Thiết kế nhà máy bia từ 100 malt đại mạch năng suất 100 hectolit ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA * THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA TỪ 100% MALT ĐẠI MẠCH NĂNG SUẤT 100 HECTOLIT/NGÀY SVTH: NGUYỄN HỒNG CHINH Đà Nẵng – Năm 2017 i TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100 hectolit/ngày Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Số thẻ sinh viên: 107120111 Bia đồ uống giải khát có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngồi ra, bia cịn chứa hệ enzym phong phú, đặc biệt nhóm enzym kích thích tiêu hóa amylaza Bia có tính cảm quan hấp dẫn với người: hương vị đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 cao giúp thể người giải khát cách hiệu Cùng với phát triển xã hội, ngành thực phẩm có hội phát triển, sản phẩm đồ uống nhu cầu quan trọng người tiêu dùng Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề lợi ích việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm nhà máy bia với cấu tổ chức chặt chẽ thiết bị công nghệ cung cấp cho người tiêu dùng loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp vô cần thiết Do để đáp ứng, đề tài “thiết kế nhà máy bia từ 100% malt suất 100 hectolit/ngày” tiến hành Bản thuyết minh bao gồm phần: Lập luận kinh tế kỹ thuật, tổng quan, chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ, tính cân vật chất, tính tốn chọn thiết bị, tính - nước, tính tổ chức xây dựng, kiểm tra sản xuất đánh giá chất lượng sản phẩm, an tồn lao động vệ sinh xí nghiệp Bản vẽ bao gồm: vẽ sơ đồ quy trình cơng nghệ, vẽ mặt phân xưởng sản xuất chính, vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính, vẽ sơ đồ đường ống nước vẽ tổng mặt nhà máy Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt suất 100 hectolit/ngày thiết kế có khả ứng dụng cao ii ÐẠI HỌC ÐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA Ðộc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA HÓA -  NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên Số thẻ sinh viên Lớp : Nguyễn Hồng Chinh : 107120111 : 12H2 Khóa Ngành : 2012 – 2017 : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA TỪ 100% MALT ĐẠI MẠCH NĂNG SUẤT 100 HECTOLIT/NGÀY Đề tài thuộc diện: Có kí kết thoả thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Mặt hàng: Sản xuất bia Nguyên liệu sản xuất: 100% malt Năng suất: 100 hectolit / ngày Nội dung phần thuyết minh tính tốn TĨM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NĨI ĐẦU VÀ CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG CHƯƠNG 8: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY CHƯƠNG 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM KẾT LUẬN iii TÀI LIỆU THAM KHẢO Các vẽ (ghi rõ loại vẽ kích thước vẽ): BẢN VẼ 1: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ (A0) BẢN VẼ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0) BẢN VẼ 4: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0) BẢN VẼ 5: ĐƯỜNG ỐNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC (A0) Cán hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Ngày giao nhiệm vụ: 20/01/2017 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/05/2017 Thông qua môn Ngày …… tháng …… năm 2017 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ThS BÙI VIẾT CƯỜNG iv LỜI NÓI ĐẦU Bia nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao, độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon bổ dưỡng Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu cầu tiêu thụ bia người ngày tăng, chí trở thành loại nước giải khát thiếu hàng ngày người dân phương tây Bia sản xuất từ loại nguyên liệu nước, malt, hoa houblon So với loại nước giải khát khác, bia có lượng cồn thấp (38%), nhờ có CO2 giữ bia nên tạo nhiều bọt rót, bọt đặc tính ưu việt bia Khi kinh tế - xã hội phát triển nhu cầu người lại không ngừng tăng lên Các nhà sản xuất kinh doanh tung thị trường với nhiều loại thương hiệu bia phong phú Mà loại bia mang mẫu mã, chất lượng khác hấp dẫn người tiêu dùng Sự cạnh tranh rộng lớn thị trường tạo nên đa dạng loại bia, mà chất lượng ln tiêu chí hàng đầu Một toán kinh tế, kĩ thuật đặt cho ngành bia Việt Nam Năm 2011, sản lượng bia giới đạt 192,710 triệu lít, riêng Châu Á sản lượng bia chiếm nhiều với 34,5% toàn cầu Theo thống kê Bộ Cơng Thương Việt Nam nước tiêu thụ bia lớn nước Asean, đứng thứ nước tiêu thụ bia Châu Á 25 nước tiêu thụ nhiều bia giới với mức tỷ lít/năm Chính thị trường tiêu thụ rộng lớn mà toàn ngành sản xuất bia Việt Nam có 151 doanh nghiệp với tổng lực sản xuất 2,7 tỷ lít năm Xuất phát từ tình hình thực tế này, nhu cầu xây dựng nhà máy bia với dây chuyền sản xuất công nghệ sản xuất bia có chất lượng cao, giá hợp lý vơ cần thiết Chính mà em giao nhiệm vụ là: “Thiết kế nhà máy sản xuất bia từ 100% malt đại mạch suất 100 hectolit/ngày” Trong thời gian làm đồ án, hướng dẫn tận tình thầy Bùi Viết Cường, em hoàn thành rút nhiều kinh nghiệm cho thân Em xin chân thành cảm ơn thầy bạn bè giúp đỡ nhiệt tình khoảng thời gian Một lần em xin chân thành cảm ơn! v CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100 hectolit/ngày ” thiết kế em hướng dẫn ThS Bùi Viết Cường không chép không lấy từ đồ án mẫu Những số liệu thu thập từ nguồn khác có ghi tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng, kết đồ án Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Hồng Chinh vi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU v CAM ĐOAN vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiii Trang MỞ ĐẦU Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1.Vị trí xây dựng 1.2 Đặc điểm thiên nhiên 1.3 Nguồn nguyên liệu 1.4 Nguồn cung cấp điện 1.5 Nguồn cung cấp 1.6 Nguồn cung cấp nước .2 1.7 Thoát nước xử lý nước thải 1.8 Hệ thống giao thông vận tải 1.9 Hợp tác hóa .3 1.10 Nguồn nhân lực .3 1.11 Khả tiêu thụ sản phẩm Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sản phẩm bia 2.2 Giới thiệu nguyên liệu: 2.2.1 Malt đại mạch: .5 2.2.2 Hoa houblon 2.2.3 Nước 2.2.4 Nấm men bia .7 2.2.5 Các chất hỗ trợ kỹ thuật 2.3 Các q trình sinh lý, sinh hóa sản xuất bia 2.3.1 Các trình xảy nấu 2.3.2 Các trình xảy lên men 2.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia nước giới .10 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 12 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 12 vii 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất bia 12 3.2.1 Làm nguyên liệu 12 3.2.2 Nghiền nguyên liệu 13 3.2.3.Nấu nguyên liệu: 14 3.2.3 Lọc dịch đường rửa bã 15 3.2.5 Houblon hóa 16 3.2.6 Lắng dịch đường 17 3.2.7.Làm lạnh dịch đường 18 3.2.8 Lên men .19 3.2.9 Lọc bia 20 3.2.10.