LỜI NÓI ĐẦU Bia là loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp (hàm lượng rượu khoảng 3,5% - 5,5% tuy thuộc vào từng loại bia), có ga (hàm lượng CO2 khoảng 4,5 - 5,5 gam / lít), ngoài ra bia còn chứa một số chất có giá trị dinh dưỡng cao. Hương vị đặc trưng của bia là nhờ chất chiết từ mẫu đại mạch và hoa houblon. Các chất đó một phần được giữ lại, một phần biến đổi qua quá trình lên men tạo ra rượu Etylic,CO2 và các sản phẩm phụ cùng với các chất phụ gia tạo hương vị hài hoà cho bia. Thành phần chính chủ yếu của bia là nước chiếm khoảng 80-90% còn lại rượu chiếm 3-6%, CO2 khoảng 0,4-0,5% . . .Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin Bi,B2. . . Bia cung cấp một lượng giá trị dinh dưỡng lớn tốt cho cơ thề. Đặc biệt trong bia còn chứa một lượng CO2 nằm dưới dạng liên kết và tự do nên khi uống vào cơ thể có tác dụng thu nhiệt làm giảm nhanh cơn khát, hơn nữa hàm lượng cồn thấp trong bia có khả năng kích thích tiêu hoá của dạ dày. Lịch sử và phát triển của ngành bia ra đời cách đây 7000 năm trước công nguyên, những người dân đã biết sản xuất bia từ mẫu đại mạch. Công nghệ này được lan truyền đến Ai Cập, Ba Tư, các nước lân cận rồi tràn xuống phía Nam.. Ngày nay một số bộ phận của Ethyopia vẫn còn sản xuất bia theo phương pháp này của người dân Babilon. Ngày nay khoa học kỹ thuật đã phát triển với tốc độ nhanh, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sinh học ngày càng phát triển và chiếm vị trí quan trọng trong tương lai. Trong công nghệ lên men nói chung, kỹ thuật sản xuất bia nói riêng ở trên thế giới đã có những bước nhảy vọt về kỹ thuật công nghệ cũng như sản lượng ngày càng cao đáp ứng được nhu cầu của xã hội một cách hợp lý .Các nước có sản lượng bia lớn như: Đức,Mỹ , Đan Mạch . . . đặc biệt là Đức và Mỹ mỗi năm sản xuất trên 10 tỷ lít và có 25 nước sản xuất trên 1 tỷ lít/năm. Sản lượng bình quân đầu người /năm của một số nước như Đức khoảng 180-220 lít/người/năm. Tiệp Khắc khoảng 160-180 lít/người/năm.Từ những con số trên cho chúng ta thấy nhu cầu sử dụng loại đồ uống này rất cao. ở nước ta hiện nay, ngành sản xuất bia còn non trẻ với sản lượng còn thấp chưa đáng kể vào khoảng 500 triệu lít/năm. Miền Nam có Tổng công ty Bia Rượu NGK Sài Gòn với năng suất khoảng 350 triệu lít/năm. Miền Bắc có Tổng công ty Bia Rượu NGK Hà Nội năng suất 230 triệu lít /năm, ngoài ra còn có các nhà máy vừa và nhỏ ở các tỉnh như : Huế,Đà Năng, Thanh Hoá, Nghệ An, Nam Đinh Quảng Bình. . .với năng suất 3-15 triệu 1ít/năm. Song sản lượng tiêu thụ bình quân đầu người quá thấp mới khoảng 8-9 lít/người/năm. Mục tiêu đến năm 2010 mức tiêu thụ bình quân theo đầu người là 20 lít / người /năm. Xuất phát từ mục tiêu thực tiễn, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia thì thấy rằng việc xây dựng các nhà máy bia có cơ cấu tổ chức chặt chẽ, được trang bị hiện đại nhằm cung cấp cho người tiêu dùng loại sản phẩm có chất lượng nhưng giá thành hợp lý là rất cần thiết. Việc xây dựng nhà máy bia có công xuất 22 triệu lít/ năm là phù hợp với tình hình phát triển ở nước ta và thuận lợi cho sản xuất, lắp đặt và vận hành thiết bị trong đây chuyền sản xuất. Đồ án môn học của em có nhiệm vụ thiết kế phân xưởng chuẩn bị nguyên liêu tới dịch đường chuẩn bị lên men, có năng xuất 30 triệu lít /năm, với sản phẩm bia hơi và bia chai, 30% nguyên liệu thay thế bao gồm: Phần I: Lập luận kinh tế. Phần II: Chọn và thuyết minh day chuyền sản xuất. Phần III: Tính cân bằng sản phẩm. Phần IV: Tính toán và chọn thiết bị.
Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU .5 PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ Mục đích việc cần thiết xây dựng nhà máy bia Hà Nội Chọn địa điểm: 3.Nguồn nguyên liệu: 4- Năng lượng: Nhân lực: Tiêu thụ sản phẩm: .9 Xử lý môi trường 8- Đặc điểm khí hậu PHẦN I .10 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 10 A THÀNH PHẦN VÀ CÁC CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU 10 I Nguyên liệu chính: 10 Malt đại mạch: 10 Hoa houblon: .11 Gạo: 12 Nấm men: 13 II Nguyên liệu phụ 13 Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Nước: 13 2-Các chất phụ gia 14 B THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CÔNG NGHỆ 14 I Quy trình cơng nghệ 14 Phương pháp nấu: .15 Phương pháp lọc dịch đường: 15 II THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 16 Chuẩn bị nguyên liệu : 16 Hồ hóa đường hóa 18 Lọc dịch đường 19 Đun sôi dịch đường với hoa Houblon .21 Lắng dịch đường 22 Làm lạnh nhanh, bão hòa oxy 22 PHẦN III 25 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 25 1.Tính lượng dịch đường trước lên men 25 Lượng Malt cần dùng để sản xuất 1000 lít bia 26 Lượng gạo cần dùng để sản xuất 1000 lít bia 26 Lượng hoa houhlon cần dùng cho 1.000/ bia 27 Các sản phẩm phụ .28 Lượng nước dùng trình nấu rửa là: 29 Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm II Tính cho 1.000 lít bia nồng độ dịch đường ban đầu 100Bx 30 Tính lương đường trước lên men .30 Tính nguyên liệu 31 Lượng hoa houblon 31 Các sản phẩm phụ khác 32 Lượng nước cần dùng trình nấu sửa là: 33 III: KẾ HOẠCH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY 34 PHẦN IV 36 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 36 Cân nguyên liệu 36 Gầu tải: .36 Máy nghiền malt 37 Máy nghiền gạo 37 Chọn nồi hồ hoá 38 Chọn nồi đường hoá 39 Thiết bị lọc dịch đường 41 Thùng chứa bã gạo, bã malt 42 Tính chọn nồi nâu hoa 42 10 Thiết bị đun nước nóng 43 11 Thùng làm nguội lắng sơ bộ: 44 12 Máy làm lạnh nhanh: 45 Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm 13/ Tính chọn hệ thống CIP: 46 KẾT LUẬN 48 Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm LỜI NĨI ĐẦU Bia loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp (hàm lượng rượu khoảng 3,5% - 5,5% thuộc vào loại bia), có ga (hàm lượng CO2 khoảng 4,5 - 5,5 gam / lít), ngồi bia chứa số chất có giá trị dinh dưỡng cao Hương vị đặc trưng bia nhờ chất chiết từ mẫu đại mạch hoa houblon Các chất phần giữ lại, phần biến đổi qua trình lên men tạo rượu Etylic,CO2 sản phẩm phụ với chất phụ gia tạo hương vị hài hồ cho bia Thành phần chủ yếu bia nước chiếm khoảng 80-90% lại rượu chiếm 3-6%, CO2 khoảng 0,4-0,5% Ngoài bia chứa lượng vitamin Bi,B2 Bia cung cấp lượng giá trị dinh dưỡng lớn tốt cho thề Đặc biệt bia chứa lượng CO2 nằm dạng liên kết tự nên uống vào thể có tác dụng thu nhiệt làm giảm nhanh khát, hàm lượng cồn thấp bia có khả kích thích tiêu hoá dày Lịch sử phát triển ngành bia đời cách 7000 năm trước công nguyên, người dân biết sản xuất bia từ mẫu đại mạch Công nghệ lan truyền đến Ai Cập, Ba Tư, nước lân cận tràn xuống phía Nam Ngày số phận Ethyopia sản xuất bia theo phương pháp người dân Babilon Ngày khoa học kỹ thuật phát triển với tốc độ nhanh, với phát triển khoa học kỹ thuật, công nghệ sinh học ngày phát