Thiết kế nhà máy bia công suất 20 triệu lít

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HĨA HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy bia cơng suất 20 triệu lít/năm SVTH : PHẠM THỊ HẢI HÒA MSSV : 1152043833, lớp 52k2-CNTP GVHD : TÔN THẤT MINH Vinh, 5/2016 MỞ ĐẦU 01 Phần LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT 02 1.1 Đặc điểm tự nhiên 02 1.2 Thị trường tiêu thụ 03 1.3 Nguyên liệu cung cấp 03 1.4 Giao thông 03 1.5 Nguồn nhân lực 03 1.6 Nguồn điện 03 1.7 Nguồn nước 03 1.8 Hơi, nhiên liệu 04 1.9 Sự hợp tác hoá 04 1.10 Thiết bị 04 Phần NGUYÊN LIỆU 05 2.1 Malt đại mạch 05 2.1.1 Thành phần hoá học 05 2.1.2 Bảo quản hoa houblon 06 2.2 Hoa houblon 06 2.2.1 Thành phần hóa học 06 2.2.2 Bảo quản malt 08 2.3 Nước 08 2.4 Nguyên liệu thay 10 2.5 Nấm men bia 11 Phần QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 12 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 12 3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 13 3.2.1 Làm nguyên liệu 13 3.2.2 Nghiền 13 3.2.3 Nấu nguyên liệu 14 3.2.4 Lọc dịch đường 17 3.2.5 Houblon hoá 17 3.2.7 Lên men 18 3.2.8 Lọc bia 20 3.2.9 Chiết chai 20 3.2.10 Thanh trùng 20 3.2.11 Kiểm tra - dán nhãn 21 3.2.12 Nuôi cấy xử lý men 21 Phần TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 24 4.1 Các số liệu ban đầu 24 4.1.1 Độ bia sản phẩm 24 4.1.2 Tỷ lệ nguyên liệu dùng 24 4.1.3 Năng suất nhà máy 24 4.1.4 Chọn số liệu ban đầu sản phẩm 24 4.1.5 Sự hao hụt nguyên liệu qua công đoạn 24 4.1.6 Lượng hoa houblon sử dụng 25 4.2 Cân vật chất 25 4.2.1 Tính cân vật chất cho 100 kg nguyên liệu 25 4.2.2 Kế hoạch sản xuất nhà máy 33 4.2.3 Tính cân nguyên liệu cho năm 34 4.2.4 Tính cân nguyên liệu cho mẻ nấu 35 Phần TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 42 5.1 Công đoạn xử lý nguyên liệu 42 5.1.1 Tính silo chứa malt gạo 42 5.1.2 Tính chọn nam châm tách kim loại 44 5.1.3 Sàng tách tạp chất 45 5.1.4 Máy nghiền gạo malt gạo 45 5.1.5 Tính bunke chứa 47 5.1.6 Cân malt lót nồi 49 5.2 Công đoạn nấu 49 5.2.1 Nồi nấu 49 5.2.2 Thiết bị lọc dịch đường 53 5.2.3 Nồi houblon hoá 54 5.2.4 Thùng lắng 55 5.2.5 Thiết bị làm lạnh 57 5.2.6 Tính chọn thùng chứa nước nóng 58 5.2.7 Tính chọn gàu tải 59 5.3 Công đoạn lên men 66 5.3.1 Thiết bị lên men 66 5.3.2 Thiết bị nuôi cấy nấm men 68 5.3.3 Thiết bị lọc bia 73 5.3.4 Bơm bia lọc 74 5.3.5 Thùng chứa bia 74 5.3.6 Bơm chuyển men 76 5.3.7 Thùng thu hồi men tái sinh 77 5.3.8 Thùng phối trộn chất trợ lọc 77 5.4 Công đoạn thành phẩm 78 5.4.1 Máy chiết rót 78 5.4.2 Máy rửa chai 78 5.4.3 Máy đóng nắp 79 5.4.4 Máy trùng 79 5.4.5 Máy dán nhãn 79 5.4.6 Động kéo băng tải chai 80 Phần TÍNH TỔ CHỨC 83 6.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy 83 6.2 Tổ chức lao động nhà máy 84 6.2.1 Chế độ làm việc 84 6.2.2 Tổ chức nhà máy 84 Phần TÍNH XÂY DỰNG 86 7.1 Kích thước cơng trình 86 7.2 Tính khu đất xây dựng nhà máy tính lại 92 7.2.1 Diện tích khu đất 92 7.2.2 Tính hệ số sử dụng 92 Phần TÍNH ĐIỆN - HƠI - NƢỚC 94 8.1 Tính điện 94 8.1.1 Tính phụ tải chiếu sáng 94 8.1.2 Phụ tải động lực 100 8.1.3 Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế 101 8.1.4 Tính điện tiêu thụ điện 101 8.1.5 Chọn máy biến áp 102 8.1.6 Chọn máy phát điện dự phòng 102 8.2 Tính 103 8.2.1.Tính nhiệt cho nồi gạo 103 8.2.2 Tính nhiệt cho nồi nấu malt 108 8.2.3 Tính cho nồi houblon hoá 111 8.2.4 Cường độ tiêu tốn phân xưởng nấu 116 8.2.5 Lượng dùng phân xưởng chiết rót 116 8.2.6 Tổng cường độ tiêu tốn cho sản xuất 116 8.2.8 Lượng dùng để vệ sinh, sát trùng thiết bị 116 8.2.8 Tính chọn lò 116 8.2.9 Tính nhiên liệu 117 