Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men bằng phương pháp hiện đại, năng suất 75 triệu lít bia năm

TÓM TẮT ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA ĐEN LÊN MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI NĂNG SUẤT 75 TRIỆU LÍT BIA/ NĂM Người hướng dẫn: ThS PHAN THỊ BÍCH NGỌC Sinh viên thực hiện: LƯU THỊ TÂM Số thẻ sinh viên: 107120270 Lớp: 12SH Đà Nẵng, 5/2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại, suất 75 triệu lít bia/ năm Sinh viên thực : Lưu Thị Tâm Số thẻ SV : 107120270 Lớp : 12SH Đồ án gồm thuyết minh năm vẽ Phần thuyết minh gồm: - Giới thiệu tổng quát bia lý lựa chọn đề tài - Lập luận kinh tế điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy sản xuất bia đen TP Đà Nẵng - Tổng quan bia đen, nguyên liệu nguyên liệu phụ sản xuất bia đen - Chọn thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất bia đen - Kế hoạch sản xuất nhà máy, lượng ngun liệu cần cho cơng đoạn từ tính lượng nguyên liệu cần dự trữ cho sản xuất - Chọn tính tốn thiết bị phục vụ cho quy trình sản xuất - Tính lượng hơi, nhiên liệu nước cấp sử dụng cho nhà máy - Các nguyên tắc đảm bảo an toàn vệ sinh nhà máy sản xuất - Đưa tiêu để kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Các vẽ: Bản vẽ 1: Mặt mặt cắt phân xưởng nấu Bản vẽ 2: Mặt mặt cắt phân xưởng lên men Bản vẽ 3: Mặt mặt cắt phân xưởng chiết rót Bản vẽ 4: Sơ đồ nước phân xưởng nấu Bản vẽ 5: Tổng mặt ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lưu Thị Tâm Lớp: 12SH Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107120270 Ngành: Công Nghệ Sinh Học Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại, suất 75 triệu lít bia / năm Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Năng suất nhà máy: 75 triệu lít - Độ bia: 11% - Thành phần nguyên liệu: Malt vàng 55% Ngô 30% Malt caramel 10% Đường 5% - Thiết bị nấu có dạng thân trụ đáy chỏm cầu - Thiết bị lọc bã malt dạng khung Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Mục lục Mở đầu Chương Lập luận kinh tế kỹ thuật Chương Tổng quan Chương Chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ Chương Tính cân vật chất Chương Tính chọn thiết bị Chương Tính tổ chức Chương Tính xây dựng Chương Tính nước Chương An tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp nhà máy Chương 10 Kiểm tra sản xuất chất lượng sản phẩm Kết luận Tài liệu tham khảo Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Bản vẽ 1: Mặt mặt cắt phân xưởng nấu A0 Bản vẽ 2: Mặt mặt cắt phân xưởng lên men A0 Bản vẽ 3: Mặt mặt cắt phân xưởng chiết rót Bản vẽ 4: Sơ đồ nước phân xưởng nấu Bản vẽ 5: Tổng mặt A0 A0 A0 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: ThS Phan Thị Bích Ngọc Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 12/2/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 15/5/2017 Đà Nẵng, ngày 15 tháng nnăm 2017 Trƣởng Bộ môn TS Lê Lý Thùy Trâm Ngƣời hƣớng dẫn ThS Phan Thị Bích Ngọc LỜI NĨI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Trải qua năm học tập giảng đường đại học, tận tình dạy bảo thầy cô giáo, đặc biệt thầy cô Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng, tơi tích lũy nhiều kiến thức bổ ích Và đến nay, để cố vận dụng học thời gian qua, giao thực đề tài tốt nghiệp với nhiệm vụ thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít bia 110/ năm Q trình thực đề tài giúp nắm kĩ kiến thức công nghệ sản xuất bia, bước xây dựng nhà máy sản xuất, cách tính tốn bố trí thiết bị, lựa chọn phương án tối ưu để đảm bảo suất kinh tế Để tơi hồn thành tốt đồ án này, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn ThS Phan Thị Bích Ngọc tận tình bảo, giúp đỡ cho học q giá Tơi xin cảm ơn bạn bè người thân giúp đỡ thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2017 Sinh viên thực hiên Lưu Thị Tâm i LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT