Chọn thiết bị thanh trùng là hầm thanh trùng (tunel) có các thông số kỹ thuật:
Năng suất: 49000 chai/h
Kích thước máy: 20.000 x 3500 x 6500 mm
Số lượng: 1
Nhãn hiệu: POLYCO
Công suất động cơ: 12kw
Tiếng ồn: <70dB 4.4.7. Máy dán nhãn Kích thước máy: 8500 x 3200 x 1500 mm Số lượng 1 Nhãn hiệu: POLYCO Năng suất 49000 nhãn/h
Công suất động cơ: 2kw
Khối lượng máy: 300kg
4.3.8. Máy in date
Tốc độ phun: 50 ký tự/s
4.4.9. Robot gắp chai vào két
Một két chứa 20 chai, vậy năng suất cần đặt của robot là: 49000/20 = 2450 chai/h
Chọn robot có:
Năng suất 25.000 chai/ giờ.
Điện áp hoạt động 3380V –50Hz.
Công suất hoạt động 4 Kw.
Áp lực khí nén 2,5 Bar
Trọng lượng 600kg.
Nhãn hiệu Robot: POLYCO - THX Robot
ROBOT bốc được nhiều chủng loại chai như 350ml, 450ml, hoặc lon.
4.4.10. Băng tải
Công suất động cơ: 2,5kw
Băng tải két: chiều rộng 350mm Chiều cao: 1-1,2 m
Băng tải chai: chiều rộng 82,5 mm Chiều cao: 1-1,2m
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CIP VÀ VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG
5.1. Tính toán hệ thống CIP trung tâm
Hiện có 2 phương pháp là phương pháp đơn và tuần hoàn. Chọn phương pháp tuần hoàn.
5.1.1. Hệ thống CIP cho phân xưởng nấu
Tính toán CIP
CIP cho phân xưởng nấu bao gồm: + Thùng NaOH: 1 thùng + Thùng HNO3: 1 thùng
+ Thùng chứa nước nóng: 1 thùng + Thùng chứa chất sát trùng: 1 thùng
Mỗi mẻ nấu lượng nước CIP thường bằng 6% thể tích thùng. Chọn thiết bị nấu hoa làm chuẩn vì nó có thể tích lớn nhất 67,3m3. Mỗi lần phải vệ sinh cho 6 thiết bị mà thùng CIP có hệ số chứa đầy là 85%. Vậy thể tích thực của hệ thống thùng CIP là: 67,3 6 6% 0,85 = 28,5 m3 Thể tích mỗi thùng là : 28,5 /4 = 7,13m3
Chọn thùng CIP thân hình trụ, đáy và nắp có hình chỏm cầu làm bằng thép không gỉ có:
Đường kính D
Chiều cao trụ H (chọn H = 2D) Chiều cao đáy h1 (chọn h1 =0,2D) Chiều cao nắp h2 (chọn h2 =0,15D)
Thể tích nồi tính theo công thức: Vcip= Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh
Vcip = 2 2 2 2 2 1 2 1 2 . . . . 3 3 2 6 2 6 2 h h D H D D h h = 3,28D3 = 7,13m3
Suy ra D = 1,3m. Khi đó H = 2,6m; h1 = 0,26m; h2 = 0,2m
Chiều cao tổng của thùng CIP là:
2,6 + 0,26 + 0,2 = 3,06m
Chọn thùng CIP có các thông số kỹ thuật sau: + Đường kính: 1,3m
+ Chiều cao trụ: 2,6m + Chiều cao đáy: 0,26m + Chiều cao đỉnh: 0,2m + Chiều cao tổng: 3,06m + Bề dày thép chế tạo: 5mm + Khoảng cách từ nền nhà đến thiết bị: 0,5m + Số lượng : 04 Bơm CIP:
Lượng CIP cần bơm vào mỗi nồi trong 1 mẻ là 67,3 6% = 4,04m3
