Thiết kế nhà máy bia năng suất 62 triệu lít tuyen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí - Công nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 62 triệu lít/năm Sinh viên thực hiện: Phạm Phước Tuyên Lớp: Công nghệ thực phẩm 44 Thời gian thực hiện: 27/10/2014 - 28/02/2015 Địa điểm thực hiện: Nhà máy Bia Huda Huế Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Thanh Quỳnh Anh Bộ môn: Quản lý chất lượng thực phẩm NĂM 2015 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ Trong sống ngày nay, với nhu cầu sống ngày nâng cao, nhu cầu người ngày cải thiện, nhu cầu thị hiếu sản phẩm bia trọng nhiều nên công nghệ sản xuất bia ngày trọng phát triển, nâng cao chất lượng để đáp ứng nhu cầu Bia thức uống phù hợp với người, đáp ứng nhu cầu thị hiếu, có độ cồn thấp, có hương vị đặc trưng giá trị dinh dưỡng cho người sử dụng, cung cấp lượng, hàm lượng vitamin khoáng chất, đặc biệt có tác dụng giảm nhanh khát người uống bia Trong công nghệ sản xuất bia ngày đầu tư trọng phát triển, nghành có bước phát triển sản xuất công nghiệp Nguyên liệu để sản xuất bia Malt đại mạch, để phù hợp tính kinh tế sản nước gạo, ngô, đại mạch, đường Tình hình sản xuất bia nước ta nhập 100% malt từ nước ngoài, điều ảnh hưởng lớn đến tình hình sản xuất ảnh hưởng lớn đến giá thành sản xuất tạo sản phẩm Với tác dụng bia nhu cầu người sử dụng, bia trở nên càng phổ biến sống chất lượng ngày nâng cao Sự đa dạng sản phẩm thời điểm củng chứng minh Bia đầu tư phát triển sản phẩm bia điều có đặc trưng riêng công nghệ sản xuất, chất lượng giá trị cảm quan Có khác biệt lớn sản phẩm hãng, quốc gia.Với yêu cầu sống, cưới hỏi, tiệc tùng, hội nghị Bia sản phẩm thiếu người sử dụng Gắn liền với phát triển nhu cầu người xã hội Vì Tôi xây dựng đề án phát triển, xây dựng nhà máy Bia với quy trình công nghệ sản xuất đại, phù hợp với lợi ích kinh tế xã hội, góp phần phát triển đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao chất lượng Bia Vì thực đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 62 triệu lít/năm” PHẦN LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM Mười năm qua, thị trường bia Việt Nam tăng trưởng mạnh năm (từ đến 11%), dự báo từ 2012 đến 2015 mức tăng trưởng lên đến 15% Năm 2001, sản lượng bia Việt Nam 817 triệu lít, đứng thứ 29 giới, đến năm 2011 đạt 2.780 triệu lít, vươn lên vị trí thứ 13 Trong khu vực châu Á, thị trường bia Việt Nam năm 2004 xếp vị trí thứ 8, đứng thứ sau Trung Quốc, Nhật Bản Dự báo năm 2015, Việt Nam tiêu thụ khoảng đến 4,4 tỷ lít bia, bình quân 45 đến 47 lít/người/năm, nhà đầu tư sản xuất bia tăng tốc để đáp ứng nhu cầu thị trường Hiện bình quân đầu người uống 30 lít bia/năm, nhà đầu tư kỳ vọng số tăng lên 60 đến 70 lít bia/năm thời gian tới Việt Nam có 400 nhà máy bia Những tỉnh, thành phố tập trung lực sản xuất bia TP HCM chiếm 23,2% tổng lực sản xuất, TP Hà Nội: 13,44%, TP Hải Phòng: 7,47%, Hà Tây: 6,1%, Tiền Giang: 3,79% (Theo Euromonitor) Các nhà máy bia xây dựng từ lâu có thương hiệu tiếng Halico Sabeco có sản nhãn hàng dân địa phương ưu tiên chọn lựa Bia Hà Nội lựa chọn hàng đầu người Hà Nội (87,8%) bia 333 loại bia uống nhiều TP HCM (92,4%) Còn Heineken, nhãn hàng lựa chọn phổ biến khắp tỉnh thành Ở Việt Nam, dòng thức uống có cồn bia tiêu thụ nhiều nhất, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu 97% khối lượng So với nước khu vực Thái Lan, Singapore Theo khảo sát Vinaresearch (được tiến hành tháng 3/2012) thói quen uống bia Việt Nam, có 63,5% nam uống bia, gần gấp đôi nữ Độ tuổi từ 25-34 có tỷ lệ uống nhiều (48,6%), tuổi từ 20-24 (34,9%), từ 35 tuổi trở lên (11,6%), uống bia độ tuổi 18-19 (4,8%) Hơn 38,3% người tham gia khảo sát thuộc nhóm tuổi khác có uống bia mức độ trung bình 2,27 lần/tuần Tính chung có 5,1% xác nhận ngày uống bia, chút đến đến lần/tuần (10,4%), dãn từ đến lần/tuần (40,5%) thành phần đụng đến bia có từ đến lần tháng (44,1%) Người Hà Nội thường xuyên uống bia nhất, với 50% người tham gia khảo sát uống bia 2-3 lần tuần tỷ lệ uống bia cao tỉnh thành khác Tại TP HCM tần suất uống bia thấp có 50% trả