triển chiếm vị trí quan trọng tương lai Trong công nghệ lên men nói chung, kỹ thuật sản xuất bia nói riêng giới có bước nhảy vọt kỹ thuật công nghệ sản lượng ngày cao đáp ứng nhu cầu xã hội cách hợp lý Các nước có sản lượng bia lớn như: Đức,Mỹ , Đan Mạch đặc biệt Đức Mỹ năm sản xuất 10 tỷ lít có 25 nước sản xuất tỷ lít/năm Sản lượng bình qn đầu người /năm số nước Đức khoảng 180-220 lít/người/năm Tiệp Khắc khoảng 160-180 lít/người/năm.Từ số cho thấy nhu cầu sử dụng loại đồ uống cao Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm nước ta nay, ngành sản xuất bia non trẻ với sản lượng thấp chưa đáng kể vào khoảng 500 triệu lít/năm Miền Nam có Tổng cơng ty Bia Rượu NGK Sài Gòn với suất khoảng 350 triệu lít/năm Miền Bắc có Tổng công ty Bia Rượu NGK Hà Nội suất 230 triệu lít /năm, ngồi có nhà máy vừa nhỏ tỉnh : Huế,Đà Năng, Thanh Hố, Nghệ An, Nam Đinh Quảng Bình .với suất 3-15 triệu 1ít/năm Song sản lượng tiêu thụ bình quân đầu người thấp khoảng 8-9 lít/người/năm Mục tiêu đến năm 2010 mức tiêu thụ bình quân theo đầu người 20 lít / người /năm Xuất phát từ mục tiêu thực tiễn, mục tiêu đề lợi ích việc phát triển cơng nghệ sản xuất bia thấy việc xây dựng nhà máy bia có cấu tổ chức chặt chẽ, trang bị đại nhằm cung cấp cho người tiêu dùng loại sản phẩm có chất lượng giá thành hợp lý cần thiết Việc xây dựng nhà máy bia có cơng xuất 22 triệu lít/ năm phù hợp với tình hình phát triển nước ta thuận lợi cho sản xuất, lắp đặt vận hành thiết bị chuyền sản xuất Đồ án mơn học em có nhiệm vụ thiết kế phân xưởng chuẩn bị nguyên liêu tới dịch đường chuẩn bị lên men, có xuất 30 triệu lít /năm, với sản phẩm bia bia chai, 30% nguyên liệu thay bao gồm: Phần I: Lập luận kinh tế Phần II: Chọn thuyết minh day chuyền sản xuất Phần III: Tính cân sản phẩm Phần IV: Tính tốn chọn thiết bị Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ Mục đích việc cần thiết xây dựng nhà máy bia Hà Nội Với đặc điểm nước có khí hậu gió mùa, thời gian nắng nóng kéo dài nên nước ta thị trường rộng mở loại nước giải khát bia đồ uống chủ đạo Đồng thời khoảng 10 năm trở lại kinh tế thị trường đem lại mặt cho xã hội, mức sống người dân tăng lên đáng kể, nhu cầu hường thụ ngày tăng Việc xây dựng xưởng bia với công xuất đại sản xuất sản phẩm bia có chất lượng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ dân chúng vô khả quan Đây mục đích đồ án thiết kế xây dựng nhà máy bia cơng suất 100.000 lít ngày Chọn địa điểm: - Để chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia em tìm hiểu chọn Thạch Bàn - Gia lâm huyện ngoại thành Hà Nội với lý sau: , - Trong quy hoạch phát triển trung ương thủ Hà Nội phát triển xây dựng theo xu hướng lấy sông Hồng trọng tâm mà Gia lâm nằm bên sông Hồng tương lai phát triển, trở thành thị trường tiêu thụ không nhỏ - Gia lâm cửa ngõ Đông Bắc thủ đô, đầu mối giao thông dẫn tới tỉnh, thành phố lân cận Hải Phòng, Hải Dương, Bắc Ninh,Thái Nguyên .