8.3 Tính nước 117 8.3.1 Nước dùng cho phân xưởng nấu 117 8.3.2 Nước dùng cho lò 118 8.3.3 Nước dùng cho phân xưởng lên men 118 8.3.4 Nước dùng cho máy rửa chai 118 8.3.5 Nước dùng cho trùng 118 8.3.6 Nước dùng cho hệ thống lạnh 118 8.3.7 Nước dùng cho sinh hoạt 118 Phần TÍNH KINH TẾ 120 9.1 Tính tiền lương cho cán bộ, công nhân viên 120 9.2 Tiền bảo hiểm xã hội 120 9.3 Vốn đầu tư xây dựng 120 9.3.1 Vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất 120 9.3.2 Vốn đầu tư cơng trình phụ 121 9.3.3 Vốn đầu tư cho đường - tường bảo vệ 121 9.3.4 Chi phí thăm dị thiết kế cơng trình 121 9.3.5 Tổng vốn đầu tư xây dựng 121 9.3.6 Tổng khấu hao cơng trình xây dựng 121 9.4 Vốn đầu tư thiết bị 122 9.4.1 Tổng vốn đầu tư mua thiết bị 124 9.4.2 Vốn đầu tư mua thiết bị phụ 124 9.4.3 Vốn đầu tƣ mua thiết bị kiểm tra chất lƣợng 124 9.4.4 Chi phí lắp ráp vận chuyển 124 9.4.5 Tổng số vốn đầu tư thiết bị 124 9.4.6 Khấu hao thiết bị 124 9.5 Tính tiền đầu tư nguyên liệu nhiên liệu 125 9.5.1 Chi phí trực tiếp 125 9.5.2 Chi phí gián tiếp 126 9.6 Tính hiệu kinh tế 127 9.6.1 Giá thành sản phẩm 127 9.6.2 Lợi nhuận hàng năm nhà máy 127 9.6.3 Thời gian hoàn vốn 128 Phần 10 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 129 10.1 Kiểm tra nguyên liệu 129 10.1.1 Kiểm tra chất lượng malt 129 10.1.2 Kiểm tra chất lượng hoa houblon 130 10.1.3 Kiểm tra chất lượng gạo 130 10.1.4 Kiểm tra men giống 130 10.1.5 Kiểm tra nước xử lý để nấu bia 132 10.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 132 10.2.1 Kiểm tra công đoạn nấu 132 10.2.2 Kiểm tra công đoạn lên men 132 10.2.3 Kiểm tra công đoạn thành phẩm 133 10.3 Kiểm tra sản phẩm 133 10.3.1 Lấy mẫu kiểm tra 133 10.3.2 Kiểm tra bia thành phẩm 133 10.3.3 Phương pháp kiểm tra 133 Phần 11 AN TỒN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 142 11.1 An toàn lao động 142 11.1.1 Nguyên nhân xảy tai nạn 142 11.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 142 11.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 141 11.2 Vệ sinh công nghiệp 142 11.2.1 Vệ sinh cá nhân cho công nhân 143 11.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 143 11.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 143 11.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất 143 11.2.5 Xử lý nước dùng để sản xuất 143 11.2.6 Xử lý nước thải 145 KẾT LUẬN 146 MỞ ĐẦU Bia loại đồ uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng vị đắng dịu hoa houblon Ngoài tác dụng giải khát tốt bia cung cấp lượng lớn dinh dưỡng cho thể người Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon nước Ngoài để giảm giá thành sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị hiếu ngày cao người tiêu dùng, nhà máy sử dụng số ngun liệu thay như: gạo, ngơ, thóc… để sản xuất bia Bia sản xuất với nhiều phương pháp nguyên liệu thay khác nhau, nên bia có nhiều loại loại có hương vị, màu sắc độ cồn riêng Tính chất độc đáo bia trước hết đặc tính nguyên liệu, sau tính chất q trình cơng nghệ Hiện nay, Việt Nam thành viên tổ chức thương mại giới, hội nhập kinh tế toàn cầu, mở thị trường tiêu thụ bia ngày rộng lớn Do vậy, để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày cao xã hội tiến hành triển khai đề tài: “Thiết kế nhà máy bia suất 20 triệu lít/năm” Phần LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Đặc điểm tự nhiên Nghệ An thuộc bắc trung Việt Nam, nằm Đông Bắc dãy Trường Sơn Toạ độ địa lý từ 18o33'10" đến 19o24'43" vĩ độ Bắc từ 103o52'53" đến 105o45'50" kinh độ Đơng - Phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá với đường biên dài 196,13 km - Phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh với đường biên dài 92,6 km - Phía Tây giáp nước bạn Lào với đường biên dài 419 km - Phía Đơng giáp với biển Đông với bờ biển dài 82 km - Diện tích đất tự nhiên 1.648.729 Khu cơng nghiệp Bắc Vinh mang đặc điểm khí hậu vùng Vinh Nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt có biến động lớn từ năm qua năm khác - Nhiệt độ trung bình 24oC - Nhiệt độ cao tuyệt đối 42,1oC - Nhiệt độ thấp tuyệt đối 4oC - Độ ẩm trung bình 85  90% - Số nắng trung bình 1.696 giờ, lượng mưa trung bình hàng năm 2.000mm Gió: có hai mùa gió đặc trưng, Gió tây nam - gió khô xuất từ tháng đến tháng 9, tốc độ gió trung bình 2,0  2,6 m/s gió đông bắc - mang theo mưa phùn lạnh ẩm ướt kéo dài từ tháng 10 đến tháng năm sau, tốc độ gió trung bình 1,9  2,2 m/s Tần suất lặng gió phổ biến 30  40% Tốc độ gió trung bình năm 2,2 m/s 1.2 Thị trƣờng tiêu thụ Ở Việt Nam, dòng thức uống có cồn bia tiêu thụ nhiều nhất, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu 97% khối lượng So với nước khu vực Thái Lan, Singapore Việt Nam có GDP bình qn đầu người thấp nhiều mức tiêu thụ bia lại cao Năm 2011, Việt Nam tiêu thụ 2,6 tỷ lít, Thái Lan: 1,8 tỷ lít, Singapore: 108 triệu lít – Biểu đồ (BĐ) Phần 10 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất việc quan trọng ngành công nghiệp nói chung ngành cơng nghiệp thực phẩm nói riêng Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho công nhân thao tác quy trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm cố kỹ thuật hư hỏng máy móc, thiết bị Kiểm tra sản xuất chất lượng thực phẩm giúp ta đánh giá tình hình hoạt động nhà máy đề biện pháp kế hoạch thực hợp lý Ðồng thời qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải tiến kỹ thuật nhằm nâng cao suất chất lượng sản phẩm 10.1 Kiểm tra nguyên liệu 10.1.1 Kiểm tra chất lƣợng malt Khi thu nhận - Màu sắc: Malt phải có màu vàng sáng, bóng màu sắc phải khắp khối hạt - Mùi: Thơm nhẹ, khơng có mùi mốc, khét, chua - Vị: Ngọt dịu, không chua hay đắng - Trạng thái: Hạt khô, rời, khơng bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, không lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót - Ðộ ẩm: Khơng vượt q 6% Được xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi - Xác định khối lượng riêng - Kiểm tra lực đường hoá 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 phịng kỹ thuật cơng nghệ để có biện pháp xử lý 10.1.2 Kiểm tra chất lƣợng hoa houblon Hoa houblon dạng cao hoa, hoa viên nhập phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng Hoa viên cịn tốt có màu xanh nhạt, khơng có mùi lạ Kiểm tra hàm lượng α – axít đắng, hàm lượng phải đạt 15% 10.1.3 Kiểm tra chất lƣợng gạo Gạo thu nhập phải sạch, khơng có mùi vị lạ, khơng mốc, khơng bị sâu mọt kích thước hạt phải đồng Ðộ ẩm cho phép không 14% 10.1.4 Kiểm tra men giống - Để quan sát tế bào nấm men, ta dùng tiêu giọt ép để quan sát Chủng nấm men Saccharomyces carlsbergensis (Hansen) Khi cịn trẻ tế bào có dạng hình trịn, hình bầu dục Khi phát triển có nhiều chồi, già có hình ovan dài - Ðể đánh giá chất lượng nấm men tiến hành nhuộm màu tế bào nấm men, quan sát chúng kính hiển vi để nhận định trạng thái sinh lý hoạt lực sinh hóa chúng Giống nấm men gọi tốt có hình thái tế bào đặc trưng, số tế bào trẻ nảy chồi nhiều, số tế bào chết (≤5%), tốc độ sinh sản nhanh, số tế bào chứa chất dự trữ glycogen nhiều 10.1.5 Kiểm tra nƣớc xử lý để nấu bia - 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 - Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hoá nước: Ðộ cứng cho phép :  mg đương lượng/ lít Ðộ pH :  (Ðo giấy quỳ) Ðộ oxy hố :  mg/ lít (Ðo phương pháp KMnO4) 10.