lời thường xuyên uống 3-4 lần/tháng Tuy vậy, khác biệt rõ mức độ thường xuyên uống bia địa phương khác Kinh tế phát triển, đời sống khấm dân số trẻ điều kiện để phát triển ngành rượu bia Theo Quyết định số 2435/QĐ-BCT, ngày 21/5/2009 Bộ Công thương phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành rượu bia - nước giải khát Việt Nam đến 2015, tầm nhìn đến 2025 đến 2010 sản xuất đạt 2,5 tỷ lít bia Đến 2015 sản xuất đạt tỷ lít bia, , đến 2025 sản lượng bia tỷ lít 1.2 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XẤY DỰNG NHÀ MÁY Địa điểm lựa chọn cần đáp ứng yêu cầu sau: - Gần nguồn cung cấp nguyên liệu thị trường tiêu thụ sản phẩm; - Thuận tiện mặt giao thông; - Đảm bảo nguồn điện, nước, nhiên liệu; - Nguồn nhân lực không khan - Phù hợp với qui hoạch phát triển chung tỉnh, thành phố; Dựa vào yêu cầu em chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm khu công nghiệp Phú Đa thành lập theo Quyết định Thủ tướng Chính phủ vào tháng năm 2009 với diện tích 250ha; nằm xã Phú Đa, huyện Phú Vang - Vị trí địa lý: nằm xã Phú Đa, huyện Phú Vang; cách Quốc lộ 1A khoảng 6km, cách sân bay quốc tế Phú Bài KCN Phú Bài khoảng 8km, cách cảng biển Thuận An 6km, cảng biển Chân Mây 35km, cách ga Hương Thuỷ 10km - Diện tích: 250ha 1.3 NGUỒN NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu để sản xuất bia malt đại nhập ngoại từ Đức, Úc, Pháp Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc dạng cao hoa hoa viên Nguyên liệu thay gạo mua tỉnh hay mua từ tỉnh lân cận quảng bình quảng trị, v.v với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo vận chuyển nhà máy chủ yếu ô tô 1.4 NGUỒN NHIÊN LIỆU Nhiên liệu sử dụng nhà máy cho nồi phục vụ cho mục đích khác nấu nguyên liệu, trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu than 1.5 NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN NƯỚC LẠNH Nguồn điện: Sử dụng điện lưới mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Mạng lưới điện cung cấp 24/24 ngày, để đề phòng cố mạng lưới, nhà máy bố trí trạm biến sử dụng thêm máy phát điện dự phòng Nguồn nước: nước lấy từ hệ thống nước máy Trong nhà máy nước dùng vào mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ tiêu cho công nghệ sản xuất bia Do nước phải qua hệ thống xử lý kỹ thuật trước cấp cho sản xuất Bên cạnh cần phải xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải nhà máy tránh gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh Nhà máy cần đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 cấp khí nén phù hợp với công suất nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất nhà máy Hệ thống lạnh sử dụng tác nhân lạnh NH3 hay Freon, chất tải lạnh sử dụng nước glycol hay nước muối 1.6 NGUỒN NHÂN LỰC Địa điểm xây dựng nhà máy gần khu đông dân cư, gần tuyến giao thông tới vùng, cách thành phố khu công nghiệp phú nên có nguồn nhân lực dồi Các cán bộ, kỹ sư có trình độ tổ chức chuyên môn phải đào tạo đủ trình độ quản lý, điều hành Các công nhân tuyển chọn lao động phổ thông, học nghề vùng dân cư xung quanh để đảm bảo yêu cầu nơi ở, sinh hoạt 1.7 GIAO THÔNG VẬN TẢI Nhà máy nằm gần trục giao thông nên thuận tiện cho vận chuyển nguyên nhiên vật liệu đến nhà máy, sở hạ tầng đầu phát triển vận chuyển sản phẩm phân phối cho đại lý, cửa hàng tiêu thụ đường 1.8 THỊ TRƯỜNG TIÊU THỤ Bia nhà máy sản xuất cung cấp cho cửa hàng tỉnh tỉnh lân cận quảng bình, quảng trị, đà nẵng v.v Sản phẩm chuyên chở ô tô, số lượng sử dụng phương tiện khác PHẦN CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 CHỌN NGUYÊN LIỆU 2.1.1 Malt Malt nguyên liệu quan trọng để sản xuất bia Thành phần chất lượng malt định trực tiếp đến chất lượng, hương vị màu sắc bia thành phẩm Malt đại mạch sản xuất từ lúa đại mạch nảy mầm sau sấy khô, tách mầm rễ Malt có hàm lượng chất hòa tan cao, đặc biệt malt có sẵn hệ enzym α, β - amylaza, proteaza… Trong trình nảy mầm, hệ enzym có hạt đại mạch hoạt hóa, tích lũy khối lượng hoạt lực Hệ enzym động lực chủ yếu để phân cắt hợp chất protein gluxit cao phân tử nội nhũ hạt thành sản phẩm thấp phân tử Nhà máy chọn