MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2 1.1. Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam 2 1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 2 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam 2 1.2. Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường 3 1.2.1. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 3 1.2.2. Nguồn nguyên liệu 4 1.2.3. Nguồn cung cấp điện – nước – nhiệt năng 4 1.2.4. Nguồn nhân lực 5 1.2.5. Giao thông vận tải 5 1.2.6. Sự hợp tác hóa 5 1.2.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm 5 PHẦN 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 6 2.1. Nguyên liệu chính 7 2.1.1. Malt đại mạch 7 2.1.2. Hoa houblon 8 2.1.3. Nước 12 2.1.4. Nấm men 12 2.2. Nguyên liệu thay thế 13 2.2.1. Gạo 13 2.2.2. Đường Sacaroza 14 2.3. Các chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật 15 PHẦN 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 16 3.1. Chọn loại bia sản xuất 16 3.2. Chọn phương pháp sản xuất 17 3.2.1. Chọn phương pháp nghiền 17 3.2.2. Chọn phương pháp nấu 18 3.2.3. Chọn phương pháp lên men 18 3.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia 20 3.4. Thuyết minh quy trình công nghệ tổng quát 22 3.4.1. Chuẩn bị nguyên liệu nấu 22 3.4.2. Làm sạch nguyên liệu 22 3.4.3. Nghiền nguyên liệu 22 3.4.4. Nấu nguyên liệu 24 3.4.5. Lọc dịch đường 26 3.4.6. Houblon hóa 27 3.4.7. Lắng trong 29 3.4.8. Làm lạnh nhanh 30 3.4.9. Lên men 31 3.4.10. Lọc bia 35 3.4.11. Bão hòa CO2 và tàng trữ bia 36 3.4.12. Hoàn thiện sản phẩm 36 PHẦN 4 . TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 41 4.1. Các số liệu ban đầu 41 4.1.1. Năng suất của nhà máy 41 4.1.2. Độ cồn của sản phẩm 41 4.1.3. Tỷ lệ nguyên liệu sử dụng 41 4.1.4. Thông số ban đầu của nguyên liệu 41 4.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy 41 4.3. Tính cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu 43 4.3.1. Bia chai 43 4.3.2. Bia lon 49 4.4. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ 56 4.4.1. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ bia chai 56 4.4.2. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ bia lon 59 4.5. Tính số lượng bao bì trong nhà máy 63 4.5.1. Sản phẩm bia chai 63 4.5.2. Sản phẩm bia lon 64 PHẦN 5. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 66 5.1. Công đoạn xử lý nguyên liệu 66 5.1.1. Tính silo chứa nguyên liệu 66 5.1.2. Máy làm sạch nguyên liệu 68 5.1.3. Máy nghiền nguyên liệu 70 5.1.4. Tính bunke chứa 71 5.1.5. Cân nguyên liệu 74 5.1.6. Tính cơ cấu vận chuyển nguyên liệu 75 5.2. Công đoạn chuẩn bị dịch đường 80 5.2.1. Nồi nấu nguyên liệu 80 5.2.2. Nồi houblon hoá 85 5.2.3. Thùng chứa nước nấu 86 5.2.4. Thiết bị lọc dịch đường 87 5.2.5. Thùng chứa trung gian 89 5.2.6. Thùng chứa bã nguyên liệu 90 5.2.7. Thiết bị lắng Whirlpool 91 5.2.8. Thiết bị làm lạnh 93 5.2.9. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu 94 5.2.10. Hệ thống CIP nấu 96 5.3. Công đoạn lên men 96 5.3.1. Thiết bị lên men 96 5.3.2. Thiết bị nuôi cấy nấm men 99 5.3.3. Thùng thu hồi men 102 5.3.4. Thùng chứa bia trước lọc 102 5.3.5. Thiết bị lọc bia 103 5.3.6. Thùng phối trộn chất trợ lọc 104 5.3.7. Thùng chứa ổn định bia sau khi lọc 104 5.3.8. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng lên men 106 5.3.9. Hệ thống CIP lạnh 107 5.4. Phân xưởng chiết rót 108 5.4.1. Hệ thống chiết lon 108 5.4.2. Hệ thống chiết chai 112 PHẦN 6. TÍNH TỔ CHỨC 120 6.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy 120 6.2. Tổ chức lao động của nhà máy 121 6.2.1. Chế độ làm việc 121 6.2.2. Tổ chức lao động của nhà máy 121 PHẦN 7. TÍNH XÂY DỰNG 123 7.1. Thiết kế tổng mặt bằng 123 7.2. Kích thước các công trình 123 7.2.1. Phân xưởng nấu 123 7.2.2. Phân xưởng lên men 124 7.2.3. Phân xưởng chiết rót 124 7.2.4. Phân xưởng cơ điện 124 7.2.5. Kho chứa nguyên liệu 125 7.2.6. Kho thành phẩm 125 7.2.7. Kho chứa két lon, và chai không 127 7.2.8. Phân xưởng lò hơi 127 7.2.9. Nhà hành chính 127 7.2.10. Nhà xử lý nước 128 7.2.11. Đài chứa nước 128 7.2.12. Trạm biến áp 128 7.2.