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất 2.1 Kiểm tra công đoạn nấu Nghiền nguyên liệu 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 khung nên tỷ lệ thành phần sau: Vỏ : ÷ 11 % Tấm lớn :3÷6% Tấm bé I : 28 ÷ 38 % Tấm bé II : 20 ÷ 30 % Bột thơ : ÷ 11 % Bột mịn : 17 ÷ 22 % - Gạo: Ðộ mịn bột ngô sau nghiền cao tốt Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt thời gian giữ nhiệt - Kiểm tra mức độ đường hoá: dùng dung dịch iốt để kiểm tra khối dịch đường hoá hết chưa - Kiểm tra độ dịch lọc - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau 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 - Để đảm bảo chất lượng dịch đường cần đảm bảo yêu cầu sau: + Không nâng nhiệt độ khối nấu mức qui định + Nước rửa bã phải có nhiệt độ 75 ÷ 78oC, khơng cao hay thấp Nếu thấp hơn, khối dịch đường dễ bị oxy hóa, cao ức chế enzyme, khơng đường hóa lượng tinh bột sót dịch đường sau lọc Lắng làm lạnh - Kiểm tra mức độ suốt dịch đường thiết bị lắng 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 16oC - Kiểm tra độ nồng độ dịch lên men 10.2.2 Kiểm tra công đoạn lên men Kiểm tra công đoạn nuôi cấy nấm men sản xuất Cứ kiểm tra sinh trưởng, phát triển nấm men cách đo độ giảm chất chiết đếm số lượng tế bào có đơn vị thể tích dịch kính hiển vi Ðồng thời kiểm tra tính khiết men, quan sát kính có men dại, vi khuẩn lạ hay khôngtrong dịch men giống - Kiểm tra nhiệt độ phịng ni cấy sản xuất: nhiệt độ từ 12 ÷ 16oC Kiểm tra q trình lên men Thường kiểm tra hai lần ca - Kiểm tra nhiệt độ phòng lên men, nhiệt độ ≤ 16oC - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men mức độ thay đổi nhiệt độ để điều chỉnh kịp thời - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua thời kỳ lên men - Quan sát lớp bọt bề mặt dịch mức độ sủi bọt - Kiểm tra nhiễm khuẩn xác định giá trị pH dịch - Kiểm tra mức độ kết lắng huyền phù - Kiểm tra áp suất dư thiết bị - Hàm lượng CO2 kết thúc trình lên men - Kiểm tra độ trong, mùi vị bia trước lọc 10.2.3 Kiểm tra công đoạn thành phẩm - Kiểm tra nồng độ dung dịch NaOH để rửa chai, 2% - Kiểm tra chế độ nhiệt độ máy rửa chai máy trùng - Kiểm tra mức độ chai sau rửa - Kiểm tra mức độ rót đầy bia chai sau chiết - Kiểm tra thời gian trùng - Kiểm tra mức độ trùng - Kiểm tra để loại chai chưa sạch, bị xì, nứt, vỡ, chai khơng đủ mức rót 10.3 Kiểm tra sản phẩm 10.3.1.Lấy mẫu kiểm tra Ðể kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm vị trí khác lô bia để xác định tiêu Các chai đưa kiểm tra phải có nhãn, khơng hở nắp, nứt, vỡ, xì 10.3.2.Kiểm tra bia thành phẩm - Kiểm tra tiêu cảm quan: màu sắc, độ bọt, hương vị… - Kiểm tra tiêu hóa học: hàm lượng rượu, hàm lượng CO2, hàm lượng chất chiết, độ chua, độ - Kiểm tra tiêu hóa lý: tỷ trọng, độ màu, pH - Kiểm tra tiêu vi sinh: lượng tế bào nấm men cịn sót, men dại bia sau trùng 10.3.3 Phƣơng pháp kiểm tra Các tiêu cảm quan bia thành phẩm - Ðộ trong: Quan sát phần bên vỏ đáy chai, sau lộn ngược chai xuống để kiểm tra có kết tủa cặn lắng hay không Bia thành phẩm phải suốt, khơng có cặn đáy chai, khơng có cặn lơ lửng hạt nhỏ - Ðộ bọt: Độ bọt bia đánh giá rót bia vào cốc thuỷ tinh quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng bọt, thời gian bọt tồn Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn lâu tan - Mùi: Ðưa nhẹ cốc từ xa vào mũi ngửi Bia phải có mùi thơm đặc trưng hoa houblon, malt mùi men chua - Vị: Vị bia phải thơm ngon, có vị đắng hoa houblon, vị nhẹ Bia không đắng, hay chua nhạt Các tiêu hoá lý - Tỷ trọng