Tơi xin cam đoan đồ án tơi thực kết tính tốn trung thực Trong q trình thực tơi tham khảo số tài liệu liệt kê mục “ Tài liệu tham khảo” Sinh viên thực Lưu Thị Tâm ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN I LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT III DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ X DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU XI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Tính cấp thiết đầu tư 1.2 Điều kiện kinh tế kĩ thuật 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên 1.2.2 Hệ thống giao thông vận tải 1.2.3 Nguồn nguyên liệu 1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nhiên liệu 1.2.5 Nguồn cung cấp nước 1.2.6 Hệ thống xử lý nước thải 1.2.7 Nguồn nhân lực 1.2.8 Thị trường tiêu thụ sản phẩm 1.2.9 Hợp tác hóa CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sản phẩm 2.1.1 Thành phần hóa học bia 2.1.2 Các tiêu cảm quan 2.2 Nguyên liệu 2.2.1 Malt vàng 2.2.2 Malt caramel 2.2.3 Hoa houblon 2.2.4 Ngô 2.2.5 Nước 10 2.2.6 Đường mía đường củ cải (saccharose) 11 2.2.7 Chất hỗ trợ kỹ thuật 11 2.3 Các q trình sinh lí, sinh hóa sản xuất bia 12 iii 2.3.1 Các trình xảy nấu 13 2.3.2 Các trình xảy lên men 14 2.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia nước giới 15 CHƢƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ17 3.1 Dây chuyền cơng nghệ sản xuất bia 17 3.2 Chọn phương pháp công nghệ 18 3.2.1 Nguyên liệu 18 3.2.2 Làm 18 3.2.3 Nghiền 18 3.2.4 Nấu 18 3.2.5 Lọc dịch đường 18 3.2.6 Houblon hóa 19 3.2.7 Lắng 19 3.2.8 Làm lạnh 19 3.2.9 Lên men 19 3.2.10 Chiết rót 19 3.2.11 Thanh trùng 19 3.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 19 3.3.1 Xử lý nguyên liệu 19 3.3.3 Lên men 26 3.3.4 Lọc bia rót bia vào chai 28 CHƢƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 31 4.1 Các số liệu ban đầu 31 4.2 Tính số mẻ nấu ngày 31 4.3 Lập biểu đồ sản xuất 31 4.4 Chọn hao hụt cho công đoạn 32 4.5 Tính cân vật chất cho 100kg nguyên liệu 32 4.5.1 Lượng chất khô nguyên liệu hạt ban đầu: 32 4.5.2 Lượng chất khơ ngun liệu hạt cịn lại sau làm 33 4.5.3 Lượng chất khơ ngun liệu hạt cịn lại sau nghiền 33 4.5.4 Lượng chất khô hạt chuyển vào dịch đường nấu 33 4.5.5 Lượng chất hạt cịn lại sau q trình nấu 33 4.5.6 Lượng chất khô hạt cịn lại sau q trình lọc 34 4.5.7 Thể tích dịch đường đun sôi 34 4.5.8 Lượng chất khơ cịn lại sau houblon hóa 34 4.5.9 Lượng dịch đường sau houblon hóa 34 iv 4.5.10 Lượng chất khơ cịn lại sau q trình lắng 35 4.5.11 Lượng dịch đường lại sau lắng 35 4.5.12 Thể tích dịch đường sau làm lạnh (dịch lên men): 35 4.5.13 Lượng bia sau lên men: 36 4.5.14 Lượng bia lại sau lọc: 36 4.5.15 Lượng bia lại sau ổn định: 36 4.5.16 Lượng bia sau chiết rót trùng 36 4.5.17 Tính lượng hoa houblon cần dùng 36 4.5.18 Lượng bã nguyên liệu 36 4.5.19 Lượng men giống đặc cần dùng 36 4.5.20 Lượng chế phẩm enzyme sử dụng 36 4.5.21 Tính lượng CO2 thu độ rượu sản phẩm 37 4.5.22 Lượng sữa men thu hồi 37 4.6 Tính cân sản phẩm cho ngày 38 4.6.1 Lượng nguyên liệu ban đầu 38 4.6.2 Lượng nguyên liệu hạt sau làm 38 4.6.3 Lượng nguyên liệu hạt sau nghiền 38 4.6.4 Lượng dịch đường đun sôi 38 4.6.5 Lượng dịch đường sau houblon hóa 38 4.6.6 Lượng dịch đường sau sau lắng 39 4.6.7 Lượng dịch lên men 39 4.6.8 Lượng bia sau lên men 39 4.6.9 Lượng bia sau lọc 39 4.6.10 Lượng bia sau ổn định 39 4.6.11 Lượng bia thành phẩm 39 4.6.12 Lượng hoa houblon dạng viên 39 4.6.13 Lượng bã nguyên liệu 39 4.6.14 Lượng men giống đặc cần dùng 39 4.6.15 Lượng sữa men thu hồi 39 4.6.16 Lượng sữa men dùng làm giống 39 4.6.17 Lượng sữa men sử dụng cho mục đích khác 39 4.6.18 Lượng chế phẩm enzyme sử dụng 39 4.6.19 Lượng CO2 thu hồi 40 4.7 Chi phí bao bì 40 4.7.1 Lượng vỏ chai 40 4.7.2 Số lượng nhãn 40 v 4.7.3 Lượng nắp đậy 40 4.7.4 Két đựng chai 41 CHƢƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 43 5.1 Phân xưởng nấu 43 5.1.1 Tính xilo 43 5.1.2 Tính bunke 44 5.1.3 Cân nguyên liệu 46 5.1.3 Chọn thiết bị làm 47 5.1.4 Nồi nấu nguyên liệu 48 5.1.5 Nồi nấu nước nóng 51 5.1.6 Nồi houblon hóa 52 5.1.7 Thiết bị lọc khung 52 5.1.8 Thùng chứa bã nguyên liệu 53 5.1.9 Thùng trung gian chứa dịch đường sau lọc 54 5.1.10 Thiết bị lắng 54 5.1.11 Thiết bị làm lạnh 55 5.1.12 Tính chọn loại bơm cho phân xưởng nấu 55 5.1.13 Tính cấu vận chuyển 57 5.2 Phân xưởng lên men 62 5.2.1 Thiết bị lên men 62 5.2.2 Thiết bị nuôi cấy nấm men xử lý sữa men 63 5.2.3 Thiết bị lọc bia 66 5.2.4 Thùng phối trộn chất trợ lọc 66 5.2.5 Thùng chứa ổn định bia sau lọc 66 5.2.6 Chọn bơm 67 5.3 Cơng đoạn hồn thiện 68 5.3.1 Máy chiết rót đóng nắp 68 5.3.2 Máy rửa chai 68 5.3.3 Máy rửa két 69 5.3.4 Máy trùng 69 5.3.5 Máy dán nhãn 69 5.3.6 Băng tải chai, két 69 5.3.7 Máy bốc chai vào khỏi két 70 CHƢƠNG 6: TÍNH TỔ CHỨC 72 6.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 72 6.2 Tổ chức lao động nhà máy 72 vi Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Bảng 8.6 Tổng lượng nhiệt dùng cho nồi Tên Q1, kcal Q2, kcal Q3, kcal Q5, kcal Q, kcal Nồi ngô 355153,3 2639,75 17018,40 22459,82 397271,27 Nồi malt 162542,3 9223,23 23484,74 41321,34 236571,61 817408,3 36457,78 28856,40 66008,82 1655878,07 2604689,37 1302210,0 23883,55 58845,18 1384938,73 thiết bị Nồi houblon Nồi nước Q4, kcal 8.1.3 Lượ g v cườ g độ tiêu tố c o â xưởng nấu - Lượng tính theo cơng thức sau : D = Q kg ih − in Trong : ih : hàm nhiệt nước t0 = 1330C, ih = 651,28 (kcal/kg) [2,tr.313] in : hàm nhiệt nước ngưng t0 = 133 0C, in = 133,4 (kcal/kg) - Cường độ tiêu tốn : Di= D  60 , kg/h Tn Tn: Thời gian thực trình nấu, phút Bảng 8.7 Lượng cường độ tiêu tốn dùng cho phân xưởng nấu Tên thiết bị Nồi ngô Nồi malt Nồi houblon Nồi nước Tổng D (kg/mẻ) 767,11 456,81 5029,52 2674,25 8927,69 Thời gian Tn 75 100 130 140 613,69 274,09 2321,32 1146,11 (phút) Di (kg/h) 4355,21 8.1.4 Tính ượ g c o nhà máy - Tính cho phân xưởng nấu: ngày nấu 10 mẻ nên tổng lượng cho phân xưởng nấu là: 8927,69 × 10 = 89276,9kg - dung cho phân xưởng chiết rót mục đích khác: ta lấy 50% lượng dùng cho phân xưởng nấu : 89276,9 × 50% = 44638,45 kg Vậy cường độ tiêu tốn phân xưởng chiết rót mục đích khác là: Di „ = 44638, 45 = 1859,94(kg/h) 24 Cường độ tiêu tốn toàn nhà máy là: DiT = Di + Di„ = 4355,21 + 1859,94 = 6215,15 (kg/h) SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 84 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm 8.1.5 Chọ ị Lượng dùng thực tế: Dtt = DiT  Với η: hệ số tổn thất nhiệt mát bảo ôn, đường ống, trở lực Chọn η = 0,85 → Dtt = 6215,15 0,85 = 7311,94 (kg/h) Chọn lò kiểu LT8/10X với thông số kỹ thuật sau: [28] Năng suất sinh : 8000 kg/h Áp suất làm việc : 10 bar Nhiệt độ bão hòa Diện tích tiếp nhiệt : 183 0C : 380 m2 Thể tích chứa Thể tích lị Lượng nước dùng cho lị Kích thước ngồi Số lượng 8.1.6 Tính nhiên liệu : 3,81 m3 : 20 m3 : 12,25 m3 : 12100  4800  6300 (mm) : a) Dầu F.O Dầu F.O nhiên liệu sử dụng cho lò D= G  (ih − in ) Q  , kg/h [11, tr.31] Q: Nhiệt lượng dầu, Q = 6728,2 kcal/kg G: Năng suất hơi, G = 7311,94 kg/h : Hiệu suất lò hơi,  = 70% ih: Nhiệt hàm áp suất làm việc, ih = 651,28 kcal/kg in: Nhiệt hàm nước áp suất làm việc, in = 133,4 kcal/kg Vậy: D = 14480, 04(651, 28 −133, 4) = 804,02 (kg/h) 6728, 2 0, Lượng dầu F.O nhà máy sử dụng năm: mF.O = 804,02 × 24 × 308 = 5943315,84 (kg) b) Xăng Sử dụng cho xe nhà máy, lượng xăng sử dụng ngày: 150 (l/ngày) Lượng xăng nhà máy sử dụng năm: 150 × 308 = 46200 (lít) c) Dầu D.O Dùng để chạy máy phát điện, định mức 10 (kg/ngày) điện SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 85 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Lượng dầu dự trữ cho năm: 10 × 308 = 3080 (kg) d) Dầu nhờn Dùng để bơi trơn máy móc, thiết