Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, năng suất 31.000 tấn sản phẩmnăm”

Đồ án tốt nghiệp -1- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH LỜI MỞ ĐẦU Malt sản phẩm chế biến từ loại hạt hòa thảo như: đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô … sau cho nảy mầm điều kiện nhân tạo tiến hành sấy đến độ ẩm định Malt loại bán thành phẩm giàu chất dinh dưỡng Malt dùng để chế biến loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao bột dinh dưỡng cho trẻ em, loại đồ uống tổng hợp cho người già Dùng làm tác nhân dịch hoá công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tác nhân đường hoá sản xuất bánh kẹo, mạch nha Nhưng công dụng lớn malt dùng để sản xuất loại nước uống có độ cồn thấp, đặc biệt sản xuất bia Ngành bia Việt Nam có lịch sử 100 năm, có gần 500 sở sản xuất lớn nhỏ khác Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt, hoa houblon … phải nhập từ nước Với mức độ công nghiệp hóa - đại hóa nhanh chóng nay, với nhu cầu người bia ngày tăng, Chính phủ đạo xây dựng ngành Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam thành ngành kinh tế mạnh, nhanh chóng phát triển để phù hợp với xu thời đại Một yêu cầu đặt trước mắt phải chủ động nguồn nguyên liệu nước Vì sản xuất malt hướng phát triển đầy tiềm ngành công nghiệp Rượu - Bia - Nước giải khát Việt Nam Nắm bắt xu em chọn đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 sản phẩm/năm” Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -2- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết đầu tư Công nghiệp rượu bia phát triển chiếm lĩnh vực lớn đời sống Cùng với phát triển công nghiệp rượu bia công nghiệp sản xuất malt phát triển Malt tác nhân đường hóa mà nguyên liệu để sản xuất bia Tuy nhiên, nhà máy sản xuất malt nước ta chưa nhiều mà nhu cầu malt lại lớn Do yêu cầu xây dựng nhà máy sản xuất malt cần thiết nhằm để đáp ứng tiêu chí sau: đáp ứng nhu cầu malt nguyên liệu, giảm nhập malt, hạ giá thành sản phẩm giải việc làm cho người lao động, giảm thiểu tệ nạn xã hội 1.2 Cơ sở thiết kế 1.2.1 Vị trí địa lí Đà Nẵng trung tâm kinh tế miền Trung, hướng gió chủ đạo đông nam, tốc độ gió trung bình 3-4 m/s, nhiệt độ nóng năm 370C, độ ẩm tương đối 84% Đà Nẵng thành phố trực thuộc trung ương, có tốc độ phát triển kinh tế lón Miền Trung, nhà nước không ngừng đầu tư phát triển Đà Nẵng nằm trục đường cửa ngõ hành lang Đông – Tây, với điều kiện giao thông thuận lợi đường bộ, đường sông, đường biển đường hàng không Khu công nghiệp Hoà Khánh có diện tích 423,5 m2 thuộc phường Hoà Khánh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng Nằm quốc lộ 1A, cách ga Đà Nẵng 10 km, cách cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng 10 km, cách cảng Tiên Sa 20 km, cách cảng Sông Hàn 13 km, nơi có điều kiện giao thông thuận lợi Việc chọn vị trí thích hợp ảnh hưởng đến hoạt động sau nhà máy Nhà máy đặt khu công nghiệp Hoà Khánh có nhiều ưu cho việc xuất malt nơi khác cho nhập liệu Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -3- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 1.2.2 Nguồn nguyên liệu Nhập từ Australia nước Tây Âu 1.2.3 Nguồn cung cấp nhiên liệu Nguồn nhiên liệu cần cho nhà máy dầu DO, FO, xăng, nhớt … để cung cấp cho lò hơi, vận hành ô tô Nhà máy nhập nhiên liệu cần cho sản xuất từ công ty xăng dầu gần 1.2.4 Nguồn điện Nhà máy sử dụng điện để vận hành thiết bị, sinh hoạt … lấy từ mạng lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp Ngoài để đảm bảo hoạt động liên tục ổn định nhà máy lắp thêm hệ thống phát điện dự phòng 1.2.5 Nguồn cung cấp nước Nguồn cung cấp nước nhà máy lấy từ nguồn nước xử lý nhà máy nước Thủy Tú với công suất 14000 m3/ngày đêm Sau xử lý lại hệ thống xử lý nước nhà máy, để đảm bảo đầy đủ tiêu chất lượng nước trước đưa vào sản xuất 1.2.6 Nguồn cung cấp nước Nhà máy có suất lớn để vận hành thiết bị, đặc biệt hệ thống sấy malt đòi hỏi cần có lượng tương đối lớn Do đó, nhà máy cần lắp đặt hệ thống lò có công