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng 128 7.2.14. Nhà ăn – căn tin 128 7.2.15. Nhà tắm, nhà vệ sinh 129 7.2.16. Gara ô tô 129 7.2.17. Nhà để xe đạp và xe máy 129 7.2.18. Phòng thường trực và bảo vệ 129 7.2.19. Kho nhiên liệu 129 7.2.20. Khu xử lý nước thải 130 7.2.21. Nhà giới thiệu sản phẩm 130 7.2.22. Khu đất mở rộng 130 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy 131 7.3.1. Diện tích khu đất 131 7.3.2. Tính hệ số sử dụng 131 PHẦN 8. TÍNH NĂNG LƯỢNG 133 8.1. Tính điện tiêu thụ cho nhà máy 133 8.1.1. Tính phụ tải chiếu sáng 133 8.1.2. Phụ tải động lực 136 8.1.3. Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế 137 8.1.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 138 8.1.5. Chọn máy biến áp 139 8.1.6. Chọn máy phát điện dự phòng 139 8.2. Tính hơi 139 8.2.1. Tính nhiệt cho nồi gạo 139 8.2.2. Tính nhiệt cho nồi nấu malt 143 8.2.3. Tính hơi cho nồi houblon hoá 147 8.2.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước 150 8.2.5. Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một mẻ 151 8.2.6. Lượng hơi nước dùng trong phân xưởng chiết rót 151 8.2.7. Lượng hơi dùng để vệ sinh, sát trùng thiết bị và các mục đích khác 151 8.2.8. Tổng lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy trong một ngày 151 8.2.9. Tính và chọn lò hơi 151 8.2.10. Tính nhiên liệu 152 8.3. Tính nước 153 8.3.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu 153 8.3.2. Nước dùng cho lò hơi 154 8.3.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men 154 8.3.4. Nước dùng cho máy rửa chai, lon 154 8.3.5. Nước dùng cho thanh trùng 155 8.3.6. Lượng nước đưa đi làm lạnh nhanh dịch đường 155 8.3.7. Nước dùng cho sinh hoạt 156 8.3.8. Tổng lượng nước cần dùng trong một năm 157 PHẦN 9. TÍNH KINH TẾ 158 9.1. Tính tiền lương cho cán bộ, công nhân viên nhà máy trong một năm 158 9.2. Tiền bảo hiểm xã hội 158 9.3. Vốn đầu tư xây dựng 158 9.3.1. Vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất chính 158 9.3.2. Vốn đầu tư công trình phụ 159 9.3.3. Vốn đầu tư cho đường đi – tường bảo vệ 159 9.3.4. Chi phí thăm dò và thiết kế công trình 159 9.3.5. Tổng vốn đầu tư xây dựng 159 9.3.6. Tổng khấu hao công trình xây dựng 159 9.4. Vốn đầu tư thiết bị 160 9.4.1. Tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính 162 9.4.2. Vốn đầu tư mua thiết bị phụ 162 9.4.3. Vốn đầu tư mua thiết bị kiểm tra chất lượng và máy móc phòng thí nghiệm 162 9.4.4. Chi phí lắp ráp vận chuyển 162 9.4.5. Tổng số vốn đầu tư thiết bị 162 9.4.6. Khấu hao thiết bị 162 9.5. Tính tiền đầu tư nguyên liệu và nhiên liệu 162 9.5.1. Chi phí trực tiếp 162 9.5.2. Chi phí gián tiếp 164 9.6. Tính hiệu quả kinh tế 165 9.6.1. Giá thành sản phẩm 165 9.6.2. Lợi nhuận hàng năm của nhà máy 165 9.6.3. Thời gian hoàn vốn 166 PHẦN 10. KIỂM TRA SẢN XUẤT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 167 10.1. Kiểm tra nguyên liệu 167 10.1.1. Kiểm tra chất lượng của malt 167 10.1.2. Kiểm tra chất lượng của gạo 167 10.1.3. Kiểm tra chất lượng của hoa houblon 168 10.1.4. Kiểm tra chất lượng men giống 168 10.1.5. Kiểm tra nước nấu bia 168 10.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất 169 10.2.1. Kiểm tra công đoạn nấu 169 10.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men 169 10.2.3. Kiểm tra công đoạn thành phẩm 170 10.3. Kiểm tra sản phẩm 170 10.3.1. Chỉ tiêu cảm quan 171 10.3.2. Các chỉ tiêu hóa lý 171 10.3.3. Các chỉ tiêu hóa học 171 10.3.4. Các chỉ tiêu vi sinh 172 PHẦN 11. VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 173 11.1. Vệ sinh 173 11.1.1. Vệ sinh cá nhân 173 11.1.2. Vệ sinh thiết bị 173 11.1.3. Vệ sinh công nghiệp 174 11.1.4. Vệ sinh thực phẩm 174 11.1.5. Xử lý nước dùng để sản xuất 174 11.1.6. Xử lý phế liệu 175 11.1.7. Xử lý nước thải 175 11.2. An toàn lao động 177 11.2.1. Bảo hộ lao động 177 11.2.2. Phòng chống cháy nổ 178 11.2.3. An toàn về điện 178 11.2.4. An toàn về hơi 178 11.2.5. Phòng chống khí độc trong nhà máy 179 11.2.6. Chống ồn và chống rung động 179 KẾT LUẬN 180 TÀI LIỆU THAM KHẢO 181 LỜI MỞ ĐẦU Bia là một loại sản phẩm thực phẩm được con người phát hiện và sử dụng từ lâu đời, không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước, nấm men với một quy trình công nghệ đặc biệt nên tạo được các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người như: có mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao... giúp con người giải khát tốt khi uống. Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calo tương đối khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase. Chính vì vậy cách đây 6000 năm con người đã tìm ra cách làm bia và đến cuối thế kỉ 19, nhà khoa học người Pháp Pasteur đã khích lệ các nhà nấu bia dùng men thuần chủng để lên men bia. Cho đến ngày nay, ngành sản xuất bia trên thế giới đã có một diện mạo mới, lượng bia sản xuất ngày càng tăng theo nhu cầu con người. Ngành bia Việt Nam cũng đã phát triển không ngừng và tạo được một vị thế mới. Năm 2017 với tổng sản lượng tiêu thụ bia đạt 4 tỷ lít bia chiếm 2,1% tổng sản lượng bia toàn cầu, đứng thứ 10 thế giới và thứ 3 trong khu vực Châu Á. Qua các số liệu này cũng đã một phần cho thấy tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở nước ta. Ngành công nghiệp sản xuất bia đang trở thành một ngành kinh tế quan trọng, sản xuất ra nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, đóng góp ngày càng nhiều cho ngân sách nhà nước. Xuất phát từ nhu cầu của người tiêu dùng, ngành công nghệ sản xuất bia đã có những cải tiến trong công nghệ và dây chuyền sản xuất để mang lại các loại bia đạt chất lượng cao. Cùng với sự phát triển đó và nhu cầu thực tiễn, tôi đã chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 75,5 triệu lít sản phẩmnăm”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 75,5 triệu lít sản phẩm/năm Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Huế Bộ môn: Công nghệ thực phẩm NĂM 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Lớp: CNTP49C Khóa: 2015 - 2020 Ngành: Công nghệ thực phẩm I TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA NĂNG SUẤT 75,5 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM II III CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Năng suất: 75,5 triệu lít sản phẩm/năm Nguyên liệu: malt, hoa houblon, gạo, nước, nấm men Sản phẩm: bia vàng NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN Lời mở đầu Phần 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Phần 2: Tổng quan nguyên liệu Phần 3: Chọn thuyết minh quy trình cơng nghệ Phần 4: Tính cân vật chất Phần 5: Tính chọn thiết bị Phần 6: Tính tổ chức Phần 7: Tính xây dựng Phần 8: Tính tốn lượng Phần 9: Tính kinh tế Phần 10: Kiểm tra sản xuất quản lý chất lượng sản phẩm Phần 11: An toàn lao động vệ sinh thực phẩm Kết luận Tài liệu tham khảo IV V VI CÁC BẢN VẼ Tổng mặt nhà máy (A0) Sơ đồ dây chuyền sản xuất (A0) Phân xưởng nấu (A0) Phân xưởng lên men (A0) Phân xưởng chiết rót (A0) Bản vẽ – nước (A0) NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 30/9/2019 NGÀY HOÀN THÀNH: 10/3/2020 Huế, ngày 10 tháng 04 năm 2020 Trưởng môn TS Lê Thanh Long Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Huế DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CAGR Tốc độ tăng trưởng kép mỗi năm VSV Vi sinh vật MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Bia loại sản phẩm thực phẩm người phát sử dụng từ lâu đời, thiếu sống hàng ngày Bia sản xuất từ loại nguyên liệu đại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước, nấm men với quy trình cơng nghệ đặc biệt nên tạo tính chất cảm quan hấp dẫn đối với người như: có mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 cao giúp người giải khát tốt uống Bia loại đồ ́ng có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngồi việc cung cấp lượng calo tương đới lớn, bia chứa hệ enzyme phong phú, đặc biệt nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase Chính cách 6000 năm người tìm cách làm bia đến ći kỉ 19, nhà khoa học người Pháp Pasteur khích lệ nhà nấu bia dùng men chủng để lên men bia Cho đến ngày nay, ngành sản xuất bia giới có diện mạo mới, lượng bia sản xuất ngày tăng theo nhu cầu người Ngành bia Việt Nam phát triển không ngừng tạo vị Năm 2017 với tổng sản lượng tiêu thụ bia đạt tỷ lít bia chiếm 2,1% tổng sản lượng bia tồn cầu, đứng thứ 10 giới thứ khu vực Châu Á Qua số liệu phần cho thấy tình hình sản xuất tiêu thụ bia nước ta Ngành công nghiệp sản xuất bia trở thành ngành kinh tế quan trọng, sản xuất nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước xuất khẩu, đóng góp ngày nhiều cho ngân sách nhà nước Xuất phát từ nhu cầu người tiêu dùng, ngành công nghệ sản xuất bia có cải tiến cơng nghệ dây chuyền sản xuất để mang lại loại bia đạt chất lượng cao Cùng với phát triển nhu cầu thực tiễn, tơi chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 75,5 triệu lít sản phẩm/năm” PHẦN LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Tình hình tiêu thụ bia giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Ngành bia giới nhìn chung bước vào giai đoạn trưởng thành bão hòa, với CAGR năm 2011-2015 vào khoảng 0,7% Cơ cấu tiêu thụ dịch chuyển từ q́c gia phát triển với văn hóa bia lâu đời sang q́c gia phát triển có ngành bia non trẻ Tính đến năm 2015, tỷ trọng tiêu thụ bia Châu Á chiếm 35% tổng sản lượng bia tiêu thụ toàn giới Lượng tiêu thụ bia tập trung nước Nga, Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc… với động lực thúc đẩy tăng trưởng tiêu thụ việc tự hóa thương mại, thu nhập đầu người tăng cấu dân số có tỷ trọng người độ tuổi lao động cao Đi ngược lại với xu hướng giảm ngành bia giới ngồi khu vực châu Á cịn có Châu Phi, với lượng tiêu thụ tăng đặn qua năm liền với bùng nổ dân sớ tình hình kinh tế khu vực có tăng trưởng mạnh Trong giai đoạn 2015-2020, Châu Phi dự kiến khu vực có tớc độ tăng trưởng nhanh khoảng 5,2%/năm Châu Á tiếp tục thị trường tiêu thụ bia lớn giới với lượng tiêu thụ kỳ vọng tăng từ 63,3 tỷ lít lên 90 tỷ lít vào năm 2020 Về tiêu thụ, Trung Q́c tiếp tục quốc gia tiêu thụ bia nhiều giới năm 2015 Việt Nam vị trí thứ Tuy nhiên mức tiêu thụ bình quân đầu người cao thuộc quốc gia Tây Âu Cộng hòa Séc, Đức, Áo… vào khoảng 100 lít/người/năm [14] 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Việt Nam thị trường bia lớn giới Năm 2017, tổng sản lượng tiêu thụ bia đạt tỷ lít bia chiếm 2,1% tổng sản lượng bia toàn cầu, đứng thứ 10 giới thứ khu vực châu Á (sau Trung Quốc Nhật Bản) Tốc độ tăng trưởng ngành đạt 5,7% cao nhóm 10 q́c gia có quy mơ thị trường lớn Xét giai đoạn 10 năm (2007-2017), CAGR Việt Nam đạt 8,3% cao nhóm Trong giai đoạn 20072017, quy mô thị trường Việt Nam tăng 15 bậc từ 25 lên thứ 10 giới Theo chứng khốn FPT nhận định, 2018 ngành bia Việt Nam có khoảng 110 doanh nghiệp sản xuất, phân bổ rộng khắp vùng miền với sản lượng sản xuất ước tính lên đến 4,3 tỷ lít bia, sản lượng tiêu thụ ước tính đạt 4,2 tỷ lít bia Như vậy, nhiều khả Việt Nam vượt qua Ba Lan để trở thành thị trường bia lớn thứ giới Tuy nhiên, tăng trưởng sản lượng ngành bia có dấu hiệu chậm lại, năm gần tốc độ tăng trưởng giảm so với tăng trưởng giai đoạn trước Cụ thể, giai đoạn 2007-2011 CAGR đạt 9,7%, giai đoạn 2012-2015 CAGR 7,3%, giai đoạn 2016-2018 tiêu 6,8% Sơ đồ 1.1 Sản lượng tiêu thụ thị trường bia Việt Nam 2007-2018 [15] 1.2 Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường 1.2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm xây dựng nhà máy xây dựng cần thỏa mãn yêu cầu sau: - Phù hợp với quy hoạch chung tỉnh thành phố - Gần vùng nguyên liệu nhiên liệu - Thuận lợi giao thông quốc gia đường bộ, đường sắt, hải cảng, sân bay để thuận tiện việc vận chuyển nguyên liệu, vật liệu sản phẩm - Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thớng nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe người dân vùng - Khí hậu thuận lợi, nằm vùng có địa chất ổn định - Gần nơi khu vực đông dân cư, nguồn lao động dồi dào, gần trường đại học có nguồn lực trình độ khoa học kỹ thuật cao - Nguồn điện sử dụng điện lưới quốc gia 10 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 Tiêu chuẩn cho phép < 0,1 mg/l Xác định độ rượu chất hòa tan ban đầu Nguyên tắc: chưng cất bia, xác định tỷ trọng 20oC/20oC dịch chưng cất Xác định tỷ trọng 20oC/20oC phần dịch chưng cất cịn lại sau cân hồn lại trọng lượng ban đầu Xác định tỷ trọng bia lọc 20oC/20oC sử dụng công thức tính tốn Xác định độ màu Sử dụng phương pháp chuẩn độ iod: độ màu bia tính số ml dung dịch I2 0,1N thêm vào 100 ml nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia Theo quy chuẩn cho phép, độ màu bia tương ứng: 0,6 - 1,0 ml I2 0,1N Xác định độ đắng Nguyên tắc: chất đắng bia chiết bị acid hoá iso octan Sau ly tâm, độ hấp thụ lớp iso octan đo bước sóng 275mm, so với mẫu iso octan tinh khiết Xác định hàm lượng CO2 có bia 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 10.3.4 Các tiêu vi sinh Kiểm tra tế bào nấm men cịn sót Đem 100ml bia thành phẩm li tâm với tớc độ 3000 vịng/phút Lấy cặn p hết lên kính nhuộm đen Quan sát kính hiển vi phát tế bào nấ m men sớng chết 10.3.4.2 Kiểm tra vi khuẩn hiếu khí Chủ yếu tìm: Vi khuẩn Escherichia Coli, vi khuẩn tụ cầu vàng, vi khuẩn hiế u khí Bia đạt yêu cầu phải