bị, sử dụng kg/ngày Lượng dầu nhờn cần cho năm: × 308 = 2156 (kg) 8.2 Tính nƣớc 8.2.1 Nước dù g c o â xưởng nấu - Theo mục (5.1.5) nước dùng để nấu rửa bã/ mẻ: V1 = 24,57 (m3) - Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu: V2 = 15%  V = 0,15 24,57 = 3,69 (m3) Vậy lượng nước dùng cho phân xưởng nấu ngày: Vn = 10  (V1 + V2) = 10  (24,57 + 3,69) = 282,6 (m3/ngày) 8.2.2 Nước dù g c o ò Lượng nước dùng cho lò 15 m3 Lượng nước dùng cho ngày là: V = 15  24 = 360 (m3/ngày) 8.2.3 Nước dù g c o â xưởng lên men Chủ yếu để vệ sinh thiết bị lên men Lượng nước dùng cho ngày là: Vlm = 50 (m3/ngày) 8.2.4 Nước dùng cho máy rửa chai, trùng Theo đặc tính kỹ thuật máy lượng nước cần dùng 1,5lít/chai Theo bảng (4.3), lượng nước cần dùng cho ngày là: 521168  1,5 = 781752 (lít/ngày)  781,75 (m3/ngày) 8.2.5 Nước dùng cho máy rửa két Lượng nước cần dùng để rửa két lít/két Theo bảng (4.3), lượng nước dùng cho ngày là:  24920 = 74760,00 (lít/ngày)  74,76 (m3/ngày) 8.2.6 Nước dùng cho hệ thống lạnh Yêu cầu lít nước/1 lít bia Theo bảng (4.3), lượng bia thành phẩm ngày 243506,53 lít Do đó, lượng nước cần dùng là: 243506,53 (lít/ngày)  243,507 (m3/ngày) 8.2.7 Nước dùng cho sinh hoạt a) Nước dùng cho nhà sinh hoạt vệ sinh Tiêu chuẩn 50 lít/1 ngày/1 người [13, tr 40] Vậy lượng nước cần dùng: 50  164 = 8200 (lit/ngày) = 8,2 (m3/ngày) b) Nước rửa xe Tiêu chuẩn 400 lít/ngày/xe [13, tr 40] Vậy tổng lượng nước dùng rửa xe ngày: 400  10 = 4000 (lít/ngày) = (m3/ngày) SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 86 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm c) Nước dùng cho nhà ăn Tiêu chuẩn 30 lít/1 ngày/ người [13, tr 40] Vậy tổng lượng nước dùng cho nhà ăn ngày: 30 164 = 4920 (lít/ngày) = 4,92 (m3/ngày) d) Nước tưới xanh dùng cho mục đích khác Sử dụng lít/m2 xanh Theo 6.2.2.2, lượng nước cần là:  3823,63 = 15294,52(lít) =15,3 (m3/ngày) e) Nước cứu hỏa Lượng nước cần dùng 10 lít/giây, chữa cháy liên tục Lượng nước cần là: 3600   10 = 72000 (lít) = 72 (m3) Tổng lượng nước cần dùng ngày khơng tính lượng cứu hỏa nhà máy là: 1465,04 (m3) Tổng lượng nước cần dùng năm nhà máy là: 1465,04  308 + 72 = 451304,32 (m3/năm) SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 87 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Chƣơng 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CƠNG NGHIỆP NHÀ MÁY 9.1 An toàn lao động Trong nhà máy an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến q trình sản xuất, sức khỏe tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc thiết bị Do cần phải phổ biến rộng rãi cho cán công nhân viên nhà máy hiểu biết vận dụng cách có hiệu 9.1.1 Nguyên nhân xảy tai nạ ao động - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động cịn thiếu khơng đảm bảo an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc chưa quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững kỹ thuật cơng nhân cịn yếu - Các thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý 9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạ ao động - Tại thiết bị phải có biển báo quy trình vận hành loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quy trình sản xuất Các loại thiết bị có động như: gàu tải, máy nghiền phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, có áp kế - Phải kiểm tra lại phận máy móc trước vận hành để xem có hư hỏng khơng, có phải sữa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén phải đặt xa nơi đơng người, có áp kế, rơle 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 nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho - Công nhân vận hành máy phải thực chức mình, phải chịu hồn tồn 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 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể a to ao động a) Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc - Phải đảm bảo