Thời gian bơm là 10’. Hệ số sử dụng bơm là 0,8. Vậy năng suất thực tế của bơm là:
4, 04 60 0,8 10
= 30,3m3/h
Chọn bơm có công suất: 31m3/h Số lượng: 2 ( 1cấp, 1 hồi) Công suất động cơ: 4kw
5.1.2. Hệ thống CIP cho phân xưởng lên men
Tính toán CIP
Gồm 4 thùng:
+ 1 thùng dung dịch NaOH
+ 1 thùng dung dich acid HNO3 + 1 thùng chứa chất sát trùng + 1 thùng nước nóng
Hệ thống CIP có thể tính bằng 5% so với thể tích tank lên men hệ số sử dụng thùng CIP là 0,8. Vậy thể tích mỗi thùng CIP là:
5% 352, 4 0,8 4
= 110,13 m3
Chọn thùng CIP là thiết bị có thân hình trụ, đáy và nắp có hình chỏm cầu làm bằng thép không gỉ có:
Đường kính D
Chiều cao trụ h (chọn h = 2 D) Chiều cao đáy h1 (h1 = 0,2D) chiều cao nắp h2 (chọn h1=0,15D)
Thể tích nồi tính theo công thức: Vcip= Vtrụ + Vđáy + Vđỉnh
Vcip = 2 2 2 1 1 2. . . . 3 2 6 2 h D H D h = 3,28D3 = 110,13m3 Suy ra D = 3,2m. Khi đó H = 6,4m; h1= 0,64m; h2 = 0,48m
Chiều cao tổng của thùng CIP là 3,2 + 0,64 + 0,48 = 4,32m
Chọn thùng CIP có các thông số kỹ thuật sau: + Đường kính: 3,2m
+ Chiều cao trụ: 6,4m + Chiều cao đáy: 0,64m + Chiều cao đỉnh: 0,48m + Chiều cao tổng: 4,32m + Bề dày thép chế tạo: 5mm + Khoảng cách từ nền nhà đến thiết bị: 0,5m + Số lượng : 4 Bơm CIP:
Lượng CIP cần bơm vào thùng lên men là:
Thời gian sử dụng bơm là 20 phút, hệ số sử dụng bơm là 0,8. Vậy năng suất thực tế của bơm là: 17, 62 60 0,8 20 =132,15 m3/h Chọn bơm có công suất: 133 m3/h
Số lượng: 2 ( 1cấp, 1 hồi) Công suất động cơ: 7,5kw
5.2. Vệ sinh an toàn lao động
5.2.1. Vệ sinh
Trong sản xuất bia vệ sinh đóng vai trò vô cùng quan trọng để đảm bảo các yêu cầu công nghệ và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm. Vệ sinh bao gồm các công việc liên quan đến các khu vực sản xuất, vệ sinh thiết bị và vệ sinh công nhân.
Vệ sinh cá nhân
+ Không cho phép những người bị bệnh mãn tính hay truyền nhiễm được trực tiếp sản xuất
+ Trước khi vào phân xưởng sản xuất phải nhúng ủng qua dung dịch sát khuẩn + Khi làm việc công nhân phải mặc quần áo bảo hộ lao động, sạch sẽ, gọn gàng, luôn có ý thức vệ sinh chung.
+ Khi tiếp xúc với bia hoặc dụng cụ chứa bia phải đeo khấu trang và hạn chế nói chuyện
Vệ sinh thiết bị
+ Các khu vực sản xuất phải trang bị thiết bị có thể cho phép làm vệ sinh hoàn toàn tự động (CIP)
+ Vệ sinh thiết bị bằng hệ thống CIP có thể tự động ở các mức độ khác nhau. Các giai đoạn trong quy trình CIP như sau:
+ Khâu tráng rửa ban đầu: các bồn chứa và đường ống được rửa bằng nước thường để loại chất bẩn bám trên bề mặt.
