đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy sản xuất bia hơi và bia chai năng suất 50 triệu lít năm

Nhiều nhà máy trên Thế gi i nói chung, ớ ởViệt Nam nói riêng đã được mở rộng sản xuất và xây dựng thêm để kịp thời đáp ứng nhu c u này... Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn 5

1

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

năng suất 50 triệu lít/năm

TRẦN THỊ HÀ

ha.tt174615@sis.hust.edu.vn Ngành K thuỹật thực ph m ẩ

MỤC L C Ụ

L I M ỜỞ ĐẦ 10U

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KĨ THUẬT 11

1.1 Tổng quan v ngành công nghi p s n xu t bia trên th gi 11ề ệ ả ấ ế ới.1.2 Tình hình s n xu t và tiêu th bia ả ấ ụ ở Việt Nam 11

1.3 Định hướng phát triển nền công nghiệp bia tại Vi t Nam 13ệ1.4 Chọn năng s ất, lo i biau ạ 13

1.4.1 Bia hơi 16

1.4.2 Bia chai 17

1.5 Lựa chọn địa điểm xây d ng nhà máy 18ự1.5.1 Vùng nguyên li u 19ệ1.5.2 Th ị trường tiêu th s n ph m 19ụ ả ẩ1.5.3 Ngu n cung cồ ấp điện, nước, lạnh 19

1.5.4 Ngu n cung c p nhiên li u 20ồ ấ ệ1.5.5 Ngu n nhân l c 20ồ ự1.5.6 Giao thông v n t i 20ậ ả1.5.7 V ệ sinh môi trường, xử lý nước thải 20

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VÀ THUY T MINH DÂY CHUY N CÔNG NGH ẾỀỆ 21

2.1 Ch n nguyên li u 21ọ ệ2.1.1 Malt đại mạch 21

2.1.2 Nguyên li u thay th 22ệ ế2.1.3 Hoa houblon 23

2.2.3 Lọc – ửa bã r 302.2.4 N u dấ ịch đường v i hoa houblon 31ớ2.2.5 L ng xoáy 33ắ2.2.6 Làm l nh nhanh 33ạ

3

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

2.2.7 Lên men 342.2.8 L c bia 35ọ2.2.9 Bão hòa CO 362

2.2.10 Thanh trùng 362.3 Thuy t minh quy trình s n xu t 37ế ả ấ

2.3.1 Ti p nh n và b o qu n nguyên li u 39ế ậ ả ả ệ2.3.2 Nghi n nguyên li u 39ề ệ2.3.3 H hóa và d ch hóa 39ồ ị2.3.4 Đường hóa 402.3.5 Lọc dich đường 412.3.6 N u hoa houblon 42ấ2.3.7 L ng xoáy 43ắ2.3.8 Làm l nh nhanh và sạ ục khí 432.3.9 Chu n b n m men cho lên men 44ẩ ị ấ2.3.10 Lên men 462.3.11 L c bia 47ọ2.3.12 Bão hòa CO và 2 ổn định 482.3.13 Hoàn thi n s n ph m 48ệ ả ẩ

BẰNG S N PH M ẢẨ 533.1 L p k hoậ ế ạch sản xu t 53ấ3.2 Tính cân b ng s n phằ ả ẩm 53

3.2.1 Tính cân b ng s n phằ ả ẩm cho 100 lít bia hơi 543.2.2 Tính cân b ng s n ph m cho 100 lít bia chai 62ằ ả ẩCHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 704.1 Tính và ch n thi t b ọ ế ị cho hệ thống x lý và v n chuy n nguyên li u 70ử ậ ể ệ

4.1.1 Tính xilo malt và g o 70ạ4.1.2 Xích t i nguyên li u t ả ệ ừ đáy silo lên gầu tải 714.1.3 G u t i 71ầ ả4.1.4 Máy sàng 724.1.6 Cân nguyên li u 73ệ4.1.5 Máy nghi n malt và g o 74ề ạ4.2 Tính và ch n thi t b ọ ế ị cho phân xưởng n u 75ấ

4.2.7 Thi t b làm l nh nhanh 84ế ị ạ4.2.8 Thùng nước 85

4.2.9 Thùng ch a bã malt và g o 85ứ ạ4.2.10 H ệ thống CIP phân xưởng n u 86ấ4.2.11 Bơm 86

4.3 Tính và ch n thi t b ọ ế ị cho phân xưởng lên men 87

4.3.1 Tank lên men 87

4.3.2 Thi t b nhân men gi ng 90ế ị ố4.3.3 Thi t b b o qu n men s a 91ế ị ả ả ữ4.3.4 Máy lọc nến 92

5.1.1 Lượng hơi cần cấp cho nồi hồ hóa 104

5.1.2 Lượng hơi cấp cho nồi đường hóa 106

5.1.3 Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa 107

5.1.4 Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng 109

5.1.5 Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện 109

5.1.6 Tính lượng nhiên liệu cho nồi hơi 110

5.2 Tính lượng lạnh sử dụng 110

5

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

5.2.1 Lượng nhiệ ạt l nh cấp cho thiết bị lạnh nhanh 110

5.2.2 Lượng nhiệt lạnh cấp cho tank lên men 111

5.2.3 Lượng nhiệ ạt l nh cấp cho thiết bị nhân men giống 113

5.2.4 Lượng nhiệ ạt l nh cung cấp để hạ nhiệt độ bia sau lọc 115

5.3 Tính lượng nước sử dụng 116

5.3.1 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 116

5.3.2 Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 116

5.3.3 Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 117

5.3.4 Lượng nước dùng cho nồi hơi 117

5.3.5 Lượng nước dùng cho sinh hoạt 118

5.4 Tính lượng điện sử dụng 118

5.4.1 Tính ph t i chi u sáng 118ụ ả ế5.4.2 Tính ph tụ ải động l c 119ự5.4.3 Xác định phụ tải tính toán 120

5.4.4 Xác định công suất và dung lượng bù 120

5.4.5 Ch n máy bi n áp 121ọ ế5.4.6 Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 121

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 123

6.1 Chọn địa điểm xây d ng 123ự6.2 Thiết kế ố b trí m t b ng 123ặ ằ6.2.1.B trí các h ng mố ạ ục công trình 123

6.2.2 Kết cấu bao che 123

6.2.3 Kết cấu d m, sàn, n n, móng, c u thang 124ầ ề ầ6.3 Tính toán các h ng mạ ục công trình 125

6.3.1 Khu vực sản xu t chính 125ấ6.3.2 Kho tàng 127

6.3.3 Các phân xưởng phụ trợ sản xuất 128

6.3.4 Các công trình khác 129

6.4 Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng 132

CHƯƠNG 7: TÍNH KINH TẾ 134

7.1 Chi phí mua s m tài s n c ắ ả ố định 134

7.1.1 Tính vốn đầu tư cho xây dựng công trình 134

7.1.2 Tính vốn đầu tư cho thiết bị 135

7.1.3 Tính vốn đầu tư cho phương tiện vận tải 138

7.2 Khấu hao tài sản cố định 139

7.3 Chi phí cho từng năm 139

7.3.1 Chi phí cho nguyên li u chính 139ệ7.3.2 Chi phí v t li u 140ậ ệ7.3.3 Chi phí nhiên liệu 140

7.3.4 Chi phí tiền lương 141

7.4 Tính giá thành sản xuất sản phẩm 143

7.5 Tính giá bán s n ph m 144ả ẩ7.6 Doanh thu và thu nh p 144ậ7.6.1 Doanh thu c a bia 144ủ7.6.2 Các thu nh p khi bán ph ậ ụ phẩm c a nhà máy 145ủ7.6 L i nhu n 146ợ ậ7.7 Đánh giá dự án và thời gian hoàn vốn 147