độ chiếu sáng Emin nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân, không đảm bảo vận hành SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 88 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm - Ban ngày cần phải sử dụng nguồn ánh sáng tự nhiên - Ban đêm sử dụng nguồn ánh sáng nhân tạo phải đảm bảo đủ sáng b) Thơng gió Nhà sản xuất làm việc phải thơng gió tốt Phân xưởng nấu thải nhiều nhiệt cần phải bố trí thêm quạt máy, tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc Phân xưởng chiết rót cần phải bố trí thêm quạt c) An tồn điện - Về điện chiếu sáng: Số bóng vị trí treo lắp đèn, công tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khơ 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 phịng q tải, nối đất làm việc + Các phần cách điện thiết bị phải đảm bảo bền chặt, không bị ăn mòn + Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa phải có bút thử điện + Khi cắt điện phải có biển báo mang dụng cụ bảo hiểm điện d) An tồn 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 rỏ tình trạng để ca sau xử lý + Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị + Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị e) 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 - Phải tuyệt đối tuân thủ thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ôtô - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ cơng tác phịng cháy nhà máy f) An tồn với hóa chất Các hóa 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 g) Chống sét Để đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 89 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm 9.2 Vệ sinh xí nghiệp 9.2.1 Vệ sinh cá nhân cơng nhân Với cơng nhân trực tiếp sản xuất vấn đề cần phải nghiêm ngặt: - Công nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy, đội mủ, đeo trang, ủng mang găng tay - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khỏe cho công nhân theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất 9.2.2 Vệ sinh máy móc thiết bị - Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh - Đối 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 9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp - Trong phân xưởng sau mẻ, ca cần phải vệ sinh khu vực làm việc - Thường xuyên kiểm tra thực vệ sinh phân xưởng 9.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất Phế liệu trình sản xuất bã hèm, bã men loại phế liệu dễ gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất phải để nơi quy đinh đưa phân xưởng để xử lý Những loại phế liệu bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc phân bón Việc phải hợp đồng chặt chẽ giải kịp thời để tránh ứ đọng phế liệu, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khỏe người môi trường 9.2.5 Xử ý ước thải Nước thải xử lý phương pháp kết hợp hiếu khí kị khí Nước thải từ nhà máy bơm lên bể cân vi sinh vật tiếp xúc với chất dinh dưỡng Sau bơm lên bể hiếu khí, có sục khí O2, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân giải chất hữu Tiếp theo bơm lên bể kị khí để chất lại phân hủy Cuối bơm lên bể ổn định để đạt tiêu COD, BOD 9.2.6 Xử ý ước dù g để sản xuất Nước dùng để sản xuất đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, cần phải xử lý Nội dung xử lý nước bao gồm: lắng lọc; làm mềm nước; bổ sung thành phần cần thiết cho nước cải tạo thành phần sinh học nước Trong việc làm mềm nước cải tạo thành phần sinh học nước quan trọng Khử độ cứng nước hay làm mềm nước tức công việc nhằm loại bỏ loại muối, chủ yếu muối bicacbonat cacbonat khỏi nước chuyển chúng sang dạng hợp chất khác không nguy hại cho quy trình cơng nghệ sau Có SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 90 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm nhiều phương pháp làm mềm nước thơng dụng phương pháp trao đổi ion phương pháp trung hịa axit.Nội dung cơng