyên, thanh toán đúng hạn.

Các khoản này thờng lấy 2% so với doanh thu

Thuế vốn: thờng lấy bằng 3% so với vốn lu động và vốn cố định của nhà máy:

+ Vốn cố định: Vcđ 157 665 000 (đồng).

+ Vốn lu động của nhà máy: Vlđ

Số vòng quay năm: 1 chu kỳ sản xuất của nhà máy là 20 ngày.

Vậy số vòng quay một năm là:

20 ,25 vòng/năm Để an toàn trong sản xuất ta chọn số vòng quay là 12 vòng/năm

Thuế tiêu thụ đặc biệt bằng 40% doanh thu.

Vậy doanh thu thuần là:

= 20 000 000 000 0,58 – 676 787 111 = 10 923 212 889 (đồng) Nên tổng lợi nhuận là:

TLN = DTT - Tổng chi phí (Giá thành toàn bộ)

3.Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả:

Năng suất lao động (NL)

(đồng/đồng) Thời gian thu hồi vốn :

STT Khoản mục Đơn vị Đơn giá Số lợng Thành tiÒn(vn®)

10 Bảo hiểm xã hội Đồng 120 151 200 200

11 Khấu hao tài sản Đồng 1 975 246 500

Theo kết quả ở trên cho thấy:

Năng suất vốn = 0,581 đồng/đồng

Thời gian thu hồi vốn là 4,78

Nh vậy với mức giá bán dự tính nh trên mà đợc thị trờng chấp nhận thì nhà máy đợc thiết kế sẽ cho hiệu quả kinh tế cao, thời gian thu hồi vốn nhanh

Vậy đồ án thiết kế này có thể đa vào hoạt động Do công suất của nhà máy còn nhỏ, nhng các cơ sở hạ tầng và thiết bị ban đầu của nhà máy thiết kế có thể nâng công suất của nhà máy lên 5 triệu lít/năm Đây cũng chính là lý do dẫn đến doanh lợi vốn và lã suất của nhà máy còn thấp vì cha phát huy hết công suất thiết kế Nếu nh thị trờng đợc mở rộng thì sẽ làm tăng lãi suất của nhà máy, hơn nữa loại bia của nhà máy bán với giá hợp lý nên sẽ kích thích đợc tiêu dùng ngay chính tại thị trờng trong nớc Đây cũng là một chiến lợc của nhà máy khi tôi thiết kế nhà máy này.

Chơng X : Vệ sinh an toàn lao động I.vệ sinh nhà máy

Việc giữ vệ sinh luôn đợc coi trọng trong các nghành sản xuất, nhng trong các nghành sinh học thực phẩm thì vấn đề này càng phải coi trọng hơn

Sự thành công của quá trình sản xuất cũng nh chất lợng của sản phẩm phụ thuộc vào công nhân Vì vậy yêu cầu vệ sinh công nghiệp phải đợc thực hiện hết sức nghiêm ngặt bắt buộc với công nhân và cán bộ kỹ thuật.

Yêu cầu với công nhân trong phân xởng :

- Hoàn toàn khoẻ mạnh không mắc các bệnh mãn tính và các bệnh dễ bị lây nhiễm nh lao, thơng hàn, ghẻ, …

- Trớc khi làm việc công nhân phải mặc quần áo bảo hộ lao động, sạch sẽ gọn gàng.

- Với phòng lên men trớc khi vào phải vệ sinh sạch sẽ và chỉ có những ngời trực tiếtp làm việc mới đợc vào.

- Đối với các dụng cụ thử hay chứa dịch đờng sau mỗi lần dùng phải tiến hành rửa ngay bằng nớc sạch và để đúng nơi quy định tránh cáu bẩn do đ- ờng, do nấm men nên rất dễ bị nhiễm khuẩn.

- Trong phân xởng phải thờng xuyên vệ sinh cả bên trong lẫn bên ngoài cũng nh hệ thống ống dẫn, theo định kỳ hay theo mỗi ca sản xuất.

