3. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy
1.3.2.5. Máy lọc bia (máy lọc khung bản)
Lượng bia tối đa cần lọc trong 1 ngày là 289178,4 lít = 289,18m3
Mỗi ngày máy làm việc 16 giờ, hệ số sử dụng máy là 0,8. Vậy năng suất của máy là: 289,18
16 × 0,8= 22,59 m /h
Chọn máy có thông số kỹ thuật: - Số lượng: 01
- Năng suất: 25m3/h
- Kích thước: 2800 × 800 × 800 mm - Chiều cao của chân máy là 400mm
- Số lượng bản lọc 40 bản được lắp thành 20 cặp - Tính số máy lọc: 22,59 25 = 0,9 - Chọn 1 máy 1.3.2.6. Bơm
a. Bơm dịch bia non từ tank lên men đến máy lọc
Chọn bơm có năng suất bơm bằng năng suất của máy lọc: 25m3/h - Số lượng: 01
- Công suất động cơ 6 Kw
b. Bơm cấp men giống
Lượng men giống cần cung cấp cho 1 tank lên men là 15,1 m3 Thời gian bơm là 1h
Hệ số sử dụng là 0,8
Vậy chọn năng suất của bơm là 30,2/0,8 = 37,75 m3/h Vậy chọn bơm có lưu lượng 40 m3/h
Số lượng : 01
1.3.3. Các thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện
1.3.3.1. Hệ thống chiết bock
a. Máy rửa bock
Nhà máy sử dụng bock có thể tích 50 lít. Số bock dùng trong 1 ngày là: 280000
50 = 5600 bock
Mỗi ngày máy làm việc 3 ca, mỗi ca 5h, hệ số sử dụng máy là 0,8. Vậy năng suất của máy rửa
5600
3 × 5 × 0,8 = 466,7 bock/h
- Số lượng: 01
- Công suất động cơ: 4 Kw
b. Máy chiết bock
Vận tốc rửa và chiết trên dây chuyền tự động nên năng suất của máy chiết được tính theo năng suất của máy rửa. Thể tích bia chứa trong 470 bock là :
470 × 50 = 23500 lít
Vậy chon máy có năng suất là 23,5 m3/h - Số lượng: 01
- Số vòi chiết: 4 vòi
- Công suất động cơ: 4 Kw
1.3.3.2. Hệ thống chiết chai
a. Máy chiết chai
Nhà máy sử dụng chai có thể tích 450ml. Do đó, số chai cần sử dụng cho 1 ngày là : 280000
0,45 = 622223 chai
Mỗi ngày máy làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 6h, hệ số sử dụng máy là 0,8. Vậy năng suất của máy là:
622223
3 × 6 × 0,8 = 43210 chai/h
- Chon máy có năng suất 25000 chai/h - Số lượng: 02
- Dung tích chai 450 ml - Số lượng vòi chiết: 40 vòi - Công suất động cơ: 4 Kw
b. Máy rửa chai
Dựa vào năng suất của máy chiết.