malt sản xuất bia nhập ngoại từ Úc Pháp Malt đưa vào sản xuất phải đạt yêu cầu sau: • Malt có màu vàng sáng, óng mượt, hạt tròn đều; • Mùi thơm đặc trưng tự nhiên mầm đại mạch, mùi ẩm, mốc, cháy khét… • Malt có độ ẩm: - 10%, tỷ lệ tạp chất < 0,1%; • Độ hòa tan: 70 - 75%; • Hàm lượng chất hòa tan cao; • Hàm lượng chất béo: 2,5%; • Hàm lượng protein: 10%; • Hàm lượng proteaza: 9%; • Hàm lượng xenluloza: 5,5%; • … 2.1.2 Nguyên liệu thay Nguyên liệu thay sử dụng gạo Trong công nghệ sản xuất bia, để giám giá thành sản phẩm, người ta hay dùng nguyên liệu thay malt gạo Trong gạo chứa nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo xenluloza mức độ thấp Người ta sử dụng gạo thay với tỷ lệ khác Tuy nhiên, tỷ lệ cao chất lượng bia giảm Gạo để sản xuất bia phải đạt yêu cầu sau: • Gạo không bị mối mọt, có màu sáng trắng, có mùi thơm đặc trưng; • Độ ẩm: 12 - 14%; • Dung trọng 660 - 700g/l • Hàm lượng tinh bột chiếm: 70 - 75%; • Hàm lượng protein chiếm: - 8%; • Hàm lượng chất béo chiếm: - 1,5%; • Hàm lượng xenlulo chiếm: 0,5 - 0,8%; • Hàm lượng chất khoáng chiếm: - 1,2%; Gạo mua từ địa phương tỉnh thành lân cận với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo vận chuyển nhà máy chủ yếu ô tô Chọn tỷ lệ gạo thay là: 20% với bia chai 30% với bia 2.1.3 Hoa houblon Hoa houblon nguyên liệu bản, đứng vị trí thứ hai công nghệ sản xuất bia Nó người biết đến đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm trước Công nguyên Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Hoa houblon nhập cần đạt tiêu: • Hoa có màu vàng xanh; • Hoa có vị đắng dịu; • Hoa có mùi thơm đặc trưng; • Độ ẩm < 13%; • Nước: 11-13 ; 10 9.2.3.1 Lấy mẫu kiểm tra Ðể kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm vị trí khác lô bia để xác định tiêu Các chai đưa kiểm tra phải có nhãn, không hở nắp, nứt, vỡ, xì 9.2.3.2 Kiểm tra bia thành phẩm - Kiểm tra tiêu cảm quan: màu sắc, độ bọt, hương vị… - Kiểm tra tiêu hóa học: hàm lượng rượu, hàm lượng CO2, hàm lượng chất chiết, độ chua, độ - Kiểm tra tiêu hóa lý: tỷ trọng, độ màu, pH - Kiểm tra tiêu vi sinh: lượng tế bào nấm men sót, men dại bia sau trùng 9.3.2 Phương pháp kiểm tra  Các tiêu cảm quan bia thành phẩm - Ðộ trong: Quan sát phần bên vỏ đáy chai, sau lộn ngược chai xuống để kiểm tra có kết tủa cặn lắng hay không Bia thành phẩm phải suốt, cặn đáy chai, cặn lơ lửng hạt nhỏ - Ðộ bọt: Độ bọt bia đánh giá rót bia vào cốc thuỷ tinh quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng bọt, thời gian bọt tồn Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn lâu tan - Mùi: Ðưa nhẹ cốc từ xa vào mũi ngửi Bia phải có mùi thơm đặc trưng hoa houblon, malt mùi men chua - Vị: Vị bia phải thơm ngon, có vị đắng hoa houblon, vị nhẹ Bia không đắng, hay chua nhạt  Các tiêu hoá lý - Tỷ trọng bia: Được xác định tỷ trọng kế Tỷ trọng bia từ 1,005 ÷ 1,02 - Ðộ màu: Ðược xác định cách so màu với dung dịch nước cất có pha thêm dung dịch I2 0,1N Ðộ màu số ml dung dịch I2 0,1N pha vào dung dịch nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia Độ màu bia vàng: 0,6 ÷ ml I2 0,1N - Ðộ pH bia: 4,1 ÷ 4,8 163  Các tiêu hoá học - Xác định độ khô: Lấy 10 ml bia loại CO2 cho vào cốc có dung tích 50 ml sấy khô, đặt vào nồi cách thuỷ đun nóng, cô cạn bia cốc Lấy cốc đặt vào tủ sấy, sấy đến khối lượng không đổi nhiệt độ 100 ÷ 1050C Ðộ khô bia tính theo công thức: M2 - M1 E= ; g/l 10 Trong đó: M2: khối lượng cốc đựng bia sau sấy, mg M1: khối lượng cốc ban đầu, mg 10: Số ml mẫu bia phân tích - Xác định độ tro Lấy 10ml mẫu thử cho vào chén sứ nung loại 50 ml (chén sấy khô đến khối lượng không đổi) Đầu tiên bia cô cạn nồi cách thủy Sau cô khô lửa, tiếp tục cho chén vào lò nung nung đến tạo tro có màu trắng sấy khối lượng không đổi Hàm lượng tro bia tính: X = (G2 - G1) x 1000 = 10 x 1000 Trong đó: G2 - G1 ; 10 g/l G1: Khối lượng chén sứ sấy khô, mg G2: Khối lượng chén tro, mg 10: Số ml mẫu bia phân tích - Xác định độ chua Lấy 10ml bia loại bỏ CO2 cho vào bình nón dung tích 100 ml, thêm 40ml nước cất giọt dung dịch phenolphtalein chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1N