Điều thuận tiện cho việc tiêu thụ 3.Nguồn nguyên liệu: + Malt hoa: Malt : Nhập từ công ty đường Malt Từ Sơn - Bắc Ninh nhập qua công ty thương mại Chỉ tiêu chất lượng: Độ ẩm W= 6% Độ hoà tan: 72% Lượng Malt dùng cho mẻ: 70% Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Hoa Houblon: dùng hoa cao hoa viên, nhập từ Đức qua công ty thương mại Lượng hoa sử dụng: 150g/hl Cao hoa : 30% Hoa viên: 40% Hoa cánh : 30% + Gạo(tẻ): loại nguyên liệu thay phổ biến nay, gạo nguyên liệu có nhiều ưu điểm như: đảm bảo yêu cầu sản xuất chất lượng sản phẩm, kinh tế hạ giá thành sản phẩm Có thể mua trực tiếp từ vùng lân cận Thái Bình,Nam Định Chỉ tiêu chất lượng gạo: Độ ẩm w= % Độ hoà tan: 80% Lượng gạo dùng mẻ: 30% Nước: Có thể mua từ công ty sử lý nước để đảm bảo nhu cầu sẩn xuất, lợi ích kinh tế nhà máy nên xây dựng hệ thống giếng khoan sử lý nước riêng Các phụ gia: Chủ yếu hoá chất phụ trợ dùng để khử trùng, CIP, sản xuất nước 4- Năng lượng: Điện: sử đụng điện lấy từ hệ thống điện quốc gia thơng qua trạm biến áp riêng Ngồi để đảm bảo nhà máy hoạt động đường điện quốc gia có cố nên có máy phát điện dự phòng Hơi: Có phân xưởng lò riêng, cung cấp từ lò chạy than Nguồn lạnh: Sử dụng hệ thống làm lạnh nhân tạo, dùng Glycol nên đảm bảo vệ sinh bền cho thiết bị Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Nhân lực: Hàng năm khoa cơng nghệ hố học thực phẩm trường đại học, cao đẳng đào tạo công nhân kỹ thuật, kỹ sư lành nghề nguồn nhân lực ln đảm bảo Việc xây đựng nhà máy giải nhiều công ăn việc làm cho nhân dân Tiêu thụ sản phẩm: Ngay mặt tiền nhà máy mở cửa hàng giới thiệu sản phẩm, sản phẩm giới thiệu địa phương, phần vận chuyển tới thị trường lân cận Xử lý môi trường Do nhà máy thường đặt gần khu dân cư nên việc xử lý chất thải đặc biệt nước thải quan trọng, nước thải phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho môi trường sống 8- Đặc điểm khí hậu Hà nội thành phố trung tâm tương đối nóng, nhiệt độ trung bình năm 240c lưu lượng mưa 200ml, trung bình năm có - tháng nóng nên việc tiêu thụ sản phẩm tốt Lượng mưa Hà Nội tập chung từ tháng 6-9 đem lại thuận lợi cho mạch nước ngầm giúp cho việc sản xuất vệ sinh nhà xưởng thuận lợi Hướng gió thổi mạnh từ hướng Đơng Nam nên ta xây dựng theo hướng lợi nắng gió nhà xưởng mát mẻ, thơng thoáng tránh ẩm mốc Trương Anh Tú – CH11- CNTP Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm PHẦN I CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT A THÀNH PHẦN VÀ CÁC CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU I Nguyên liệu chính: Bia sản xuất từ nguyên liệu Malt đại mạch, hoa houblon nước Để hạ giá thành sản phẩm sản xuất số loại bia thích hợp hợp với thị hiếu người tiêu dùng bên cạnh Malt đại mạch người ta đùng thêm số nguyên liệu thay như: bột gạo, bột ngô, đường muốn bia sản xuất đạt chất lượng nguyên liệu phải đạt yêu cầu kỹ thuật định: Malt đại mạch: Muốn bia có chất lượng tốt, đảm bảo Malt phải đạt tiêu sau: - Hạt phải có kích thước đồng đều, không hạt lép - Màu sắc mẫu có màu vàng rơm, tươi, vỏ trấu hạt óng ánh - Mùi vị: Có mùi thơm đặc trưng tự nhiên nhai thử có vị dịu tinh bột - Độ sạch: không lẫn tạp chất như: đất sỏi, rơm rác tỷ lệ cho phép mùa thu -> mùa hè Đối với mùa hè nước ta sản xuất liên tục Kế hoạch sản xuất năm 2009: Kế hoạch sản xuất nhà máy 300 ngày/ năm Do ngày sản lượng trung bình nhà mày là: 20.10 66670 lít 300 Mỗi ngày nấu mẻ Vậy mẻ nấu 66670 11111 ,67 (l/mẻ) 11112 (l/mẻ) BẢNG CÂN BẰNG SẢN PHẨM BIA CHAI 120 Bx TT Danh mục Đơn Tính cho Tính cho Tính cho Malt Gạo Hoa viên Hoa cao Hoa cánh Dịch đường trước vị kg kg g g g lít lên men Dịch đường trước lít 1106,7 12295,44 73772,64 22131792 lít kg kg lít lít lít 1141,0 257,0 244,0 736,1 360,6 12676,51 2855,27 66,66 2710,84 8178,07 4006,27 76059,06 22817718 17131,62 5139486 399,96 119988 16265,04 4879512 49068,42 14720526 24037,62 7211286 làm lạnh Dịch đường