Chọn máy rửa chai có năng suất 25000 chai/h - Số lượng: 02
- Công suất động cơ: 10 Kw
- Năng suất 25000 chai/h - Số lượng: 02
- Công suất động cơ 3 Kw
d. Máy thanh trùng
Chọn thiết bị thanh trùng là hầm thanh trùng có thông số kỹ thuật: Năng suất: 45000 chai/h
Kích thước 18 × 3,0 × 2,2 m
Nhiệtđộ ở vùng thanh trùng khoảng 65oC, ở vùng nâng nhiệt và hạ nhiệt có các khoảng nhiệt độ như sau:
Vùng 1 và vùng 10: 30oC. Vùng 2 và vùng 9: 40oC. Vùng 3 và vùng 8: 50oC
Vùng 4,5,6,7 duy trì nhiệt độ thanh trùng. Số lượng: 01
Công suất động cơ: 10 Kw
e. Máy dán nhãn
- Năng suất: 25000 chai/h - Số lượng: 02
- Công suất động cơ: 2 Kw
f. Máy xếp két
Một két chứa được 20 chai, máy xếp két cần đạt năng suất: 4500
20 = 2250 két/h
Chọn máy xếp két có thông số kỹ thuật: - Năng suất: 1250 két/h
- Số lượng: 02
Chọn máy rửa két có thông số kỹ thuật: - Năng suất: 1250 két/h
1.3.4. Tính chọn hệ thống máy lạnh
1.3.4.1. Lượng lạnh cần thiết cho thiết bị làm lạnh nhanh
Ở thiết bị làm lạnh nhanh, dịch đường được làm lạnh từ 90oC xuống 8oC. Lượng lạnh cần cung cấp cho 1 mẻ được tính theo công thức:
Q = G × C × (t1 - t2) Trong đó:
G: khối lượng của dịch đường
G = 53092,7 × 1,048 = 55641,15(kg) C = 0,921 kcal/kg.độ t1 = 90oC t2= 8oC Suy ra: Q = 55641,15 × 0,921 × (90 - 8) = 4202130,9 kcal Lượng lạnh cần cung cấp cho một ngày là:
Qlàmlạnh 1 = 4202130,9 × 6 = 25212785,2 kcal/ngày
1.3.4.2. Lượng lạnh cần cung cấp cho quá trình lên men chính
Ở giai đoạn này phải cung cấp nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men chính. Nồng độ cơ chất ngày lên men mạnh nhất 1,4 – 1,5%/ ngày. Chọn 1,5%.
Phản ứng chính xảy ra trong quá trình lên men:
C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2 + Q 342g 56kcal 1000g 163,7 kcal
Lượng dịch đưa vào quá trình lên men chính trong 1 ngày là: 301226,8 lít, có khối lượng riêng d = 1,048kg/lít, nồng độ chất chiết là 12oBx
Khối lượng đường được lên men trong 1 ngày là:
Gđ = 301226,8 × 1,048 × 0,12 × 0,015 = 568,23 kg Vậy lượng nhiệt tỏa ra ở ngày lên men mạnh nhất là:
Tổn hao qua lớp cách nhiệt
Q2 = F × k × (tn - tt) Trong đó:
K: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/m2.hoC tn: nhiệt độ bên ngoài tank lên men, tn = 25oC
tt: nhiệt độ bên trong tank lên men, tt = 8oC F: diện tích xung quanh tank lên men.
F = π × D × (h2 + h3) + πD2 + πD2 F = π × 4,9 × (15,6 + 4) + × π × 4.92 + × π × 4,92 = 358,29 m2 Vậy: Q2 = 358,29 × 0,3 × (25 – 8) = 1827,28 kcal/h Mỗi ngày có 1 tank lên men nên lượng lạnh tổn hao là:
Q2 = 1827,28 × 24 = 43854,79 kcal/ngày Vậy lượng lạnh cần cho quá trình lên men chính là:
Qlmchính = Q1 + Q2 = 93019,94 + 43854,79 = 136874,73 kcal/ngày
1.3.4.3. Lượng lạnh cần cho quá trình lên men phụ
Lượng nhiệt lạnh cần để hạ nhiệt độ bia từ 8oC xuống 1oC là: Q1 = G × C × (t1- t2)
Trong đó:
G: lượng bia non có trong một tank lên men (một ngày) có hàm lượng chất khô khoảng 3oBx, d = 1,03 kg/lít
Suy ra:
G = 289178,4× 1,03 = 297853,75 kg Nhiệt dung riêng của bia non :
C = C1 × X1 + C2 × X2 Trong đó:
C1: nhiệt dung riêng của chất hòa tan, C1 = 0,34 kcal/kgoC C2: nhiệt dung riêng của nước, C2 = 1 kcal/kgoC
X1: hàm lượng chất khô trong bia, X1 = 0,03
X2: hàm lượng của nước trong bia, X2 = 1 – 0,03 = 0,97 C = 0,34 × 0,03 + 1 × 0,97 = 0,98 kcal/kgo
C
Q1 = 297853,75 × 0,98 × (8- 1) = 2043276,73 kcal/ngày Tổn thất qua lớp cách nhiệt trong 1 ngày là :
Q2 = F × k × (tn - tt) × 24
= 358,29 × 0,3 × (25 – 1) × 24 = 61912,51 kcal/ngày Vậy lượng lạnh cần cho quá trình lên men phụ là:
Qlmphụ = Q1 + Q2 = 2043276,73 + 61912,51 = 2105180,24 kcal/ngày
1.3.4.4. Lượng lạnh cần cung cấp cho hệ thống men giống
Lượng men giống cần cho một ngày là 30122,4 lít. Trong quá trình cần cung cấp O2 đầy đủ để nuôi sinh khối.