chuẩn bị sẵn đến dung dịch thử có màu hồng nhạt bền vững Thể tích NaOH tiêu tốn chuẩn độ độ chua bia - Xác định độ rượu 164 Lấy 100 ml bia loại CO2 cho vào thiết bị chưng, chưng đến gần cạn Dịch chưng cất cho vào bình định mức dung tích 100 ml, cho thêm nước cất vào đủ 100 ml, lắc Lấy ml dịch chưng cho vào bình tam giác có nút mài dung tích 250 cho thêm ml nước cất 10 ml dung dịch nitrocromic Ðậy kín bình, phản ứng xảy 30 phút cho thêm 10 ml dung dịch KI 10%, 100 ml nước cất, lắc Sau phút dùng dung dịch Na2S2O3 0,1N chuẩn bị trước buret để chuẩn lượng iốt giải phóng Chuẩn dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt cho thêm ÷ ml dung dịch tinh bột 1% để chuyển sang màu xanh đậm Tiếp tục chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 dung dịch bình chuyển từ màu xanh đậm sang màu xanh lục Xác định lượng dung dịch Na2S2O3 tiêu tốn Song song với mẫu thí nghiệm, tiến hành làm mẫu trắng với 10 ml dung dịch nitrocromic 10 ml nước cất theo thời gian thao tác mẫu phân tích Hàm lượng rượu mẫu phân tích tính: (N - n) x 1,15 x 1000 A= = 0,23 x (N - n) ; x 1000 Trong đó: g/l N: Số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn mẫu trắng n: Số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn mẫu phân tích 1,15: Số mg C2H5OH tương ứng với ml Na2S2O3 0,1N 5: Số ml bia dùng phân tích - Xác định hàm lượng CO2 có bia Trước xác định, bia phải làm lạnh đến 40C để khỏi bị CO2 Chuẩn bị hai bình tam giác có nút mài dung tích 500 ml sơ đánh dấu mức thể tích khoảng 200 ml 250 ml Rót vào bình 20 ml dung dịch NaOH 2N Mở chai bia mẫu cẩn thận, nhẹ nhàng rót nhanh vào bình mức 200 ÷ 250 ml Ðậy nút bình lắc ÷ 10 phút Ðể yên lát rót toàn vào ống đong đọc xác kết (B) Tiến hành thí nghiệm: Dùng pipet hút xác 10 ml bia vừa chuẩn bị cho vào bình tam giác 250 ml, thêm 50 ml nước cất ÷ giọt phenolphtalein, dung dịch có màu hồng Dùng dung dịch H2SO4 0,1N chuẩn 165 độ lượng xút dư màu hồng không tính lượng axít tiêu tốn Thêm vào bình ÷ giọt metyl da cam, dung dịch chuyển sang màu vàng Tiếp tục chuẩn độ H2SO4 dung dịch chuyển sang màu da cam Ghi thể tích H2SO4 tiêu tốn (V1) Song song với mẫu thí nghiệm, tiến hành làm mẫu thí nghiệm trắng cách lấy 10 ml bia loại bỏ hết CO2 cho vào bình nón thêm ml NaOH 2N, 50 ml nước cất tiến hành phân tích tương tự mẫu Hàm lượng CO2 có bia xác định theo công thức: 0,0044 x B x (V1 - V2) x 1000 X= ; 10 x (B - 20) Trong đó: g/l 0,0044: Số gam CO2 tương ứng với ml dung dịch H2SO4 0,1N B: Thể tích bia kiểm hóa, ml V1, V2: Thể tích H2SO4 0,1N tiêu tốn để chuẩn độ mẫu thử mẫu trắng, ml 100: Hệ số chuyển đổi ml 20: Thể tích dung dịch NaOH 2N dùng để kiểm hóa mẫu bia, ml - Xác định hàm lượng đường Lượng đường bia chủ yếu đường maltose, xác định sau: Lấy 50 ml bia (đã đuổi hết CO2) cho vào cốc, thêm 50 ml nước cất, ml dung dịch chì axetat 30%, lắc để yên phút Lọc vào bình định mức 200 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc kỹ Dùng pipet hút 20 ml, cho vào bình nón Sau thêm vào 25 ml dung dịch felling A, 25 ml dung dịch felling B Tiến hành xác định đường glucose theo phương pháp Bertrand Kết quả: lượng đường glucose nhân với hệ số k = 0,05 lượng đường maltose Tính kết thành đường maltose lít bia - Xác định Diaxetyl (CH3 - CO - CO - CH3) Chuẩn bị mẫu: Ly tâm lọc mẫu chứa nấm men để dịch bia tinh khiết Lấy 100 ml mẫu ống đong đưa vào bình cất Chưng cất mẫu đến thu 25 ml dịch cất cho thời gian đun nóng không phút thời 166 gian chưng cất từ ÷ 10 phút Dùng pipet lấy 10 ml dịch cất được, cho vào ống nghiệm không Thêm 0,5 ml dung dịch O - fenilendiamin vào, lắc hỗn hợp Để yên chỗ tối khoảng 20 ÷ 30 phút Thêm ml axít HCl 4M vào hỗn hợp phản ứng Đo quang phổ kế bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (A335) Song song làm mẫu trắng cách thay dịch cất nước cất Tiến hành tương tự Đo quang phổ kế với bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (Ab) Làm mẫu chuẩn: Dùng pipet cho 9,9 ml nước vào ống nghiệm khô, thêm 0,1 ml dung dịch diaxetyl chuẩn lắc Tiến hành dẫn mục Đo quang phổ kế với bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (Ast) Hàm lượng chất diaxetyl tính theo công thức: A335 – Ab X= x 0,625 ; mg/l Ast – Ab Trong đó: X: hàm lượng chất diaxetyl A335 : lượng chất diaxetyl mẫu thí nghiệm Ab : lượng chất diaxetyl mẫu trắng Ast : lượng chất diaxetyl mẫu chuẩn 9.3.3.4 Các tiêu vi sinh  Kiểm tra tế bào nấm men sót Đem 100 ml bia thành phẩm li tâm với tốc độ 300 v/ph Lấy cặn phết lên kính nhuộm đen Quan sát kính hiển vi phát tế bào nấm men sống chết  Kiểm tra vi khuẩn hiếu khí Chủ yếu tìm: - Vi khuẩn Escheria coli - Vi khuẩn tụ cầu vàng - Vi khuẩn hiếu khí 167 Bia đạt chất lượng phải không chứa vi khuẩn E coli, vi khuẩn gây bệnh, tế bào nấm men sống.Tổng số vi khuẩn hiếu khí cho phép không 100 tế bào/lít 168 PHẦN 10 AN TOÀN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 10.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG Trong nhà máy sản xuất an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng công nhân tình trạng máy móc, thiết bị Do đó, cần phải trang bị kiến thức an toàn lao động cho cán công nhân viên nhà máy vận dụng cách có hiệu 10.1.1 Nguyên nhân xảy tai nạn Các tai nạn xảy nhà máy thường số nguyên nhân sau: - Tổ chức lao động không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu không đảm bảo an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa tốt - Vận hành thiết bị, máy móc không quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật công nhân chưa cao - Các thiết bị, máy móc trang bị không tốt chưa hợp lý 10.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động Để hạn chế tai nạn lao động xảy nhà máycần áp dụng biện pháp: - Tại phân xưởng phải có biển báo quy trình vận hành loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động cơ, băng tải… phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ôn, ký hiệu nhận biết rõ ràng - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng không, có phải sửa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén… phải đặt xa nơi đông người, có áp kế, rơ le nhạy Trước nén khí thiết bị phải kiểm tra kỹ - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vòi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho 169 - Mỗi công nhân phải thực chức mình, phải chịu hoàn toàn trách nhiệm máy móc bị hư hỏng quy trình vận hành - Kỷ luật nhà máy phải thực nghiêm để xử lý kịp thời trường hợp vô nguyên tắc, làm ẩu 10.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 10.1.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu Emin nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh ưởng đến sức khoẻ công nhân, không đảm bảo vận hành máy móc Các nhà sản xuất phân xưởng nấu, phân xưởng chiết rót cần phải chiếu sáng đầy đủ, cần bố trí cửa để tận dụng ánh sáng tự nhiên 10.1.3.2 An toàn điện  Về điện chiếu sáng Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô Thường xuyên kiểm tra độ sáng bóng đèn  Về thiết bị điện - Phải có hệ thống báo động thiết bị có cố - Thiết bị điện phải có rơle đề phòng tải - Các phần cách điện thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, không bị ăn mòn - Cách điện cho phần mang điện, nối đất thiết bị - Trạm biến áp đặt nơi người qua lại 10.1.3.3 Thông gió Nhà sản xuất làm việc phải thông gió tốt Đặc biệt nơi thải nhiều nhiệt Phân xưởng nấu, lò hơi… cần phải bố trí thêm quạt máy, tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc 10.1.3.4 An toàn sử dụng thiết bị - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, công suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị 170 - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, bảo dưỡng thiết bị 10.1.3.5 Phòng chống cháy nổ Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ Ðề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy nhà máy 10.1.3.6 An toàn với hoá chất Các hoá chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị 10.1.3.7 Chống sét Ðể đảm bảo an toàn cho công trình nhà máy cần phải có cột thu lôi cho công trình vị trí cao 10.2 VỆ SINH CÔNG NGHIệP Vệ sinh công nghiệp nhà máy vấn đề có ý nghĩa quan trọng Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân 10.2.1 Vệ sinh cá nhân cho công nhân - Công nhân phải ăn mặc quần áo sẽ, sử dụng bảo hộ lao động qui định nhà máy - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ 10.