việc cải tạo thành phần sinh học nước diệt vi sinh vật có nước để làm cho nước phương diện sinh học Có thể dùng phương pháp vật lý, hóa lý hay hóa học để đạt yêu cầu nước vô trùng SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 91 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Chƣơng 10: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 10.1 Kiểm tra nguyên liệu 10.1.1 Kiểm tra chất ượng malt - Khi thu nhận: + Màu sắc: malt phải có màu sáng, bóng + Mùi: thơm nhẹ, khơng khói, mốc, chua + Vị: dịu + Trạng thái: hạt khơ, rời, khơng bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, khơng lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ cịn sót + Độ ẩm: độ ẩm cho phép bảo quản phải nhỏ 6% xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi + Xác định khối lượng riêng + Kiểm tra lực đường hóa malt - Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập kho Nếu có biến đổi rõ rệt tiêu chất lượng phải báo cho phòng kỹ thuật để có biện pháp xử lý 10.1.2 Kiểm tra chất ượng hoa houblon Sử dụng hoa houblon dạng viên, có mùi hương đặc trưng, khơng có mùi ẩm mốc, lẫn tạp chất 10.1.3 Kiểm tra chất ượng ngô Ngô nhập phải tách phôi, sạch, khơng có mùi vị lạ, khơng mốc, khơng bị sâu mọt, kích thước hạt đồng Độ ẩm cho phép 10-14% 10.1.4 Kiểm tra men giống - Dùng tiêu giọt ép để quan sát vi sinh vật Khi trẻ tế bào có dạng hình trịn, hình bầu dục Khi phát triển có nhiều chồi, già có hình ovan dài - Để đánh giá chất lượng giống tiến hành nhuộm màu tế bào Xác định trạng thái sinh lý, hoạt lực để định có đưa sản xuất hay khơng 10.1.5 Kiểm tra ước dùng nấu bia - Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hoá nước + Độ cứng cho phép : † mg đương lượng + Độ pH : 6,8 † 7,3 đo giấy quỳ) + Độ oxy hoá :  mg SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 92 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm - Kiểm tra độ trong, màu sắc vi sinh vật nước sau xử lý Nước sản xuất phải bảo đảm suốt, không màu mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh 10.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 10.2.1 Kiểm tra cô g đoạn nấu - Nghiền nguyên liệu: + Malt: xác định kích thước bột nghiền, mức độ nát vỏ, tỷ lệ thô, mịn bột + Ngô: độ mịn bột ngô sau nghiền cao tốt - Nấu nguyên liệu, lọc dịch đường, houblon hóa: + Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt giữ nhiệt nhiệt kế + Kiểm tra mức độ đường hoá: dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đường hoá hết chưa + Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau lọc + Kiểm tra độ dịch lọc + Kiểm tra trình rửa bã: kiểm tra nồng độ chất tan nước rửa bã để kết thúc trình lọc Khi nồng độ chất tan có nước rửa bã nhỏ 1% trình rửa bã kết thúc + Kiểm tra nồng độ dịch đường sau houblon hóa - Kiểm tra trình lắng trong, làm lạnh: + Kiểm tra mức độ suốt dịch đường thiết bị Whirlpool ống thuỷ thiết bị để điều chỉnh thời gian giữ dung dịch thiết bị + Kiểm tra nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh nhiệt kế Nhiệt độ dịch lên men sau làm lạnh phải đạt 90C + Kiểm tra độ nồng độ dịch lên men 10.2.2 Kiểm tra g đoạn lên men - Kiểm tra q trình nuôi cấy men sản xuất + Kiểm tra nhiệt độ phịng ni cấy men sản xuất + Kiểm tra nhiệt độ môi trường nuôi cấy nhiệt kế thiết bị nhân giống + Cứ phải kiểm tra sinh trưởng, phát triển tế bào nấm men cách đo độ giảm chất chiết dịch ni cấy Quan sát kính hiển vi xem có men dại vi khuẩn lạ dịch men giống khơng - Kiểm tra q trình lên men chính: + Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men, đạt 9oC mức thay đổi nhiệt độ + Kiểm tra nhiễm khuẩn, xác định giá trị pH dịch lên men + Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua thời kỳ lên men SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 93 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm + Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biểu kiến bia trước lọc ồn định + Kiểm tra mức độ kết lắng huyền phù - Kiểm tra trình lên men phụ tàng trữ bia: + Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biều kiến bia trước lọc ổn định Hàm lượng CO2 > 0,3% + Kiểm tra mùi vị, độ bia trước lọc 10.2.3 Kiểm tra cô g đoạn thành phẩm Kiểm tra mức độ chai sau qua máy rửa, mức độ rót đầy, chai có bị sứt mẻ sau đóng nắp, nhiệt độ thời gian trùng 10.3 Kiểm tra sản phẩm Để kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm vị trí khác lô bia để kiểm tra, xác định tiêu Các chai đưa kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ, xì 10.3.1 Các tiêu cảm quan - Độ trong: bia bơm từ thiết bị ổn định bia qua tank chứa máy chiết ta phải tiến hành kiểm tra độ bia, có kết tủa, lắng cặn hay khơng Bia chai thành phẩm kiểm tra cách quan sát đáy chai, bia phải suốt, khơng có cặn đáy chai, cặn lơ lửng hạt nhỏ - Độ 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: đưa nhẹ cốc từ xa vào mũi ngửi Bia phải có mùi thơm đặc trưng hoa houblon, malt khơng có mùi men chua - Vị: vị bia phải thơm ngon Có vị đắng nhẹ hoa houblon, nhẹ Bia không đắng, hay chua, lạt 10.3.2 Các tiêu hoá lý - Xác định tỷ trọng bia tỷ trọng kế: Tỷ trọng bia từ 1,005 ÷ 1,02 - Màu sắc bia màu nâu Độ màu bia từ 0,5 ÷ 0,65 ml - Độ pH bia : 4,1 ÷ 4,8 10.3.3 Các tiêu hoá học - Xác định nồngđộ rượu chất hoà tan ban đầu: + Nguyên tắc: chưng cất bia, xác định tỷ trọng dịch chưng cất, xác định tỷ trọng phần dịch chưng cất cịn lại sau cân hồn lại trọng lượng ban đầu Xác định tỷ trọng bia lọc sử dụng cơng thức tính tốn [6, tr.112] - Xác định độ màu: SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 94 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm + Sử dụng phương pháp chuẩn độ iốt: độ màu bia tính số ml dung dịch I2 0,1 N thêm vào 100 ml nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia - Xác định độ đắng: + Nguyên tắc: chất đắng bia chiết bị axit hoá iso-octan Sau ly tâm, độ hấp thụ lớp iso-octan đo bước sóng 275mm, so với mẫu iso-octan tinh khiết [6, tr.118] + Độ đắng: 17,5÷21,5 BU - Xác định độ chua : + Độ chua xác định phương pháp chuẩn độ + Độ chua: 1,3 ÷ 1,6 (ml NaOH 0,1N/10 ml bia) - Xác định hàm lượng diaxetyl: +Xác định chất vicinaldiaxeton bia máy đo quang phổ đo bước sóng cực tím + Ngun tắc: tách chất dixeton từ bia cách chưng cất Cho phản ứng phần chưng cất với dung dịch O-fenilendiamin chất dẫn xuất quinoxalin Axit hoá đo quang phổ chất thu từ phản ứng Tính nồng độ chất dixeton nhờ hệ số xác định qua chất chuẩn [6, tr.122] + Tiêu chuẩn cho phép < 0,1 mg/l - Xác định hàm lượng CO2 có bia : + Sử dụng phương pháp áp lực [6, tr.125] + Nguyên tắc: đo áp suất khí cổ chai bia, kết đo thể áp kế Tại nhiệt độ xác định, áp suất tỷ lệ với nồng độ CO2 có bia + Hàm lượng CO2: 4,5 ÷ 5,0 g/l SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 95 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu tài liệu, học hỏi, với giúp đỡ tận tình giáo hướng dẫn Thạc Sĩ Phan Thị Bích Ngọc, đến tơi hồn thành tập đồ án tốt nghiệp với đề tài "Thiết kế nhà máy bia đen lên men phương pháp đại với suất 75 triệu lít bia 110/năm" Nhà máy sản xuất bia đen xây dựng đáp ứng phần nhu cầu giải khát ngày cao người Nếu bia vàng quen thuộc bia đen đời đem đến cho người dùng hương vị mới, hấp dẫn Nhà máy góp phần giải cơng ăn việc làm cho người dân địa phương, thúc đẩy phát triển kinh tế Việc xây dựng nhà máy mơ hình đồ án tốt nghiệp giúp tơi nhìn nhận tìm hiểu nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tế, đặc biệt kiến thức ngành, điều quan trọng sinh viên trường, thơng qua tơi học hỏi nhiều điều: - Các bước xây dựng nhà máy sản xuất bia nói riêng nhà máy thực phẩm _ sinh học nói chung, đáp ứng nhu cầu mang lại lợi ích kinh tế - Cách chọn bố trí thiết bị nhà máy tuân thủ theo nguyên