- Thờng xuyên kiểm tra lại toàn bộ hệ thống thiết bị trớc khi sản xuất nh điện, hơi, nớc, …Nếu có sự cố h hang phải báo cáo ngay cho cán bộ sửa

Bảo hộ an toàn lao động

- Những ngời không có nhiệm vụ không đảm bảo các yêu cầu vệ sinh không đợc vào khu vực sản xuất.

- Các bộ phận khác của phân xởng phải sạch sẽ thoáng mát, phải có thiết bị kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm trong phân xởng, rác phải vứt vào đúng nơi quy định tránh gây mùi khó chịu.

- Hệ thống thoát nớc phải đảm bảo thoát nhanh chóng nớc đọng lại trên nền nhà, các rãnh thoát nớc phải có nắp đạy tránh mùi hôi thối.

- Những bộ phận phát sinh bụi phải bố trí thiết bị lọc bụi.

- Xung quanh nhà máy trồng cây xanh tạo không khí trong lành và thoáng mát tạo vẻ đẹp mỹ quan cho toàn nhà máy.

II.Bảo hộ an toàn lao động

- Bảo hộ an toàn lao động là một vấn đề quan trọng trong nhà máy cũng nh trong phân xởng vì nó ảnh hởng đến sức khoẻ và tình mạng của ngời lao động cũng nh tuổi thọ của thiết bị, chính vì vậy mà Đảng và Nhà nớc rất quan tâm đề cập đến vấn đề này các nội quy về an toàn lao động đợc coi là các điều kiện cần thiết và phải nghiêm chỉnh chấp hành.

1 Chống tiếng ồn và tiếng động

Tiếng động và tiếng ồn ảnh hởng không tốt đến sức khoẻ của ngời công nhân, nếu làm việc lâu làm giảm thính giác của ngời công nhân gây nhức đầu,căng thẳng, khả năng làm việc giảm …

Cách khắc phục : thờng xuyên kiểm tra hệ thống thiết bị tra dầu mỡ, sửa chữa bảo dỡng kịp thời, lắp giáp chính xác các chi tiết máy phải lót các tấm đàn hồi nhằm chống sóc và dung thiết bị.

2 Chống khí độc trong sản xuất

Khí độc trong phân xởng sản xuất bia chủ yếu là CO2 Trong quá trình lên men CO2 thoát ra tơng đối lớn do đó cần có thiết bị thu hồi CO2, không những tiết kiệm chi phí trong sản xuất mà còn đảm bảo sức khoẻ ngời lao động và góp phần không nhỏ vào việc bảo vệ môi trờng Khí CO2 có khối lợng riêng lớn hơn không khí do đó lắng xuống đáy không khí nhẹ hơn do đó bị đẩy lên trên tạo ra không khí ngột ngạt do thiếu oxy ảnh hởng đến sức khoẻ của ngời lao động và làm giảm năng suất Do đó cần kiểm tra kỹ vấn đề này thờng xuyên theo định kỳ.

Trong quá trình phải thờng xuyên tiếp xúc với các thiết bị sử dụng điện nên công nhân cần phải chú ý :

- Công nhân trong nhà máy phải thực hiện nội quy an toàn về điện, cách điện tốt các phần mang điện, đặc biệt là những nơi cá độ ẩm cao nh khu khu lên men và khu đóng chai …

- Bố trí đờng dây tầm cao so với tầm với của công nhân, hoặc đờng đI lối lại, bố trí các cầu dao hợp lý kịp thời ngắt điện khi có sự cố xảy ra

4 An toàn khi thao tác vận hành thiết bị

- Đối với máy nghiền nguyên liệu trớc khi sửa chữa phải ngắt cầu dao điện,trớc khi nghiền phải khởi động trớc cho máy chạy khoảng vài phút sau đó mới cho nguyên liệu vào xem có trục trặc gì không, nếu có sự cố phải tiến hành sửa chữa ngay để đảm bảo tiến độ sản xuất.