+ Khâu rửa bằng hoá chất: sau khi kết thúc quá trình rửa ban đầu các bồn chứa và đường ống được xúc rửa bằng dung dịch xút nóng ở nhiệt độ 70-85oC để tẩy sạch các vết bẩn còn bám trên bề mặt. Thời gian tuần hoàn xút nóng từ 15-30 phút tuỳ thuộc vào mức độn nhiễm bẩn của thiết bị. Sau đó thiết bị được tráng rửa bằng nước sạch. Một số thiết bị sau khi rửa bằng xút và tráng rửa có thể rửa tiếp bằng dung dịch acid và sau đó tráng rửa lại bằng nước sạch nhiều lần đến khi sạch.
+ Khâu súc rửa cuối cùng: các bồn và đường ống được súc rửa lần cuối với dung dịch nước ở nhiệt độ môi trường để làm sạch các chất tẩy rửa còn lại. Phần nước này có thể được thu hồi tái sử dụng cho công đoạn tráng rửa ban đầu.
Vệ sinh xí nghiệp
+ Đường đi, sân bãi phải luôn được dọn dẹp sạch sẽ. Vườn cây xanh phải được chăm sóc cẩn thận để tạo cảnh quan và môi trường trong sạch
+ Xung quanh phân xưởng phải đảm bảo quang đãng, cống rãnh luôn khai thông , có nắp đậy cẩn thận.
+ Các phân xưởng phải đảm bảo vệ sinh chung sạch sẽ, gọn gàng, thoáng mát, nền nhà thoát nước tốt tránh tồn đọng
+ Đối với các bộ phận bụi phải có biện pháp hiệu quả như hút bụi.
5.2.2. An toàn lao động
An toàn lao động trong nhà máy đóng vai trò quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng công nhân cũng như tình trạng máy móc thiết bị. Vì vậy các nội quy, quy tắc bảo hộ lao động và an toàn lao động trong các phân xưởng sản xuất được coi như mệnh lệnh bắt buộc
Chống độc trong sản xuất
Khí độc trong nhà máy bia chủ yếu là CO2 trong quá trính lên men chính thất thoát ra (mặc dù khi thiết kế đã có hệ thốg thu hồi CO2), do hệ thống lò hơi thải ra, Freon và NH3 từ hệ thống lạnh …vì vậy xây ống khói phải xây cao.
An toàn thiết bị chịu áp lực
Bao gồm lò hơi máy nén và bình nạp CO2. Tất cả các khu vực này đều phải có bản nội quy vận hành và an toàn máy móc. Thường xuyên kiêmt ra độ kín của các
thiết bị để tránh sự rò rỉ, kiểm tra van an toàn, đồng hồ chịu áp lực nếu không phải sửa chữa thay thế ngay.
An toàn điện trong sản xuất
Trong quá trình sản xuất công nhân tiếp xúc với các thiết bị điện phải chú ý: + Không đi chân đất, dày dép ướt khi sử dụng điện. Không sờ tay vào dây điện trần.
+ Cách điện phần mạch điện
+ Bố trí đường dây gọn gàng, cao, xa tầm tay người đi lại. Bố trí cầu dao để đóng ngắt kịp thời khi có sự cố về điện.
+ Dây điện không được để ngay nơi khí nổ dễ cháy. + Nối đất, cách điện tốt
An toàn khi thao tác, vận hành 1 số thiết bị PCCC
+ Máy nghiền: khi sửa chữa phải ngắt cầu dao điện, trước khi cho máy làm việc phải cho chạy không tải 2 phút
+ Thường xuyên kiểm tra các thiết bị chịu áp, nhiệt kế, các đường ống dẫn dịch, tác nhân lạnh
+ Các công trình phải đúng tiêu chuẩn PCCC và thông gió tốt, có lối thoát hiểm + Về PCCC: mỗi phòng ban, mỗi phân xưởng đều có thiết bị chữa cháy, bảng hướng dẫn cụ thể, duy trì mạng lưới báo cháy và thường xuyên tuyên truyền công tác PCCC cho cán bộ công nhân viên trong công ty
An toàn về điều kiện vi khí hậu cho công nhân
+ Môi trường làm việc ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ, hiệu quả và năng suát lao động của công nhân. Đặc biệt khi công nhân mệt mỏi không tập trung dễ gây ra tai nạn lao động
+ Các yếu tố bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, sự đối lưu trong không khí, hàm lượng oxy…đều là yếu tố thường xuyên tác động trực tiếp tới công nhân. Khi xây dựng, bố trí thiết bị cần chú ý điều này để tạo điều kiện tốt cho côg nhân làm việc
+ Ví dụ phòng có nhiệt độ thấp, ẩm ướt (phân xưởng lên men) phải trang bị ủng, khẩu trang, áo bảo hộ ấm cho công nhân. Phòng có nhiệt độ cao thì phải lắp đặt quạt máy và thông gió….