Ổn định biavà tàng trữ 21 3.2.11.Chiết bia 22 3.2.12.Thanh trùng .23 3.2.13 Dán nhãn, hoàn thiện sản phẩm 24 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 26 4.1 Các số liệu ban đầu .26 4.2 Tính cân sản phẩm 27 4.2.1 Tính cân cho nguyên liệu ban đầu 27 4.2.2 Công đoạn làm 27 4.2.3 Công đoạn nghiền 27 4.2.4 Công đoạn nấu .28 4.2.5 Quá trình lọc dịch đường .28 4.2.6 Thể tích dịch đường sau đun sôi 29 4.3 Chi phí bao bì 33 4.3.1 Chi phí chai 34 Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 36 5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu: 36 5.1.1 Tính xilô chứa malt: 36 5.1.2 Thiết bị làm malt: 37 5.1.3 Máy nghiền malt 37 5.1.4 Tính bunke chứa malt: 38 5.2 Công đoạn chuẩn bị dịch đường: 39 5.2.1 Nồi nấu malt: .39 5.2.2 Thiết bị lọc dịch đường sau đường hóa .41 5.2.3 Nồi houblon hóa 42 5.2.4 Bể chứa bã nguyên liệu .43 viii 5.2.5 Thiết bị lắng whirlpool 44 5.2.6 Thiết bị làm lạnh 45 5.2.7 Cân nguyên liệu 46 5.2.8 Tính chọn loại bơm cho phân xưởng nấu 46 5.2.9 Tính cấu vận chuyển gàu tải 47 5.2.10 Tính vít tải 49 5.3 Công đoạn lên men: 51 5.3.1 Thiết bị lên men 51 5.3.2 Thiết bị nuôi cấy nấm men 52 5.3.3 Thiết bị ủ bia non sau lên men: 54 5.3.4 Thiết bị lọc bia thùng phối trộn chất trợ lọc 55 5.3.5 Thiết bị ổn định tàng trữ bia 56 5.3.5 Tính chọn loại bơm cho phân xưởng lên men 58 5.5 Phân xưởng chiết rót 59 5.5.1.máy rửa chai: 60 5.5.2.Máy rửa két 60 5.5.3 chiết rót đóng nắp : 61 5.5.4 Thiết bị trùng 61 5.5.5 Máy dán nhãn 62 5.5.6.Máy cho chai vào, két .62 5.5.5 Băng tải chai két .63 Chương 6: TÍNH NHIỆT– NƯỚC 66 6.1.Tính 66 6.1.1.Các công thức sử dụng để tính tốn .66 6.2.Tính nhiệt - nước cho phân xưởng lên men .69 6.2.1.Tính nhiệt cho thùng lên men .69 6.2.2.Tính nhiệt – nước cho trình nhân giống nấm men .71 Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 73 7.1.Tổ chức: 73 7.1.1.Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 73 7.1.2.Tổ chức lao động nhà máy .73 7.2.Xây dựng 75 7.2.1.Kích thước cơng trình 75 7.2.3.Tính khu đất xây dựng nhà máy 79 ix Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 80 8.1.Kiểm tra nguyên liệu .80 8.1.1.Kiểm tra chất lượng malt .80 8.1.2.Kiểm tra chất lượng hoa houblon 80 8.1.3.Kiểm tra nấm men giống 80 8.1.4.Kiểm tra nước dùng nấu bia 80 8.2.Kiểm tra công đoạn sản xuất 80 8.2.1.Kiểm tra công đoạn nấu 80 8.2.2.Kiểm tra công đoạn lên men 81 8.2.3.Kiểm tra công đoạn thành phẩm 82 8.3.Kiểm tra sản phẩm 82 8.3.1.Các tiêu cảm quan 82 8.3.2.Các tiêu hóa lý 82 8.3.3.Các tiêu hóa học .83 Chương 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 85 9.1.An toàn lao động 85 9.1.1.Nguyên nhân xảy tai nạn lao động 85 9.1.2.Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 85 9.1.3.Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 85 9.2.Vệ sinh xí nghiệp 86 9.2.1.Vệ sinh cá nhân công nhân 86 9.2.2.Vệ sinh máy móc thiết bị 87 9.2.3.Vệ sinh xí nghiệp 87 9.2.4.Xử lý phế liệu trình sản xuất 87 9.2.5.Xử lý nước thải .87 9.2.6.Xử lý nước dùng để sản xuất 87 KẾT LUẬN 88 x Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày Bước cột 6m Nhịp nhà 6m Kích thước nhà (36  18  6) m Diện tích mặt 7.2.1.4.Nhà hành Bao gồm phịng sau: 648 m2 - Phịng giám đốc - Phịng phó giám đốc - Phịng kế tốn, tài vụ - Phịng tổ chức hành - Phịng kỹ thuật - Phịng maketing - Phịng kinh doanh - Phòng y tế - Hội trường - Phịng vệ sinh - Lối Tổng diện tích phòng: 288 m2 7.2.2.5.Phân xưởng điện lạnh Phân xưởng nơi đặt thiết bị hệ thống làm lạnh như: bình giảm áp, bể chứa chất tải lạnh thiết bị sửa chữa khí như: tiện, cắt, mài phụ tùng khác Xây dựng nhà tầng, kích thước: (12 x x 6) m 7.2.2.6.Phân xưởng lò Phân xưởng lò dễ cháy nổ nên đặt cuối hướng gió Phân xưởng chứa thiết bị lò phận khác