suất lớn hợp lý 1.2.7 Hệ thống nước thải Toàn nước thải nhà máy qua hệ thống xử lí nước thải riêng cho thoát với hệ thống thoát nước thải khu công nghiệp 1.2.8 Hợp tác hoá Việc hợp tác nhà máy với tăng cường sử dụng nguồn cung cấp điện, nước, công trình giao thông vận tải … Vấn đề tiêu thụ sản phẩm nhanh có tác dụng giảm vốn đầu tư hạ giá thành sản phẩm Trong khu công nghiệp Hòa Khánh có nhiều công ty xây dựng hoạt động, công trình hạ tầng hệ thống cấp điện, cấp nước, đường giao thông, thông tin liên lạc xây dựng sẵn sàng phục vụ cho dự án đầu tư Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -4- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 1.2.9 Nguồn lao động Nhà máy tổ chức tuyển công nhân, cán kỹ thuật toàn quốc chủ yếu tỉnh lân cận 1.2.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm Một số nhà máy bia gần nhà máy sản xuất malt nhà máy bia tỉnh miền Trung đăng kí mua sản phẩm nhà máy, bia Lager, Huda,… 1.2.11 Hệ thống giao thông Khu công nghiệp Hòa Khánh nằm quốc lộ 1A thuận lợi cho giao thông đường bộ, Đà Nẵng có cảng Tiên Sa thuận lợi cho giao thông đường thủy liên hệ với với vùng nước nước giới Kết luận: qua tất điều kiện nêu việc xây dựng nhà máy sản xuất malt đen Đà Nẵng cần thiết, hợp lí đủ điều kiện để xây dựng Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -5- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sản phẩm Malt sản phẩm chế biến từ loại hạt hòa thảo đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô … sau cho nảy mầm điều kiện nhân tạo sấy đến độ ẩm định với điều kiện bắt buộc Malt loại bán thành phẩm giàu chất dinh dưỡng: chứa 16% chất thấp phân tử dễ hòa tan đặc biệt có hệ enzim phong phú Malt dùng để chế biến loại thực phẩm có chất lượng cao bột dinh dưỡng cho trẻ em, loại đồ uống tổng hợp cho người già phụ nữ có thai Dùng làm tác nhân dịch hóa công nghệ sản xuất rượu cồn từ tinh bột, làm tác nhân đường hóa sản xuất kẹo mạch nha, nguyên liệu để sản xuất loại bia Malt đen có màu sẫm, hương vị đậm đặc trưng Malt đen dùng để sản xuất loại bia đen Bia sản xuất từ malt đen có độ nhớt cao, hương vị mang hương vị malt melanoid định Để tạo lượng melanoid cần thiết điều kiện cần malt tươi phải có nhiều đường, nhiều sản phẩm thủy phân protein, đặc biệt axit amin Và điều kiện đủ malt tươi phải sấy 1050C thời gian định để tạo màu hương vị đặc trưng malt đen (nhiệt độ thời gian lớn malt vàng) Muốn malt tươi đạt yêu cầu đại mạch phải ngâm đến hàm ẩm 45-47%, ươm mầm nhiệt độ 18-220C với thời gian ngày Ngoài ra, cần bổ sung chất kích thích sinh trưởng vào cuối giai đoạn ngâm, đầu giai đoạn ươm để rút ngắn thời gian ươm 2.2 Nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu sử dụng hạt đại mạch Hạt đại mạch đóng vai trò quan trọng, cung cấp tinh bột cần thiết cho sản xuất bia, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng malt, malt có chất lượng tốt Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -6- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH sản xuất bia ngon, đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Có nhiều loại nguyên liệu dùng để sản xuất malt đại mạch nguyên liệu dùng để sản xuất malt bia lí sau: - Đại mạch dễ điều khiển trình ươm mầm - Đại mạch cho tỉ lệ enzyme cân đối thích hợp với công nghệ sản xuất bia - Vỏ đại mạch dai nên nghiền nát tạo lớp trợ lọc xốp - Malt đại mạch cho bia có hương vị đặc trưng so với malt khác - Ở số nước đại mạch dễ trồng so với loại lúa mạch khác 2.2.1 Cấu tạo hạt đại mạch 2.2.1.1 Vỏ Là vỏ trấu bao bọc bên hạt Thành phần chủ yếu xenluloza kết chặt lại nhờ chất khoáng licnhin Dưới lớp vỏ trấu lớp vỏ Dưới lớp vỏ lớp vỏ hạt Gồm hai lớp tế bào, có vai trò màng bán thấm: cho nước thấm vào bên hạt đồng thời giữ cho chất hòa tan hạt không thấm 2.2.1.2 Nội nhũ Là phần lớn giá trị hạt Ngoài lớp nội nhũ, tiếp giáp với lớp vỏ lớp alơron Lớp alơron giàu: protein, chất béo, xenluloza, pentozan, vitamin chất tro Dưới lớp alơron lớp nội nhũ thật hạt Cấu trúc gồm tế