CHƯƠNG 8: VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 147

8.1 V sinh 147ệ8.1.1 V sinh cá nhân 147ệ8.1.2 V sinh thi t b ệ ế ị nhà xưởng 147

TÀI LI U THAM KH O ỆẢ 151

7

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

DANH M C BỤẢNG

B ng 1.1: ảChỉ tiêu cảm quan đối vớ ải s n phẩm bia hơi 16

B ng 1.2 : ảChỉ tiêu hóa học đ i v i sốớ ản phẩm bia hơi 16

B ng 1.3 : ảChỉ tiêu vi sinh đối v i sớ ản phẩm bia hơi 17

B ng 1.4: ảChỉ tiêu cảm quan đối vớ ải s n ph m bia chai 17ẩB ng 1.5 : ảChỉ tiêu hóa học đ i v i sốớ ản ph m bia chai 18ẩB ng 1.6: ảChỉ tiêu vi sinh đối v i sớ ản ph m bia chai 18ẩB ng 2.1 : Ch tiêu chảỉất lượng c a g o 23ủạB ng 2.2 : ảSo sánh đặc tính nấm men nổi và nấm men chìm 26

Bảng 2.3: Các phương pháp nghiền malt 28

Bảng 2.4 : Ưu nhược điểm của các phương pháp lọc 30

Bảng 2.5 : Ưu nhược điểm của các phương pháp nấu 31

B ng 2.6 ả: Ưu nhược điểm của các phương pháp lắng xoáy 33

B ng 2.7 ả: Các phương pháp làm lạnh 33

B ng 2.8 : ảƯu nhược điểm các phương pháp lên men 34

Bảng 2.9 : Ưu nhược điểm của các thiết bị ọ l c 35

B ng 2.10 : ảChế độ nuôi cấy nấm men giai đoạn nhân giống phòng thí nghiệm 44

B ng 2.11 ảQuy trình CIP phân xưởng n u 49ấB ng 2.12 Quy trình CIP bảồn nước 50

B ng 2.13 Quy trình CIP tank lên men và tank tang tr 50ảữB ng 2.14 Quy trình CIP h ảệ thống l c 51ọB ng 2.15 ảQuy trình CIP hệ thống chiết rót 52

B ng 3.1 : K ho ch s n xuảếạảất các sản ph m 53ẩB ng 3.2 : ảChỉ tiêu đầu vào của malt và gạo 53

B ng 3.3 : ảBảng tổn thất qua các giai đoạn 53

B ng 3.4 : ảTổng hợp cân bằng vật chất cho sản phẩm bia hơi 60

B ng 3.5 : ảTổng hợp cân bằng vật chất cho sản phẩm bia chai 68

B ng 4.1 : ảThông số kĩ thuật của Silo 70

B ng 4.2 : Thông s k ảố ỹ thuật xích t i nguyên li u t ảệ ừ đáy silo đến g u t i 71ầ ảB ng 4.3 : Thông s k ảố ỹ thuật xích t i nguyên li u t ảệ ừ đáy silo đến g u t i 71ầ ảB ng 4.4 : ảThông số kĩ thuật của máy sàng 72

B ng 4.5 : ảThông số kĩ thuật của cân 73

B ng 4.6 : ảThông số kĩ thuật của máy nghiền malt 74

B ng 4.7 : Thông s ảố kĩ thuật nồi hồ hóa 76

B ng 4.8 : ả Thông s ố kĩ thuật nồi đường hóa 78

B ng 4.9 : ảThông số kỹ thuật máy lọc khung bản Meura 79

B ng 4.10 : ảThông số kỹ thuật nồi trung gian 81

B ng 4.11 : Thông s k ảố ỹ thuật n i nồ ấu hoa 83

B ng 4.12 : ảThông số kỹ thuật của thùng lắng xoáy Whirlpool 84

B ng 4.13 : ảThông số kỹ thuật của thùng CIP 86

B ng 4.14: ảThông số tank lên men 89

B ng 4.15 : ảThông số kỹ thuật thiết bị lọc nến 92

B ng 4.16 ảThông số kỹ thuật thiết bị lọc đĩa 93

B ng 4.17 ả: Thông số k ỹ thuật thiết bị lọc tinh 93

B ng 4.18 ảKích thước thùng CIP lên men 95

B ng 4.19 : Thông s ảố kĩ thuất của bơm 95

B ng 4.20 Thông s kảố ỹ thuật máy xếp, d ỡ két 97

B ng 4.21 ảThông số kỹ thuật máy rửa két 97

B ng 4.22 Thông s kảố ỹ thuật máy r a chai 98ửB ng 4.23 ảThông số kỹ thuật máy chiết chai 98

B ng 4.24 ảThông số kỹ thuật máy dập nắp 99

B ng 4.25 Thông s kảố ỹ thuật máy thanh trùng 100

B ng 4.26 ảThông số kỹ thuật máy dán nhãn 100

B ng 4.27 ảTổng hợp kích thước thiết bị trong nhà máy 102

B ng 5.1 T ng h p ph tảổợụ ải chiếu sáng 119

B ng 5.2 B ng t ng h p ph tảảổợụ ải động l c 119ựB ng 6.1 B ng t ng h p các công trình xây d ng 131ảảổợựB ng 7.1 ảVốn đầu tư cho xây dựng công trình 134

B ng 7.2 ảVốn đầu tư thiết bị 135

B ng 7.3 ảVốn đầu tư cho phương tiện vận tải 138

B ng 7.4 ảKhấu hao tài sản cố định 139

B ng 7.5 ảChi phí nguyên liệu chính cho sản xất100l bia hơi 139

B ng 7.6 ảChi phí nguyên liệu chính cho sản xất100l bia chai 139

B ng 7.7 ảChi phí nhiên liệu 141

B ng 7.8 ảPhân bố nhân công bộ phận sản xuất trực tiếp 141

B ng 7.9 Phân b cán b trong nhà máy 142ảốộB ng 7.10 Bảảng ương 143

B ng 7.11 ảGiá thành sản xuất mỗi loại sản phẩm 143

B ng 7.12 ảCác khoản giảm trừ doanh nghiệp 145

B ng 7.13 ảTính lợi nhuận từ bia hơi 146B ng 7.14 ảTính lợi nhu n t bia chai 146ậ ừ