Dịch đường đưa vào lên men 12oBx có d = 1,048 kg/lít. Vậy khối lượng dịch đường là: 30122,4 × 1,048 = 31568,28 kg
Lượng chất hòa tan có trong dịch đường 12oBx là: 31568,28 × 0,12 = 3788,19 kg Trong đó chỉ có khoảng 70% đường có khả năng lên men:
3788,19 × 0,7 = 2651,74 kg
1 kg đường lên men tỏa ra 163,7 kcal. Vậy lượng nhiệt tạo thành trong một ngày là: Q1 = 2651,74 × 163,7 = 434089,04 kcal/ngày
Tổn thất qua các lớp cách nhiệt của thùng men giống trong 1 ngày là: Q2 = F × k × (tn - tt) × 24
Trong đó:
K: hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/m2.hoC tn: nhiệt độ bên ngoài tank lên men, tn = 25oC
tt: nhiệt độ bên trong tank lên men, tt = 8oC F: diện tích xung quanh thùng men giống
F = π × D × (h2 + h3) + πD2 + πD2 + Thiết bị nhân giống cấp 1
F1 = π × 2 × (3 + 0,64) + × π × 22
+ × π × 22
= 3,3 m2 + Thiết bị nhân giống cấp 2
F2 = π × 2,87 × (4,3 + 1,03) + × π × 2,872 + × π × 2.872 = 67,46 m2 F = F1 + F2 = 32,3 + 67,46 = 99,76 m2 Vậy: Q2 = 99,76 × 0.3 × (25 - 8) × 24 = 12210,62 kcal/ngày Lượng lạnh cung cấp cho thùng men giống là:
Qmen giống = Q1 + Q2 = 434089,04 + 12210,62 = 446299,67 kcal/ngày
1.3.4.5. Lượng lạnh cần cấp để tái sử dụng men sữa
Lượng men tái sử dụng thu hồi được trong 1 ngày là 2800 lít.
Lượng nước lạnh để rửa men sữa thường bằng hai lần lượng men cần rửa. Vậy lượng nước lạnh cần rửa là:
2800 × 2 = 5600 (lít)
Lượng nhiệt để làm lạnh nước từ 25oC xuống 2oC là: Qmensữa = G × C × (t1- t2)
Qmensữa = 5600 x 1 x (25 – 2) = 128800 kcal/ngày
Vậy tổng lượng lạnh cần cung cấp cho quá trình nhân men và tái sử dụng men Qmen = Qmen giống + Qmensữa
Qmen= 446299,67 + 128800 = 575099,67 kcal/ngày
1.3.4.6. Lượng lạnh cần để hạ nhiệt độ bia non xuống -1oC đưa đi lọc
Trước khi bia đưa đi lọc cần hạ nhiệt độ bia non xuống -1oC để giúp CO2 ngậm tốt trong bia.