bia: Được xác định tỷ trọng kế Tỷ trọng bia từ 1,005  1,02 - Ðộ màu: Ðược xác định cách so màu với dung dịch nước cất có pha thêm dung dịch I2 0,1N Ðộ màu số ml dung dịch I2 0,1N pha vào dung dịch nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia Độ màu bia vàng: 0,6 ÷ ml I2 0,1N - Ðộ pH bia: 4,1  4,8 Các tiêu hoá học - Xác định độ khô: Lấy 10 ml bia loại CO2 cho vào cốc có dung tích 50 ml sấy khô, đặt vào nồi cách thuỷ đun nóng, 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= M2 - M1 10 ; g/l Trong đó: M2: khối lượng cốc đựng bia sau sấy, mg M1: khối lượng cốc ban đầu, mg 10: Số ml mẫu bia phân tích - Xác định độ tro Lấy 10ml mẫu thử cho vào chén sứ nung loại 50 ml (chén sấy khô đến khối lượng không đổi) Đầu tiên bia cô cạn nồi cách thủy Sau khơ lửa, tiếp tục cho chén vào lò nung nung đến tạo tro có màu trắng sấy khối lượng không đổi Hàm lượng tro bia tính: G2 - G1 (G2 - G1) X= x 1000 = ; g/l 10 x 1000 10 Trong đó: G1: Khối lượng chén sứ sấy khơ, mg G2: Khối lượng chén tro, mg 10: Số ml mẫu bia phân tích - Xác định độ chua Lấy 10ml bia loại bỏ CO2 cho vào bình nón dung tích 100 ml, thêm 40ml nước cất giọt dung dịch phenolphtalein chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1N chuẩn bị sẵn đến dung dịch thử có màu hồng nhạt bền vững Thể tích NaOH tiêu tốn chuẩn độ độ chua bia - Xác định độ rượu Lấy 100 ml bia loại CO2 cho vào thiết bị chưng, chưng đến gần cạn Dịch chưng cất cho vào bình định mức dung tích 100 ml, cho thêm nước cất vào đủ 100 ml, lắc Lấy ml dịch chưng cho vào bình tam giác có nút mài dung tích 250 cho thêm ml nước cất 10 ml dung dịch nitrocromic Ðậy kín bình, phản ứng xảy 30 phút cho thêm 10 ml dung dịch KI 10%, 100 ml nước cất, lắc Sau phút dùng dung dịch Na2S2O3 0,1N chuẩn bị trước buret để chuẩn lượng iốt giải phóng Chuẩn dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt cho thêm  ml dung dịch tinh bột 1% để chuyển sang màu xanh đậm Tiếp tục chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 dung dịch bình chuyển từ màu xanh đậm sang màu xanh lục Xác định lượng dung dịch Na2S2O3 tiêu tốn Song song với mẫu thí nghiệm, tiến hành làm mẫu trắng với 10 ml dung dịch nitrocromic 10 ml nước cất theo thời gian thao tác mẫu phân tích Hàm lượng rượu mẫu phân tích tính: (N - n) x 1,15 x 1000 = 0,23 x (N - n) ; g/l A= x 1000 Trong đó: N: Số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn mẫu trắng n: Số ml Na2S2O3 dùng để chuẩn mẫu phân tích 1,15: Số mg C2H5OH tương ứng với ml Na2S2O3 0,1N 5: Số ml bia dùng phân tích - Xác định hàm lượng CO2 có bia Trước xác định, bia phải làm lạnh đến 40C để khỏi bị CO2 Chuẩn bị hai bình tam giác có nút mài dung tích 500 ml sơ đánh dấu mức thể tích khoảng 200 ml 250 ml Rót vào bình 20 ml dung dịch NaOH 2N Mở chai bia mẫu cẩn thận, nhẹ nhàng rót nhanh vào bình mức 200  250 ml Ðậy nút bình lắc  10 phút Ðể yên lát rót tồn vào ống đong đọc xác kết (B) Tiến hành thí nghiệm: Dùng pipet hút xác 10 ml bia vừa chuẩn bị cho vào bình tam giác 250 ml, thêm 50 ml nước cất  giọt phenolphtalein, dung dịch có màu hồng Dùng dung dịch H2SO4 0,1N chuẩn độ lượng xút dư màu hồng khơng tính lượng axít tiêu tốn Thêm vào bình  giọt metyl da cam, dung dịch chuyển sang màu vàng Tiếp tục chuẩn độ H 2SO4 dung dịch chuyển sang màu da cam Ghi thể tích H2SO4 tiêu tốn (V1) Song song với mẫu thí nghiệm, tiến hành làm mẫu thí nghiệm trắng cách lấy 10 ml bia loại bỏ hết CO2 cho vào bình nón thêm ml NaOH 2N, 50 ml nước cất tiến hành phân tích tương tự mẫu Hàm lượng CO2 có bia xác định theo công thức: X= 0,0044 x B x (V1 - V2) x 1000 10 x (B - 