Thiết kế nhà máy sản xuất bia nồng độ cao
MỤC LỤC
Tình hình sản xuất bia nồng độ cao trên thế giới và ở Việt Nam a. Tình hình sản xuất trên thế giới
− Khi lên men bia nồng độ cao sẽ nâng cao hương vị của bia thành phẩm do tăng hàm lượng etyl axetat, giảm lượng diaxetyl do môi trường trong dịch đường nồng độ cao, áp suất thẩm thấu lớn, tỷ lệ tiếp giống cao do đó hạn chế khả năng nhiễm khuẩn. Như vậy việc nghiên cứu sản xuất dịch đường cho lên men bia nồng độ cao không chỉ đáp ứng nhu cầu về bia ngày càng tăng mà còn nâng cao tỷ lệ nguyên liệu thay thế, hiệu quả sử dụng thiết bị, tạo ổn định cho bia thành phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế và góp phần đa dạng hóa sản phẩm.
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT CHO NHÀ MÁY BIA XÂY DỰNG
Ưu điểm của bia nồng độ cao
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nấu bia nồng độ cao: Theo phương pháp cổ điển các nhà máy bia sản xuất dịch đường có nồng độ ban đầu vừa đủ để tạo ra bia có độ cồn mong muốn. Một số trường hợp dịch đường được sản xuất cao hơn một ít (khoảng 25%) bằng cách bổ sung siro hoặc đường kính vào nồi nấu hoa và bia thành phẩm được pha loãng để được bia bình thường.
Ưu điểm của việc sử dụng đường và đại mạch làm nguyên liệu thay thế
Đặc biệt nhiệt độ hồ hóa của đại mạch nằm trong khoảng 55 − 65oC, thấp hơn nhiều so với gạo 75 − 85oC nên dịch hóa ở nhiệt độ thấp và có thể dùng trực tiếp với malt, do đó tiết kiệm được năng lượng và dễ dàng cho quá trình nấu. Từ những lý do trên em tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất bia với năng suất 50 triệu lít/năm từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14oBx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, trong đó 25% là đại mạch Việt Nam và 25% là đường (tỷ lệ % nguyên liệu thay thế được sử dụng từ kết quả nghiên cứu của tác giả Bùi Thị Thúy Lành - Luận văn thạc sỹ khoa học)[6].
Địa điểm xây dựng nhà máy
Hiện tại nhà máy sử dụng nguồn điện được mua từ Trung Quốc với giá thành tương đương với nguồn điện quốc gia (nhưng sau vài năm nữa khi nhà máy thủy điện Sơn La đi vào hoạt động thì nhà máy sẽ được cung cấp điện từ lưới điện quốc gia), ngoài ra còn đặt thêm hệ thống máy biến thế riêng để ổn định nguồn điện và một máy phát điện đề phòng khi mất điện trên mạng lưới. Điều này chứng tỏ việc thiết kế một nhà máy bia năng suất 50 triệu lít/năm từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14oBx là hoàn toàn có tính khả thi, chắc chắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao cũng như việc tạo việc làm cho một lượng công nhân khá lớn và tăng nguồn thu cho ngân sách nhà nước.
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Nguyên liệu sản xuất bia
Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng đặc trưng và mùi thơm dễ chịu, đồng thời hoa cũng chiết ra các chất có tác dụng tiệt trùng do đó làm tăng thời gian bảo quản bia và giúp cho các thành phần bia được ổn định và bọt bia giữ được lâu hơn cũng như cung cấp khoáng, tanin, protein,. Theo tài liệu của hiệp hội bia Châu Mỹ, nguyên liệu thay thế được định nghĩa là nguồn cacbonhidrat có thành phần và tính chất phù hợp dùng để bổ sung và thay thế nguyên liệu cơ bản trong sản xuất bia là malt đại mạch.
![Bảng 2.2: Sản lượng thu hoạch hoa houblon ở các nước trên thế giới [1]](https://media.store123doc.com/figures/002/988/bang-san-luong-thu-hoach-houblon-nuoc-gioi-2988590.webp)
Lựa chọn dây chuyền công nghệ Hiện nay tồn tại hai phương pháp lên men
Nhược điểm: đòi hỏi nhiều thiết bị do lên men chính và lên men phụ được tiến hành trong hai thiết bị riêng biệt trong phòng lạnh khác nhau với nhiệt độ tiến hành khác nhau. Vì thế chi phí đầu tư xây dựng lắp đặt và chế tạo thiết bị tốn kém và còn phải thiết kế thêm một bơm từ thùng lên men chính lên thùng lên men phụ khi kết thúc giai đoạn lên men chính.
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG SẢN PHẨM 3.1. Các thông số ban đầu
Tính toán lượng bia từ 100kg nguyên liệu ban đầu Chọn tỷ lệ nguyên liệu: 50% malt
Do trong quá trình nấu hoa ta mới bổ sung thêm đường để nâng cao nồng độ chất chiết của dịch đường. Lượng dịch sau khi làm lắng trong và làm lạnh nhanh (trước khi lên men với tổn thất chung cho cả 2 quá trình là 3,5%). Lượng chất chiết sau khi nấu hoa là 72,37kg, sau khi lắng trong và làm lạnh nhanh với tổn thất chung cho hai quá trình này là 3,5% => lượng chất chiết trong dịch lên men là.