nóng Bã malt gạo 10 Bã hoa 11 Nước rửa bã 12 Nước cho đường hóa 13 Nước cho hồ hóa 1.000l bia 11112l/mẻ 153,8 1708,72 65,9 732,15 666,7 7407,04 85,7 952,13 600 6666 1079,1 11988,8 Tính cho ngày năm 10252,32 3075696 4392,9 1317870 44442,24 1333272 5712,78 1713834 39996 11998800 71932,8 21579840 CÂN BẰNG BẰNG SẢN PHẨM CỦA BIA HƠI 100 Bx TT Danh mục Đơn vị Trương Anh Tú – CH11- CNTP Tính cho Tính cho 1.000l bia 11112l/mẻ Tính cho Tính cho ngày năm 34 Đồ án mơn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Malt Gạo Hoa viên Hoa cao Hoa cánh Dịch đường trước kg kg g g g lít 117,67 50,43 500 65 450 1041,1 1307,31 560,28 5555 722,15 4999,5 11566,62 7843,86 2353158 3361,68 1008504 33330 9999000 4332,9 1299870 29997 8999100 69399,72 11819916 lên men Dịch đường trước lít 1046,33 11624,73 69748,38 20924514 lít kg kg lít lít lít 1073,16 197,68 512,5 652,1 277,36 11922,81 2196,22 88,88 5693,88 7244,83 3081,47 71536,86 21461058 13177,32 3953196 533,28 159984 34163,28 10248984 43468,98 13040694 18488,82 5546646 làm lạnh Dịch đường nóng Bã malt gạo 10 Bã hoa 11 Nước rửa bã 12 Nước cho đường hóa 13 Nước cho hồ hóa Trương Anh Tú – CH11- CNTP 35 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm PHẦN IV TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ Cân nguyên liệu Lượng malt cần sản xuất cao mẻ là: 10252,32kg Lượng gạo cần sản xuất cao mẻ là: 4392,9 kg Tổng nguyên liệu cần sản xuất mẻ là: 10252,32+4392,9=14645,22 (kg) Nguyên liệu cân loại riêng biệt cân cho mẻ nên ta chọn cân cho toàn cho dây chuyền Chọn cân: - Năng suất cân lớn 3000(kg/ mẻ) - Sai số tối đa: 0,5 kg - Kích thước cân: 1000 x 800 x 1200 mm Chọn cân, ta chọn cân đồng hồ 10 kg để cân hoa cho mẻ nấu cân xút Gầu tải: Là thiết bị chuyên dùng để vận chuyển nguyên liệu mầu, gạo từ khu nghiền tới nồi nấu Lượng nguyên liệu cần vận chuyển cho mẻ nấu nhiều malt 1708,72kg, thời gian làm việc 20 phút Vậy suất cần thiết gầu tải là: 1708,72 60 5126,16 (kg/h) 20 Vậy ta chọn máy có suất: /h Đặc tính kỹ thuật: Năng xuất: 6(tấn /h) Công suất động cơ: 1kw Chiều rộng: 0,5m Chiều cao: - m Vận tốc kẻo: 1,8 - 2,Om/s Trương Anh Tú – CH11- CNTP 36 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Máy nghiền malt Chọn máy nghiền có cặp trục nghiền kiểu ẩm, phễu tiếp ngun liệu bố trí để có góc tiếp nhận 18độ,điều đảm bảo cho máy nghiền ăn hạt Lượng malt tối đa cho mẻ sản xuất 1708,72kg Ta chọn máy nghiền hãng MUAR(ĐỨC) Đặc tính kỹ thuật : - Chọn máy nghiền có suất 4000kg/h - Máy nghiền trục - Đường kính trục : 250mm - Kích thước máy 1500x 1500x 1800mm -Công suất động cơ: 2KW Chọn máy Máy nghiền gạo Chọn máy nghiền gạo máy nghiền búa Lượng gạo cần thiết cho ngày lớn 4392,9kg Thời gian nghiền cho mẻ giờ(6 mẻ ngày), lượng gạo cần nghiền là: 4392,9 366,075 (kg/h) 2 Vậy ta chọn máy nghiền búa nhà máy khí lương thực sản xuất Đặc tính kỹ thuật - Công suất động cơ: 2kw - Năng suất : 1000kw/h - Kích thước buồng nghiền : 500m, rộng 250mm - Kích thước lỗ sàng: 0,5 - l,5mm - Tốc độ quay rơm: 1450 vòng/phút -Tốc độ vòng búa : 76m/s - Số búa : 128 - Bề dày búa: x 8m Trương Anh Tú – CH11- CNTP 37 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm - Khối lượng: 870kg - Kích thước thiết bị : 1500 x 800 x 1200mm Ta chọn máy Chọn nồi hồ hố Ta tính kích thước nồi để sản xuất với mẻ nấu 11112 lít bia thành phẩm Lượng gạo sử dụng cho mẻ nấu lớn 732,15kg(lượng gạo đem vào nồi trình nghiền