20) ; g/l Trong đó: 0,0044: Số gam CO2 tương ứng với ml dung dịch H2SO4 0,1N B: Thể tích bia kiểm hóa, ml V1, V2: Thể tích H2SO4 0,1N tiêu tốn để chuẩn độ mẫu thử mẫu trắng, ml 100: Hệ số chuyển đổi ml 20: Thể tích dung dịch NaOH 2N dùng để kiểm hóa mẫu bia, ml - Xác định hàm lượng đường Lượng đường bia chủ yếu đường maltose, xác định sau: Lấy 50 ml bia (đã đuổi hết CO2) cho vào cốc, thêm 50 ml nước cất, ml dung dịch chì axetat 30%, lắc để yên phút Lọc vào bình định mức 200 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc kỹ Dùng pipet hút 20 ml, cho vào bình nón Sau thêm vào 25 ml dung dịch felling A, 25 ml dung dịch felling B Tiến hành xác định đường glucose theo phương pháp Bertrand Kết quả: lượng đường glucose nhân với hệ số k = 0,05 lượng đường maltose Tính kết thành đường maltose lít bia - Xác định Diaxetyl (CH3 - CO - CO - CH3) Chuẩn bị mẫu: Ly tâm lọc mẫu chứa nấm men để dịch bia tinh khiết Lấy 100 ml mẫu ống đong đưa vào bình cất Chưng cất mẫu đến thu 25 ml dịch cất cho thời gian đun nóng khơng q phút thời gian chưng cất từ ÷ 10 phút Dùng pipet lấy 10 ml dịch cất được, cho vào ống nghiệm không Thêm 0,5 ml dung dịch O - fenilendiamin vào, lắc hỗn hợp Để yên chỗ tối khoảng 20 ÷ 30 phút Thêm ml axít HCl 4M vào hỗn hợp phản ứng Đo quang phổ kế bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (A335) Song song làm mẫu trắng cách thay dịch cất nước cất Tiến hành tương tự Đo quang phổ kế với bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (Ab) Làm mẫu chuẩn: Dùng pipet cho 9,9 ml nước vào ống nghiệm khô, thêm 0,1 ml dung dịch diaxetyl chuẩn lắc Tiến hành dẫn mục Đo quang phổ kế với bước sóng hấp thụ 335 nm so sánh với nước (Ast) Hàm lượng chất diaxetyl tính theo cơng thức: A – Ab X = 335 x 0,625 ; mg/l Ast – Ab Trong đó: X: hàm lượng chất diaxetyl A335 : lượng chất diaxetyl mẫu thí nghiệm Ab : lượng chất diaxetyl mẫu trắng Ast : lượng chất diaxetyl mẫu chuẩn 10.3.3.4 Các tiêu vi sinh  Kiểm tra tế bào nấm men cịn sót Đem 100 ml bia thành phẩm li tâm với tốc độ 300 v/ph Lấy cặn phết lên kính nhuộm đen Quan sát kính hiển vi phát tế bào nấm men sống chết  Kiểm tra vi khuẩn hiếu khí Chủ yếu tìm: - Vi khuẩn Escheria coli - Vi khuẩn tụ cầu vàng - Vi khuẩn hiếu khí Bia đạt chất lượng phải khơng chứa vi khuẩn E coli, vi khuẩn gây bệnh, tế bào nấm men cịn sống.Tổng số vi khuẩn hiếu khí cho phép khơng q 100 tế bào/lít Phần 11 AN TỒN LAO ÐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 11.1 An toàn lao động Trong nhà máy sản xuất an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến q trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc, thiết bị Do đó, cần phải trang bị kiến thức an toàn lao động cho cán công nhân viên nhà máy vận dụng cách có hiệu 11.1.1 Nguyên nhân xảy tai nạn Các tai nạn xảy nhà máy thường số nguyên nhân sau: - Tổ chức lao động không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu khơng đảm bảo an tồn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa tốt - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật công nhân chưa cao - Các thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý 11.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động Để hạn chế tai nạn lao động xảy nhà máycần áp dụng biện pháp: - Tại phân xưởng phải có biển báo quy trình vận hành loại thiết bị - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động cơ, băng tải… phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, ký hiệu nhận biết rõ ràng - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng khơng, có phải sửa chữa kịp thời - Các thiết bị chứa CO2 lỏng, khí nén… phải đặt xa nơi đơng người, có áp kế, rơ le nhạy Trước nén khí thiết bị phải kiểm tra kỹ - Kho xăng, dầu, nguyên liệu… phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vịi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho - Mỗi công nhân 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 11.