Hình 1.2 : Biểu đồ thể hiện độ tuổi của người tiêu dùng 14

Hình 1.3 : Biểu đồ thể hiện giới tính của người tiêu dùng 14

Hình 1.4 : Biểu đồ thể hiện thu nhập hàng tháng của người tiêu dùng 14

Hình 1.5 : Biểu đồ thể hiện sở thích về độ cồn bia 15

Hình 1.6 : Biểu đồ thể hiện sở thích về màu sắc bia 15

Hình 1.7 : Biểu đồ thể ệ hi n loại bia thường u ng 15ốHình 4.1: Máy sàng 73

Hình 4.2 : Cân định lượng 74

Hình 4.3 : Máy nghiền 2 đôi trục 75

Hình 4.4 : Nồi hồ hóa 76

Hình 4.5 : Nồi đường hóa 77

Hình 4.6 : Máy lọc khung b n Meuraả 79

Hình 4.7 : Thùng trung gian 80

Hình 4.8 N: ồi nấu hoa 82

Hình 4.9 : Nồi lắng xoáy 83

Hình 4.10 : Thiết b ị trao đổi nhiệ ạt d ng t m Taibongấ 85

Hình 4.11 : Tank lên men 88

Hình 4.12 : Thiết b nhân men gi ngịố 90

Hình 4.13 : Thiết b l c nị ọến 92

Hình 4.14 Thiết bị lọc đĩ 93aHình 4.15 Thiết bị l c tinhọ 94

Hình 4.16 Tank tàng tr biaữ 94

Hình 4.17 Máy rửa két 97

Hình 4.18 Máy rửa chai 98

Hình 4.19 Máy chiết chai 99

LỜI MỞ ĐẦU

T ừ lâu bia đã là một trong các loại đồ ống được ưa chuộ u ng trên kh p th gi i Bia ắ ế ớcó mặt trong tiệc vui, lễ, Tết, trong bữa ăn thường ngày, đem lại cho con người sự thoải mái tinh th n, s b ầ ự ổ trợ ứ s c kho , tác d ng gi i khát vì có COẻ ụ ả 2, độ c n nhồ ẹ, hương thơm và vị đắng đặc trưng cùng với các chất dinh dưỡng phong phú trong bia N u u ng bia ế ốđiều độ không quá 2 cốc/ngày có thể làm tăng trí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnh tim m ch Bia không ph i là thạ ả ứ đồ ố u ng xa xỉ mà ngượ ại bia còn được l c tiêu dùng b i c ở ảngười giàu, ngư i có điềờ u ki n kinh t trung bình và khá ệ ế

S n xu t bia là m t trong nhả ấ ộ ững ngành được con người phát minh s m nh t và ngàớ ấ y càng được c i ti n v công ngh , thi t b nhả ế ề ệ ế ị ằm đáp ứng được nhu cầu thưởng th c cứ ủa tất cả ọi người m

Ngày nay, đờ ối s ng v t ch t và tinh th n cậ ấ ầ ủa con người đang tăng lên, nhu cầu tiêu dùng, nhu c u m thầ ẩ ực cũng tăng lên Nhiều nhà máy trên Thế gi i nói chung, ớ ởViệt Nam nói riêng đã được mở rộng sản xuất và xây dựng thêm để kịp thời đáp ứng nhu c u này Ti n b khoa h c công nghầ ế ộ ọ ệ cũng được áp d ng r ng rãi vào các ngành ụ ộs n xu t th c phả ấ ự ẩm,trong đó có ngành sản xuất bia.Nước ta tuy đã có định hướng cụ thể và b t tay vào vi c m r ng quy mô s n xuắ ệ ở ộ ả ất nhưng vì nhu cầu không ngừng tăng lên m nh nên viạ ệc thiết kế thêm nhà máy ở các địa phương là cần thi t và h p lý, góp phế ợ ần vào công cu c công nghi p hoá, hiộ ệ ện đại hoá đất nước.

Đồ án thiết kế ủa em cũng không nằ c m ngoài mục đích trên Đối tượng em ch n ọ

là “ Thiết k nhà máy s n xuếảất bia hơi và bia chai năng suất 50 tri u ệ lít/năm”, với

80% bia chai và 20% bia hơi Nhà máy xây dựng ở huyện Thọ Xuân- Tỉnh Thanh Hoá, ph c vụ ụ người dân trong t nh và các vùng lân c n N i dung cỉ ậ ộ ủa đồ án g m các phồ ần sau: Ph n l p lu n kinh t , ph n ch n và thuy t minh dây chuy n s n xu t, ph n tính cân ầ ậ ậ ế ầ ọ ế ề ả ấ ầb ng s n ph m, tính và ch n thi t b , phằ ả ẩ ọ ế ị ần tính điện, hơi, lạnh, nước, ph n xây d ng, ầ ựph n tính toán kinh t , ph n vầ ế ầ ệ sinh an toàn lao động, ph n k t lu n và tài li u tham ầ ế ậ ệkh o ả

11

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

CHƯƠNG 1 : LẬP LU N KINH TẬẾ VÀ KĨ THUẬT

1.1 T ng quan v ngành công nghi p s n xuổềệảất bia trên thế giới

a Tình hình sản xuất và tiêu th bia trên thụ ế gi i ớ

Nhu c u tiêu th bia trên th gi i ngày càng nhi u cùng v i nhu cầ ụ ế ớ ề ớ ầu và điều kiện đời s ng vố ật ch t cấ ủa mọi người ở khắp nơi trên thế ngày càng tăng.

Theo thống kê, các nước Đức, M có sỹ ản lượng bia lớn hơn 10 tỷ lít/năm Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn 5 công ty đã chiếm 60% tổng sản lượng bia sản xu t ra Canada hai công ty chi m 94% t ng sấ ở ế ổ ản lượng bia s n xuả ất ra Các nước Đức, Đan Mạch, Ti p tiêu th nhiệ ụ ều hơn 100 lít/người/năm.

Châu Âu, h u hầ ết các nước đều sản xuất và tiêu th bia vụ ới lượng l n thì Châu ớ ởPhi ch mỉ ột s ố nước là s n xu t và tiêu th nhiả ấ ụ ều bia Người ta đã thống kê được 10 nước có sản lượng bia cao nhất ở tất cả các châu l c là: M , Trung Quụ ỹ ốc, Đức, Brazin, Nhật, Anh, Mexico, Tây Ba Nha, Nam Phi

10 nước có mức tiêu thụ bia cao nhất là:Tiệp, Đức, Italia, Úc, Bỉ, Niudilan, Áo, Đan M ch, Hungari, Anh ạ

b Tình hình s n xu t và tiêu th bia Châu á ả ấ ụ ở

Châu á có các nước phát triển như: Nhật,Trung Quốc và các nước đang phát triển như: Lào, Campuchia, Việt Nam điều có sản lượng sản xuất và tiêu thụ bia ngày càng tăng lên nhưng mức độ tăng trưởng là khác nhau ở các nước khác nhau

Thái Lan 26,5%, Philippin 22%, Malaixia 21%, Trung Quốc20%

Sản lượng bia Trung Qu c, Nh t g n b ng v i sở ố ậ ầ ằ ớ ản lượng bia ở Đức, M 8-12 t ỹ ỷlít/năm

Nhật có 4 công ty l n chi m 40% sớ ế ản lượng s n xu t ra Trung Qu c có 800 nhà máy có ả ấ ốsản lượng lớn hơn 150 triệu lít/năm (chiếm 25% t ng sổ ản lượng s n xuả ất ra).

Mức tiêu thụ ở Nhật 50 lít/người/năm.Mức tiêu thụ ở Singapo 18-20 lít/người/năm.