- Các máy móc phải bố trí một cách hợp lý đảm bảo khoảng cách an toàn cho việc thông thoáng và phòng cháy chữa cháy đợc tiến hành một cách nhanh nhÊt.

- Về công nhân phải có chế độ bồi dỡng thoả đáng cho ngời làm việc ở những nơi độc hại có ảnh hởng đến sức khoẻ.

5 An toàn phòng cháy và chữa cháy Đây là vấn đề hết sức quan trọng trong các nhà máy sản xuất nói chung và trong các nhà máy sản xuất bia nói riêng Vì vậy mỗi phân xởng sản xuất phải đ- ợc trang bị đầy đủ các thiết bị cứu hoả nh bình CO2, các hệ thống van và ống nớc khi có sự cố lớn xảy ra có thể kịp thời cứu chữa NgoàI ra cần phổ biến các quy tắc về an toàn lao động trong phòng cháy chữa cháy cũng nh các ứng phó khi có cháy cho toàn cán bộ, công nhân viên trong nhà máy và coi đây là nguyên tắc bắt buộc đối với ngời lao động trong nhà máy.

6 Vấn đề xử lý nớc thải

Hàng ngày nhà máy thải nớc đã qua sử dụng từ bộ phận nấu, bộ phân lên men, bộ phận chiết chai…các loại nớc sau khi qua sử dụng có chứa hoá chất đều đợc sử lý bằng hệ thống sử lý nớc thải của nhà máy Trong nhà máy tất cả lợng n- ớc thải này đợc sử lý qua hệ thống bể aroten đạt tiêu chuẩn nớc thải loại I mới đ- ợc thải ra hệ thống thoát nớc của nhà máy.

Trong thời gian em đợc giao làm bản đồ án “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia chai xuất khẩu công suất 2 triệu lít/năm ” em đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS Khuất Hữu Thanh , thầy giáo TS Ngô Bình cùng một số các thầy cô giáo trong viện Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm cùng các bộ môn : Xây dựng công nghiệp, Khoa Kinh tế và Quản lý …

Tuy đã cố gắng nghiên cứu tài liệu và sự hớng dẫn của các thầy cô giáo nhng cũng không thể tránh khỏi đợc các thiếu xót Em kính mong đợc sự góp ý có hiệu quả cuả các thầy cô giáo và bạn bè để em có thể hoàn thành tốt hơn bản đồ án của mình.

Em xin chân thành cảm hơn các thầy cô giáo đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội, Ngày 10 tháng 05 năm 2003

1 Pgs,Pts Hoàng Đình Hoà Công nghệ sản xuất Malt và Bia Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1998.

2 Lê Ngọc Tú và các tác giả Hoá sinh công nghiệp Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2000.

3 Pgs,Ts Ngô Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Nhà xuất bản Đại học BKHN, Hà Nội, 1996.

4 Nguyễn Văn Học Hớng dẫn thiết kế tốt nghiệp Trờng đại học Công nghiệp nhẹ.

5 Nguyễn Đức Lợi Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1992.

6 Pts Lê Thị Hồng Phơng Kế toán doanh nghiệp đại cơng Khoa Kinh tế và Quản lý, Trờng đại học BKHN.

7 Nguyễn Thị Hiền Thiết bị công nghệ bia và nớc giải khát Trờng đại học BKHN, Hà Nội, 1998.

8 Pgs,Ts Nguyễn Đình Thởng, Ts Nguyễn Thanh Hăng Công nghệ sản xuất & kiểm tra cồn Etylic Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,

9 Hồ Xởng Công nghệ sản xuất Malt và Bia Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1994.

10 Gs,Ts Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty Vi sinh vật học Nhà xuất bản Giáo dục.

11 Sổ tay Quá trình &Thiết bị công nghệ hoá chất, Tập I, II.

12 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần ThịLuyến Công Nghệ En zim Nhà xuất bản Công nghiệp TP Hồ ChíMinh.

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	420,8 KB