An toàn về tiếng ồn
Trong nhà máy sản xuất bia khu vực ồn nhất là phân xưởng hoàn thiện do đó công nhân làm việc tại đây dễ có nguy cơ mắc bệnh nghề nghiệp(nặng tai, chảy máu tai, nặng thì bị điếc). Biện pháp là chọn máy móc thiết bị hạn chế tiếng ồn nhất có thể đồng thời công nhân phải có dụng cụ chống ồn
An toàn về chiếu sáng
Chiếu sáng tốt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất làm việc và hiệu quả kinh tế. Nếu chiếu sáng không tốt thì công nhân cũng dễ bị mắc các bệnh nghề nghiệp(thị kực kém, hoa mắt)
CHƯƠNG VI: TÍNH XÂY DỰNG 6.1. Thiết kế mặt bằng sản xuất
6.1.1. Phân xưởng nấu
Nhà xử lý nguyên liệu: 3 tầng
Tầng 1: bố trí máy nghiền malt và gạo
Tầng 2: bố trí thiết bị tách sắt và thiết bị tách đá
Tầng 3: bố trí máy sàng tách tạp chất.
Kích thước nhà xử lý nguyên liệu được tính dựa trên kích thước máy nghiền nguyên liệu. Kích thước máy nghiền malt 3,532 m, máy nghiền gạo 32,52 m. Theo chiều dài nhà bố trí mỗi máy cách nhau 3m, cách tường 2,75m, bước cột 6m. Theo chiều rộng nhà bố trí theo máy có kích thước lớn nhất là máy nghiền malt, cách tường 4,5 m. Khi đó: + Chiều rộng: 3 + 2 2 + 2 1,75 = 12m + Chiều dài: 3,5 + 3 + 2 3 + 2 2,75 = 18 m Kích thước: 18 1212 m Diện tích: 216 m2 Chú thích:
1: máy nghiền malt 2: máy nghiền gạo
Hình 6.1: Sơ đồ mặt bằng nhà xử lý nguyên liệu
Đường kính nồi nấu gạo là 3,8m
Đường kính nồi nấu malt là 4,3m
Đường kính nồi nấu lọc đáy bằng là 4,88 m
Tổng chiều rộng nhà nấu bia là:
3,8 + 4,3 + 4,88 + 2,5 2 + 3 2 = 24m
Đường kính thùng chứa trung gian là: 4,25 m
Đường kính nồi nấu nồi houblon hoá là : 4,8m
Đường kính nồi lắng xoáy là 4,65m
Tổng chiều dài nhà nấu bia là:
5,14 + 4,25 + 4,8 + 4,65 + 2,05 3 + 2,5 2 = 30m Diện tích nhà nấu bia là 24 30 = 720 m2
1 2 4,5m 2, 75m 3m 12m 18 m
Chiều cao nồi hoa là 4,88 m, mà khoảng cách từ sàn thao tác đến ở tầng 2 đến đỉnh các nồi là bé hơn hoặc bằng 1,2 m, khoảng cách từ đỉnh thiết bị đến dàn thao tác là 2 m và từ dàn thao tác đến trần nhà là 2 m. Vậy chiều cao tầng 1 nhà nấu là :
1 + (4,88 - 1,2) = 4,68m Tầng 2 cao 5,2m
Chiều cao nhà nấu là : 4,68 + 5,2 = 9,88 m
Kích thước xây dựng nhà nấu là: 24 30 9,88 m
Diện tích nhà nấu: 720m2
Bước cột 6m
Cột bê tông cốt thép: 400 600mm
Dùng nền xi măng và bê tông để đảm bảo cường độ chịu lực, chịu nước cao.
