Đề tài Thiết kế nhà mỏy bia hơi năng suất 20 triệulớt/năm

à bề dày của thép ( m ) R’: là bán kính ngoài của thiết bị ( m ) h’: là chiều cao chỏm có tính bề dày của thiết bị ( m ) D : là đường kính của thiết bị ( m ) D = 3.1 ( m ) ( phần tính thiết bị ) H = 3.72 ( m ) h = 0.465( m ) chọn s = 0.005 ( m ) R = 1.55 ( m ) R’ = 1.55 + 0.005 = 1.555( m ) h’ = 0.465 + 0.005 = 0.47 ( m ) C: Nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh: - Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này chính là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường. Trong đó: F: là diện tích toả nhiệt ( m2 ) : là hệ số toả nhiệt ( kcal/m2h0C ) T: thời gian đun nóng nước ( 0C ) T = 13 phút Trong đó: ttbi : lànhiệt độ của thiết bị ( 0C ) ttbi = 750C tmt: nhiệt độ của môi trường ( 0C ) tmax: là nhiệt độ cao nhất trong năm ttb: là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất Vậy tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình này là : - Lượng hơi cung cấp cho quá trình này là: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết để đun nước ( kca ) i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p = 2.5 kg/cm2 i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p = 2.5 kg/cm2 Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i = 649.2 ( kcal/kg ) i’= 127.2( kcal/kg ) Thay số vào ta có: C: Gĩư nhiệt độ 1050C trong vòng 70 phút. Qúa trình này làm bay hơi 3% so với lượng dịch ban đầu: a: Lượng nhiệt khi đun làm bay hơi nước 2,5 % là: w trong đó: i : Là hàm nhiệt của hơi nước ( kcal/kg ) w: Là lượng nước bay hơi ( kg ) i = 639.4 ( kcal/kg ) (Theo sổ tay hoá công I- Bảng I.250 ) w = 3% 23957.26 = 718.71 ( kg ) Q1= 639.4 718.71 = 459543.17(kcal) b: Nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh: - Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình này chính là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường. Trong đó: F: là diện tích toả nhiệt ( m2 ) : là hệ số toả nhiệt ( kcal/m2h0C ) T: thời gian đun nóng nước ( 0C ) T = 13 phút Trong đó: ttbi : lànhiệt độ của thiết bị ( 0C ) ttbi=750C tmt: nhiệt độ của môi trường( 0C ) tmax: là nhiệt độ cao nhất trong năm ttb: là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất Vậy tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình này là : - Lượng hơi cung cấp cho quá trình này là: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết để đun nước ( kcal ) i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p = 2.5 kg/cm2 i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p = 2.5 kg/cm2 Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i = 649.2 ( kcal/kg ) i’= 127.3( kcal/kg ) Thay số vào ta có: Vậy tổng lượng nhiệt cung cấp cho nồi nấu hoa là: (kcal) - Lượng hơi cung cấp cho nồi nấu hoa là: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết để đun dịch ( kcal ) i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p = 2.5 kg/cm2 i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p = 2.5 kg/cm2 Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i = 649.2 ( kcal/kg ) i’= 127.3 ( kcal/kg ) Thay số vào ta có: tính tổng lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy. - Lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy được tính theo công thức: Trong đó Q: Lượng nhiệt cần thiết