hệ thống phân xưởng có kích thước : (12 x x 6) m 7.2.2.7.Kho chứa thành phẩm - Kho xây dựng đủ để chứa bia chai thành phẩm ngày Kho thành phẩm gồm diện tích phần chứa két bia diện tích phần chứa lon bia - Diện tích phần kho chứa két bia ngày là: 𝛼×𝑛×𝑁×𝑓 (𝑚2 ) (1) 𝐹1 = 𝑛𝑐 × 𝑛 𝑘 • Trong đó: n: số ngày dự trữ, n = N: số bia chai thành phẩm ngày, chai Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 76 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày f: diện tích chồng két, m2 nc: số chai két nK: Tổng số két chồng : Hệ số khoảng cách chồng két,  = 1,1 Theo bảng 4.3., lượng chai cần thiết ngày là: N = 22222 (chai) Chai chứa két nhựa, két chứa 20 chai Kích thước két là: 0,4  0,3  0,25 (m) Các két xếp chồng lên nhau, chồng 10 két, chiều cao chồng két bia là: 0,25  10 = 2,5 (m) Diện tích chồng két là: f = 0,4  0,3 = 0,12 (m2) 1,1 × × 22222 × 0,12 𝐹1 = = 102,7 (𝑚2 ) 20 × 10 Chọn diện tích phần đường lại kho 20% tổng diện tích kho chứa F2 = 0,2  F1 = 0,2  102,7 = 20,54 (m2) ➢ Diện tích kho thành phẩm là: F = F1 + F2 = 102,7 + 20,54 = 123,24 (m2) 7.2.2.8.Bãi chứa két chai khơng Có diện tích diện tích phần chứa két bia kho thành phẩm Kích thước: (18 x 12 x 6) m 7.2.2.9.Kho nhiên liệu Dùng chứa xăng, nhớt cho xe thiết bị máy móc Kích thước: (12   6) m 7.2.2.11.Khu xử lí nước cho sản xuất Nhà dùng để đặt thiết bị xử lý nước cung cấp cho phân xưởng nấu, lên men, lò hơi, Xây dựng nhà kích thước: (12 x x 5,4) m 7.2.2.13.Trạm biến áp Trạm biến áp để hạ điện cao áp xuống lưới điện nhà máy sử dụng Trạm biến áp đặt góc nhà máy, nơi người qua lại Kích thước: (4 x x 5,4) m 7.2.2.14.Nhà đặt máy điện dự phịng Nhà máy có trang bị máy phát dự phòng để đảm bảo sản xuất liên tục hệ thống lưới điện bị đột ngột Kích thước : (6 x x 5,4) m 7.2.2.15.Nhà ăn – tin Chọn kích thước: (12 x x 4,8) m Diện tích mặt bằng: 72 (m3) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 77 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày 7.2.2.16.Gara ô tô Đây nơi để xe nhà máy trạm bảo quản sửa chữa xe Kích thước gara : (18   4,5) m 7.2.2.17.Nhà để xe đạp, xe máy Chọn kích thước: (12 x x 3,6) m 7.2.2.18.Phòng thường trực bảo vệ Phịng xây gần cổng nhà máy Kích thước : (4 x x 3,6) m 7.2.2.19.Khu xử lý nước thải Kích thước: (12   5,4) m 7.2.2.20.Nhà sinh hoạt vệ sinh Kích thước: (6   4,2) m 7.2.2.21.Khu đất mở rộng Trong thực tế suất nhà máy chưa phải lớn nên việc quy hoạch từ ban đầu để có khu đất mở rộng cần thiết.Thông thường khu đất dùng để dự trữ cho việc mở rộng nhà máy chiếm từ a = 30 - 100% diện tích phân xưởng sản xuất Ta chọn a = 75% Vậy diện tích khu đất mở rộng là: Fmr = 75% × ( Snấu + Slên men + Schiết rót + Sđặt xi lo + Stank lên men, ủ + Sổn định, pha ) Fmr = 75 % × (360 + 432 + 648 + 72 + 63 + 54) = 1221,75 (m2) Chọn kích thước khu đất mở rộng: 48 × 24 Bảng 7.3 Bảng tổng kết cơng trình STT Tên cơng trình Kích thước (m) Diện tích (m2) Phân xưởng nấu 30  12  7,2 360 Phân xưởng lên men 24  18  432 Phân xưởng chiết rót 36  18  648 Nhà sinh hoạt vệ sinh   4,2 36 Kho thành phẩm 12  12  144 Bãi chứa két chai không 24  x 144 Phân xưởng lò 18 x 12 x 216 Khu hành 24  12  288 Khu xử lý nước 12 x x 5,4 72 10 Khu đất mở rộng 48 x 24 1152 10 Trạm biến áp x x 5,4 16 11 Nhà đặt máy phát điện dự phòng x x 5,4 30 12 Nhà ăn - Căn tin 12 x x 4,8 72 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 78 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày 13 Nhà để xe lấy bã 12 