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị - Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh theo định kỳ, trước sau sử dụng - Ðối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men 10.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 171 - Trong phân xưởng sản xuất, sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc - Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 10.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất Phế liệu trình sản xuất như: bã hèm, bã men,cặn lắng… loại phế liệu gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất cần chứa nơi quy định đưa phân xưởng để xử lý 10.2.5 Xử lý nước dùng để sản xuất Nước trước đưa vào sản xuất phải qua hệ thống xử lý Nước từ nhà máy cho qua hệ thống lọc than Sau qua hệ thống xử lý tia cực tím đưa vào sử dụng 10.2.6 Xử lý nước thải Nước thải xử lý phương pháp kết hợp hiếu khí kỵ khí Quá trình xử lý nước thải thực theo sơ đồ sau: Nước thải Bể kỵ khí Bể chứa Bể hiếu khí Lưới chắn rác Bể gạn lọc Bể trung hòa Môi trường Nước thải từ nhà máy tập trung vào bể chứa Đầu tiên nước thải bơm qua lưới chắn rác để tách tạp chất lớn, sau bơm lên bể cân để trung hòa pH nước thải Sau nước thải bơm vào bể yếm khí để phân giải chất chứa điều kiện yếm khí Tiếp theo nước thải đưa qua bể hiếu khí để phân hủy chất lại nước thải nhờ vi khuẩn hiếu khí Cuối nước thải đưa qua bể gạn lọc thải cống thoát nước nhà máy 172 KẾT LUẬN Cùng với phát triển ngành công nghiệp đồ uống, bia thức uống thiếu nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng, với đề tài thiết kế nhà máy bia với suất 62 triệu lít/năm không đáp ứng nhu cầu địa phương mà nhà máy góp phần vào tăng trưởng phát triển ngành công nghiệp đồ uống nước Trải qua thời gian làm đề tài tốt nghiệp, với giúp đỡ giáo viên hướng dẫn, bạn bè tìm hiểu thân nắm bắt rút nhiều kinh nghiệm, kiến thức chuyên ngành công nghệ sản xuất bia kiến thức liên quan đến nhà máy thực phẩm nói chung Đây kiến thức hữu ích phục vụ cho công việc sau Với đề tài thực hiện, đưa vấn đề sau: - Tính thiết thực việc xây dựng nhà máy bia - Quy trình công nghệ sản xuất phù hợp với thực tế - Hệ thống dây chuyền sản xuất áp dụng vào thực tiễn sản xuất phải hợp lý - Tùy thuộc vào tình hình sản xuất, máy móc thiết bị để bố trí công trình tối ưu hóa - Một số nguyên tắc an toàn sản xuất - Sản xuất đảm bảo gắng liền với an toàn môi trường Với hạn chế chuyên môn, non yếu kinh nghiệm thực tế Vì tập khóa luận không tránh khỏi sai sót Kính mong quý thầy cô góp ý để khóa luận hoàn chỉnh Huế, ngày 16 tháng 04 năm 2015 Sinh viên thực Phạm Phước Tuyên 173 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Ái, Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TPHCM 2003 [2] Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hợp, Công nghệ máy chế biến lương thực, NXB khoa học kỹ thuật 1983 [3] Đỗ Văn Đài, Nguyễn trọng Khương, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, Cơ sở trình thiết bị công nghệ hóa học (Tập 1), NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp 1978 [4] PGS,TS Hoàng Đình Hòa, Công nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT 2002 [5] Lê Xuân Phương, Vi sinh vật công nghiệp, NXB xây dựng 2001 [6] Phan Bích Ngọc, Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng 1991 [7] Phan Sâm, Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, NXB Hà Nội 1995 [8] Nguyễn Viễn Sum, Sổ tay thiết kế điện chiếu sáng, NXB Thanh Niên 1999 [9] Ts Đỗ Thị Bích Thủy, Bài giảng công nghệ sản xuất đồ uống, Trường Đại học Nông lâm Huế [10] Bùi Như Thuận, Nguyễn Phùng Tiến, Bùi Minh Đức, Kiểm nghiệm chất lượng tra vệ sinh an toàn thực phẩm, NXB Y [11] Th.s Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy, NXB Đà Nẵng 2006 [12] Th.s Trần Thế Truyền, Kiến trúc công nghiệp, NXB Đà Nẵng 2006 [13] Ts Trần Xoa, Ts Nguyễn Trọng Khuông, Ks Hồ Lê