1.2 Tình hình s n xu t và tiêu th bia ảấụở Việt Nam.

Ở Việt Nam bia m i ch xu t hi n tớ ỉ ấ ệ ừ đầu th kế ỉ 20, nhưng là một nước n m trong ằvùng nhiệt đớ ận xích đạo đã tạo điềi c u ki n thu n lệ ậ ợi để ngành công nghi p bia t n tệ ồ ại và ngày càng phát tri n Tể ừ ban đầu ch có các nhà máy bia nh là nhà máy bia Hà Nỉ ỏ ội và nhà máy bia Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh trong cả nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng

Hai tổng công ty HABECO và SABECO có đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia Đến nay, năng suất của nhà máy bia Hà N i vộ ới vai trò là đơn vịs n xu t ả ấ

chủ lực của HABECO đã đạt công suất trên 200 triệu lít/năm, chiếm 25 - 30% sản lượng sản xuất c a toàn t h p, SABECO có 24 nhà mày trải dài toàn qu c v i ủ ổ ợ ố ớt ng công su t 1,8 tổ ấ ỷ lít bia/năm và đang ti p tế ục đầu tư để nâng cao công su t ấtrong những năm tiếp theo Bên cạnh đó rất nhiều thương hiệu bia ngoại đã xuất hi n ệ ở nước ta như Tiger, Heineken, budweiser, được người dân ưa chuộng và s d ng ử ụ

V i g n 4 tớ ầ ỷ lít bia được tiêu thụ, năm 2017, Việt Nam lọt Top 10 thị trường bia l n nh t th gi i và hiớ ấ ế ớ ện đang là quốc gia tiêu th bia cao nhụ ất Đông Nam Á, đứng thứ ba châu Á sau Nh t B n và Trung Quậ ả ốc Lượng bia tiêu th t i Viụ ạ ệt Nam tăngtrung bình 6,6%/năm trong suốt 6 năm qua (toàn cầu tăng trưởng chỉ ở mức 0,2%) Đồng thời tốc độ tăng trưởng tầng lớp trung lưu Việt Nam cũng thuộc hàng nhanh nhất Châu Á Năm vừa qua thị trường bia Vi t Nam g p nhi u thách th c l n do ệ ặ ề ứ ớs xu t hi n c a d ch Covid và Lu t Phòng ch ng tác h i cự ấ ệ ủ ị ậ ố ạ ủa rượu bia có hi u l c ệ ựtừ ngày 1/1/2020 có tác động tr c tiự ếp đến thói quen tiêu dùng c a nhiủ ều người.Trong s các ngành hàng tiêu dùng nhanh, nhu c u bia bố ầ ị ảnh hưởng tiêu cực hơncả b i COVID-ở 19 trong giai đoạn từ tháng 1 đến tháng 9/2020, tương ứng gi m ả3,6%/22,9%/11,9% so v i cùng k trong quý I-III/2020 Sau khi kiớ ỳ ểm soát được đại d ch, từ tháng 6, sị ản lượng sản xuất bia hàng tháng giảm nhẹ hơn so với mức giảm trong tháng 3 đến tháng 5 và có d u hi u ph c h i Tuy nhiên, trong cấ ệ ụ ồ ả năm2020, t ng sổ ản lượng s n xuả ất đạ chỉt 4,4 t lít, gi m 13,9% so v i cùng kỷ ả ớ ỳ năm ngoái

Bước sang năm 2021, SSI Research đánh giá ngành bia sẽ phục hồi tuy nhiên vẫn cần nhi u thề ời gian hơn để trở v mề ức trước COVID-19 b i sở ự nhạy c m v i dả ớ ịch bệnh Xu hướng khách ghé thăm nhà hàng, quán cà phê, trung tâm mua s m, công ắviên gi i trí, b o tàng v n còn y u, gi m 10% so v i mả ả ẫ ế ả ớ ức cơ sở, theo báo cáo tháng 12/2020 c a Google Vi c thi u v ng khách qu c tủ ệ ế ắ ố ế cũng góp phần khi n ếlượng tiêu th bia giảm Theo GSO, chi tiêu c a khách du lụ ủ ịch nước ngoài chiếm 5,5% t ng mổ ức bán lẻ năm 2019.

1.3 Định hướng phát tri n n n công nghi p bia t i Vi t Nam.ểềệạệ

Do m c s ng cứ ố ủa người dân ngày càng tăng, vì thế người dân ngày càng chú ý đến việc ăn uống hơn Bia là một lựa chọn hàng đầu được đa số người tiêu dùng tìm đến đối v i m t mớ ộ ặt hàng đồ ố u ng Nó mang l i giá trạ ị dinh dưỡng cao cũng như cảm giác giải khát khi uống, do đó mức tiêu thụ bia ngày càng tăng.

Trong hoạt động công nghi p, ngành bia - ệ rượu - nước giải khát được đánh giá là có hi u qu kinh t cao so v i các ngành khác T ệ ả ế ớ ừ năm 2009-2020, lợi nhuận ngành này đã tăng gấp 4 lần với tốc độ tăng trung bình đạt 32,12%/năm Trong đó, tính theo chuyên ngành thì s n xu t bia có lả ấ ợi nhuận cao nh ất.

R t nhiấ ều ưu đãi được nhà nước mở ra đố ới v i ngành hàng s n xu t bia V i nh ng ả ấ ớ ữlý do trên là điều kiện hứa hẹn một ngành công nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh m không ch trong nhẽ ỉ ững năm sắ ới mà còn trong tương lai xa tại đất nướp t c Việt Nam nói riêng và Th ế Giới nói chung

1.4 Chọn năng suất, lo i bia ạ

Lượng tiêu th rượu bia tăng từụ mức 0,9 lít/người/tháng năm 2018 lên 1,3lít/người/tháng năm 2020, theo kết quả khảo sát mức sống dân cư năm 2020 của T ng c c Th ng kê Vì v y s n xu t bia v n còn r t nhi u tiổ ụ ố ậ ả ấ ẫ ấ ề ềm năng trong tươnglai

Để thực hiện ý tưởng và lựa chọn sản phẩm bia sản xuất, em đã thực hiện cu c ộkh o sát v i s tham gia c a 102 ả ớ ự ủ người Đố tượi ng t 18-22 tu i chi m 39,1%ừ ổ ế %,

tuổi từ 24 35 chi m 31,4%, tu i t 36-45 chi m 20,6%, tu i t 46-55 chi m 8,8% Và – ế ổ ừ ế ổ ừ ếthu được kết quả như sau:

Hình 1.2 : Biểu đồ thể ện độ tuổi của ngườ hi i tiêu dùng

Hình 1.3 : Biểu đồ thể ệ hi n gi i tính cớ ủa người tiêu dùng

Hình 1.4 : Biểu đồ thể ệ hi n thu nh p hàng tháng cậ ủa người tiêu dùng

15

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

Hình 1.5 : Biểu đồ thể ệ hi n s thích v c n bia ở ề độ ồ

Hình 1.6 : Biểu đồ thể ệ hi n s thích vở ề màu sắc bia

Hình 1.7 : Biểu đồ thể ệ loại bia thườ hi n ng u ng ố

D a vào k t qu bài kh o sát, thì h u hự ế ả ả ầ ết người tham gia đều thích bia có độ ồ c n thấp, bia có màu vàng và họ thường s dử ụng bia chai và bia hơi

T ừ đó em quyết định thiết kế nhà máy bia v i 2 s n ph m là bia chai (dung tích 450ml) ớ ả ẩvà bia hơi, sử dụng malt vàng để sản xuất bia

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN VÀ CH N THI T B ỌẾỊ

4.1 Tính và ch n thi t b cho h ọếịệ thống x lý và v n chuy n nguyên li u ửậểệ

Khối lượng malt đại mạch cần để sản xuất trong 1 quý là: 27 460 x 15 33 900 x 60 = 2 445 900 (kg) +