x 72 14 Gara ôtô 18   4,5 108 15 Nhà để xe đạp, xe máy 12 x x 3,6 72 16 Phòng bảo vệ x x 3,6 12 17 Kho nhiên liệu 12   72 18 Xưởng điện lạnh 12 x 12 x 144 19 Khu xử lý nước thải 30  12  5,4 360 20 Khu đất đặt silô chứa nguyên liệu 12 x 72 Tổng cộng 7.2.3.Tính khu đất xây dựng nhà máy 4522 7.2.3.1.Diện tích khu đất 𝐹𝑘đ = Trong đó: 𝐹𝑥𝑑 (𝑚 ) 𝐾𝑥𝑑 Fkđ - Diện tích khu đất nhà máy Fxd - Tổng diện tích xây dựng cơng trình Kxd - Hệ số xây dựng Đối với nhà máy thực phẩm KXD = 35 ÷ 50% Chọn KXD = 40 % 4522 𝐹𝑘đ = = 11305 (𝑚2 ) 0,4 7.2.3.2.Tính hệ số sử dụng 𝐹𝑠𝑑 𝐾𝑠𝑑 = 𝐹𝑘đ Trong đó: Ksd: Hệ số sử dụng, đánh giá tiêu kinh tế kỹ thuật tổng mặt nhà máy Fsd: Diện tích sử dụng khu đất Fsd = Fcx + Fgt + Fxd , m2 Với: Fcx diện tích trồng xanh (bằng 25% tổng diện tích cơng trình), Fcx = 0,25 × 4522 = 1130,5 (m2) Fgt diện tích đường giao thơng (bằng 50% tổng diện tích cơng trình), Fgt = 0,5 × 4522 = 2261 (m2) Vậy: Fsd = 1130,5 + 2261 + 4522 = 7913,5 (m2) ➢ Hệ số sử dụng là: 7913,5 𝐾𝑠𝑑 = = 0,7 11305 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 79 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 8.1.Kiểm tra nguyên liệu 8.1.1.Kiểm tra chất lượng 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 khối lượng riêng • Kiểm tra lực đường hóa malt - Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập kho 8.1.2.Kiểm tra chất lượng hoa houblon Cao hoa, hoa viên nhập phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng Hoa viên tốt có màu xanh nhạt, bị biến đổi có màu vàng nâu 8.1.3.Kiểm tra nấm men giống - Dùng tiêu giọt ép để quan sát: lúc trẻ tế bào có dạng hình trịn, hình bầu dục, 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 8.1.4.Kiểm tra nước dùng nấu bia - Kiểm tra độ trong, màu sắc vi sinh vật Nước sản xuất phải bảo đảm, không màu mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh - Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hố nước • Ðộ cứng cho phép: – mg đương lượng/lít • Ðộ pH: 6,8 – 7,3 (Ðo giấy quỳ) • Ðộ oxy hố:  mg (Ðo phương pháp KMnO4) 8.2.Kiểm tra công đoạn sản xuất 8.2.1.Kiểm tra công đoạn nấu - Nghiền nguyên liệu: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 80 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày Khi nghiền nguyên liệu, phải kiểm tra mức độ nát nguyên liệu • Malt: Xác định kích thước bột nghiền, mức độ nát vỏ, tỷ lệ thô, mịn bột Nhà máy sử dụng thiết bị lọc thùng nên tỷ lệ thành phần sau: thô 12 - 15%, mịn 30 - 35%, bột 40 - 45%, vỏ - 12% - Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường: • Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt giữ nhiệt đồng hồ nhiệt kế • Kiểm tra mức độ đường hoá: dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đường hoá hết chưa • 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 chảy vào nồi houblon sau lọc - Lắng 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 đường sau làm lạnh phải đạt 90C • Kiểm tra độ nồng độ dịch lên men 8.2.2.Kiểm tra công đoạn lên men - Kiểm tra q trình ni cấy men sản xuất: • Kiểm tra nhiệt độ phịng ni cấy men sản xuất: nhiệt độ phịng ni cấy từ 10 – 120C • 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, đếm số lượng tế bào có đơn vị thể tích dịch kính hiển vi Quan sát kính hiển vi xem có men dại vi khuẩn lạ dịch men giống không - Kiểm tra q trình lên men chính: • Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men: nhiệt độ đạt 90C • Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua thời kỳ lên men • Kiểm tra nhiễm khuẩn, xác định giá trị pH dịch lên men • Quan sát lớp bọt bề mặt dịch mức độ sủi bọt Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 81 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày • Kiểm tra nồng độ CO2 kết thúc trình lên men • Kiểm mức độ kết lắng huyền phù • Kiểm tra độ lên men biểu kiến bia cách đo độ chiết dịch lên men ban đầu bia non - Kiểm tra trình lên men phụ tàng trữ bia • Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men • Kiểm tra áp suất dư thùng lên men áp kế gắn thiết bị • Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biểu kiến bia trước lọc ổn định Hàm lượng CO2 > 0,3% • Kiểm tra mùi vị, độ bia trước lọc 8.2.3.Kiểm tra công đoạn thành phẩm - Kiểm tra mức độ chai lon sau qua máy rửa, - Kiểm tra mức độ rót đầy bia chai, lon - Kiểm tra chai có bị sứt mẻ sau đóng nắp lon có bị biến dạng sau ghép mí khơng - Kiểm tra chế độ nhiệt độ máy trùng - Kiểm tra thời gian trùng 8.3.Kiểm tra sản phẩm Ðể kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng chai bia lượng lon bia thành phẩm vị trí khác lơ bia để kiểm tra, xác định tiêu Các chai lon bia đưa kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ, khơng xì hơi, khơng móp méo,… 8.3.1.Các tiêu cảm quan - Ðộ trong: Quan sát đáy chai bia chai thành phẩm có cặn hay khơng - Ðộ bọt: 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 trắng mịn, lâu tan - Mùi: Ðưa 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 8.3.2.Các tiêu hóa lý - Xác định tỷ trọng bia tỷ trọng kế: tỷ trọng bia từ 1,005 – 1,02 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 82 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày - Ðộ màu: xác định cách so màu với dung dịch nước cất có pha thêm dung dịch iod 0,1N - Màu sắc bia màu vàng rơm Ðộ màu bia từ 0,5 – 0,65 ml - Ðộ pH bia: 4,1 – 4,8 8.3.3.Các tiêu hóa học - Xác định nồng độ rượu chất hịa tan ban đầu: • Ngun tắc: Chưng cất bia, xác định tỷ trọng 200C/200C dịch chưng cất Xác định tỷ trọng 200C/200C phần dịch chưng cất cịn lại sau cân hồn lại trọng lượng ban đầu Xác định tỷ trọng bia lọc 200C/200C sử dụng cơng thức tính tốn - Xác định độ màu: Sử dụng phương pháp chuẩn độ iốt Theo quy chuẩn cho phép, độ màu bia tương ứng: 0,6 – 1,0 ml I2 0,1N - Xác định độ đắng: 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 Tiêu chuẩn cho phép < 0,1 (mg/l) - Xác định hàm lượng CO2 có bia: Sử dụng phương pháp áp lực • 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) - Xác định độ khô: Lấy 10 ml bia loại CO2 cho vào cốc có dung tích 50 ml sấy khô, đặt vào nồi cách thủy đun nóng, cạn bia cốc Lấy cốc đặt vào tủ sấy, sấy đến khối lượng không đổi nhiệt độ 100 – 1050C Ðộ khô bia tính theo cơng thức: E= M − M1 10 (gam/lít) Với: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 83 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày M2: khối lượng cốc đựng bia sau sấy, mg M1: khối lượng cốc ban đầu, mg 10: số ml bia dùng để cô cạn sấy khô - Xác định độ tro: Lấy 10ml mẫu thử cho vào chén sứ sấy khơ cân cân phân tích Sau khơ lửa, tiếp tục cho chén vào lò nung nung đến tạo tro có màu trắng sấy khối lượng khơng đổi Hàm lượng tro bia tính: X= (G2 − G1 )  1000 (g/l) 10  1000 Với: G1: khối lượng chén sứ sấy khô, mg G2: khối lượng chén tro, mg Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 84 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 9.1.An tồn 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 nạn lao động - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu khơng đảm bảo an tồn - 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 9.1.2.Những biện pháp hạn chế tai nạn lao 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 9.1.3.Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 9.1.3.1.Chiếu sáng đảm bảo chiếu 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 - 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 9.1.3.2.Thơng gió Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 85 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày 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 cơng nhân làm việc Phân xưởng chiết rót cần phải bố trí thêm quạt 9.1.3.3.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 xun 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 • Các phần cách điện thiết bị phải đảm bảo bền chặt, khơng bị ăn mịn • Thiết bị điện phải nối đất làm việc • Khi sửa chữa thiết bị điện phải cách ly điện với người sửa chữa • Khi cắt điện phải có biển báo mang dụng cụ bảo hiểm điện 9.1.3.4.An toàn lao động cho người Để thực tốt công tác ta cần phải thực tốt vấn đề sau: - Giáo dục ý thức biện pháp bảo hộ lao động - Công nhân trực tiếp sản xuất cấp quần áo bảo hộ lao động theo định kì - Cơng nhân phải có găng tay để tránh đứt, xước tay vận chuyển 9.1.3.5.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 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, vơ dầu mỡ cho thiết bị 9.1.3.6.Phịng 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 9.2.Vệ sinh xí nghiệp 9.2.1.Vệ sinh cá nhân công 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 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 86 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày - 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 lý nước 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 cịn lại phân hủy Cuối bơm lên bể ổn định để đạt tiêu COD, BOD 9.2.6.Xử lý nước dùng để sản xuất Nước dùng để sản xuất địi 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 nhiều phương pháp làm mềm nước thông dụng phương pháp trao đổi ion phương pháp trung hòa axit.Nội dung công 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 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 87 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100hectolit/ngày KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu học hỏi, đến tơi hồn thành xong đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 100 hectolit/ngày” Qua đồ án tơi có cách nhìn tồn diện cơng nghệ sản xuất bia nói riêng vấn đề xây dựng nhà máy thực phẩm nói chung, hiểu biết rõ cách bố trí máy móc, thiết bị phân xưởng, bố trí mặt nhà máy cho hợp lý, cách tính tốn, lựa chọn phương án lắp đặt, thiết kế nhà máy cách kinh tế Và phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng nguyên liệu sản phẩm Đây dịp tốt để ôn lại kiến thức học, vận dụng kết hợp lý thuyết thực tế để hình thành cách tổng quan thiết kế nhà máy thực phẩm Tuy nhiên đồ án cịn mang tính lý thuyết, giả định, chưa sát với thực tế Do kiến thức, thời gian có hạn, cố gắng nhiều, đồ án cịn có thiếu sót Rất mong góp ý thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, 12 tháng năm 2017 Sinh viên thực Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO * TÀI LIỆU SÁCH : [1] Hồ Thị Tuyết Mai, Bài giảng môn học Công nghệ sản xuất rượu bia, Trường CĐ Lương Thực – Thực Phẩm [2] GS.TS