bào có thành mỏng chứa đầy hạt tinh bột, protein, xenluloza, chất béo, tro đường 2.2.1.3 Phôi Là phần sống hạt, trọng lượng chiếm 2,5-5% trọng lượng hạt Có tầm quan trọng đặc biệt sống công nghiệp sản xuất bia Quá trình chế biến hạt đại mạch thành malt, đặt tảng nảy mầm hạt (tức phát triển phôi) Giai đoạn này, trình sinh học chủ yếu xảy hoạt hóa tích lũy hoạt lực hệ enzim hạt Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -7- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH Phôi nằm phía dưới, gần đế hạt, gồm: phôi lá, phôi rễ chúng phôi thân Tiếp giáp phôi nội nhũ ngù Đó màng bán thấm 2.2.2 Thành phần hóa học 2.2.2.1 Nước Thuỷ phần đại mạch có ảnh hưởng lớn đến trình vận chuyển bảo quản hạt Hàm ẩm cao kích thích trình hô hấp tự bốc nóng hạt Thủy phần mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, đặc biệt loại vi khuẩn hoại sinh, gây thối rửa hạt Đại mạch có thuỷ phần cao làm tăng chi phí vận chuyển cách vô ích Người ta xác định rằng, hàm ẩm đại mạch tăng 1% hiệu suất chiết thu hồi giảm 0,76% Hàm ẩm tối đa cho phép đưa đại mạch vào bảo quản 13% 2.2.2.2 Gluxit Gluxit hạt đại mạch chia làm bốn nhóm: monosaccharit, disaccharit, trisaccharit polysaccharit - Monosaccharit bao gồm: glucoza, fructoza (C6H12O6) xiloza (C5H10O5) - Disaccharit chủ yếu saccharoza maltoza (C12H22O11) - Trisaccharit chủ yếu rafinoza - Polysaccharit hợp phần chiếm nhiều thành phần gluxit hạt đại mạch Chúng bao gồm tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentozan, amilan hợp chất dạng keo Ba cấu tử có ý nghĩa quan trọng công nghệ sản xuất bia a Tinh bột: Tinh bột chiếm vị trí số khối lượng ( nửa chất khô ) Trong công nghệ sản xuất malt bia, tinh bột có hai chức năng: Là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi, nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men Yêu cầu hàm lượng tinh bột đại mạch lớn 65%, 70% Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -8- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH b Xelluloza: Xelluloza dai khó bị phân cắt môi trường bình thường, không tan nước Xelluloza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trình lọc dịch đường lớp vỏ trấu vật liệu tạo màng lọc phụ lí tưởng c Hemixelluloza: Là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào, hemixelluloza phức hệ bao gồm pentozan, hexozan axit uronic Bị thủy phân nhóm enzim sitaza, tạo thành đường đơn hòa tan bền vững vào dịch đường gọi chất chiết Quá trình đóng vai trò quan trọng giai đoạn ươm mầm bước đột phá để enzym khác xâm nhập vào bên tế bào d Saccharit thấp phân tử: Saccharit thấp phân tử đại mạch chủ yếu số đường đơn đường kép, chiếm nhiều nhóm saccharoza, phân bố nhiều phôi Các loại đường đơn giản hạt đại mạch lượng không đáng kể đóng vai trò quan trọng phát triển phôi, đặc biệt giai đoạn đầu trình ươm mầm e Các hợp chất pectin chất dạng keo: Có chất hydratcacbon, thủy phân cho sản phẩm đường đơn giản galactoza xiloza Chiếm nhiều khối lượng phải kể đến protopectin Sự tồn hợp chất pectin chất dạng keo dịch đường mang tính chất hai mặt Mặt tiêu cực làm cho dịch có độ nhớt cao, khó lọc Mặt tích cực tạo cho bia có vị đậm đà làm tăng khả tạo bọt, giữ bọt bia 2.2.2.3 Các hợp chất chứa nitơ: Các hợp chất định chất lượng sản phẩm cuối a Protit: Nếu hàm lượng cao quá, bia dễ bị đục, khó bảo quản Ngược lại thấp, trình lên men không triệt để, bia bọt, vị đậm kéo theo nhiều số non yếu khác Khả tạo bọt giữ bọt bia độ bền keo chúng phụ thuộc vào mức độ thuỷ phân protit Theo cổ điển protit chia làm hai loại: Protit phức tạp gọi proteit, Protit đơn giản gọi protein Hàm lượng protit tốt 810% Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -9- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH b Các hợp chất chứa nitơ phi protit: Các đại diện tiêu biểu nhóm hợp chất là: albumoza, pepton, peptit, polypeptit axit amin 2.2.2.4 Các hợp chất không chứa Nitơ Các hợp chất không chứa nitơ gồm: polyphenol, chất đắng, fitin, axit hữu cơ, vitamin chất