Lượng nhiệt lạnh cần để hạ nhiệt độ bia từ 1oC xuống -1oC là: Q1 = G × C × (t1- t2)
Trong đó:
G: lượng bia non có trong một tank lên men sau khi lên men có hàm lượng chất khô khoảng 1oBx, d = 1,026 kg/lít
G = 289178,4× 1,026 = 296697,04 kg Nhiệt dung riêng của bia non :
C = C1× X1 + C2× X2 Trong đó:
C1: nhiệt dung riêng của chất hòa tan, C1 = 0,34 kcal/kgoC C2: nhiệt dung riêng của nước, C2 = 1 kcal/kgoC
X1: hàm lượng chất khô trong bia, X1 = 0,01
X2: hàm lượng của nước trong bia, X2 = 1 – 0,01 = 0,99 C = 0,34 × 0,01 + 1 × 0,99 = 0,9934 kcal/kgo
C
Q1lạnh 2 = 296697,04 × 0,9934 × (1+ 1) = 589477,68 kcal
1.3.4.7. Chọn máy lạnh
Tổng lượng lạnh cung cấp cho toàn bộ nhà máy trong 1 ngày là: Q = Qlàmlạnh + Qlmchính + Qlmphụ + Qmen + Q1lạnh 2
= 25212785,2 + 136874,73 + 2105180,24 + 575099,67 + 589477,68 = 28619416,79 kcal/ngày
Lượng lạnh cung cấp cho nhà máy trong 1 giờ 28619416,79
24 = 1192475,7 kcal/h
Hiệu suất của máy là 90% nên năng suất của náy là : 1192475,7
0,9 = 1324973 kcal/h
Vậy chọn hệ thống máy lạnh có: Năng suất lạnh: 750.000 kcal/h Số lượng: 02
Bảng1.10. Thống kê máy, thiết bị chính của nhà máy
STT Tên máy, thiết bị Số lượng Năng suất, dung tích
1 Silô chứa nguyên liệu 5 332,57m3
2 Gầu tải nguyên liệu lên silô 1 80 tấn/h
3 Gầu tải malt từ silô đến máy nghiền 1 7 tấn/h 4 Gầu tải gạo từ silô đến máy nghiền 1 2,5 tấn/h
5 Máy sàng malt 1 7 tấn/h
6 Máy sàng gạo 1 2,5 tấn/h
7 Cân nguyên liệu 2 500kg
8 Máy nghiền malt 1 8,5 tấn/h
9 Máy nghiền gạo 1 2,8 tấn/h
10 Nồi hồ hóa 1 18,75 m3
11 Nồi đường hóa 1 54,5 m3
12 Thiết bị lọc đáy bằng 1 60,68 m3
13 Nồi nấu hoa 1 74,52 m3
14 Thùng chứa trung gian 1 55,887 m3
15 Thiết bị lắng xoáy 1 62,46m3
16 Thiết bị làm lạnh nhanh 1 40 m3/h
17 Thùng chứa bã nguyên liệu 1 13,91m3
18 Thùng nước nóng 1 55,18 m3
19 Thùng nước ấm 1 91,06m3
20 Thùng nước thường 1 84,71m3
21 Tank lên men 48 161,1 m3
22 Tank chứa bia thành phẩm 12 63,2 m3
23 Thiết bị nhân giống cấp 2 1 19,32 m3
24 Thiết bị nhân giống cấp 1 1 6,48 m3
25 Thiết bị thu hồi men 1 5,6m3
27 Bơm bia non từ tank lên men đến máy lọc 1 25m3/h
28 Bơm cấp men giống 1 40m3/h
29 Máy rửa bock 1 470 bock/h
30 Máy chiết bock 1 23,5 m3/h
31 Máy chiết chai 2 25000 chai/h
32 Máy rửa chai 2 25000 chai/h
33 Máy dập nắp 2 25000 chai/h
34 Máy thanh trùng 1 45000 chai/h
35 Máy dán nhãn 2 25000 chai/h
36 Máy xếp két 2 1250 két/h
37 Hệ thống lạnh 2 750.000 kcal/h
1.4.TÍNH LỰC LƯỢNG LAO ĐỘNG
1.4.1. Sơ đồ tổ chức quản lý nhà máy
1.4.2. Tính lực lượng lao động
1.4.2.1. Lực lượng lao động gián tiếp
Bảng 1.11. Lực lượng lao động gián tiếp
STT Công việc Số người Số ca làm việc Tổng
1 Giám đốc 1 Hành chính 1 2 Phó giám đốc 2 Hành chính 2 3 Phòng kế toán – tài chính 8 Hành chính 8 4 Phòng hành chính 8 Hành chính 8 5 Phòng kinh doanh 10 Hành chính 10 6 Quản đốc 3 Hành chính 3 7 Nhà ăn 3 3 9 8 Bảo vệ 3 3 9 9 Phòng y tế 1 3 3
10 Công nhân vệ sinh 3 Hành chính 3
Tổng 56
1.4.2.2. Lực lượng lao động trực tiếp
1. Phân xưởng nấu
- Khu vực tiếp nhận nguyên liệu, nghiền nguyên liệu
Bao gồm hệ thống máy nghiền, máy sàng nguyên liệu, hệ thống silô và gàu tải. Khâu này bố trí 3 người, những nhân viên này phải biết cách đánh giá chất lượng, có kinh nghiệm, có tinh thần trách nhiệm chịu trách nhiệm và vận hành tốt máy móc, thiết bị.