cho toàn bộ nhà máy ( kcal ) i: Là nhiệt hàm của hơi nước ở p = 2.5 kg/cm2 i’: Là nhiệt hàm của nước ngưng ở p = 2.5 kg/cm2 Theo bảng I.251-sổ tay hoá công I ta có: i = 649.2 ( kcal/kg ) i’= 127.3( kcal/kg ) Lượng hơi cần cung cấp trong 1 mẻ là: Một mẻ nấu mất 6 h vì vậy lượng hơi cần cung cấp trong 1 giờ là: Trong đó D’: Là lượng hơi cung cấp cho 1 mẻ ( kg ) T: là thời gian cấp hơi của 1 mẻ ( h ) Lượng hơi cần dùng cho một ngày nấu là: tính và chọn nồi hơi: 1: Chọn nồi hơi: - Dựa vào lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy ta chọn nồi hơi có nhiên liệu là than. Năng suất nồi hơi là: 2000 kg/h áp suất làm việc : 8 at Nhiệt độ hơi là : 169.6 0C Hệ số hữu ích là : 75% Số lượng nồi dùng : 2 nồi 2: Tính nhiên liệu cho nồi hơi: -Than là nguồn nguyên liệu chính cho nồi hơi. 1 kg than cung cấp 6500 kcal. Lượng nhiên liệu cần dùng tính theo công thức: (kg) Trong đó: D: Năng suất hơi của nồi hơi ih: nhiệt hàm hơi nước ở p = 8at in: nhiệt hàm của nước ở p = 8at q: nhiệt lượng riêng của 1 kg nhiên liệu. q = 6500 kcal : hệ số hữu ích của nồi ( 75% ) (kg) Hiệu suất đốt là 90% nên: Lượng than cần dùng trong 1h sẽ là: Lượng than cần dùng trong 1 ngày là: Lượng than cần dùng trong 1 tháng là: Lượng than cần dùng trong 1 năm là: II: TíNH LạNH CHO NHà MáY. I: Lượng lạnh cung cấp cho quá trình làm lạnh nhanh: 1: Làm lạnh cấp I: - Hạ nhiệt độ cuả dịch đường từ 900C xuống 400C, nhờ tác nhân làm lạnh là nước. Nhiệt độ của nước vào là: 200C. Nhiệt độ của nước ra là: 350C. Lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 mẻ nấu được tính bằng công thức. Nhiệt lanh cần cung cấp cho dịch trong 1 mẻ là: Trong đó: G1: là lượng dịch trong một mẻ ( kg ) G1=23058 x 1.039 = 23957.26 ( kg ) ( phần tính và chon thiết bị ) C1: là tỉ nhiệt của dịch ;C1 = 0.93 kcal/kg0C t1: là nhiệt độ ban đầu của dịch : t1 = 900C t2: là nhiệt độ sau của dịch: t2 = 400C - Lượng lạnh cần cung cấp trong 1 ngày là: - Lượng nước cần làm lạnh trong 1 mẻ là: =74267.5(kg) - Lượng nước cần làm lạnh trong 1 ngày là: 2: Làm lạnh cấp II. - Hạ nhiệt độ cuả dịch đường từ 400C xuống 140C, nhờ tác nhân làm lạnh là Glycol: Nhiệt độ của glycolvào là:-150C Nhiệt độ của glycol ra là:50C Nhiệt lanh cần cung cấp cho dịch trong 1 mẻ là: Trong đó: G1: là lượng dịch trong một mẻ(kg) G1=23058 x 1.039 =23957.26 (kg) (phần tính và chon thiết bị) C1: là tỉ nhiệt của dịch ; C1= 0.93 kcal/kg0C t1: là nhiệt độ ban đầu của dịch : t1=400C t2: là nhiệt độ sau của dịch: t2=140C Lượng lạnh cần cung cấp trong 1 ngày là: Lượng glycol cần làm lạnh trong 1 mẻ là: ( kg ) Lượng glycol cần làm lạnh trong 1 ngày là: Vậy tổng lượng lạnh cung cấp cho quá trình làm lạnh nhanh là: II: Lượng lạnh cung cấp cho quá trình lên men chính: Thời gian lên men chính là 6 ngày Nồng độ cơ chất lên men mạnh nhất là 1.5%/ngày. 1: Nhiệt lanh cần cung cấp cho dịch trong 1 ngày là: Trong đó: G: là lượng đường lên men trong một ngày( kg ) q: Nhiệt lượng toả ra khi lên men 1 kg đường ( kcal ) - giả sử trong quá trình lên men chính xảy ra chủ yếu do có đường Maltora nên ta có phản ứng: Cứ 342g khi lên men sinh ra 56 kcal nhiệt lượng. Vậy 1kg = 1000 g khi lên men sẽ sinh ra lượng nhiệt là: ( kcal ) - Lượng dịch đưa vào quá trình lên men chính trong 1 ngày là: (lit) - Mặt khác nồng độ đường là 