Nhà được xây dựng thoáng mát, có nhiều cửa sổ rộng 2m để thông gió và chiếu sáng tốt. Mỗi tầng có 1 cửa ra vào cao 2m rộng 2,4m, tầng 1 có 2 cửa ra vào cao 2m rộng 2,4m.
Vậy tổng diện tích phân xưởng nấu: 720 + 216 = 936 m2. (Hình 6.5 và 6.6)
6.1.2. Phân xưởng lên men
Chia làm 2 khu là: (Hình 6.7 và 6.8)
Khu 1 (để tank lên men): Tại đây bố trí 23 tank lên men và 4 tank chứa bia sau lọc đặt ngoài trời. Sắp xếp theo chiều dài phân xưởng lên men là 4 hàng theo chiều rộng phân xưởng là 6 hàng, các tank cách tường 1,5m, cách nhau 2m.
+ Chiều rộng khu để tank là :
3 2 + 4,8 4 + 1,5 2 = 28,2 m + Chiều dài khu để tank là :
6 4,8 + 5 2 + 2 1,5 = 41,8 m.
Ngoài ra còn đặt 4 tank TBF ( đường kính mỗi tank là 4,3m) xếp thành 2 hàng. Vậy chiều dài khu để tank lên men là:
41,8 + 2 4,3 + 22 = 54,4m + Diện tích khu để tank lên men :
Khu 2 (khu lọc + CIP): bao gồm hệ thống CIP trung tâm, thu hồi và xử lý men sữa, hệ thống lọc bia và sục CO2, xút và acid trung tâm, ngăn cách các khu bằng tường lửng.
Khu 2 bố trí 3 cửa ra vào cao 2m rộng 2,4m: 2 cửa đi ra hành lang chính, 1 cửa đi ra khu 1. Nền đổ bê tông trên nền đất đầm chặt, phía trên lát gạch men.
Khu vực 2 được thiết kế có chiều dài 30m, rộng 24m
Vậy xây dựng phân xưởng lên men có kết cấu :
Khu lọc + CIP có Kích thước: 30 24 7m Diện tích: 720 m2 Khu để tank có Kích thước: 54,4 28,2m Diện tích: 1535 m2
6.1.3. Phân xưởng hoàn thiện
Đây là phân xưởng có nhiều công nhân và ồn nhất, các thiết bị là 1 dây chuyền hoạt động khép kín kích thước lớn. Phân xưởng đòi hỏi thoáng mát, cao ráo, đủ ánh sáng cho công nhân làm việc vì vậy phải thiết kế nhiều cửa sổ, cửa ra vào rộng rãi thuận tiện cho việc vận chuyển sản phẩm dễ dàng (cao 4m rộng 5m). Nền bê tông lát gạch men.
Trong phân xưởng chia làm 2 khu vực:
Khu vực hoàn thiện bia hơi Kích thước: 30 12 10m Diện tích: 360 m2
Khu vực hoàn thiện bia chai (hình 6.10) Kích thước : 48 30 10m
Diện tích: 1440 m2
Kích thước phân xưởng hoàn thiện: 60 30 10m Diện tích phân xưởng hoàn thiện là:
Bước cột: 6m
Cột bê tông cốt thép: 400 600mm
Khu chiết bock và chiết chai được ngăn cách nhau bằng tường lửng, có cửa ra vào cao 2m rộng 2,4 m. Các cửa ra ngoài cao 4m rộng 5m.