Viên, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất (Tập 1),NXB KH&KT Hà Nội 2005 [14] Ts Trần Xoa, Ts Nguyễn Trọng Khuông, Ks Hồ Lê Viên, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất (Tập 2),NXB KH&KT Hà Nội 2005 [15] PGS,TS Trần Minh Vượng, Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo dục 1999 Nguồn tài liệu tham khảo website: [1]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/plate-fin-heat-exchanger[2]1408782415.html 174 [3]http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham/bom-thuc-pham-lytam-series-cn.html [4]http://vipcopump.com/may-bom-ly-tam-ebara-model-3m-65/ [5]http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham/bom-thuc-pham-lytam-series-csa.html [6]http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham/bom-thuc-pham-lytam-series-cn.html [7]http://www.bhs-filtration.com/products/documents/bhs-candle-filter.pdf [8]http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham/bom-thuc-pham-lytam-series-csa.html [9]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/big-capacity-30000-bottlesbeer-filling-machine-2018758435.html [10]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/reuse-bottle-washingmachine-glass-bottle-rinsing-machines-1728850651.html [11]http://www.alibaba.com/product-detail/Beer-BottleWarmer_487261948.html?s=p [12]http://www.alibaba.com/product-detail/Roll-Feed-OPPLabeler_623931198.html?s=p [13]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/crates-washing-machine1597945160.html http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/yk-zx01g-automatic-bottlegripper-case-packer-packing-machine-60082356053.html [14]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/yk-zx01g-automatic-bottlegripper-case-packer-packing-machine-60082356053.html [15]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/aluminium-conveyor-forbottle-conveyor-system-1354249233.html 175 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I Họ tên sinh viên : Phạm Phước Tuyên Lớp : CNTP44 Khóa : 2010 – 2015 Ngành : Công Nghệ Thực Phẩm TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy bia công suất 62 triệu lít/năm II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: - Năng suất nhà máy: 62 triệu lít/năm - Tỷ lệ nguyên liệu dung + Bia chai : Mait 80%, gạo 20% + Bia hơi: Malt 70%, gạo 30% III NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: - Đặt vấn đề - Lập luận kinh tế kỹ thuật - Giới thiệu nguyên liệu - Chọn thuyết minh quy trình công nghệ - Tính cân vật chất - Tính chọn thiết bị - Tính nhân nhà máy - Tính xây dựng - Tính điện, nước, lượng - Tính kinh tế 176 - Quản lý chất lượng nhà máy - Vệ sinh xí nghiệp, an toàn lao động - Tài liệu tham khảo IV CÁC BẢN VẼ Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A0) Tổng mặt nhà máy (A0) Mặt phân xưởng nấu (A0) Mặt cắt A – A, B - B phân xưởng nấu (A0) Phân xưởng lên men (A0) Phân xưởng chiết (A0) Sơ đồ - nước (A0) V GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Họ tên giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Thanh Quỳnh Anh VI NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 27/10/2014 VII NGÀY HOÀN THÀNH: 16/04/2015 Giáo viên hướng dẫn Huế, …/…./… Thông qua khoa ThS Trần Thanh Quỳnh Anh CN Khoa Cơ khí Công nghệ Chủ tịch Hội đồng Giáo viên phản biện TS Nguyễn Văn Huế TS Nguyễn Văn Huế 177 [...]... vật hiếu khí < 100 tế bào /lít; • Trong nước không có các kim loại nặng như As, Pb Nhà máy thiết kế một hệ thống lấy nước từ nguồn nước máy, qua xử lý lọc và làm mềm nước dùng cho nấu bia và các hoạt động khác của nhà máy 2.1.5 Nấm men Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hóa cần phải có một lượng nhất định sinh khối nấm men bia Nấm men được dùng trong sản xuất bia gồm 2 loại: • Saccharomyces... Kiểm tra pallet Máy rửa két Xếp pallet Máy xếp két vào pallet Máy gắp chai vào két Máy rửa chai Máy in hạn sử dụng Kiểm tra chai rỗng Máy chiết và đóng nút Máy kiểm tra mức bia Máy thanh trùng Máy dãn nhãn Hình 2.3 Dây chuyền chiết chai - Rửa chai: Chai dùng để chiết được làm bằng loại thuỷ tinh có chất lượng cao có mầu