Dung trọng của malt đại mạch là 625kg/m thì th 3 ể tích malt đại m ch là: ạ2 445 900 : 625 = 3913,44 (m3)

Trung bình m i quý n p li u 3 l n, nhà máy có t t c 4 silo ch a malt, h s s d ng ỗ ạ ệ ầ ấ ả ứ ệ ố ử ụlà 0,9 thì th tích cể ần thi t m i silo là: ế ỗ

B ng 4.1 ả : Thông số kĩ thuật của Silo

Silo malt đại mạchSilo gạo

71

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

4.1.2 Xích tải nguyên liệu t ừ đáy silo lên gầu tải

* Lượng malt l n nh t s d ng cho 1 m n u là: 4 237,5 kg ớ ấ ử ụ ẻ ấ- H s s d ng thi t bệ ố ử ụ ế ị: 0,8

- D ki n th i gian v n chuy n là 1h ự ế ờ ậ ể

Công suất lớn nh t cấ ủa xích tả ậi v n chuy n malt t silo lên g u t i là: ể ừ ầ ả

4 237,5

1 × 0,8 = 5296,875 (kg/h) = 5,297 (t n/h) ấn xích t malt có công su t là 6 t n/h

B ng 4.2 Thông s k ả : ố ỹ thuật xích t i nguyên li u t ả ệ ừ đáy silo đến gầu tải

Nhà sản xu ất POLYCO Công suất 3kw/h Năng suất 10 t n/h ấVòng quay 60 vòng/p Chiều dài 9000mm

* Lượng gạo lớn nhất sử dụng cho 1 mẻ nấu là: 1 060 kg - H s s d ng thi t bệ ố ử ụ ế ị: 0,8

- D ki n th i gian v n chuy n là 1h ự ế ờ ậ ể

Công suất lớn nh t cấ ủa xích tả ậi v n chuy n malt t silo lên g u t i là: ể ừ ầ ả

1 060

1 × 0,8 = 1325 (kg/h) = 1,325 (t n/h) ấn xích t i malt có công su t là 3 t n/h

B ng 4.3 Thông s k ả : ố ỹ thuật xích t i nguyên li u t ả ệ ừ đáy silo đến gầu tải

Nhà sản xu ất POLYCO Công suất 2,2 kw/h Năng suất 4 t n/h ấVòng quay 50 vòng/p Chiều dài 5000mm

4.1.3 Gầu tải

Lượng malt dùng cho 1 mẻ sản xuất là 4 237,5kg

Thời gian vận chuyển ước tính 1h thì công suất c a gầu tủ ải là 4 237,5 kg/h Chọn gầu tải malt có công suất 6 tấn/h

Nhà cung cấp: Polyco

Kích thước: rộng 0,65m, cao 20 m Công suất : 6 tấn/h

Dung tích gầu t i : 0,6 lít ả

Lượng gạo dùng cho 1 mẻ sản xuất là 1060 kg

Thời gian vận chuyển ước tính 1h thì công suất c a gầu tải là 1060 kg/h ủChọn gầu tải gạo có công suất 2 tấn/h

p: Polyco Nhà cung cấ

Kích thước: rộng 0,65m, cao 20 m Công suất : tấn/h

Dung tích gầu t i : 0,62 lít ả4.1.4 Máy sàng

* Lượng malt dùng cho 1 m s n xuẻ ả ất là 4237,5 kg H s s d ng thiệ ố ử ụ ết bị: 0,8

Thời gian vận chuyển ước tính 1h thì công suất n nhất c a máy sàng malt : lớ ủ là

1 × 0,8 = 5296,87 kg/h

Chọn máy sàng malt có công suất là 6 t n/h ấ*Lượng g o dùng cho 1 m s n xuạ ẻ ả ất là 1060 kg H s s d ng thiệ ố ử ụ ết bị: 0,8

Thời gian sàng 1h thì công sulà ất l n nhất của máy sàng g o là : ớ ạ

1 × 0,8 = 1325 kg/h

Chọn máy sàng gạo có công suất là 4 tấn/h

B ng 4.4 ả : Thông số kĩ thuật của máy sàng

73

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

Hình 4.1 Máy sàng: 4.1.6 Cân nguyên li u ệ

Trước khi đưa nguyên liệu đi nghiền cần phải cân để đảm bảo lượng cần thiết Chọn cân tự động phù hợp với công suất máy sàng

Bảng 4.5 : Thông số kĩ thuật của cân

Kích thước 900×900×2700 (mm) 900×900×2700 (mm)

Hình 4.2 : Cân định lượng

4.1.5 Máy nghiền malt và gạo

*Lượng gạo dùng cho 1 mẻ sản xuất là 1060 kg

Thời gian nghiền là 1 giờ thì công suất máy nghiền gạo là 1060 kg/h

Chọn máy nghiền gạo là máy nghiền búa có năng suất 1500 kg/h, có các thông s k ố ỹthuật như sau:

- Kích thước bu ng nghiồ ền: đường kính 500 mm, chi u r ng 200 mm ề ộ- Kích thước máy: dài 2,1 m, r ng 0,89 m, cao 1,835 m ộ

*Lượng malt dùng cho 1 mẻ sản xuất là 4237,5kg

Thời gian nghiền là 1h thì công suất của máy nghiền malt là 4237,5 kg/h Chọn máy nghiền malt 4 trục có công suất là 4,5 tấn/h

Bảng 4.6 : Thông số kĩ thuật của máy nghiền malt

Máy nghiền Malt

2600×880×1835 mm

Khối lư ng riêng c a h n h p bột gạo và nước là d = 1,08 kg/l ậy th ợ ủ ỗ ợ V ể tích của h n ỗh p bợ ột gạo và nước là:

5996,85: 1,08 = 5552,64 (l) = 5,55 (m3 3)

H s s d ng n i là 75% V y thệ ố ử ụ ồ ậ ể tích thực của nồi là:V = 5,553 : 0,75 = 7,4 n (m3)

Chọn n i h hóa là thiết bị hai v , thân hình trồ ồ ỏ ụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và n p hình côn có chi u cao h , h ắ ề 12

H = 0,6 D; h1 = 0,1 D; h = 0,15 D 2

Hình 4.4 N: ồi hồ hóa Thể tích của nồi được tính theo công th c sau: ứV = V + V + Vntrụđáyđỉnh

V n= π𝐷2

4 H + 1

4 (h1+h2) = π𝐷3

60= 0,5367D 3

Suy ra: Vn = 0,5367 D 7,4 3=

Nên D = 2,4 (m) Ta ch n D = 2500 mm ọV y nậ ồi hồ hóa có kích thước sau:

D = 2500 mm, H = 1500 mm, h = 250 mm, h = 375 mm, b 12 ề dày δ = 5 mm.Chiều cao của thiết b là: ị

Chiều cao phần áo hơi H1 = 0,8H = 1,5.0,8 = 1,2 (m)

L y di n tích b m t truy n nhi t b ng 0,5mấ ệ ề ặ ề ệ ằ 2/m3 d ch, th tích d ch trong n i là 5,55m ị ể ị ồ 3

4.2.2 Nồi đường hóa

Dựa vào bảng cân b ng vằ ật chất ta th y m n u l n nh t là m bia chai ấ ẻ ấ ớ ấ ẻM s n xuẻ ả ất lớn nhất sử ụ d ng tổng lượng malt là: 4237,5 kg