- Khu vực nghiền nguyên liệu
Khu vực này bao gồm hệ thống máy nghiền, máy sàng nguyên liệu, hệ thống silô và gàu tải. Khu vực này bố trí 2 người/ca chịu trách nhiệm vận hành máy móc, thiết bị. - Khu vực nhà nấu
Bao gồm hệ thống các thiết bị nấu, lọc, đun hoa, làm lạnh nhanh… Khu vực này bố trí 3 người/ca để vận hành máy móc, thiết bị.
2. Phân xưởng lên men
- Khâu tiếp nhận dịch đường từ phân xưởng nấu bố trí 1 người/ca. - Công nhân vận hành thiết bị lọc, bố trí 2 người/ca.
- Công nhân chịu trách nhiệm chuyển dịch bia sau khi lọc đến khu vực chiết để tiến hành quá trình chiết. Khâu này bố trí 1 người/ca.
- Công nhân theo dõi, kiểm tra hệ thống tank lên men, chuyển men vào tank. Bố trí 2 người/ca.
3. Phân xưởng hoàn thiện
- Công nhân vận hành máy rửa chai. Bố trí 1 người/máy. Nhà máy có 2 máy rửa chai nên cần 2 người/ca.
- Công nhân vận hành máy chiết. Bố trí 1 người/máy. Nhà máy có 2 máy chiết nên cần 2 người/ca.
- Công nhân vận hành máy thanh trùng. Bố trí 1 người/ca.
- Công nhân vận hành máy dán nhãn. Bố trí 1 người/ca. nhà máy có 2 máy dán nhãn nên cần 2 người/ca.
- Công nhân ở khu vực bàn kiểm tra bố trí 1 người/bàn. Nhà máy có 3 bàn kiểm tra nên cần 3 người/ca.
- Công nhân vận hành máy rửa bock. Bố trí 1 người/ca. - Công nhân vận hành máy chiết bock. Bố trí 1 người/ca.
4. Các khu vực khác
- Phòng KCS có nhiệm vụ kiểm tra quá trình sản xuất trong nhà máy. Bố trí 2 người/ca.
- Kho chứa sản phẩm bố trí 1 người/ca, chịu trách nhiệm theo dõi, kiểm tra sản phẩm chứa trong kho.
- Kho chứa vỏ chai, bock bố trí 1 người/ca, chịu trách nhiệm tập hợp vỏ chai, bock về nhà máy để tải sử dụng
- Thủ kho, bố trí 1 người/ca, chịu trách nhiệm ghi chép số lượng sản phẩm ra vào nhà máy.
- Tổ cơ điện bố trí 3 người/ca, chịu trách nhiệm kiểm tra, sữa chữa hệ thống điện, máy móc khi có sự cố.
- Tổ cấp, xử lý nước bố trí 3 người/ca, chịu trách nhiệm vận hành hệ thống xử lý nước cung cấp cho hoạt động của toàn nhà máy.
- Tổ lò hơi bố trí 2 người/ca, chịu trách nhiệm vận hành nồi hơi cung cấp hơi cho nhà máy.
- Lái xe nâng, bố trí 2 người/ca, chịu trách nhiệm xếp sản phẩm vào kho và đưa vỏ chai, bock vào hệ thống máy rủa chai, bock.
Bảng 1.12. Bảng tổng hợp lực lượng lao động trực tiếp trong nhà máy
STT Công việc Số người Số ca làm việc Tổng
1 Phân xưởng nấu 5 3 15
2 Phân xưởng lên men 5 3 15