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 11.1.3.1 Chiếu sáng đảm bảo ánh sáng làm việc Phải đảm bảo độ sáng tối thiểu Emin nhà sản xuất Nếu chiếu sáng không tốt ảnh ưởng đến sức khoẻ công nhân, không đảm bảo vận hành máy móc Các nhà sản xuất phân xưởng nấu, phân xưởng chiết rót cần phải chiếu sáng đầy đủ, cần bố trí cửa để tận dụng ánh sáng tự nhiên 11.1.3.2 An toàn điện Về điện chiếu sáng Số bóng đèn, vị trí treo lắp đèn, cơng tắc, cầu dao phải phù hợp với thao tác Các mạch điện phải kín, đặt nơi khô Thường xuyên kiểm tra độ sáng bóng đèn Về thiết bị điện - Phải có hệ thống báo động thiết bị có cố - Thiết bị điện phải có rơle đề phịng q tải - Các phần cách điện thiết bị điện phải đảm bảo bền chặt, khơng bị ăn mịn - Cách điện cho phần mang điện, nối đất thiết bị - Trạm biến áp đặt nơi người qua lại 11.1.3.3 Thơng gió Nhà sản xuất làm việc phải thơng gió tốt Đặc biệt nơi thải nhiều nhiệt Phân xưởng nấu, lò hơi… cần phải bố trí thêm quạt máy, tạo điều kiện thoải mái cho cơng nhân làm việc 11.1.3.4 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 rõ 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, bảo dưỡng thiết bị 11.1.3.5 Phòng chống cháy nổ Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ Ðề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ cơng tác phịng cháy nhà máy 11.1.3.6 An tồn với hố chất Các hố 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 11.1.3.7 Chống sét Ðể đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy cần phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 11.2 Vệ sinh công nghiệp Vệ sinh công nghiệp nhà máy vấn đề có ý nghĩa quan trọng Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân 11.2.1 Vệ sinh cá nhân cho công nhân - Công nhân phải ăn mặc quần áo sẽ, sử dụng bảo hộ lao động qui định nhà máy - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ 11.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị - Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh theo định kỳ, trước sau sử dụng - Ðối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men 11.2.3 Vệ sinh xí nghiệp - Trong phân xưởng sản xuất, sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc - Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 11.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất Phế liệu trình sản xuất như: bã hèm, bã men,cặn lắng… loại phế liệu gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất cần chứa nơi quy định đưa phân xưởng để xử lý 11.2.5 Xử lý nƣớc dùng để sản xuất Nhà máy sử dụng nguồn nước nhà máy nước thành phố Để đảm bảo tiêu nước nấu bia, nước xử lý lại theo sơ đồ sau: nước lọc than hoạt tính lọc thơ lọc RO khử trùng tia cực tím sử dụng .2.6 Xử lý nƣớc thải Nước thải xử lý phương pháp kết hợp hiếu khí kị khí Quá trình xử lý nước thải thực theo qui trình sau: Nước thải Bể chứa Lưới chắn rác Bể trung hịa Bể kỵ khí Bể hiếu khí Bể gạn lọc Môi trường Nước thải từ nhà máy tập trung vào bể chứa Đầu tiên nước thải bơm qua lưới chắn rác để tách tạp chất lớn, sau bơm lên bể cân để trung hịa pH nước thải Sau nước thải bơm vào bể yếm khí để phân giải chất nước thải điều kiện yếm khí Tiếp theo, nước thải đưa qua bể hiếu khí để phân hủy chất lại nước thải nhờ vi khuẩn hiếu khí Cuối nước thải đưa qua