Lượng malt cho vào nồi đư ng hóa là (v i t n thấờ ớ ổ t trong quá trình nghi n là 0,5%): ề4237,5× 0,995 = 4216,31(kg)

Lượng nước cho vào nồi đường hóa so với nguyên liệu theo tỉ lệ 4:1 Vậy lượng nước cho vào nồi đường hóa là:

Chọn nồi đường hóa là thiết bị hai v , thân hình trỏ ụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và n p hình côn có chi u cao h , h H = 0,6D; h = 0,1 D; h = 0,15 D ắ ề 1212

Hình 4.5 N: ồi đường hóa Thể tích của nồi được tính theo công th c sau: ứV = V + Vđ trụ đáy + Vđỉnh

V n= π𝐷2

4 H + 1

4 (h1+h2) = π𝐷3

60= 0,5367D3

Suy ra: Vn = 0,5503D3 = 24,4

Nên D = 3,57 (m) Ta ch n D = 3600 mm ọV y nậ ồi đường hóa có kích thước sau:

D = 3600 mm, H = 2160 mm, h = 360 mm, h = 540 mm, b 1 2 ề dày δ = 5 mm.Chiều cao của nồi đường hóa là: H = 2160 + 360 + 540 4500 (mm) t = Phần v cách nhi t dày 100 mm ỏ ệ

Vậy đường kính ngoài của nồi là:3600 + 100 × 2 = 3800 (mm)

V y th tích thậ ể ực của nồi đường hóa là: Vđ = 0,5503D3 = 0,5503× (3,6) = 25,67 3 (m3)

Thông thường cánh khuấy có đường kính khoảng 0,7 0,8D Ch– ọn đường kính cánh d = 0,8D = 2,88 (m)

Chiều cao phần áo hơi H1 = 0,8H = 1,73 (m)

Đường kính ng dố ẫn hơi ra 300 mmĐường kính ng dố ẫn cháo 100 mm

Lượng bã một khung có thể chứa là: 22 × 18 × 0,4 = 158,4 (l)

Số lượng khung c n thi t c a thi t b là (làm tròn lên s nguyên lầ ế ủ ế ị ố ớn hơn gần nhất)2102,63 : 158,4 = 14 (khung)

Suy ra s b n là 15 ố ả

B dày m i khung và bề ỗ ản là 8cm thì độ ộ r ng c a máy là: (14+15)×80 = 2320 (mm) ủTính thêm chi u dài dãn ra c a máy khoề ủ ảng 1000mm, ta được: 2320+1000+1000= 4320mm

Bảng 4.9 : Thông số kỹ thuật máy lọc khung bản Meura

Kích thước khung bản 2,2 x 1,8 m

Áp lực lọc tối đa 6 bar

4.2.4 Thùng trung gian

Dịch đường sau khi đi qua thiết b lị ọc được đưa ngay vào thùng tạm ch a Sau khiứkết thúc quá trình lọc thì toàn b d ch nha mộ ị ới được bơm sang nồ ấi n u hoa Lượng d ch sau l c l n nhất m t mẻ (sản phẩm bia chai) là ị ọ ớ ộ 29 508 kg

Khối lượng riêng của dịch đường là 1,08 kg/l Vậy thể tích của dịch đường là: 29 508 : 1,08 = 27 322,22 (l) = 27,32 (m3)

H s s d ng n i là 85% V y thệ ố ử ụ ồ ậ ể tích thực của nồi Vtg là 27,32: 0,85 = 32,14 (m3)

Chọn thùng trung gian là thiết b hai vỏ, thân hình trị ụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình côn có chiều cao h , h 12

H = 0,8D; h = 0,1D; h = 0,15D 12

Hình 4.7 Thùng trung gian: Thể tích của thùng được tính theo công thức sau:

V = Vtgtrụ + Vđáy + VđỉnhVtg= π𝐷2

4 H + 31π𝐷42 (ℎ1+ ℎ2) = 53π𝐷3240

Suy ra: V = 0,6937 D = 32,14tg 3

Nên D = 3,355 (m) Ta ch n D = 3400 mm.ọ

81

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

Vậy thùng trung gian có kích thước sau:

D = 3400 mm, H = 3400 mm, h1 = 340 mm, h = 510mm, b 2 ề dày δ = 5 mm.Chiều cao c a thùng là: H = 3400+ 340 + 510= 4250 (mm).ủ t

Phần v dày 100 mm Vỏ ậy đường kính ngoài của thùng là:3400 + 100 × 2 =3600 (mm)

V y th tích thậ ể ực của thùng trung gian là:V = 0,85085D = 0,85085 × (3,4) = 33,44 (m ) tg 3 3 3

Bảng 4.10 : Thông số kỹ thuật nồi trung gian

4.2.5 N nồi ấu hoa

Thể tích dịch đường m t mộ ẻ trước khi đun hoa lớn nh t (s n ph m bia chai) làấ ả ẩ29508 lít = 29,51 (m3)

H s s d ng n i là 70% V y thệ ố ử ụ ồ ậ ể tích thực của nồi là:29,51 : 0,7 = 42,16 (m3)

Chọn n i nấu hoa là thiết b thân hình trồ ị ụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắphình ch m c u có chi u cao h , hỏ ầ ề 12 được chế ạ t o b ng thép không gằ ỉ.

V i H = 0,6ớ D; h1 = 0,1D; h = 0,15D 2

Hình 4.8 N: ồi nấu hoa Thể tích của nồi được tính theo công th c sau: ứV = V + Vđhtrụđáy + Vđỉnh

D = 4500 mm, H = 2700 mm, h = 450 mm, h = 675 mm, b dày 1 2 ề δ = 5 mm.Chiều cao của thiết b là: H = 2700 + 450 + 675 3825 (mm) ị t =

Nồi có lớp bảo ôn 100 mm Đường kính ngoài của thiết bị là: D = 4500 + 2 × 100 = 4700 (mm)

V y th tích thậ ể ực của nồi nấu hoa là: Vđh = 0,186πD3 = 0,186π × (4,5)3= 53,22 (m3)

Thông thường cánh khuấy có đường kính khoảng 0,7 0,8D Ch– ọn đường kính cánh d = 0,8D = 3,6 (m)

Chiều cao phần áo hơi H1 = 0,8H = 2,16 (m)

*Diện tích b m t truy n nhiề ặ ề ệt lấy b ng 0,8mằ 2/ m3dịch, thể tích dịch là 29,51m 3

F = 0,8 × 29,51 23.61 = (m3)

Chọ ốn ng truyền nhiệt có kích thước ɸ = 100 mm Các ng s p x p theo hình l c giác, s hình lố ắ ế ụ ố ục giác a = 4S ng b ố ố ố trí trên đường xuyên tâm c a hình lủ ục giác là b = 9 ống Suy ra t ng s ng là: n = 3a + 3a +1 = 61 ( ng) ổ ố ố 2 ố

Gọi chiều cao mỗi ống là l (m)

Diện tích truy n nề hiệt của các ống trong là:

83

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

F 1= n × l × π ɸ 6,1= πl (m2)

Đường kính chùm ống là: D = t (b – 1) + 4d t là khoảng cách gi a 2 tâm ng, t = 1,5 ữ ố ɸ

Suy ra D = 1,5 ɸ (b – 1) + 4 = 1,5 × 0,1 × 8 + 4 × 0,1 = 1,6 (m) ɸDiện tích truy n nhi t v ngoài là: ề ệ ỏ