tổn thất 0,5%)nên lượng thực tế : (100% - 0,5%) x 732,15 = 728,49(kg) Lượng malt lót đưa vào 10% so với gạo 732,15 x 0,1 = 73,215kg Lượng nước đưa vào nồi dịch hoá : so với nguyên liệu lượng(nước + nguyên liệu )là: (728,49 + 73,215)x5= 5939,525kg Khối hỗn hợp cho vào nồi đường hóa là: 728,49+73,215+5939,525=6741,23kg Khối lượng riêng hỗn hợp dịch bột nước ,08 kg/1ít Vậy thể tích hỗn hợp bột nước là: 6741,23 6241,88 (l) 1,08 Hệ số sử dụng nồi nấu 75% Vậy thể tích nồi 6241,88/0,75 = 8322,51 (l) => V = 8,3223m Chọn thùng thiết bị vỏ, thân trụ, đáy chỏm cầu cánh khuấy đặt đáy nồi thiết bị chế tạo thép không gỉ + Đường kính nồi D + Chiều cao phần trụ H = 0,7d + Chiều cao phần đáy H1 = 0,2d + Chiều cao phần đỉnh H2 = 0,15D Thể tích thùng tính theo công thức Trương Anh Tú – CH11- CNTP 38 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm V D 2 H D 2 H1 D H2 V = 0,613D3 => D = 2,39m chọn D = 2,4 m Vậy thùng hồ hố có kích thước sau: D = 2,4m, h1 = 0,48m, H = 1,68m, h2 = 0,36 m Phần vỏ đáy 100m Vậy đường kính ngồi thùng là: 2,4 + 0,1 x = 2,6m Chọn cách khuấy có đặc tính sau: - Cánh khuấy dạng hình mỏ neo - Đường kính d = ,6 m - Số vòng quay 30 - 40 vòng/ phút Động cánh khuấy 3kw Diện tích bề mặt truyền nhiệt tính để đảm bảo tỷ lệ diện tích bề mặt truyền nhiệt: đơn vị thể tích 0,5%/m3 dịch Chọn nồi đường hoá Nồi đường hoá thiết kế tương tự nồi đường hoá cho mẻ sản xuất 11112 lít Lượng cháo bơm sang nồi đường hoá 6741,23 kg Lượng malt sử dụng cho mẻ nấu là: 1708,72 kg Lượng malt dùng làm malt lót là: 73,215kg Vậy lượng malt cho vào nồi đường hoá là: 1708,72x0,995 – 73,215 = 1626,96 kg Lượng nước cho vào nồi đường hoá nguyên liệu là: 1626,96 x = 9761,76 kg Khối lượng hỗn hợp tồn nồi đường hố là: 9761,76 + 6741,23 = 16502,99 kg Khối lượng riêng dịch nồi đường hố 1,08 nên thể tích hỗn hợp là: Trương Anh Tú – CH11- CNTP 39 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm 16502,99/1,08=15280,55l = 15,28055m3 Hệ số sử dụng nồi nấu 0,8, thể tích thùng là: 15,28055 19,1m 0,8 Chọn nồi đường hố tích 20m thiết bị chế tạo thép không gỉ có vỏ, thân trụ, đáy chỏm cầu, cánh khuấy đặt đáy nồi Đường kính Di, chiều cao phần trụ H = 0,6D, chiều cao đáy h = 0,2D, chiều cao đỉnh h2 = 0,15D Thể tích nồi tính theo cơng thức V D 2 H D 2 h1 D h2 + Đường kính nồi D + Chiều cao phần trụ H : 0,7d + Chiều cao phần đáy hi = 0,2d + Chiều cao phần đỉnh h2 = 0, D Thay số: V = 20m => D = 3,2 m, chọn D = 3,2m Vậy thùng đường hố có kích thước sau: D = 3,2m, h1 = 0,64m, h2 = 0,48m, H=2,24 m Phần vỏ đáy 100m Vậy đường kính thùng là: 3,2+ 0,1 x - 3,4m thiết bị chế tạo thép khơng gỉ có chiều dày S = (mm) Gọi hoà chiều cao vỏ bên h1= O,6;H : 1,28m Chọn cách khuấy có đặc tính sau: Cánh khuấy dạng hình mỏ neo - Đường kính cánh khuấy :2,4 m - Số vòng quay 30 - 40 vòng/ phút - Cơng suất động cánh khuấy: 4kw - Tốc độ khuấy: 30 vòng/ phút Trương Anh Tú – CH11- CNTP 40 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm - Áp suất làm việc: 2,5kg/m3 Thiết bị lọc dịch đường Ta sử dụng thùng lọc để lọc dịch đường Để trình lọc xảy bình thường chiều cao lớp bã phép khoảng 0,4 - 0,5m Thể tích khối bã là: V D x Hb Hb - chiều cao lớp bã Diện tích đáy thùng là: S Vb D 45 D Hb Từ thể tích khối dịch Cháo Cần lọc Vc ta tính chiều cao khối dịch khí đổ vào thùng lọc Chiều cao toàn khối dịch thùng lọc là: V H c S Hệ số đổ đầy nồi lọc 75 % chiều cao thực nồi lọc là: Hiu : H/O,75 Lượng bã ẩm là:2855,27kg Trong khoảng trống có diện tích 100 lít chứa sơng bã: Vậy thể tích bã là: Vb 2855,27 100 3569,0875 l 80 Chọn chiều cao lớp bã là: 0,5m Vậy diện tích đáy thùng lọc là: S 0,25 12,5m 0,5 Đường kính thùng lọc S 45 x12,5 3,9 3,14 Thể tích khối dịch đường mẻ là: 12676,51 lít 12,7m3 Trương Anh Tú – CH11- CNTP 41 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Chiều cao lớp thùng là: 12,7 H 1,016 m 12,5 Hệ số đổ đầy thùng 70% chiều cao thực thùng là: 1,016/0,7 = 1,45m Chọn nồi lọc có đường kính 1,45m, nồi vỏ thân hình trụ đáy phẳng có độ dốc 2%, vật liệu thép không gỉ + Công suất động cánh khuấy: 3kw + Tốc độ khuấy: vòng/ phút Thùng chứa bã gạo, bã malt Khối lượng bã mẻ nấu 2855,27 kg mà kg bã chiếm thể tích 1,6l nên thể tích bã là: 2855,27 x 1,6 = 4568,432 gân 4,6m3 Ta chọn thùng chứa bã hình vng, làm thép khơng gỉ có kích thước dài x rộng = 1,7 x 1,7 (m) Chiều cao thùng 4,6 1,5917 m 1,6 1,7 1,7 Vậy kích thước thùng là: 1,7 x 1,7 x 1,6 (m x m x m) ta chọn thùng Tính chọn nồi nâu hoa Lượng dịch thu s au đun hoa la: 12295,44 lít Lượng nước bay nồi nấu hoa là: 10% Vậy lượng dịch cho vào thùng nấu hoa trước đun là: 12295,44 100 13661,6 lít 90 Hệ số thùng nấu hoa 80% Vậy thể tích thùng nấu hoa là: 13661,6 17077 lít 0,8 Trương Anh Tú – CH11- CNTP 42 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Chọn thùng thiết bị tích V = 17,077m thân hình trụ, đáy cầu đỉnh câu cánh khuấy đặt đáy thùng, có quạt chống tràn lên thiết bị chế tạo thép khơng gỉ + D Đường kính nồi đun hoa + H = ,2D Chiều cao phần trụ + h1 = 0,2D Chiều cao phần đáy + h2 = 0,15D chiều cao phần đỉnh Thể tích thùng tính theo cơng thức V D 2 H D 2 h1 D h2 => D = 3,03m, chọn D = 3,1m Nồi nấu hoa có kích thước sau: D = 3,1m, h = 0,62m, h = 0,465m, H = 3,72 m Phần vỏ dày 100mm, Vậy đường kính ngồi thùng 3,1 + 0,1 x = 3,3m Chọn cánh khuấy có đặc tính sau: - Cánh khuấy dạng mỏ neo, đường kính D = ,6m - Số vòng quay 30 đến 40 vòng/ phút - Động cánh khuấy 3kw Diện tích bề mặt truyền nhiệt tính để đảm bảo tỷ lệ diện tích bề mặt truyền nhiệt, đơn vị thể tích 0,5/1m3 10 Thiết bị đun nước nóng Thùng chủ yếu để rửa bã sau lọc phần dùng để vệ sinh thiết bị Sau mẻ nấu ta cần vệ sinh nước nóng, nồi nấu cần 5001, nồi nấu cần 1500 lít Lượng nước nóng cần dùng để rửa bã 4148 lít Vậy lượng nước cần dùng 4148 + 1500 = 5648 Hệ số sử dụng thùng 0,8 nên chọn thùng tích là: Trương Anh Tú – CH11- CNTP 43 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm 5648 7060 lít 0,8 Chọn thùng thiết bị tích V = 7m thuộc loại nồi vỏ thân hình trụ, đáy, đỉnh cầu, thiết bị chế tạo thép không gỉ + D Đường kính thùng + H = ,6D Chiều cao phần trụ + h1 = h2 chiều cao phần đáy Chiều cao phần đỉnh h1 = h2 = 0,2D Thể tích thùng tính theo cơng thức V D 2 H D 2 h1 D h2 => D = ,65 m Vậy chọn D = 1,7m Chọn nồi nấu có kích thước sau: D = 1,7m h1 = 0,34m H = 2,7m h2 = 0,34m h1 = 0,8D = 1,36 (m) chiều cao lớp áo bên ngồi Phần vỏ có chiều dầy 50mm nên đường kính ngồi thùng là: D = ,7 + 0,05 x = ,8 (m) Thiết bị chế thép khơng gỉ có chiều dầy S = 15mm 11 Thùng làm nguội lắng sơ bộ: Thùng gọi thùng lắng xốy có thân hình trụ đứng dịch bơm vào theo phương tiếp tuyến Q trình tạo dòng xốy làm cho chất khơng tan lắng xuống phần đáy đáy Thùng lắng xốy thực tế gần khối trụ rỗng với độ dốc đáy nhỏ (khoảng 2%) Dịch đường lấy qua lỗ đặt sát thành nồi từ phía đốc Dịch đường