Lập kế hoạch sản xuất
Theo kế hoạch mùa hè và mùa thu có sản lượng lớn hơn, vì vậy ta phải thiết kế theo năng suất lớn nhất từ 15 triệu lít. Với tỷ lệ sản phẩm là 60% bia chai và 40% bia hơi nên nấu bia nồng độ cao 14oBx rồi pha loãng để được bia thành phẩm theo yêu cầu.
TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 5.1. Thiết kế bố trí tổng mặt bằng
Tính toán các hạ mục công trình
Phân xưởng nấu bao gồm hai phần được ngăn cách với nhau bởi tường, một phần để đặt cân, máy nghiền, gầu tải, phần kia đặt nồi hồ hóa, đường hóa, thiết bị lọc khung bản, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, nồi đun nước nóng, thiết bị làm lạnh nhanh, hệ thống vệ sinh. − Các thiết bị như thùng chứa sản phẩm, thùng chứa nước để pha, thùng nhân men giống cấp 1, thùng nhân men giống cấp 2, hệ thống CIP, thiết bị rửa sữa men, máy lọc bia được sắp xếp cho vào nhà có mái che của cùng phân xưởng lên men. Công trình phục vụ sinh hoạt được xây dựng phía trước nhà máy thuận tiện cho việc đi lại của cán bộ công nhân viên, đồng thời làm tăng vẻ đẹp mỹ quan chủ nhà máy, bởi giải pháp kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép toàn khối, mái bằng tường gạch.
Tính toán nước cho nhà máy
Lượng nước dùng để vệ sinh tank chứa bia thành phẩm chiếm 5% thể tích tank. Theo tính toán thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho nhà máy. Nước vệ sinh và các yêu cầu phụ khác tính bình quân theo đầu người là 38 lít/người/ngày.
Tính toán điện tiêu thụ cho nhà máy
Ngoài những thiết bị máy móc kể trên, trong nhà máy còn có các loại phụ tải động lực khác như quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước, xưởng cơ điện. Mục đích tính toán là để xác định công suất thực tế của nhà máy nhằm tính toán và chọn máy biến áp, máy phát điện cho phù hợp. Hệ số công suất cos φ dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế là không đồng thời mang phụ tải, tức là rất hiếm khi hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tính toán ở trên.
Tính toán lạnh cho nhà máy
Nhiệt lượng để hạ nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men tính cho một ngày lên men mạnh nhất. Tính lượng nhiệt lạnh cho cả quá trình lên men phụ Trên thực tế cứ một lít bia non tổn hao 0,25 kcal/ngày. Sau khi lọc nhiệt độ của bia tăng lên 5oC ta cho vào thiết bị nạp CO2 có hệ thống làm lạnh bằng glycol để hạ nhiệt độ xuống 1oC.
MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
Các yếu tố chính trong nhà máy bia ảnh hưởng tới môi trường Trong quá trình sản xuất bia thường hình thành nên các sản phẩm phụ
Nếu những chất này không qua xử lý mà đi thẳng vào hệ thống thoát nước, trong trường hợp không được thông khí đầy đủ, chúng có thể oxy hóa một phần và gây thối rữa và tạo mùi hôi thối, đồng thời tiêu diệt các vi sinh vật có mặt trong môi trường nước. Tổng số các chất có thể oxy hóa được thể hiện bằng giá trị COD (lượng oxy yêu cầu cho phản ứng hóa học) tính bằng mg O2/l hoặc giá trị BOD5 (lượng O2 yêu cầu cho quá trình hóa sinh) đơn vị mg O2/l. Trong quá trình đun sôi dịch đường, thành phần các chất dễ bay hơi trong dịch đường và hoa houblon bay hơi và thường tạo ra các mùi đặc trưng cho không gian xung quanh nhà nấu.
Phương án xử lý nước thải cho nhà máy bia
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào sự sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước thải, chúng sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào và sinh năng lượng. Nước thải sau khi keo tụ và lắng được dẫn vào bể xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính tuần hoàn và bổ sung một chủng vi sinh vật đặc hiệu cho quá trình phân hủy hiểu khí. Nước thải sạch sau khi thải ra được xử lý qua các bể như sau: bể chắn rác, bể điều hòa, tuyển nổi và lắng sơ bộ, bể phản ứng keo tụ và bể lắng 1, bể sinh học hiếu khí, bể lắng 2, bể khử trùng, mỗi bể có chiều dài 3m, chiều rộng 2m.
TÍNH TOÁN KINH TẾ 9.1. Mục đích và ý nghĩa
Nội dung phần tính toán kinh tế
Do những năm gần đây có sự biến động về giá thành nên các mặt hàng hóa đều tăng theo xu hướng chung của thị trường trên thế giới, mức tăng chung gấp khoảng 1,5 lần. Do chỉ có mùa hè và mùa thu là sản lượng bia cao nhất 15 triệu lít, còn mùa xuân và mùa đông chỉ sản xuất 10 triệu lít. Ngoài các chi phí kể trên khi hoạt động nhà máy còn thêm 6% chi phí quản lý, 2% chi phí bán hàng, 2% chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất.
Đánh giá các chỉ tiêu và hiệu quả 1. Tổng doanh thu của nhà máy
− Giảm giá bán do chất lượng sản phẩm kém và được thỏa thuận của khách hàng. − Chiết khấu hàng bán: là khoản giảm trừ cho người mua để khuyến khích khách hàng với số lượng lớn, mua thường xuyên, thanh toán đúng hạn. Để an toàn trong sản xuất ta chọn số vòng quay là 12 vòng/năm Vậy vốn lưu động là.