10% vì vậy d =1,039 kg/l - Lượng chất khô có trong 85908 lit dịch là: ( kg ) - Khối lượng đường có khả năng lên men trong ngày lên men mạnh nhất là: ( kg ) Nhiệt lanh cần cung cấp cho lên men chính trong 1 ngày là: ( Kcal ) 2: Tổn thất qua lớp cách nhiệt được tính bằng công thức: f : Diện tích bề mặt truyền nhiệt( m2 ) k: là hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt ( kcal/m2h0C ) k = 0.25( kcal/m2h0C ) tn: là nhiệt độ bên ngoài của tank lên men : tn= 250C tt: là nhiệt độ bên trong của tank lên men :tt = 120C Một ngày có 1 tank dịch lên men nên lượng nhiệt cần cung cấp là: Tổng lượng nhiệt cần cung cấp là: 3: Tổn thất lạnh do quá trình làm lạnh nước rửa men là: - Lượng nước đem rửa men dùng trong 1 tank là: 6000 (lit) - Nhiệt để làm lạnh nước từ 250C xuống 20C là: Trong đó: G1: là lượng nước trong một ngày( kg ) G1= 6000( kg ) C1: là tỉ nhiệt của nước ;C1 = 1 kcal/kg0C t1: là nhiệt độ ban đầu của nước : t1 = 250C t2: là nhiệt độ sau của nước: t2 = 20C 4:Tổn thất do quá trình bảo quản men sữa là: Tổng lượng lạnh cần thiết cho quá trình lên men chính trong 1 ngày là: III: Nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ của dịch lên men từ lên men chính xuống lên men phụ : Trong đó: G: là lượng dịch lên men trong một ngày ( kg ) Vì dịch đường sau khi lên men chính có nồng độ đường là 2.5% lên có d = 1.01369 ( kg/lit ) Lại có V= 82451.2 ( lit/ngày ) nên G = V x d =82451.2 x 1.01369 = 83579.95 ( kg ) C: là tỉ nhiệt của dịch lên men ;C= 0.98 ( kcal/kg0C ) t1: là nhiệt độ ban đầu của dịch lên men : t1 = 120C t2: là nhiệt độ sau của dịch lên men : t2 = 20C Lượng nhiệt tổn thất qua lớp cách nhiệt là 10% nên: Tổng lượng lạnh cung cấp cho quá trình này: IV: Nhiệt lạnh cần thiết để cung cấp cho quá ttrình lên men phụ: 1: Thực tế 1(lit) bia tổn hao một lượng nhiệt là 0.25 ( kcal/ngày ) Vậy lượng nhiệt cần cho 1 ngày cho 1 tank lên men là: 2: Tổn thất qua lớp cách nhiệt được tính bằng công thức: f : Diện tích bề mặt truyền nhiệt ( m2 ) k: là hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt ( kcal/m2h0C ) k = 0.25( kcal/m2h0C ) tn: là nhiệt độ bên ngoài của tank lên men : tn = 250C tt: là nhiệt độ bên trong của tank lên men : tt = 20C - Một ngày có 1 tank dịch lên men nên lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày là: Tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình lên men phụ là: IV: Nhiệt lạnh cần cung cấp cho quá trình nhân giống: 1: Nhân giống cấp I. - Lượng dịch đường sử dụng để gây men giống cấp I so với tổng lượng dịch nấu trong 1 ngày là 1%. - Tổng lượng dịch nấu được trong 1 ngày là: 92232( l ) - Lượng dịch đường dùng để cho vào tank nhân giống cấp I là: 92232 x 1% =922.32 ( l ) - Vì nồng độ của dịch đường là 10%. - Lượng đường có khả năng lên men là 80%. - Lượng đường có khả năng lên men trong 1 ngày là: 922.32 x 10% x 80% = 73.78 (kg ) - giả sử trong quá trình nhân giống xảy ra chủ yếu do có đường Maltora nên ta có phản ứng: Cứ 342g khi lên men sinh ra 56 kcal nhiệt lượng. Vậy 1kg = 1000 g khi lên men sẽ sinh ra lượng nhiệt là: (kcal) - Vậy lượng nhiệt sinh ra trong thùng nhân giống cấp I là: - Tổn thất qua lớp cách nhiệt được tính bằng công thức: f : Diện tích bề mặt truyền nhiệt ( m2 ) k: là hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt ( kcal/m2h0C ) k = 0.25( kcal/m2h0C ) tn: là nhiệt độ bên ngoài của thùng nhân giống : tn = 250C tt : là nhiệt độ bên trong của thùng nhân giống : tt = 120C Một ngày có 1 tank dịch lên men nên lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày là: Lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày là: Tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình nhân giống cấp I là: 2: Nhân giống cấp II. - Lượng dịch đường sử dụng để gây men giống cấp II so với tổng lượng dịch nấu trong 1 ngày là 10%. - Tổng lượng dịch nấu được trong 1 ngày là: 92232(l). - Lượng dịch đường dùng để cho vào tank nhân giống cấp II là: 92232 x 10% = 9223.2 (l) - Vì nồng độ của dịch đường là 10%. - Lượng đường có khả năng lên men là 80%. - Lượng đường có khả năng lên men trong 1 ngày là: 922.32 x 10% x 80% = 737.8 (kg ) - giả sử trong quá trình nhân giống xảy ra chủ yếu do có đường Maltora nên ta có phản ứng: Cứ 342g khi lên men sinh ra 56 kcal nhiệt lượng. Vậy 1kg = 1000 g khi lên men sẽ sinh ra lượng nhiệt là: (kcal) Vậy lượng nhiệt sinh ra trong thùng nhân giống cấp II là: Tổn thất qua lớp cách nhiệt được tính bằng công thức: f: Diện tích bề mặt truyền nhiệt k: là hệ số truyền nhiệt qua lớp cách nhiệt ( kcal/m2h0C ) k =0.25 ( kcal/m2h0C ) tn: là nhiệt độ bên ngoài của thùng nhân giống : tn = 250C tt : là nhiệt độ bên trong của thùng nhân giống :tt = 120C -Một ngày có 1 tank dịch lên men nên lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày là: -Lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 ngày là: Tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình nhân giống cấp II là. III: Nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ của bia từ 50 xuống 10C để bảo quản bia. - Sau khi lọc bia được chứa trong thùng chứa bia và tạ đó được duy trì ở nhiệt độ là 10C. Nhiệt lạnh để cung cấp cho thùng chứa bia là: Trong đó: G: là lượng bia có trong một ngày ( kg ) Vì bia sau khi lọc xong có nồng độ đường là 2.5% lên có d= 1.01369 ( kg/lit ) Lại có V= 80000 ( lit/ngày ) nên G = V x d =80000 x 1.01369 = 81095.2 ( kg ) C: là tỉ nhiệt của bia ;C= 0.98 kcal/kg0C t1: là nhiệt độ ban đầu của bia : t1 = 50C t2: là nhiệt độ sau của bia : t 2= 20C - Tổng lượng nhiệt cung cấp cho toàn bộ nhà máy là: chọn máy lạnh: Ta chọn 2 máy nén lạnh cấp I có thể sử dụng luân phiên nhau. + Tổng lượng nhiệt cung cấp cho nhà máy trong 1h là: - Tổn hao lạnh cho toàn nhà máy là 10% nên tao có. - Mỗi giờ nhà máy cần lượng lạnh là: Ta chọn máy lạnh có năng suất là: 300000 kg/h Công suất máy 9 kw Kích thước máy là : 3000 x 1200 x 1300 Số lượng 2 chiếc III: Tính nước cho nhà máy: - Nhà máy sử dụng nước từ hệ thống cấp nước của thành phố.Hơn nữa nhà máy lại dặt tại khu công nghiệp Đại An của thành phố Hải Dương nên việc cung cấp nhu cầu về nước là vô cùng thuận lợi cho nhà máy, nước đạt được các tiêu chuẩn đề ra, xong riêng đối với nguồn nước nấu thì vẫn phải qua xử lý trước khi đưa vào sản xuất. I. Nước dùng cho nồi nấu: - Nước cho vào nồi hồ hoá: 5136 ( l ) - Nước cho vào nồi đường hoá: 10863 ( l ) - Nước dùng cho quá trình rửa bã: 11009.6( l ) - Vậy lượng nước dùng cho 1 mẻ là: - Lượng nước vệ sinh chiếm 10% lượng nước cần dùng : - Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong 1 ngày là: II. Nước dùng làm lạnh dịch