khoáng a Polyphenol chất đắng: Polyphenol hạt đại mạch tập trung chủ yếu lớp vỏ Những hợp chất có tính chất có lợi cho công nghệ sản xuất bia dễ dàng kết hợp với protit cao phân tử để tạo thành phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo sản phẩm Mặt khác, nhân tố ảnh hưởng đến hương vị bia Chất chát chất đắng có đại mạch thuộc nhóm lipoid, chúng gây vị đắng khó chịu cho bia Để loại trừ ngâm hạt môi trường kiềm nhẹ b Fitin: Fitin muối đồng thời canxi magie với axit inozitphosphoric C6H6O6(H2PO3)6 Khi bị thuỷ phân tạo thành inozit C6H6(OH)6 axit phosphoric c Vitamin: Đại mạch chứa loại vitamin B1, B2, B6, C, PP2, tiền vitamin A, E, axit pantotenic, biotin, axit pholievic nhiều dẫn xuất vitamin khác Tuy hàm lượng hệ vitamin đại mạch đóng vai trò quan trọng công nghệ sản xuất malt chúng nhân tố điều hoà sinh trưởng mầm d Chất khoáng: Trong đại mạch bao gồm chất khoáng sau: P2O5, SiO2, K2O, MgO, CaO, Na2O, SO32- , Fe2O3, Cl1- Đặc biệt có ý nghĩa nguyên tố phospho đóng vai trò chủ yếu việc hình thành hệ thống đệm dịch đường e Chất béo lipoid: Hàm lượng chất béo lipoid hạt đại mạch dao động khoảng 2,5-3% lượng chất khô hạt Tập trung chủ yếu phôi lớp alơron Thành phần chủ yếu loại dầu béo đại mạch este glyxerin với axit béo bậc cao Ở giai đoạn ươm mầm, phần chất béo lipoid bị thuỷ phân enzym lipaza Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -10- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH f Enzym: Enzym hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học cao, có cấu tạo phân tử phức tạp Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực nhóm enzyme cao Đến giai đoạn hạt chín hoạt lực chúng giảm cách đáng kể Đến giai đoạn ngâm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% hệ enzyme giải phóng khỏi trạng thái liên kết chuyển thành trạng thái tự Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực enzyme đạt đến mức tối đa, đến lúc đường hoá chúng có khả thuỷ phân gần hoàn toàn hợp chất cao phân tử nội nhũ hạt Trong đại mạch chứa lượng enzym phong phú, chúng xếp vào hai nhóm chính: hidrolaza decmolaza  Hydrolaza (nhóm enzym thuỷ phân) Phụ thuộc vào chất bị thuỷ phân, enzym xúc tác chia thành phân nhóm: cacbohydraza, proteaza esteraza  Decmolaza (enzym oxy hoá-khử) Nhóm enzym decmolaza xúc tác phản ứng oxi hoá khử trình hô hấp phân giải yếm khí gluxit, chúng tham gia trình trao đổi chất tế bào Nhóm enzym đóng vai trò định việc hoạt hoá phát triển phôi giai đoạn ươm mầm Đại diện tiêu biểu nhóm enzym dehydraza, oxydaza catalaza 2.2.3 Chỉ tiêu cảm quan, tiêu kỹ thuật Sử dụng đại mạch hạt mẩy, hình elip, màu vàng sáng Năng lực nảy mầm: 97- 99% Khả nảy mầm: 98- 99% Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -76- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 7.1.4 Cân nhiệt vào thiết bị sấy 7.1.4.1 Nhiệt vào thiết bị sấy a Nhiệt lượng không khí sấy mang vào: Qkksv = L×Io [9, tr 103] = 160046,383 × 73,831 = 11816384,5 kJ/h b Nhiệt lượng độ ẩm nguyên liệu sấy mang vào: Qav =  ’w×t1’×Cn [1, tr 49] = 3857,097 × 22 × 4,19 = 355547,202 kJ/h c Nhiệt lượng sản phẩm sấy mang vào Qspsv = G’1 × C1 × t1 [1, tr 49] Với G’1 lượng malt sau sấy, G’1 = 115741,05 kg/ngày = 4822,544 kg/h C1 nhiệt dung riêng sản phẩm sấy C1 = C2 C2  = Cck  (100  W2 )  C n  W2 100 0,34  (100  2)    0,353 (kcal/kg.0C) = 1,48 kJ/kg.0C 100 t'1 = 220C Vậy: Qspsv = 4822,544 × 1,48 × 22 = 157022,03 kJ/h d Nhiệt lượng không khí đốt nóng calorife mang vào Qkkv = Qcal = 15651411,82 kJ/h e Tổng nhiệt lượng vào thiết bị sấy Qv = Qkksv + Qav + Qspsv + Qkkv = 11816384,5 + 355547,202 + 157022,03 + 15651411,82 = 27980365,55 kJ/h 7.1.4.2 Nhiệt thiết bị sấy a Nhiệt lượng không khí sấy mang Qkksr = L I2 [9, tr 103] = 160046,383 × 155,757 = 24928344,48 kJ/h b Nhiệt sản phẩm sấy mang Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -77- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH Qspsr = G2× C2× t2’ [1, tr 49] Với C2 nhiệt dung riêng sản phẩm, C2= 1,532 kJ/kg.0C