Thiết kế tổng thể nhà máy bia công suất 20 triệu lít/năm

MỤC LỤC

Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ

Nguyên liệu trong sản xuất bia

    Trong sản xuất bia, qua nhiếu năm nghiên cứu ngời ta thấy rằng bia sản xuất từ malt đại mạch hơn hẳn bia đợc sản xuất từ malt của các loại hoa thảo khác về mùi vị và tính chất công nghệ. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hơng thơm rất đặc tr- ng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.

    Chọn dây chuyền sản xuất

      Để dập nát malt thành nhiều mảnh, làm tăng bề mặt tiếp xúc với nớc nhằm thúc đẩy quá trình thuỷ phân và đờng hoá xảy ra nhanh & triệt để hơn. Ưu điểm chung của phơng pháp nghiền ớt là vỏ malt đợc giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đờng, lọc dịch đờng nhanh.

      Mục đích

        Vì sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 35% nên chọn phơng pháp đờng hoá đun sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỷ lệ 0,075% so với gạo để dịch hoá, đờng hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỷ lệ 0,06% so với gạo để tăng hiệu suất trích ly các chất vào trong dịch đờng. - Polyphenol trong hoa houblon có khả năng kết lắng với các cấu tử này để tạo ra kết tủa, để loại chúng ra ngoài làm tăng độ bền keo cho sản phẩm sau này, lợng protein cao phân tử trong dịch đờng đợc loại trừ tốt thì chất lợng bia càng cao.

        Mục đích

        Máy lạnh nhanh tấm bản

        Quá trình làm lạnh nhanh là đa nhiệt độ dịch đờng về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bia theo yêu cầu kỹ thuật, làm lạnh nhanh để tránh các vi sinh vật trong môi trờng nhiễm vào dịch đờng lên men. Do vậy nớc làm lạnh dịch đờng và glycol ( tác nhân lạnh dùng cho lên men, tank thành phẩm…) sẽ không bị ảnh) sẽ không bị ảnh h- ởng gì tới nhau. Làm lạnh nhanh tấm bản 2 cấp : Sử dụng tác nhân lạnh cấp 1 là nớc, cấp 2 là nớc muối lạnh hoặc glycol. + Nhợc điểm của việc sử dụng nớc muối là gây han gỉ, ăn mòn thiết bị + Một bể chứa nớc muối lạnh đợc sử dụng cho các hộ tiêu thụ lạnh gồm:. làm lạnh dịch đờng, lên men, bảo quản tank thành phẩm, hạ lạnh trớc lọc…) sẽ không bị ảnhnên bơm phải làm việc với công suất cao sẽ nóng lên kéo theo tăng nhiệt độ của nớc muối làm giảm khả năng làm lạnh của nớc muối và dẫn đến phải tăng lu lợng nớc muối đi làm lạnh.

        Chọn phơng pháp lên men Mục đích

        Làm lạnh nhanh tấm bản 1 cấp : Khi dùng máy lạnh nhanh 1 cấp, tác nhân lạnh là nớc 2oC đợc làm lạnh nhờ glycol thông qua thiết bị làm lạnh nhanh dạng tấm bản và đợc chứa trong 1 thùng riêng biệt. Do vậy nớc làm lạnh dịch đờng và glycol ( tác nhân lạnh dùng cho lên men, tank thành phẩm…) sẽ không bị ảnh) sẽ không bị ảnh h- ởng gì tới nhau. Làm lạnh nhanh tấm bản 2 cấp : Sử dụng tác nhân lạnh cấp 1 là nớc, cấp 2 là nớc muối lạnh hoặc glycol. + Nhợc điểm của việc sử dụng nớc muối là gây han gỉ, ăn mòn thiết bị + Một bể chứa nớc muối lạnh đợc sử dụng cho các hộ tiêu thụ lạnh gồm:. làm lạnh dịch đờng, lên men, bảo quản tank thành phẩm, hạ lạnh trớc lọc…) sẽ không bị ảnhnên bơm phải làm việc với công suất cao sẽ nóng lên kéo theo tăng nhiệt độ của nớc muối làm giảm khả năng làm lạnh của nớc muối và dẫn đến phải tăng lu lợng nớc muối đi làm lạnh. Vì vậy ta chọn thiết bị làm lạnh nhanh tấm bản một cấp với tác nhân làm lạnh là nớc 2oC. Máy lạnh nhanh tấm bản có cấu tạo là những tấm bản gấp sóng, chế tạo từ thép không gỉ. Các tấm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai. đục thủng một lỗ tròn. Với cấu tạo của từng bản nh vậy, khi lắp chúng lên khung máy thì sẽ tạo thành bốn mơng dẫn: dịch đờng vào máy, dịch đờng ra khỏi máy, tác nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Thông thờng thì dịch đờng nóng đợc bơm vào một trong hai mơng dẫn phía trên, còn lúc đi ra khỏi máy thì. theo mơng dẫn dới ngợc phía. Tác nhân lạnh đi vào mơng dẫn kia ở phía trên, ng- ợc chiều với dịch đờng và đi ra mơng dẫn ở phía dới. Máy lạnh nhanh tấm bản 1 cấp sử dụng nớc lạnh 20C lành tác nhân trao đổi nhiệt. Chọn phơng pháp lên men. amin,đờng maltoza…) sẽ không bị ảnh.