F2 = πDl = 1,6πl

V y t ng di n tích b m t truy n nhiậ ổ ệ ề ặ ề ệt là:F = F + F = 6,11 2 πl + 1,6πl = 7,8 πl = 23.61 Suy ra l = 0,96 (m)

Bảng 4.11 : Thông s k ố ỹ thuật n i nồ ấu hoa

Dung tích toàn phần 53,22m3

Đường kính trong 4500 mĐường kính ngoài 4700 mChiều cao thân trụ 2700 mmChiều cao phần đáy cầu 450 mm

4.2.6 Nồi lắng xoáy

Theo b ng t ng h p cân b ng s n phả ổ ợ ằ ả ẩm: Lượng d ch l n nhị ớ ất đem đi làm lạnh và tách cặn c a ủ m t ộ m ẻ n u ấ (s n ả ph m ẩ bia chai) là 28830 lít.H s s d ng thi t b là 75% V y th tích c a thùng c n thi t Vệ ố ử ụ ế ị ậ ể ủ ầ ế lx là:V = 28,83 : 0,75 = 47,28 (m ) lx 3

Chọn thùng lắng xoáy thân hình trụ, đáy có độ dốc nhỏ khoảng 2%, đường kính D,chiều cao H = 0,8D, đỉnh nón có chiều cao h = 0,2 D Thùng được chế tạo bằng thépkhông g ỉ

Hình 4.9 N i l ng xoáy: ồ ắ

Đường bơm dịch vào nằm ở độ cao 1/3 chiều cao thi t b tế ị để ạo độ xoáy tốt nhất Thể tích của thùng được tính theo công thức:

V = V + Vlx trụ đỉnh = π𝐷24 H + 1

4 .h= 0,6807 D3 = 47,28 (m3) Suy ra D = 4,11 m.

Chọn D = 4200 mm, H = 3360 mm, h = 840 mm Chiều cao của thiết bị là: Ht = 3360 + 840 = 4200 (mm)

- Năng suấ ối đa: 50mt t 3/h.

- Kích thước: rộng × cao × dài: (w×h×l) 346 × 1515× 1000 (mm) - S ố lượng: 1 chi c ế

Dung tích toàn phần 50,43 m3

Chiều cao thân trụ 3360 mm

85

Trần Thị Hà – MSSV:20174615

Hình 4.10 : Thiế ị trao đổi nhiệ ạt b t d ng t m Taibong ấ4.2.8 Thùng nước

M t m nộ ẻ ấu bia chai lượng nước cần s d ng là: ử ụ

- Nước cho vào nồi hồ hóa và đường hóa: 21505 (lít) = 21,51 (m3) - Nước r a bã: 12530 (lít) = 12,53ử (m3)

Tổng lượng nước cần thiết cho 1 mẻ ấ n u là: 21,51 + 12,53 34,04 = (m3)

Chọn thùng nước nấu là thiết bị thân trụ có chiều cao thân H = D; đáy bằng; nắp chỏm cầu nhô lên h = 0,1D

Thể tích của nồi Vnn được tính theo công thức sau: Vnn = π𝐷2

4 H + π.h

6 (h2 + 3.𝐷2

4 )= 1,183 D = 34,04 3

Suy ra: D = 3,06 m Ch n D = 3100 mm, H = 3100 mm, h = 310 mm.ọT ng chi u cao thi t b là: H + h = 3100+ 310 = 3410(mm).ổ ề ế ị

Chọn 3 thùng lần lượt chứa nư c nóng, nướ ớc thường và nước l nh ạ

4.2.9 Thùng chứa bã malt và gạo

Chọn thùng chứa bã là thiết bị hình tr ụ đáy chóp nón Lượng bã malt và gạo một mẻ lớn nhất là 1557,5 kg Chọn khối lượng riêng của bã ư t là: =1000 kg/m ớ 3

Thể tích bã nguyên liệu:V b= 1557,5

1000= 1,558 (m 3).

Chọn hệ s chứa đầy c a thùng là: = 0,8 ố ủV y th tích thậ ể ực của thùng là: Vt = 1,558

0,8 = 1,95 (m 3).Thể tích của thùng được tính theo công thức:V = π𝐷2

4 h 2+ π12 ( 𝐷3

2 - 𝑑32) tanα Chọn góc đáy nón: = 45 , h = 1,2D o 2

Chọn đường kính ống tháo bã: d = 0,1D (m) Chọn chiều cao ng tháo bã: h = 0,1D (ố 3 m) Chiều cao đáy nón: h1 = D

2× tan 45º = 0,5 D (m) V = 1,035.D3 = 1,95 (m ) 3

4.2.10 H ệ thống CIP phân xưởng nấu

Hệ thống CIP n u gấ ồm:1 thùng nước, 1 thùng NaOH 2% nóng, 1 thùng axit 10%, 1thùng h i CIP ồ

Chọn thùng CIP làm b ng thép không g , thân tr ằ ỉ ụ H = 1,5D, đáy cầu: h = 0,1D, n p c u 1 ắ ầh2 = 0,1D Th tích mể ỗi thùng:

V = π𝐷2

4 H + ( π𝐷28ℎ1 + πℎ16) = π𝐷2

4 1,5𝐷 + π𝐷20,1𝐷8 + π(0,1𝐷)3

6 = 1,218 D 3

Lượng CIP rửa bằng 8% thể tích thùng l n nhất Ta tính cho thùng nấu hoa là thùngớ có thể tích lớn nh 43,79 m , th tích s d ng cất 3 ể ử ụ ủa thùng là 80% thì thể tích các thùng CIP cần đạt:

0,08 × 43,79: 0,8 = 4,38 (m3).

Ta có: 1,218 D =4,38 3 (m3) Suy ra: D = 1,53(m)

Chọn D = 1600mm; suy ra H = 2400 mm; h = 160mm; h = 160mm 1 2

Thể tích thực của m i thùng: V = 1,218D = 1,218 × 1,6 = 4,99 ỗ 33 (m3) T ng chi u cao là: 2400 + 160 × 2= 2720 (mm) ổ ề

Bảng 4.13 : Thông số kỹ thuật của thùng CIP

Dung tích toàn phần 4,99 m3

Đường kính trong 1600 mChiều cao thân trụ 2400 mm

4.2.11 Bơm

* Bơm cho các nồ ấi n u gồm 6 bơm.

Tính năng suất bơm theo thể tích dịch đường cần chuyển sang nồi lắng xoáy từ nồi nấu hoa Th ể tích d ch sau n u hoa: 29508 (lít) = 29,508 ị ấ (m3) Thời gian bơm dịch là 30 phút, h s s d ng cệ ố ử ụ ủa bơm là 0,8.