Nguyễn Thị Hiền (2009), Khoa học công nghệ Malt Bia, NXB KH&KT, Hà Nội [3] Bùi Ái (2003), Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm, NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [4]Phan Bích Ngọc, Trần Xn Ngạch Bài giảng mơn học Công nghệ lên men, Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [5] PGS, TS Hồng Đình Hồ (2000), Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT, Hà Nội [6] Phan Bích Ngọc, (1991), Cơng nghệ lên men, NXB Đà Nẵng [7] Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng khuôn, Trần Quang Thảo, Trần Xoa (1987), Cơ sở cquá trình thiêt bị cơng nghệ hóa học tập I, NXB KH&KT, Hà Nội [8]GS.TS Nguyễn Bin tập thể tác giả, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I ,2002,NXB KH&KT [9] GS.TS Nguyễn Bin tập thể tác giả, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập II,2002, NXB KH&KT [10]PGS - TS Trần Minh Vượng (1999), Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục TÀI LIỆU INTERNET : [11] http://diaoconline.vn/du-an/khu-cong-nghiep-c11/khu-kinh-te-dung-quat-i337 (12/2/2017) [12] http://dulichtoancau.com.vn/news/id-205/cid-8/Gioi-thieu-tong-quan-ve-QuangNgai.html (12/2/2017) [13] https://vi.wikipedia.org/wiki/Sa_K%E1%BB%B3 (12/2/2017) [14] http://www.mtvgroup.vn/index.php/tin-tuc/thong-tin-thi-truong/240-th-trng-biavit-ln-nhng-khong-d-cho-i-gia-ab-inbev-.html (12/2/2017) [15] http://enbac.com/Ho-Chi-Minh/Am-thuc/p1823664/Bia-hoi-36.html (12/2/2017) [16] http://bia24h.com.vn/Nguyen-li%E1%BB%87u/Malt-Ha-Lan/flypage.tpl.html (12/2/2017) [17] www.nganhanh.com/nganhanh/images/stories/nguyenlieu/cao/cao102.jpg (12/2/2017) [18] www.phununet.com/WikiPhununet/ChiTietWiKi.aspx?m=0&StoreID=17341 (12/2/2017) [19] http://www.vatgia.com/raovat/3904/4209175/gau-tai-_-model-ea.html(10/3/2017) [20] http://www.alibaba.com/product-detail/Hot-Sales-Automatic-3-in1.html(10/3/2017) [21] http://bomcongnghiep.vn/model-3m3s_i380_c178.aspx(10/3/2017) [22] http://www.alibaba.com/product-detail/beer-filterpress_529857831.html(10/3/2017) [23] http://www.foodnk.com/tim-hieu-ve-hoa-houblon-trong-cong-nghe-san-xuatbia.html(10/3/2017) [24]Ư http://www.alibaba.com/product-detail/beer-filterpress_529857831.html(10/3/2017) [25]http://www.alibaba.com/product-detail/Hot-Sales-Automatic-3-in1_1404558140.htm(10/3/2017)l [26] http://biatuoi.vn/html/a9e86fce/quy-trinh-san-xuat-bia(15/4/2017) [27]http://www.alibaba.com/product-detail/Beer-bottle-labellingmachine_490095209.html(15/4/2017) [28]http://www.alibaba.com/product-detail/bottle-unloadingmachine_1326518830.html(15/4/2017) [29]http://www.alibaba.com/product-detail/Bottle-Can-Sterilizer-machine-TunnelPasteurizer_612499258.html(15/4/2017) [30]http://www.alibaba.com/product-detail/Aluminium-can-Beer-CanningMachine_786169005.html(15/4/2017) ... Hồng Chinh Hướng dẫn: Bùi Viết Cường Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 10 0hectolit/ ngày 2.2.1 Malt đại mạch: • Khái niệm: [4] Malt đại mạch hạt đại mạch nảy mầm điều kiện nhiệt độ,... 25 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 10 0hectolit/ ngày Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Các số liệu ban đầu - Năng suất nhà máy: 100 hecto lít/ ngày - Tỷ lệ nguyên liệu dùng: Malt: ... 37 Thiết kế nhà máy bia từ 100% malt đại mạch suất 10 0hectolit/ ngày Hình 5.3 Thiết bị nghiền malt hai đôi trục Theo bảng 4.3, lượng malt cần nghiền ngày là: 2864,583 (kg) Năng suất tối thiểu máy