G2 lượng malt sau sấy, G2 = G‘1 = 4822,544 kg/h t‘2 = 290C Vậy: Qspsr = 4822,544× 1,532 × 29 = 214255,985 kJ/h c Nhiệt lượng theo ẩm bay thể Qar =’w×i [1, tr 49] Với i hàm nhiệt nước nhiệt độ cuối t2 T2  t  t ' 45  29   37 0C 2 Dựa vào bảng [7, tr 314], với T2 = 370C xác định i = 2572,16×10-3 kJ/kg ’w = 3857,097 kg/h Vậy: Qar = 3857,097× 2572,16×10-3 = 9921,07 kJ/h e Nhiệt tổn thất môi trường xung quanh Qmt = 0,10 × Qkkv = 0,10 × 15651411,82 = 1565141,182 kJ/h f Tổng lượng nhiệt khỏi thiết bị sấy Qr = Qkksr + Qspsr + Qar + Qmt = 24928344,48 + 214255,985 + 9921,07+ 1565141,182 = 26717662,72 kJ/h g Sai số Q  Qv  Qr 27980365,55 - 26717662,72  100 = 4,51%  100  27980365,55 Qv Vậy Q = 4,51% < 5% Lượng nhiệt cung cấp đáp ứng yêu cầu đặt 7.2 Tính Nhiệt lượng mà calorife cần cung cấp cho trình sấy [7.1.3.4] Qcal = 15651411,82 kJ/h Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH -78- Nhiệt lượng thực tế cần cung cấp cho calorife giờ: Qtt  Qcal  Với  hiệu suất trao đổi nhiệt, chọn  = 0,8 Suy ra: D  15651411,82  19564264,78 kJ/h 0,8 Lượng nước cần dùng giờ: D  Qtt r Với r ẩm nhiệt hóa nước, r = 2260 kJ/kg Suy ra: D  [9, tr 254] 19564264,78  8656,754 kg/h 2260 Lượng chi phí cho trình khác 5% so với lượng dùng để sấy Tổng lượng nước cần dùng: 8656,754 + 0,05 × 8656,754 = 9089,59 kg/h Chọn nồi kiểu ống lò, với thông số kỹ thuật sau: Hình 7.2: Nồi [15] - Nhiên liệu : dầu FO, DO, Gas - Năng suất : 5000 kg/h - Hiệu suất : 89-90% - Áp suất làm việc : 10-13 kg/cm2 - Thể tích tổng cộng : 3,32 m3 - Tiêu hao nhiên liệu : 140 kg/h - Kích thước : 4,1 × 2,0 × 2,6 m Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp Số lượng: D  -79- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 9089,59  1,82 5000 Vậy chọn B Tính nước 7.1 Nước dùng cho sản xuất Nước dùng cho trình rửa, ngâm đại mạch theo bảng 4.3: 2460,6 m3/ngày Nước dùng cho việc rửa vệ sinh thiết bị rửa, ngâm ươm mầm: 30 m3/ngày Nước dùng cho lò hơi: - Nước dùng cho lò nước qua xử lý làm mềm nước Lượng nước cần dùng 9089,59 kg/h - Thể tích nước cần dùng giờ: V = D × v Với v thể tích riêng nước nhiệt độ 1200C v = 1069,1 × 10-6 m3/kg [9, tr 12] D tổng lượng nước cần dùng - Vậy lượng nước cần cung cấp cho lò là: V = 9089,59 × 1069,1.10-6 = 9,72 m3/h = 233,28 m3/ngày Tổng lượng nước dùng cho sản xuất: 2460,6 + 30 + 233,28 = 2723,88 m3/ngày 7.2 Nước dùng cho sinh hoạt  Nước dùng cho nhà ăn: Lượng nước tiêu hao trung bình cho người: 30 lít/ngày Lượng nước cần dùng ngày cho cán công nhân viên nhà máy : G1 = 30 × 139 = 4170 lít = 4,17 m3 Lượng nước cần dùng năm 4,17 x 279 = 1163,43 m3/năm  Lượng nước dùng cho nhà tắm nhà vệ sinh: Lượng nước tiêu hao trung bình cho người: 50 lít/ngày Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -80- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH Tính cho 60% nhân viên ca đông lượng nước cần dùng ngày là: G2 = × 83 × 50 × 0,6 = 7470 lít/ngày = 7,47 m3/ngày  Lượng nước tiêu hao cho mục đích khác (rửa xe, tưới xanh…): 40 m3/ngày Vậy tổng lượng nước cung cấp cho sinh hoạt ngày: 4,17 + 7,47 + 40 = 51,64 m3 Tổng lượng nước dùng cho nhà máy: 2723,88 + 51,64 = 2775,52 m3 Xây bể nước với kích thước: 19 × 10 × 15 m Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -81- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH CHƯƠNG KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất đánh giá chất lượng sản phẩm vấn đề hàng đầu ngành công nghiệp thực phẩm Kiểm tra sản xuất nhằm bảo đảm thực yêu cầu công đoạn dây chuyền công nghệ sản xuất Nhờ mà trình sản xuất nhà máy ổn định, liên tục, đảm bảo nguyên liệu đạt yêu cầu tiêu theo tiêu chuẩn trước đưa vào sản xuất, sản phẩm có chất lượng đồng Sản phẩm trước phân phối thị trường cần đánh giá chất lượng sản phẩm để ngày cải thiện, nâng cao chất lượng sản phẩm phù hợp với yêu cầu người tiêu dùng 8.1 Kiểm tra nguyên liệu Khi thu nhận đại mạch ta phải kiểm tra tiêu sau: + Trạng thái hạt: đại mạch phải chắc, đồng hạt + Màu sắc, mùi vị: màu vàng lúa đại