        Lên men cổ điển

        Nấm men ngừng sinh sản, số tế bào có trong dịch là không đổi, số tế bào nảy chồi là giảm. Là giai đoạn nấm men bắt đầu kết bông lắng xuống đáy thiết bị, giai đoạn này số tế bào chết chiếm nhiều.

        Lên men hiện đại

        Chọn phơng pháp lọc bia

        Sau khi lên men, bia non thu đợc còn cặn lạnh là xác tế bào nấm men và một số hợp chất không tan vào dịch đờng nhng cha đợc tách triệt để trớc khi lên men. Thiết bị có ba phần chính là thùng chứa nến lọc, thùng hoà bột và bơm định lợng Trong thùng chứa nến có các ống, trên có đục lỗ kích thợc 55 m, bia đμm, bia đ ợc lọc khi.

          Tiến hành

          Tiến hành

            Trớc khi tiến hành lọc dịch đờng, thiết bị đợc vệ sinh sạch sẽ rồi bơm nớc nóng 78oC từ dới lên để lót lọc với lợng nớc bơm vào cao hơn mặt lới lọc khoảng 1cm với mục đích: Lợng nớc này khi vào sẽ chứa đầy khoảng không gian giữa hai lớp đáy của thùng lọc giúp tránh hiện tợng bã bít xuống lới lọc gây khó khăn hoặc làm giảm năng suất lọc. Sản phẩm cuối cùng này có độ nhớt cao, chúng sẽ bám lên màng lọc, tạo thành 1 kết tủa dẻo, cản trở rất nhiều đến tốc độ lọc.Mặt khác nhiệt độ cao quá sẽ là điều kiện thuận lợi cho việc hồ hoá các hạt tinh bột cha hoà tan còn sót lại trong bã.

            Tiến hành lọc

              Nhờ hệ thống băng tải keg đợc vận chuyển lần lợt qua máy rửa keg, sau đó 1 máy lật keg sẽ có nhiệm vụ lật keg từ d- ới lên trên để đa keg vào vị trí chiết, 1 máy chiết sẽ làm công việc chiết bia vào keg với 1 lợng chinh xác. Công nhân sẽ kiểm tra xem có chai nào bi nứt hoặc không đảm bảo vệ sinh khi mà mày không rửa đợc qua đó loại bỏ những chai không đạt yêu cầu, chai từ băng chuyền vận chuyền tới máy chiết và dập nút, máy chiết chiết theo nguyên tắc chiết đẳng áp.

              TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ

              TÍNH THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG NẤU 1. Cân nguyên liệu

                Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi hồ hóa là thiết bị 2 vỏ; thân hình trụ: đường kính D (m), chiều cao H; đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2; thùng được chế tạo bằng thép không gỉ. Dựa vào thể tích thực của nồi ta chọn nồi đường hóa là thiết bị 2 vỏ; thân hình trụ: đường kính D, chiều cao H; đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2; thùng được chế tạo bằng thép không gỉ.

                Hình 4.1: Thiết bị nghiền Malt
                Hình 4.1: Thiết bị nghiền Malt

                TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG LÊN MEN 1 Thiết bị lên men chính

                  Mỗi tank đều được trang bị hệ thống làm lạnh, lớp bảo ôn dày 90mm, có các rơle nhiệt tự động, rơle áp, van lấy mẫu, van an toàn, đồng hồ đo áp lực, đồng hồ đo nhiệt độ, hệ thống vệ sinh CIP, hệ thống thu hồi CO2, van xả đáy…. - Bột được hoà với bia nhờ hệ thống khuấy từ phía trên xuống với mô tơ khuấy 0,18 kW và số vòng quay của bộ khuấy là 40 vòng/phút.

                  HỆ THỐNG CHIẾT BIA TRONG PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN

                    Thiết bị lọc nến có năng suất 10 m3/h nên chọn năng suất của bơm từ tank lên men vào thiết bị lọc có năng suất 10m3/h. Năng suất của máy dập nút chai phụ thuộc vào năng suất máy chiết chai.

                    TÍNH HƠI - NƯỚC - ĐIỆN - LẠNH

                    Tính hơi

                      Khi bơm dịch cháo từ nồi hồ hóa sang nồi đường hóa, kết thúc quá trình bơm nhiệt độ của khối dịch đạt 52ºC, ta giữ ở nhiệt độ này 30 phút. Sau khi lọc xong nhiệt độ của khối dịch khoảng 73ºC, ta cần cung cấp hơi để nâng nhiệt độ dịch đường lên 100ºC.