bơm vào lắng độ cao 1/3 chiều cao khối dịch kể từ đáy để đảm bảo tạo dòng xốy tối ưu hạn chế việc hoá tan nhiều oxy vào dịch Lượng dịch sau đun hoa 12295,44 lít Hệ số sử dụng thùng là: 85% Trương Anh Tú – CH11- CNTP 44 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Vậy thể tích thùng lắng là: 12295,44/0,85 = 14465,2235 (1) 12,135 (m3) chọn thùng hình trụ, bằng, đỉnh cầu Thể tích thùng tính theo cơng thức V II D 2 II D H h 4 Trong đó: D; Là đường kính thùng H = D: Là chiều cao phần trụ H = 0,2D: Là chiều cao phần chóp Thay số ta có: D = 2,9 (m) Chọn thiết bị: - Đường kính thiết bị D = 3m - Chiều cao thân trụ H = m - Thiết bị làm thép không gỉ chiều dày S = 5mm - Chiều cao phần chóp h = 0,6m 12 Máy làm lạnh nhanh: Ta sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh kiểu trao đổi nhiệt dạng Vật liệu thép hợp kim Cr_Ni mỏng Thiết bị gồm nhiều kim loại mỏng xếp lại với mà chúng dịch đường tác nhân lạnh xen kẽ Để đạt trao đổi nhiệt tết phải đảm bảo: * Độ dày kim loại đủ mỏng * Các kim loại phải có cấu tạo cho sinh đòng chảy rơi * Các nếp gấp kim loại phải thật nhỏ Chọn máy làm lạnh thiết bị làm lạnh cấp, gồm mỏng dạng hình sin, làm thép khơng rỉ ghép lại với thành rãnh nhỏ xen kẽ Dịch đường vào máy làm lạnh Trương Anh Tú – CH11- CNTP 45 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Lượng dịch đường sau lắng xốy trước làm lạnh là: 12295,44 lít 12,3 m3 Thời gian làm lạnh nhanh từ - 1,5h/mẻ Hệ số sử dụng máy là: 0,8 xuất thiết bị làm lạnh nhanh là: NSlàmlanhnhanh = 12,3/1x0,8 = 15,38 m3/h Đặc tính kỹ thuật: Chọn thiết bị làm lạnh nhanh kiểu bản, dùng tác nhân làm lạnh nước -30C * Năng xuất máy: 16m3/h * Số truyền nhiệt dịch tác nhân làm lạnh là: 26bản * Diện tích truyền nhiệt: 20m2 * Kích thước bản: 300 x 600mm * Kích cỡ máy: 600 x 1600 x 1400mm 13/ Tính chọn hệ thống CIP: CIP gồm thùng : thùng chứa NaOH 2% thùng chứa HNO30,1 mol thùng chứa nước javen Mỗi mẻ nấu vệ sinh với chất lỏng CIP 5% thể tích nồi nấu Có mẻ nấu ngày, thùng nấu hoa lớn nên ta tính thể tích thùng CIP theo thể tích thùng nấu hoa Vnấu hoa =26,5m3 Hệ số sử dụng thùng CIP 0,9 thể tích thùng CIP là: V= 26,5 x 0,05/0,9 = ,47m3 - chọn cấu tạo thùng: thân hình trụ cao H = l,2d, đáy chỏm cầu h = 0,15D, có van cấp địch, van hồi dịch, cửa đưa hóa chất vào V D h 2 H h 0,75 V = 0,846D3 Trương Anh Tú – CH11- CNTP 46 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm Vậy D = 1,2m Các thùng CIP tích kích thước Đường kính thùng là: D = 1,2m -> H = 1,44m Chiều cao đáy H = 0,15D = 0,18m Trương Anh Tú – CH11- CNTP 47 Đồ án môn học Thiết kế phân xưởng nấu với xuất 20 triệu lít/ năm KẾT LUẬN Trong thời gian qua em giao đồ án: "Thiết kết phân xưởng nấu với xuất 30triệu lít/ năm" đến đồ án em hoàn thành hướng dẫn tận tình giáo PGS-TS Nguyễn Thanh Hằng thầy cô môn: Xây dựng công nghiệp, kinh tế quản lý Tuy có nhiều cố gắng, nghiên cứu tài liệu thân hướng dẫn tận tình thầy tránh khỏi sơ suất thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô bạn bè đề đồ án em hòa thiện Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy cô thầy Khuất Hữu Thanh giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực Trương Anh Tú Trương Anh Tú – CH11- CNTP 48 ... tỷ lệ dạng hoa Hoa cao : 2000x 30 100 x = 85,7 g 2000x 40 100 x 1,2 = 666,7 g 2000x 30 100 x = 600g Hoa viên : Hoa cánh : Các sản phẩm phụ a) Lượng cặn bã (Malt + gạo):ga * Lượng bã gạo sau lọc