không chứa vi khuẩn E.coli, vi khuẩn gây bệnh, tế bào nấm men cịn sớng Tổng sớ vi khuẩn hiếu khí cho phép khơng q 100 193 tế bào/lít PHẦN 11 VỆ SINH AN TỒN LAO ĐỘNG 11.1 Vệ sinh 11.1.1 Vệ sinh cá nhân Với công nhân trực tiếp sản xuất vấn đề cần phải nghiêm ngặt: - Không cho phép đau ốm, người bị bệnh mãn tính hay truyền nhiễm trực tiếp sản xuất - Công nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy, đội mũ, đeo trang, ủng mang găng tay - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ tháng lần 11.1.2 Vệ sinh thiết bị - Tất thiết bị, dụng cụ tham gia vào dây chuyền sản xuất cần phải vệ sinh theo định kỳ - Đới với máy móc thiết bị phân xưởng phụ trợ phải kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên - Khu vực nhà nấu, hồn thiện sản phẩm cần thống mát, giải tớt vấn đề thơng gió hút bụi - Các phân xưởng có bụi, tiếng ồn cần phải đặt vị trí hợp lý, khơng ảnh hưởng tới khu vực khác - Kho ngun liệu cần bớ trí hợp lý, rộng rãi, thống mát, có nhiệt kế, ẩm kế theo dõi, tránh vi sinh vật phát triển làm hỏng nguyên liệu - Khu vực hành xây dựng phía trước nhà máy cần phải trồng nhiều xanh để tạo vẻ đẹp mỹ quan điều hịa khơng khí cho nhà máy - Chất thải, khí thải nước thải từ nhà máy cần phải xử lý đạt tiêu 194 chuẩn cho phép trước thải môi trường - Các phân xưởng, đường đi, hệ thớng nước, hệ thớng xử lý nước thải… nhà máy cần phải thường xuyên quét dọn, kiểm tra 11.1.3 Vệ sinh công nghiệp - Các phân xưởng phải đảm bảo vệ sinh gọn gàng, thống mát, nhà phải nước tớt tránh tụ đọng - Với khu nghiền có nhiều bụi tiếng ồn, cần phải có biện pháp hiệu lắp đặt thiết bị hút bụi cyclon, thiết bị tránh ồn cục bộ, đảm bảo sức khỏe cho công nhân môi trường cho nhà máy - Ở xung quanh phải đảm bảo thơng thống, trồng xanh tạo cảnh quan nhà máy giúp lọc khơng khí, cớng rãnh ln khai thơng, có nắp đậy cẩn thận 11.1.4 Vệ sinh thực phẩm - Người bị bệnh truyền nhiễm không vào phân xưởng sản xuất - Phải mặc áo bảo hộ lao động theo quy định phân xưởng - Các máy thiết bị tiếp xúc với sản phẩm phải rửa sát trùng thường xuyên - Trước nhận ca hay bàn giao ca sản xuất, nhân viên xếp, phân công lau chùi xưởng, vận hành theo quy định đề 11.1.5 Xử lý nước dùng để sản xuất Trong nhà máy bia, nước dùng với nhiều mục đích khác từ giai đoạn xử lý nguyên liệu giai đoạn thành phẩm Trong bia thành phẩm, lượng nước chiếm 77 - 90% Chính thế, nước dùng cho q trình sản xuất khơng địi hỏi đầy đủ tiêu chuẩn nước ́ng mà cịn phải có u cầu riêng đáp ứng với cơng nghệ sản xuất bia Nước trước đưa vào sản xuất phải qua hệ thống xử lý Nước từ nhà máy nước cho qua bể chứa Nước sau qua hệ thống lọc thô bơm vào bể chứa nước cao vị, q trình bơm nước đường ớng châm khí clo để khử trùng nước Khi lọc xong phần nước đem vào bể chứa riêng dùng làm nước sinh hoạt Phần lại đưa vào bể lọc than nhằm loại bỏ chất gây mùi, màu clorine dư bị hấp thụ khỏi than 195 hoạt tính loại bỏ chúng để than hoạt tính quay lại trạng thái xử lý ban đầu Nước sau qua xử lý than chuyển sang xử lý cation - anion nhằm tách ion khơng có lợi cho q trình sản xuất bia Sau lọc ion xong sang lọc tinh bơm sử dụng 196 11.1.6 Xử lý phế liệu Phế liệu trình sản xuất như: bã hèm, bã men, cặn lắng…là loại phế liệu gây nhiễm bẩn Sau mỗi mẻ sản xuất cần chứa nơi quy định đưa phân xưởng để xử lý 11.1.7 Xử lý nước thải Nước thải nhà máy bia có mức độ nhiễm lớn mà đặc trưng có hàm lượng chất hữu protein cacbonate cao, kèm theo nước thải có độ pH thấp, độ màu, độ đục cao, hàm lượng chất rắn tổng cộng cao VSV, nấm men, nấm mốc Đây môi trường thuận lợi cho phát triển VSV, có vi khuẩn gây bệnh đổ vào nguồn tiếp nhận làm nhiễm kênh rạch Chính phải có biện pháp xử lý nước thải trước xả nguồn tiếp nhận để tránh gây ô nhiễm Nước thải Bể lắng Lamen Tách rác thô Bể Aerotank Bể thu gom Bể lắng Bể cân Bể khử trùng Bể UASB Hồ sinh học Sơ đồ 11.