= 88,52 (m3/h)

Chọn bơm ly tâm năng suấ, t chung là 100 (m3/h)

Nguồn cung: công ty TNHH máy và thi t b công nghi p Thiên Quang ế ị ệ*Bơm cho hệ thống cip:

Dùng bơm nhu động, số lượng 2 chiếc, bơm lần lượt từng dung dịch vệ sinh vào thùng sau thời gian ngâm thì bơm về thùng hồi cip

Năng suất bơm: N = 𝑉

𝑇 𝑥 0,8 =8,06025

= 14,97 (m3/h)

Tối đa phạm vi lưu lượng 330 l/phút = 19.8 m3/h 4.3 Tính và ch n thi t b ọếị cho phân xưởng lên men

4.3.1 Tank lên men

Thể tích h u ích c a tank lên men bữ ủ ằng lượng dịch đường ch a trong tank ứM i tank ch a dỗ ứ ịch đường c a 8 m n u thì th tích dủ ẻ ấ ể ịch đường l n nh t trong tank là: ớ ấ27250 × 8 = 218 000 (lít) = 218 (m3)

Chọn tank lên men là thiết b thân trụ, đáy côn, bên ngoài có khoang chỉnh nhiệt độ, ịđường kính D, làm bằng thép không g , có trang bị hệ thống s c khí, van, nhi t k , kính ỉ ụ ệ ếquan sát

h 1: chiều cao phần đáy cônh 2: chiều cao ph n trầ ụ chứa dịch

h 3: chiều cao ph n trầ ụ trống không chứa dịchh 4: chiều cao ph n n p c u ầ ắ ầ

α : góc ở phần đáy côn, α = 60˚.

Hình 4.11 Tank lên men: Ta có:

Thể tích dịch lên men là: V = 218 md 3

Chọn h /D = 2 hay h = 2D 22

Phần n p thiắ ết bị hình ch m c u có t l h /D = 0,1 0,2 ỏ ầ ỉ ệ 4 –Chọn h = 0,1D 4

Thể tích hữu ích c a thiủ ết bị là: V hi= π𝐷42(h2 +ℎ31) = π𝐷42 (2D +0,886𝐷

3 ) = 1,803D = 218 (m ) 33

Nên D = 4,94 m Ta ch n D = 5000 mm ọ

Chiều cao tank lên men : H = h + h + h + h = 18 000 (mm) t 1 2 3 4

Tank được làm bằng thép không gỉ, chiều dày 10 mm Kho ng cách tả ừ đáy thiết bị đến sàn nhà ch n khoảng 1000m ọ

Chiều cao toàn b thi t b ộ ế ị : ∑H = Ht + 1000 = 19 000 (mm)

Toàn bộ tank được b c b o ôn cách nhi t dày 100 mm Vọ ả ệ ậy đường kính ngoài của thiết bị là: D = 5000 + 100×2 = 5200 (mm) ng

S ố lượng tank lên men được tính theo công thức:N = 𝑉.𝑇

𝑡 + 1 + 1 (tank) Trong đó:

V: lượng dịch đường nấu trong 1 ngày (8 m ) ẻ

Vt: lượng dịch đường chứa trong 1 tank lên men (8 mẻ) T: tổng s ngày lên men ố

1 ngày ngh sỉ để ửa chữa, ệ v sinh tank và 1 tank d ự trữ Lên men chính : 6 ngày

Lên men ph : 12 ngày ụT ng th i gian lên men: ổ ờT = Tc + T = 6 + 12 = 18 (ngày) p

S ố tank lên men là: N = T + 1 + 1 = 20 (tank)V y ta c n t ng c ng 20 tank lên men ậ ầ ổ ộ

B ng 4.14ả : Thông số tank lên menh1 : chiều cao phần đáy côn 4430mm

h2 : chiều cao phần trụ chứa

4.3.2 Thiết bị nhân men giống

Chọn thùng nhân men cấp 2 có thể tích hữu ích bằng 1/10 thể tích d ch lên men trong 1ịtank, thùng nhân men c p 1 có th tích h u ích b ng 1/3 th tích h u ích c a thùngấ ể ữ ằ ể ữ ủ nhânmen c p 2 ấ

Chọn thùng nhân men gi ng là thiết b thân hình trụ đường kính D, đáy và đỉnh hìnhố ịchỏm cầu

Hình 4.12 : Thiế ịt b nhân men gi ngố

Chọn h = D; h = h = 0,1D 2 1 4

Thể tích hữu ích c a thiủ ết bị là: V = Vhi2trụ ch a dịch ứ + V = đáy π𝐷

24 h +2 πℎ1

6 [ ℎ1+ 3 (𝐷2)2]= 0,825D3

- Thiết bị nhân men c p 2:ấ

V hi2= 𝑉𝑑10 = 218

10 = 21,8 (m )3

V y 0,825D = 21,8 nên D = 2,98 (m) Ch n D = 3000 mmậ 3 ọSuy ra: h = 3000 mm; h = h = 300 mm.2 1 4

Thể tích của ph n tr ng thiầ ố ết bị : Vtrống = Vhi2 × 25% = 0,25 × 21,8 = 5,45 (m3)Chiều cao ph n tr ng : hầ ố 3 = 𝑉𝑡𝑟ố𝑛𝑔

= 0,771 (m) Ta l y h = 780 mmấ 3

Đường kính ngoài của thiết b là: D = 3000 + 50 × 2 = 3100 (mm).ị ng

- Thiết bị nhân men c p 1:ấ

V hi1= 𝑉ℎ𝑖23 = 21,8

3 = 7,27 (m3)

V y 0,825Dậ 3= 7,27 nên D = 2,1 (m) Ch n D = 2100 mmọSuy ra: h = 2100 mm; h = h = 210 mm.2 1 4

Thể tích của ph n tr ng thiầ ố ết bị : Vtrống = Vhi1 25% = 0,25 × 7,27 1,82 = (m3)Chiều cao ph n tr ng: hầ ố 3 =𝑉𝑡𝑟ố𝑛𝑔

= 0,48 (m) Ch n h = 480 mmọ 3

Chiều cao của thiết b nhân gi ng c p 1: H = hị ố ấ 1 1+h +h +h234 = 3000 (mm) = 3 (m)Chọn khoảng cách từ sàn nhà tới đáy thiết b là 0,5 m ị

Chiều cao c a toàn b thi t b là: 3 + 0,5 = 3,5 (m).ủ ộ ế ị

Toàn bộ thiết bị đều được chế ạ t o b ng v t li u inox Ph n thân tr ằ ậ ệ ầ ụ và đáy thiế ịt bđược bảo ôn l p cách nhiệt dày 50 mm (bông th y tinh), ngoài l p b o ôn là l p tônớ ủ ớ ả ớinox dày 2 mm bao bọc.

Đường kính ngoài của thiết b là: D = 2100 + 50 × 2 = 2200 (mm) ị ng

4.3.3 Thiết b bị ảo qu n men sảữa

Thông thường 100 lít dịch lên men thu được 2 lít men sữa Vậy thể tích men sữa thuđược sau m i mẻ lên men là: ỗ

26 163 × 8 : 100 × 2 = 4186,08 (lit) = 4,186 (m3)

Nhà máy s d ng 1 tank b o qu n men s a và 1 tank ch a men th i M i tank cóử ụ ả ả ữ ứ ả ỗdung tích b ng dung tích men sằ ữa thu được sau m i mỗ ẻ lên men.Chọn thiết bị bảo quản men sữa tương tự như thiết bị nhân men, thể tích hữu ích c aủthiết b là ị 4,186 m hay 0,825D33= 4,186 (m3) nên D = 1,72 (m)

Ch n D = 1800 mm ọ

Suy ra h = 1800 mm; h = h = 180 mm 214

Thể tích phần tr ng thiố ết bị: Vtrống = V 25% = 4,186 × 25% = 1,05 hi (m3) Chiều cao ph n tr ng: hầ ố 3 = 𝑉𝑡𝑟ố𝑛𝑔

π𝐷24