mạch, khô có mùi mốc, mùi lạ + Thành phần hợp chất đại mạch: hàm lượng protein, độ axit, độ ẩm … + Tạp chất kim loại, đá sỏi + Sâu mọt, côn trùng, nấm mốc Trong trình kiểm tra phát thấy có biến đổi khác thường so với tiêu chất lượng ra, phải báo cho phận có trách nhiệm để có biện pháp xử lý kịp thời kiểm tra lại kho, xilô chứa 8.2 Kiểm tra độ trong, màu sắc tiêu vi sinh nước sau xử lý Nước phải đảm bảo suốt, mùi vị lạ, vi sinh vật gây bệnh Kiểm tra độ cứng, pH độ oxy hóa nước Độ cứng cho phép dao động khoảng từ 5-6 mg đương lượng, pH nước 6,8-7,2, độ oxy hóa ≤ mg Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -82- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 8.3 Kiểm tra công đoạn sản xuất 8.3.1 Kiểm tra công đoạn làm đại mạch Kiểm tra trình tách tạp chất, hạt lép, rơm rạ nhỏ, kim loại … lô đại mạch Tiến hành kiểm tra thường xuyên mẻ để nguyên liệu đồng 8.3.2 Kiểm tra công đoạn rửa ngâm đại mạch Kiểm tra nước rửa, nước ngâm, chất sát trùng Kiểm tra nhiệt độ nước, thời gian rửa ngâm, thời gian thổi khí độ ẩm đại mạch ngâm 8.3.3 Kiểm tra công đoạn nảy mầm Trong trình ươm mầm ta cần kiểm tra chế độ thông gió, thời gian ươm, nhiệt độ khối hạt, chu kỳ đảo hạt, độ ẩm malt tươi kích thước mầm rễ Quan sát lớp hạt có dấu hiệu nảy mầm bất thường hay không 8.3.4 Kiểm tra công đoạn sấy malt Kiểm tra chế độ sấy malt phải theo yêu cầu công nghệ, nhiệt độ tác nhân sấy, nhiệt độ sản phẩm, thời gian sấy độ ẩm malt khô sau khỏi máy sấy 8.3.5 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Để đánh giá chất lượng malt thành phẩm ta dựa vào tiêu cảm quan, số học thành phần hóa học chúng 8.3.5.1 Các tiêu cảm quan Màu sắc: malt đen có màu sẫm, vỏ lô malt chất lượng cao phải có ánh Hình dáng kích thước hạt phải tương ứng với hạt đại mạch ban đầu Mùi: malt phải mùi đặc trưng malt đen Độ malt: tỷ lệ tạp chất, hạt vỡ, hạt gãy chứa Tỷ lệ cho phép 0,5 % hạt gãy, vỡ 1% tạp chất khác Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -83- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 8.3.5.2 Các số học Các số học malt bao gồm: + Khối lượng hectolit nằm giới hạn 45-60 kg + Khối lượng tuyệt đối khối lượng 1000 hạt không lựa chọn Chỉ số nằm khoảng 29-38 kg + Hình thái vết cắt malt: mức độ trắng đục trắng phần nội nhũ Đây số quan trọng để xem xét tới mức độ nhuyễn, mức độ ''đồ hóa" nội nhũ thời gian ươm Đối với malt đen số hạt trắng đục 96% + Độ xốp, tương ứng với giá trị nghịch đảo độ cứng malt Đại lượng cho biết mức độ nhuyễn malt chế độ sấy hay sai so với tiêu chuẩn Để đo độ cứng malt ta dùng dụng cụ đo Mubrimeter, đơn vị đo g.cm/g Malt tốt số dao động khoảng 50000-55000 g.cm/g Ngoài độ xốp malt phụ thuộc vào giống đại mạch 8.3.5.3 Các số hóa học Để đánh giá cách đầy đủ xác chất lượng malt, thiết phải tiến hành phân tích số hóa học, bao gồm: + Thủy phần malt có ý nghĩa đến độ bền độ an toàn malt vận chuyển bảo quản Nếu hàm ẩm cao hao phí vận chuyển lớn xảy trình bất lợi cho việc bảo toàn chất lượng malt Hàm ẩm sau sấy malt tối đa 5% trọng lượng + Thời gian đường hóa số quan trọng để đánh giá chất lượng malt Nó biểu thị thời gian đường hóa hoàn toàn cháo malt nhiệt độ 700C (không làm thay đổi màu dung dịch iod) Thời gian đường hóa malt đen khoảng từ 2030 phút + Hàm lượng chất chiết: lượng hợp chất thấp phân tử chuyển vào nước sau trình đường hóa Hiệu suất chiết malt đen chất lượng cao phải đạt 75% so với chất khô Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -84- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH + Hiệu số hiệu suất chiết malt nghiền mịn nghiền thô tính phần trăm, số để đánh giá mức độ nhuyễn độ "đồ hóa" malt giai đoạn ươm mầm + Số Hactông đại lượng mà qua ta biết tình trạng "đồ hóa" malt hoạt lực hệ enzyme thủy phân protease, -amylase -amylase Để xác định số ta tiến hành đường hóa nhiệt độ 200C, 450C 800C, sau xác định hiệu suất chiết mẫu so với tiêu chuẩn Tính giá trị tỷ số: Ht 20  E20 E E E ; Ht 45  45 ; Ht 60  60 ; Ht 80  80 ; Etc Etc Etc E tc