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải Trước vào bể thu gom, nước thải dẫn qua máy tách rác thô để loại bỏ tạp chất thô (cặn, rác, đất đá có kích thước lớn 10 mm) khỏi dòng thải Bể thu gom Sau tách rác thô nước thải đưa vào bể thu gom Từ bể gom, nước thải hai bơm chìm bơm lên máy tách rác tinh trước vào bể điều hịa để loại bỏ cặn rác có kích thước nhỏ 197 Bể cân Nước thải đầu vào có thấp pH 4,5 – 5,5 nên người ta tiến hành đo điều chỉnh pH (bằng NaOH H2SO4) cho pH = 7,5 – 7,8 Tại bể cân bổ sung VSV hiếu khí Nước thải nghèo N, P cần bổ sung chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển Bể UASB Tại bể UASB, hỡn hợp bùn (VSV) yếm khí bể hấp phụ chất hữu (BOD, COD…) hòa tan nước thải, đồng thời phân hủy chuyển hóa chúng thành khí biogas bay lên (khoảng 70 - 80% khí metan 20 - 30% cacbonic khí khác) Nước sau xử lý dâng lên theo máng thu chảy sang bể lắng Lamen để tách bùn, giảm thiểu thất thoát bùn bể UASB Bể lắng Lamen Bùn lắng xuống đáy bể nhờ tác dụng trọng lực bơm tuần hoàn trở bể UASB Trước vào bể lọc sinh học bể aeroten, hàm lượng chất lơ lửng nước khơng q 150 mg/l Bể Aerotank có đệm VSV Ở hợp chất hữu VSV hiếu khí có hoạt tính cao phân hủy sau tạo thành bơng cặn đủ lớn để tiến hành trình lắng dễ dàng Tại cần bổ sung men vi sinh nuôi cấy trước phải tiến hành sục khí cho bể Aerotank Quá trình khơng cung cấp oxy cho vi khuẩn hoạt động để phân hủy chất hữu mà giúp cho việc khử sắt, magnesium, kích thích q trình oxy hóa hóa học chất hữu khó phân hủy đường sinh học tạo lượng BOD đạt yêu cầu để thải môi trường Bể lắng Từ bể Aerotank nước thải lẫn bùn tự chảy vào bể lắng thứ cấp, bùn lắng xuống phần đáy vào gom lại nhờ động gạt bùn Trong bể lắng có bớ trí bơm tuần hồn lượng bùn bể xử lý hiếu khí Aerotank nhằm trì lượng bùn hoạt tính cần thiết bể Aerotank, phần bùn dư đưa bể xử lý bùn Bể khử trùng Bể khử trùng bể dùng để tiêu diệt hồn tồn VSV gây bệnh cịn sót lại nước thải Tại đây, nước thải tiếp xúc với hóa chất Chlorine 198 Nhờ có mặt dịng khí cưỡng mà nước thải Chlorine xáo trộn làm tăng thời gian tiếp xúc chúng Hồ sinh học Cuối cùng, nước dẫn hồ sinh học để tiếp tục xử lý (03 hồ sinh học nối tiếp) Hồ sinh học cơng trình xử lý sinh học hiếu khí tham gia vi sinh vật hiếu khí kết hợp với oxy tự nhiên Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý: PH: - COD: 50 mg/l BOD: 30 mg/l TTS: 50 mg/l N tổng: 30 mg/l Pholyform: 250-500 mg/l 11.2 An toàn lao động 11.2.1 Bảo hộ lao động Trước giao ca hay nhận ca, để đảm bảo an toàn lao động nâng cao hiệu q trình sản xuất, tất cán bộ, cơng nhân phân xưởng phải thực quy định sau: - Phải kiểm tra hệ thớng máy móc xem có vật cản hay hư hỏng khơng, kiểm tra dây tiếp đất để đề phòng rò rỉ điện, điện giật Trong trình làm việc phải kiểm tra, theo dõi thường xuyên để xử lý kịp thời cố - Sử dụng trang, găng tay, giày, mũ bảo hiểm, đề phịng hóa chất chạm phải, bia nổ - Vận hành sản xuất theo trình tự quy trình, khơng tự ý làm khác, cần thay đổi cần phải có ý kiến với người có trách nhiệm - Xe nâng phải thường xuyên nạp điện, đèn, còi đầy đủ - Người lao động thường xuyên tập huấn nội quy an toàn lao động, vệ sinh lao động, phòng cháy chữa cháy cấp bảo hộ lao động Những vấn đề liên quan đến tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp nhà máy giải theo quy định hành pháp luật 199 11.2.2 Phòng chống cháy nổ - Khi sửa chữa cần phải ngắt cầu dao điện, thường xuyên kiểm tra thiết bị chịu áp, nhiệt kế, đường ống dẫn dịch, tác nhân lạnh - Các cơng trình xây dựng phải tiêu chuẩn, đảm bảo phịng cháy chữa cháy thơng gió tớt - Về phịng cháy mỡi phân xưởng phải có thiết bị chữa cháy chỡ bình CO2 Nhà máy phải có hệ thớng báo động tự động, đảm bảo thông tin cháy nổ kịp thời xử lý 11.2.3 An tồn điện Trong q trình sản xuất, cán công nhân phải thường xuyên tiếp xúc với thiết bị sử dụng điện Do để đảm bảo an tồn q trình làm việc cần phải ý: - Phải thực tuyệt đối nội quy an toàn điện - Cách điện phần mang điện, đặc biệt khu vực có độ ẩm cao nhiều nước phân xưởng lên men, phân xưởng hồn thiện sản phẩm - Bớ trí đường dây xa tầm tay hay đường lại người sản xuất - Trạm biến áp đặt nơi người qua lại - Bớ trí cầu dao điện hợp lý để ngắt mỡi có cớ - Phải có hệ thớng báo động thiết bị có cớ - Nới đất, cách điện thật tớt - Công nhân nhà máy phải hướng dẫn nội quy an toàn lao động điện, nắm bắt nơi bớ trí cầu dao, cơng tắc, hướng dẫn cách hô hấp, cứu chữa người bị tai nạn điện Để phòng sét vào mùa hè, nhà cao tầng nhà máy phải có cột thu lơi 11.2.4 An toàn Hơi sử dụng nhà máy thực phẩm nhiều, nhiệt độ cao, để xảy cớ rị dễ gây bỏng đới với cơng nhân Vì đới với thiết bị dựng phải có đầy đủ dụng cụ kiểm tra nhiệt độ, áp suất thiết bị Tất thiết bị dựng phải có van an tồn van an tồn phải đặt cao - 1,5m so với mặt