bể gạn lọc thải vào môi trường Bảng 4.5 Cân vật chất Nguyên liệu, bán STT thành phẩm thành phẩm Malt Gạo Dịch đường chưa đun sôi Dịch đường đun sôi Dịch đường sau houblon hoá Dịch đường đem lên men Bia sau lên men Tính cho 100 ĐVT kg nguyên liệu Kg 70 Kg 30 Lít 661,85 Tính cho mẻ Tính cho ngày Tính cho năm 1262,18 540,93 11933,88 7573,08 3245,58 70169,58 2703589,98 1158681,42 25562370,9 26640332,4 22329664,5 21037353,1 20826858,7 20618677,8 19999939,6 53292,96 4563252,54 166454,82 62953,38 3713178,42 743102,64 5975706 45777778 155555,56 243138 Lít 690,06 12437,13 74622,78 Lít 578,15 10424,68 62548,08 Lít 544,69 9821,36 58928,16 Lít 539,24 9723,09 58338,54 Bia sau lọc Lít 533,85 9625,90 57755,40 Bia sau chiết rót Lít 517,83 9337,04 56022,24 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Hoa houblon Bã ướt nguyên liệu Cặn lắng ướt Men khô thu hồi Men giống CO2 thu hồi Chai Nhãn Nắp Két Kg Kg Kg Kg Lít Kg Cái Cái Kg Cái 1,38 118,15 4,31 1,63 96,14 19,24 24,88 2130,37 77,71 29,39 1733,51 346,92 149,28 12782,22 466,26 176,34 10401,06 2081,52 KẾT LUẬN Qua thời gian năm tháng làm khoá luận tốt nghiệp, với nhiệm vụ thiết kế nhà máy bia suất 20 triệu lít/ năm, giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn, với nỗ lực thân đến tơi hồn thành khố luận thiết kế Trong thời gian làm khố luận giúp tơi hiểu biết cơng nghệ sản xuất bia, biết trình tự thiết kế nhà máy sản xuất thực phẩm Trong trình tìm hiểu tài liệu thực tế sản xuất để hồn thành nhiệm vụ giúp tơi có nhìn tồn diện cơng nghệ thiết bị sản xuất Tuy nhiên, kiến thức nhiều hạn chế, tài liệu tra cứu tìm hiểu thực tế sản xuất chưa nhiều nên thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Mong thầy giáo bạn sinh viên đóng ghóp ý kiến để thiết kế hoàn thiện hơn, thân nâng cao kiến thức chuyên môn để phục vụ thực tế sản xuất tốt Nghệ An, ngày 16 tháng 05 năm 2016 Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Hải Hòa TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Bùi Ái Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2003 2 Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hợp Công nghệ máy chế biến lƣơng thực NXB khoa học kỹ thuật, 1983 3 EPRANTIEK HLAVACE,ING DRALIOSLKOTSKY Sản xuất bia Biên soạn liên hợp khoa học sản xuất cơng nghệ TPHCM, 1991 4 Hồng Đình Hồ Công nghệ sản xuất malt bia NXB khoa học kỹ thuật, 2002 5 Lê Xuân Phƣơng Vi sinh vật công nghiệp NXB xây dựng, 2001 6 Phan Sâm Sổ tay kỹ thuật nồi NXB khoa học kỹ thuật, 1985 7 Sổ tay tra cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp Đại học bách khoa Hà nội dịch, 1982 8 Trần Thế Truyền Cơ sở thiết kế nhà máy NXB Đà nẵng,1999 9 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất - Tập NXB khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2005 10 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất - Tập NXB khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2005 11 Http:// www.nghean.gov.vn ... 200 4 xếp vị trí thứ 8, đứng thứ sau Trung Quốc, Nhật Bản - Hiện nay, riêng Nghệ An có nhà máy bia Vinh, suất cịn thấp (50 triệu lít/ năm) nhà máy bia Sài Gịn Sơng Lam(100 triệu lít /năm) nhà máy. .. cầu, mở thị trường tiêu thụ bia ngày rộng lớn Do vậy, để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày cao xã hội tiến hành triển khai đề tài: ? ?Thiết kế nhà máy bia suất 20 triệu lít/ năm” Phần LUẬN CHỨNG KINH... trên, việc xây dựng nhà máy bia khu công nghiệp Bắc Vinh - Nghệ An cần thiết Với suất 20 triệu lít/ năm, nhà máy đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Việc xây dựng nhà máy phù hợp với thực tế thị trường