Malt tốt số Hactông + Độ nhớt động dịch đường 0,0015-0,0018 Ns/m2, đại lượng phụ thuộc vào nồng độ đặc điểm hợp phần chất chiết dịch đường + Hàm lượng đường maltose malt đen 59-65% + Độ chua tác dụng dịch đường dao động 5,5-6,5 Nếu pH thấp có lợi cho trình đường hóa + Độ chua phân định dịch đường malt đen dao động khoảng 10-21 ml NaOH 1N 100 g chất khô + Đạm hòa tan malt số để đánh giá mức độ thủy phân protein Tỷ số lượng đạm hòa tan vào dung dịch đường tổng lượng chất nitơ gọi số Kolbach Malt tốt số cao 74, malt số nhỏ 35 Đạm khả kết lượng chất chứa nitơ kết lắng sau đun sôi dịch đường số khoảng 13-18% Hiệu số đạm hòa tan đạm khả kết gọi đạm bền vững + Đạm focmol dịch đường chiếm từ 10-12% so với đạm tổng + Hoạt lực amylase số quan trọng dùng để đánh giá chất lượng malt Để xác định số ta dùng phương pháp Linner Wildish-Kolbach + Hoạt lực catalase đặc trưng cho mức độ sấy kiệt malt Qua đại lượng ta xác định mức độ tạo thành melanoid malt dó Malt đen giá trị dao động Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -85- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH từ 10-25 đơn vị Giá trị cao lượng melanoid tạo thành malt Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -86- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH CHƯƠNG VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 9.1 Mục đích an toàn lao động nhà máy An toàn lao động nhà máy sản xuất đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến tiến trình sản xuất, đến sức khỏe công nhân tình trạng máy móc Vì cần phải quan tâm mức, phải phổ biến rộng rãi cho người công nhân hiểu tầm quan trọng nhà máy thiết phải đề nội quy, biện pháp để đề phòng 9.2 Những nguyên nhân gây tai nạn lao động Những tai nạn xảy nhà máy thường nguyên nhân sau: + Tổ chức lao động không an toàn + Các thiết bị bảo hộ không an toàn + Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa tốt + Trình độ lành nghề nắm vững kỷ luật công nhân chưa cao + Thao tác vận hành thiết bị chưa tốt không hợp lý 9.3 Những biện pháp hạn chế tai nạn - Trong nhà máy phải có biển báo quy trình vận hành cho phân xưởng - Bố trí lắp thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất, thiết bị động, gàu tải, băng tải phải có che chắn cẩn thận - Các thiết bị lò phải có đầy đủ phương tiện an toàn van an toàn, đồng hồ đo áp lực phải xa nơi đông người - Các đường ống dẫn nhiệt phải bọc cách nhiệt, có đồng hồ theo dõi áp lực phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành xem có trục trặc, hư hỏng không, có phải kịp thời sửa chữa - Kho xăng dầu, thành phẩm phải có bình cacbonic, cát, nước để phòng cháy chữa cháy Tuyệt đối nghiêm cấm người vô phận vào khu vực sản xuất Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -87- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH - Kỷ luật nhà máy phải nghiêm ngặt, phải xử lý kịp thời trường hợp vận hành không nguyên tắc … 9.4 Những yêu cầu cụ thể 9.4.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc - Vấn đề chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu không lóa mắt công nhân, không lóa mắt phản xạ, bóng tối nơi cần thiết, phải đảm bảo độ rọi đồng đều, đạt yêu cầu tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu - Bố trí loại cửa hợp lý để tận dụng ánh sáng tự nhiên Khi chiếu sáng cần sử dụng màu sắc ánh sáng cho không gây ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân, tạo cảm giác thỏa mái làm việc 9.4.2 An toàn điện sản xuất - Các phụ tải phải có dây nối đất, cầu chì tránh tượng ngắn mạch cách điện cho phần mang điện - Sử dụng phận che chắn bảo hiểm - Trạm biến xa nơi đông người - Áp dụng biện pháp kỹ thuật để giảm tối thiểu nguy hiểm trường hợp hở mạch điện 9.4.3 An toàn máy móc thiết bị - Máy móc thiết bị phải sử dụng chức năng, công suất - Mỗi loại thiết bị phải có sổ theo dõi rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Có chế độ vệ sinh sát trùng, bôi trơn dầu mỡ cho thiết bị - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị 9.4.4 An toàn khí nén, thông gió - Nhà sản xuất làm việc phải thông gió tốt Những phân xưởng có nhiều nóng lò hơi, phân xưởng sấy cần bố trí thêm quạt máy để tạo điều kiện thỏa mái cho công nhân làm việc - Đối với máy nén khí cần thiết phải có van an toàn Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -88- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 9.4.5 An toàn hoá chất Nhà máy sử dụng chất sát trùng formalin để sát trùng hạt trước ngâm, yêu cầu phải có bảo hộ lao động dụng cụ trang, găng tay Hóa chất phải nơi quy định, sử dụng phải tuân theo quy tắc đề phòng tránh gây độc hại, ăn mòn, hư hỏng thiết bị 9.5 Phòng chống cháy nổ chống sét 9.5.1 Phòng chống cháy nổ Sự cố cháy nổ gây thiệt hại nghiêm trọng người, mà ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nhà máy Do đó, vấn đề phòng chống cháy nổ nhiệm vụ lên hàng đầu Đảm bảo tốt việc trình sản xuất nhà máy liên tục - Những nguyên nhân gây cháy nổ: + Do ý thức tổ chức kỷ luật lao động + Do chập điện, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn gây nổ - Đề phòng chống cháy nổ cần tuân thủ theo nguyên tắc sau: + Đề nội quy phòng chống cháy nổ cho phân xưởng, phận làm việc nhà máy + Có kế hoạch theo dõi kiểm tra định kỳ biện pháp an toàn + Căn vào tính chất nguy hại cháy nổ nơi mà bố trí thiết bị chữa cháy cho phù hợp + Những phận dễ cháy nổ phải cuối hướng gió, phải có phương tiện chữa cháy + Phải thường xuyên tổ chức đợt tập huấn cho cán bộ, công nhân an toàn cháy nổ 9.5.2 Phòng chống sét Để bảo vệ công trình nhà máy phải bố trí cột thu lôi theo quy định công trình xây dựng Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp -89- Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH 9.6 Vệ sinh công nghiệp - Vệ sinh xí nghiệp nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất malt nói riêng vấn đề thiếu nhà máy - Một nhà máy có chế độ vệ sinh tốt đảm bảo sản lượng chất lượng sản phẩm Nếu vệ sinh không tốt tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, gây tượng nhiễm tạp làm hư hỏng bán thành phẩm, thành phẩm 9.6.1 Vệ sinh xí nghiệp Đảm bảo vệ sinh xí nghiệp, tránh ứ đọng nước, rò rỉ thiết bị, rơi vãi hoá chất 9.6.2 Vệ sinh thiết bị - Các thiết bị thời gian ngừng hoạt động cần phải vệ sinh sát trùng - Đối với thiết bị ươm mầm sau giải phóng hết lượng đại mạch sàng cần phải vệ sinh để chuẩn bị cho mẻ ươm 9.6.3 Xử lý phế thải Trong trình sản xuất malt có nhiều phế thải hạt không đạt yêu cầu sản xuất, mầm rễ malt phế liệu gây nhiễm bẩn sau mẻ sản xuất cần phải chứa nơi quy định đưa phân xưởng để sử dụng cho mục đích khác 9.6.4 Xử lý nước thải Trong nhà máy nước thải từ thiết bị ngâm rửa, thiết bị ươm mầm, nước sinh hoạt thành phần nước thải có nhiều hợp chất vô hữu gây ô nhiễm môi trường Do nước thải cần phải xử lý phương pháp hóa lý kết hợp với sinh học trước thải môi trường Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.” Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hải Lý - 06SH -90- KẾT LUẬN Qua thời gian làm đồ án với đề tài là: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen với suất 31000 sản phẩm /năm” Dưới hướng dẫn giúp đỡ tận tình cô Phan Thị Bích Ngọc, với nỗ lực thân, đến hoàn thành xong nhiệm vụ giao Trong trình làm đồ án tìm hiểu quy trình sản xuất malt công nghiệp, thêm vào hướng dẫn cô Phan Thị Bích Ngọc giúp nắm kiến thức thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất malt nói riêng, có cách nhìn tổng quan nhà máy, công nghệ sản xuất, cách bố trí thiết bị cho kinh tế hợp lí Điều giúp ích nhiều cho sau Mặc dầu cố gắng học tập, tìm hiểu lý thuyết để hoàn thành đồ án tốt không khỏi thiếu sót hạn chế mặt kiến thức thân, thời gian thực ngắn tài liệu tham khảo thiếu thốn chưa thật có điều kiên tiếp xúc nhiều với thực tế Vì mong giúp đỡ, đóng góp ý kiến quí thầy cô, bạn bè Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hải Lý Đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất malt đen, suất 31.000 tấn sản phẩm/năm.”