đất Đường ống dẫn phải bọc kỹ tránh tượng rò rỉ tránh tổn thất nhiệt 200 Van đóng mở thiết bị đường ớng phải kiểm tra thường xuyên, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ phải kiểm tra định kỳ Công nhân phân xưởng sản xuất đặc biệt công nhân phân xưởng nồi phải trang bị đầy đủ kiến thức, sử dụng cách cấp cứu, xử lý có người bị bỏng 11.2.5 Phịng chống khí độc nhà máy - Khí độc nhà máy bia chủ yếu CO2 sinh từ trình lên men NH3 từ hệ thớng lạnh Khí CO2 cần thu hồi hồn tồn để phục vụ cho q trình bão hịa CO2 sau này, NH3 cần thu lại hoàn toàn để tiếp tục q trình truyền nhiệt Các ớng dẫn khí thường xun kiểm tra bảo trì - Khói thải lị hơi: để hạn chế tác hại khói thải lị gây cho môi trường xung quanh, cần lắp đặt hệ thớng ớng khói cao 10m để khuếch tán khói lên cao, khơng ảnh hưởng tới mơi trường xung quanh 11.2.6 Chống ồn chống rung động Tiếng ồn rung động ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe công nhân, gây mệt mỏi, ảnh hưởng tới thính giác, dẫn đến kém tập trung, giảm khả làm việc Do đó, cần phải có biện pháp khắc phục: - Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng để sửa chữa máy móc kịp thời - Khi lắp phận nên lắp đệm có độ đàn hồi để chống rung, chống ồn 201 KẾT LUẬN Trên tồn khóa luận tớt nghiệp với đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia với suất 75,5 triệu lít sản phẩm/năm” Đề tài hứa hẹn đáp ứng phần nhu cầu thị trường khu vực miền Trung nước xuất khẩu, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế đất nước Qua trình làm khóa luận thực tập chun mơn Cơng ty Cổ phần Bia Hà Nội - Quảng Bình, với hướng dẫn tận tâm thầy giáo TS Nguyễn Văn Huế, giúp đỡ anh chị công nhân, kỹ sư nhà máy mang lại cho nhiều kiến thức công nghệ sản xuất bia, nguyên tắc, yêu cầu trình tự tiến hành thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy bia nói riêng Đó điều cần thiết có ý nghĩa to lớn đối với sinh viên ngành công nghệ thực phẩm tơi Q trình thực khóa luận giúp tơi hiểu rõ sớ vấn đề sau: - Tính thiết thực việc xây dựng nhà máy bia hồn thiện - Quy trình cơng nghệ sản xuất phù hợp với thực tế - Hệ thống thiết bị phù hợp với dây chuyền công nghệ - Một số nguyên tắc an tồn sản xuất - Chi phí hiệu kinh tế nhà máy vào sản xuất thực tế - Sản xuất đảm bảo gắn liền với an tồn mơi trường Tuy nhiên với hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế sản xuất nên khóa luận tớt nghiệp khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy, để khóa luận hồn thiện 202 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu sách: [1] Nguyễn Bin tập thể tác giả, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập I, NXB KH&KT Hà Nội, 2005 [2] Nguyễn Bin tập thể tác giả, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập II, NXB KH&KT Hà Nội, 2004 [3] Hồng Đình Hịa, Cơng nghệ sản xuất malt bia, NXB KH&KT, 2002 [4] Lê Thanh Mai tập thể tác giả, Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men, NXBKH&KT, 2005 [5] Phan Bích Ngọc, Th.s Trần Xuân Ngạch, Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng, 2005 [6] Lê Xn Phương, Giáo trình an tồn vệ sinh lao động, ĐHBK Đà Nẵng, 2005 [7] Phan Sâm, Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, NXB Hà Nội, 1995 [8] Nguyễn Viễn Sum, Sổ tay thiết kế điện chiếu sáng, NXB Thanh Niên, 1999 [9] Bùi Như Thuận, Nguyễn Phùng Tiến, Bùi Minh Đức, Kiểm nghiệm chất lượng tra vệ sinh an toàn thực phẩm, NXB Y, 2000 [10] Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy hóa, NXB Đà Nẵng, 1999 [11] TCVN 1695 – 87 Trang web: [12] http://vinabeco.com.vn/sanpham/malt-dai-mach/ Truy cập ngày 5/10/1019 [13] http://bia24h.com.vn/hoa-houblon-c99 Truy cập ngày 5/10/1019 [14] https://tapchidouong.com.vn/nganh-bia-ruou-viet-nam-thuc-trang-sanxuat-va-su-dung-bia-ruou-1611.html Truy cập ngày 5/10/1019 [15] https://123doc.org/tags/1857467-tinh-hinh-san-xuat-va-tieu-thu-bia-trenthe-gioi.htm Truy cập ngày 10/10/1019 [16] http://investvietnam.gov.vn/vi/kcn.pd/kcn-phu-bai.html Truy cập ngày 10/10/1019 203 [17] http://lamico.com.vn/vi/san-pham/thiet-bi-che-bien-gao/may-lam-sachdang- rung.html Truy cập ngày 10/10/1019 [18] https://www.krones.com/media/downloads/variomill_powermill_en.pdf Truy cập ngày 12/10/1019 [19] https://www.alibaba.com/product-detail/Rice-wheat-pea-flour-grindinghammer_60547019982.html?s=p