tắc xây dựng - Đảm bảo an toàn sản xuất vô quan trọng Tuy nhiên với thời gian thiết kế hạn hẹp với hạn chế chun mơn kinh nghiệm thực tế ỏi nên nội dung đồ án không tránh khỏi thiếu sót, kính mong q thầy, bạn góp ý kiến để tập đồ án hồn chỉnh Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực Lưu Thị Tâm SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 96 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1978), Cơ sở trình thiết bị cơng nghệ hố học tập I NXB ĐH&THCN, Hà Nội [2] Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992), Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập I, NXB KH&KT, Hà Nội [3] Đỗ Văn Đài tập thể tác giả (1992), Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập II, NXB KH&KT, Hà Nội [4] GS.TS Nguyến Thị Hiền (2009), Khoa học công nghệ Malt Bia NXB KH&KT, Hà Nội [5] Gs, Ts Nguyễn Bin tập thể tác giả (2002) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I,II – NXB KH&KT [6] PGS, TS Hồng Đình Hồ 2000) Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT , Hà Nội [7] PGS, TS Trần Minh Vượng (1999) Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục [8] Phạm Châu Huỳnh (2007), Công nghệ sản xuất đồ uống, Trường Cao đẳng Lương thực – Thực phẩm Đà Nẵng [9] Phan Bích Ngọc (1991) Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng [10] Phan Bích Ngọc Bài giảng mơn học Cơng nghệ lên men, Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [11] Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương 1991) Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT [12] ThS Trần Thế Truyền 1999) Cơ sở thiết kế nhà máy hoá, NXB Đà Nẵng [13] ThS Trần Thế Truyền (1999) Kiến trúc công nghiệp, NXB Đà Nẵng Tiếng Nga [14].Ц.P.3aйчиk 1977).OБOPYДOBAHИEПPEДПPИЯTИЙBИHOДEΛЬЧE CKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA Trang web [15] http://www.danang.gov.vn/ [16] http://cnx.org/content/m30466/latest/ [17] www.diamalt.co.uk/maltextracts.htm [18] http://cnx.org/content/m30719/latest/ [19] http://canvietnhat.com/product/752/can-ban-200kg.html SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 97 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm [20] http://cantiendat.com/can-ban-2000kg.html [21] http://www.anphujsc.vn/.16 [22] http://www.bhs-filtration.com/products/.19 [23].http://www.alibaba.com/product/de107890913-107372897101449460/Aerated_beverage_wash_filling_sealing_3_in_1unit.html#productDetailpa geLocation [24].http://www.tma1992.ru/english/beer/pasteurizer/index.html [25].http://www.tma1992.ru/english/labeling-machine/hot-melt/index.html [26].http://www.nganhanh.com/nganhanh/content/view/32/13/ [27].http://www.bartendervietnam.com/showthread.php?t=241 [28] http://www.tanvanlong.vn/lo-hoi-dot-than-kieu-ghi-xich/12-sp.html [29] http://tailieu.vn/doc/de-tai-khao-sat-thi-hieu-nguoi-tieu-dung-ve-cac-sanpham-bia-hien-nay-tai-viet-nam-1205424.html [30] https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=bia%20%C4%91en [31] http://www.doisongphapluat.com/doi-song/suc-khoe/8-loi-ich-bat-ngo-khiuong-bia-a87883.html [32].http://giaoan.violet.vn/present/show/entry_id/240453 [33] http://baodatviet.vn/kinh-te/thi-truong/viet-nam-vao-top-5-nuoc-co-tieuthu-bia-nhieu-nhat-3268299/ SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 98 ... là: ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại với suất 75 triệu lít bia 110 / năm. ” SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương. .. Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Chƣơng 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Các số liệu ban đầu - Năng suất nhà máy: 75 triệu lít bia đen/ năm - Độ bia: ... 10 (lít) dịch lên men chuyển vào thiết bị lên men SVTH: Lưu Thị Tâm GVHD: ThS Phan Thị Bích Ngọc 27 Thiết kế nhà máy sản xuất bia đen lên men phương pháp đại suất 75 triệu lít /năm Dịch lên men