xanh nhạt để ngăn cản sự tác động bất lợi của ánh sáng mặt trời tới bia thành phẩm... hoá và chống kết lắng - Tiến hành: Nạp CO2 được thực hiện trong thiết bị chịu áp lực tối đa là 4 kg/ cm2 và nhiệt độ 0 - 1oC làm tăng khả năng hòa tan CO2 của bia CO2 cấp vào dòng bia dưới áp suất cao, nạp theo đường ống ruột gà, sục vào vuông góc với ống ruột gà, cùng chiều bia Điều chỉnh lượng CO2 bằng PLC tự động CO2 được nạp vào với hàm lượng 5,5 g /lít 2.3.13 Chiết chai Máy dỡ pallet Máy gắp chai... Mục đích: Lọc trong bia để tách bỏ hết các loại kết tủa, đặc biệt là kết tủa lạnh, làm ổn định và tăng độ bền vững sinh học, hóa học cho bia - Thiết bị: sau quá trình lên men phụ người ta cho bia qua hệ thống lọc gồm 3 thiết bị: máy lọc nến, máy lọc đĩa và lọc bẫy - Tiến hành: • Bước 1: bia sẽ đi qua máy lọc nến để lọc trong Trong thiết bị có rất nhiều ống nến bên trong có ống kim loại với những rãnh... 18 Từ các ưu nhược điểm của từng phương pháp, ta lựa chọn phương pháp lên men hiện đại cho năng suất và hiệu suất cao hơn, tốn ít chi phí về lao động, thiết bị, năng lượng…mà chất lượng bia vẫn đảm bảo được, không khác xa nhiều so với lên men cổ điển 2.2.8 Lọc trong bia Có nhiều phương pháp lọc trong bia: - Máy lọc khung bản: cấu tạo gồm có nhiều khung và nhiều bản ép lại với nhau, giữa đó có lớp vải... bằng ; • Chiết bia, nhiệt độ bia chiết khoảng 1oC; • Khử bọt ở miệng chai; • Đóng nắp chai - Thanh trùng: Thanh trùng là gia nhiệt chai bia đến nhiệt độ thích hợp, trong khoảng thời gian cần thiết để tiêu diệt hoàn toàn tế bào nấm men còn sót lại trong bia sau khi lọc, đảm bảo tế bào nấm men không hoạt động trở lại gây đục bia, kéo dài thời gian bảo quản cho bia Bia sau khi chiết sẽ qua máy thanh trùng... lọc diatomit Cứ 10 h lại thay bột lọc 1 lần • Bước 2: Bia qua máy lọc đĩa để khử diaxety Trong thiết bị có các đĩa kim loại xếp kế nhau và được nối với một ống trụ kim loại ở giữa Trên các đĩa này cũng thiết kế các khe có kích thước micromet Đầu tiên, người ta bơm bia cùng với chất hấp phụ PVPP PVPP sẽ bám vào bề mặt các đĩa và tạo thành lớp màng lọc Bia được bơm từ trên xuống, sau đấy đi qua lớp vật... đều tốn nhiều năng lượng, bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tốn thời gian - Thiết bị với hệ thống cấp nhiệt bên ngoài + Ưu điểm: áp suất đun sôi cao, thời gian đun giảm, tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu suất chiết chất đắng từ hoa houblon, có thể điểu chỉnh áp suất hơi nước dễ dàng… + Nhược điểm: cần thêm năng lượng điện để bơm tuần hoàn, cần bảo ôn để tránh thất thoát nhiệt, tăng tiền đầu tư… - Thiết bị với... thải Cặn thải Nén CO2 Bão hòa CO2 Hấp chai Chiết chai Rửa chai Thanh trùng Chai Dán nhãn, xếp thùng Chiết bock Rửa bock Bock Xuất xưởng Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ tại nhà máy bia thiết kế 2.3.1 Nghiền nguyên liệu Nhà máy sữ dụng phương pháp nghiền ướt đối với cả malt và gạo 20 2.3.2 Nghiền malt - Nghiền ướt: + Ưu điểm: • Lớp vỏ trấu được bảo toàn; • Phần nội nhũ được nghiền mịn; Rút ngắn thời... mặt đĩa rồi đi vào cột thu chính trước khi đi ra ở phía dưới của thiết bị • Bước 3: Bia qua máy lọc bẫy nhằm bắt lại các hạt PVPP còn sót lại trong lọc đĩa Nó có cấu tạo cũng như máy lọc nến nhưng bao quanh các cột nến không phải là bột trợ lọc diatomit mà là các sợi xenlulo dày đặc Đầu tiên, bia được bơm vào thiết bị từ bên dưới Sau đó, bia sẽ đi qua các búi xenlulo rồi lớp nến trước khi qua các rãnh ... LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT Nhà máy thiết kế với suất 62 triệu lít bia/ năm, cấu sản phẩm 80% bia chai, 20% bia Như sản lượng bia chai 49,6 triệu lít/ năm, bia 12,4 triệu lít /năm Số ngày sản xuất nhà máy. .. bia chai 65 ngày sản xuất bia Năng suất lớn ngày: 620 00000 324 = 191358 (lít) Mỗi ngày nấu mẻ, suất mẻ khoảng: 191358 = 27336 (lít) Bảng 3.1 Kế hoạch sản xuất dự kiến nhà máy Năng suất Tổng Bia. .. lượng Bia Vì thực đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 62 triệu lít/ năm” PHẦN LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM Mười năm qua, thị trường bia Việt