Truy cập ngày 12/10/1019 [20] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/300-kg-silos-load-cellweighing-sensor-module-60744950.html?spm Truy cập ngày 12/10/1019 [21] http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-che-bien-ca-phe-quatuoi/gau-tai/296/541 Truy cập ngày 12/10/1019 [22] http://victoryvietnam.com.vn/Vit-tai/product-i1051.htm Truy cập ngày 18/10/1019 [23] https://www.alibaba.com/product-detail/Replace-alfalaval-m6detachable-stainless-steel_6011999507.html Truy cập ngày 18/10/1019 [24] http://ebara.vn/san-pham/bom-ebara-ly-tam-truc-ngang.html Truy cập ngày 18/10/1019 [25] http://dazhangmaylocep.com/bo-loc-kieu-nen Truy cập ngày 18/10/1019 [26] http://www.bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham.html Truy cập ngày 30/10/1019 [27] https://maybom.com/may-bom-ly-tam-truc-ngang.html Truy cập ngày 30/10/1019 [28] https://www.alibaba.com/product-detail/Automatic-empty-can-palletizerused-for60529563591.html?fbclid=IwAR0 Truy cập ngày 30/10/1019 [29] https://www.alibaba.com/product-detail/Factory-Price-Slide-Type-EmptyCan_60319584893.html?spm=a2700.pc_countrysearch.main Truy cập ngày 6/11/1019 [30] https://www.alibaba.com/product-detail/High-quality-Best-supplier-spareparts_60630205678.html Truy cập ngày 6/11/1019 [31] https://newoceanvietnam.wordpress.com/2014/10/07/kiem-tra-muc-chietrot-va-nap-chai Truy cập ngày 6/11/1019 [32] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/autmatic-high-temperaturetype-beer-tunnel-pasteurizer-for-sale Truy cập ngày 6/11/1019 204 [33] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/tin-metal-can-coverbottom-oven-drying-machine-173843.html?spm=a2700.869 86752957.3faa88e buxLGqB Truy cập ngày 6/11/1019 [34] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/date-code-printer123608532 3.html?spm=a2700.8698675.29.2.231e8e5bVt5pW8&s=p Truy cập ngày 8/11/1019 [35] http://maydongthung.vn/san-pham/may-dong-thung-carton-tu-dong-aplcss03 Truy cập ngày 8/11/1019 [36] http://vietnamese.automatic-fillingmachine.com/sale-11047460-winebeer-carbonated-automatic-bottle-filling-machine-for-glass-bottle.html Truy cập ngày 8/11/1019 [37] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/great-performance-highaccurac-dj-100-light-inspection-machine-for-vial-and-bottle60401844253.html? spm= a2 Truy cập ngày 15/11/1019 [38] http://vietnamese.automatic-fillingmachine.com/sale-11047460-winebeer-carbonated-automatic-bottle-filling-machine-for-glass-bottle.html fbclid=IwAR1nz8Suu4Pb19O Truy cập ngày 15/11/1019 ? [39] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/atomatic-high-temperaturetype-beer-tunnel-pasteurizer-for-sale Truy cập ngày 15/11/1019 [40] http://vietnamese.automatic-fillingmachine.com/supplier-266428-bottleblowing-machine Truy cập ngày 20/11/1019 [41] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/glass-bottle-filling-cappingand-labeling-machine-beer-bottle-filler-beer Truy cập ngày 20/11/1019 [42] https://www.alibaba.com/unpacking-machine-suppliers.html Truy cập ngày 22/11/1019 [43] https://www.alibaba.com/product-detail/automatic-plastic-crates-washingmachine-fruit_60275385316.html Truy cập ngày 22/11/1019 [44] https://huynhphuongautomation.com/bang-tai-cong-nghiep/ Truy cập ngày 25/11/1019 [45] http://www.vinacomm.vn/May-bien-ap-3-pha-THIBIDI-630kVA-2204kVp51167.vnc Truy cập ngày 25/11/1019 [46] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/500kg-h-15000kg-h-oilsteam-boiler-oil-boiler-729530490.html Truy cập ngày 25/11/1019 205 206 ... THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA NĂNG SUẤT 75,5 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM II III CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Năng suất: 75,5 triệu lít sản phẩm/ năm Nguyên liệu: malt, hoa houblon, gạo, nước, nấm men Sản phẩm: bia. .. tài ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất bia suất 75,5 triệu lít sản phẩm/ năm? ?? PHẦN LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1 Tình hình tiêu thụ bia giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Ngành bia. .. chuyển vào kho thành phẩm 48 PHẦN TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Các số liệu ban đầu 4.1.1 Năng suất nhà máy - 75,5 triệu lít sản phẩm/ năm 4.1.2 Độ cồn sản phẩm - Bia chai : 4,4 - Bia lon : 4,6 4.1.3