                      Tính lạnh

                        Ở công đoạn này ta cần cung cấp nhiệt để nhận nhiệt sinh ra trong quá trình lên men chính tính cho ngày lên men mạnh nhất. Lượng nhiệt lạnh tổn hao do làm lạnh nước rửa men sữa Lượng nước rửa men sữa bằng 3 lần lượng men sữa thu được.

                        Tính nước cho nhà máy

                          Lượng nước rửa dùng cho một ngày sản xuất boai chai nhiều hơn bia hơi nên ở đây ta tính lượng nước tối đa dùng cho công đoạn chiết theo ngày sản xuất bia chai. Lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng nước cung cấp cho toàn bộ nhà máy nhưng trong quá trình sử dụng 80% hơi nước được ngưng tụ quay trở về nồi hơi.

                          Tính điện cho nhà máy

                          • Xác định công suất và dung lượng bù

                            Ngoài những máy móc kể trên trong nhà máy còn có các loại phụ tải khác như : Quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước, xưởng cơ điện, phòng nghiên cứu. Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán tức xác định công suất thực tế của nhà máy nhằm tính và chọn máy biến áp, máy phát điện cho phù hợp.

                            Bảng V.1. Bảng tổng hợp các bộ phận dùng đèn chiếu sáng TT Bộ phận chiếu sáng Số bóng
                            Bảng V.1. Bảng tổng hợp các bộ phận dùng đèn chiếu sáng TT Bộ phận chiếu sáng Số bóng

                            Vệ sinh và an toàn lao động

                              An toàn lao động

                                Mỗi phân xởng đều đợc bố trí các bình cứu hỏa đặt ở các vị trí hợp lý, dễ lấy. Trên dàn mái của nhà xởng đợc bố trí các vòi phun nớc cứu hỏa tự động dạng phun ma.

                                MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

                                  Khi phát hiện phát hiện PH không đạt ngưỡng yêu cầu thì người vận hành tắt P1, P2, P3 để cắt nguồn nước không đảm bảo chi tiêu PH cho công đoạn xử lý sinh học tiếp theo vì các vi sinh vật rất nhạy cảm với PH, PH ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào [5]. Trong công đoạn có hệ thống sục khí bao gồm máy thổi khí B và các ống dẫn khí làm nhiệm vụ cung cấp đủ oxy cần thiết cho vi khuẩn trong quá trình phân giải các chất hữu cơ đồng thời xáo trộn làm tăng khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của vi sinh vật và đảm bảo sự phân giải tối đa.

                                  Hình7.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của nhà máy
                                  Hình7.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của nhà máy

                                  TÍNH XÂY DỰNG

                                  CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

                                    Xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp, cạnh đường giao thông chính, thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và sản phẩm. - Lưu ý khả năng cung ứng nhân công của địa phương và các vùng lân cận trong quá trình xây dựng cũng như vận hành nhà máy sau này.

                                    THUYẾT MINH THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG

                                    • Tính toán diện tích các công trình trong tổng mặt bằng nhà máy
                                      • Thuyết minh thiết kế tổng mặt bằng nhà máy

                                        Các công trình phục vụ sinh hoạt được xây dựng ở phía trước nhà máy thuận tiện cho việc đi lại của cán bộ và công nhân, đồng thời làm tăng vẻ đẹp mỹ quan của nhà máy với giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, mái bằng, tường gạch. + Khu vực sản xuất chính bố trí giữa nhà máy, kho nguyên liệu bố trí ngay đầu dây chuyền sản xuất, kho thành phẩm bố trí cuối dây chuyền sản xuất và được bố trí gần đường đi để tạo thuận lợi cho việc vận chuyển.

                                        Bảng I.1: Các hạng mục công trình
                                        Bảng I.1: Các hạng mục công trình

                                        TÍNH TOÁN KINH TẾ

                                        • NỘI DUNG PHẦN TÍNH TOÁN KINH TẾ

                                          Dựa vào năng suất nhà máy được xây dựng và các phần quan trọng khác như chọn địa điểm xây dựng nhà máy, chọn dây chuyền công nghệ, chọn thiết bị, đòi hỏi người thiết kế nhà máy, công trình phải có kiến thức tổng hợp nhằm tìm ra biện pháp tối ưu đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Sau ba tháng nhận nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế nhà máy Bia năng suất 20 triệu lít /năm”, dựa trên cơ sở những kiến thức đã được học, tài liệu tham khảo cùng kinh nghiệm thực tế của bản thân tích lũy được qua các đợt thực tập tại nhà máy bia heineken.

                                          Bảng 9.1. đầu tư cho xây dựng
                                          Bảng 9.1. đầu tư cho xây dựng