đường: - Theo tính toán ở phần lạnh ta có : - Lượng nước 250C cần để làm lạnh cho 1 mẻ nấu là: 74267.5 (lit) - Mà trong quá trình làm lạnh tổn hao 20% nên lượng nước cần dùng trong 1 ngày là: V2= 74267.5 x 4 x 0.2 =59414(lit) III. Nước dùng cho quá trình lên men. - Nước rửa thiết bị lên men bằng 5% thể tích của thiết bị. Mỗi ngày ta vệ sinh 1 tank, mỗi tank có thể tích là :107360 (lit)( phần tính và chọn thiết bị) - Lượng nước vệ sinh trong 1 ngày là: Lượng nước vệ sinh sàn nhà là: 3 lít/m2/ ngày Kích thước nhà lên men là: 30 x 25 =750 m2 - Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men là: IV: Nước dùng cho quá trình gây men và rửa men là: - Theo kinh nghiệm thì nước dùng để rửa men trong 1 ngày là khoảng 7000 ( l/ngày ). - Nước vệ sinh khu vực gây men, rửa men và thiết bị khoảng 2000(l/ngày). + Vậy lượng nước cần dùng là: V: Nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện là: - Nước rửa bock là: 10 (l/bock ) - Mỗi ngày rửa khoảng 1000 bock. Vậy lượng bock cần dùng trong quá trình rửa bock là: - Nước rửa máy bock là: 800 ( l/ngày ). - Nước rửa chai nhựa là: 1000 ( l/ngày ). - Nước rửa sàn nhà trong phân xưởng hoàn thiện là:3 lít/m2/ ngày. - Kích thước sàn là: 23 x11=760(l). - Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện trong 1 ngày là: . V: Lượng nước dùng cho nồi hơi là: - Theo tính toán lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cấp cho nhà máy. Xong 80% lượng hơi lại được ngưng tụ lại và tái sử dụng. Vậy lượng nước dùng cho nồi hơi thực tế là: VI: Nước dùng cho các hoạt động khác: - Nước vệ sinh và các yêu cầu phụ khác tính theo bình quân đầu người là 40 l/người. + Số người trong nhà máy là: 102 người. + Lượng nước cần dùng là: Lượng nước tổng dùng cho nhà máy là: Chọn bể nước 400 m3. Bể nước dùng cho nấu là: 140 m3. Đường kính ống dẫn nước là :150-200 ( mm ). Iv: Tính điện tiêu thụ cho nhà máy - Điện công ty sử dụng mạng điện lưới quốc gia, điện được sử dụng vào mục đích chiếu sáng và động lực. IV. 1: Tính phụ tải chiếu sáng: - Nhà máy sử dụng đèn sợi đốt thông thường và bố trí đèn Neon vào những nơi cần thiết. 1: Cách bố trí đèn: - Trong phân xưởng sản xuất việc bố trí đèn chiếu sáng phụ thuộc vào các thông số sau: - Chiều cao phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị, vị trí làm việc thường lấy: H = 2.5 - 4.5(m) - Khoảng cách giữa các đèn là: L = 2 - 2.5(m) - Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường là: l =( 0.25 - 0.32) L + Số đèn bố trí dọc nhà là: A : chiều dài của nhà ( m ) + Số đèn bố trí theo chiêù ngang nhà : B : chiều rộng của nhà ( m ) + số đèn bố trí mỗi tầng nhà : * Phương pháp tính toán phụ tải theo phương pháp riêng . - Theo phương pháp này nếu trên nền nhà có công suất chiếu sáng là P1 thì toàn bộ sàn nhà có công suất chiếu sáng là: P = P1 x S - Gọi số đèn tổng cộng là N thì công suất mỗi đèn là: Pd = P/N - ở đây ta sử dụng loại đèn có công suất Pd = 0.1 kw 2: Tính toán đèn chiếu sáng: 2. 1: Đèn chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất chính: Chọn L = 4.5 m, l = 0.3 x L. -> l = 0.3 x 4.5 = 1.35 (m) - Trong phân xưởng sản xuất chính có: A = 60(m); B = 32(m) + Số đèn bố trí theo chiều dài nhà là: + Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà là: Vậy công suất chiếu sáng của đèn là: 2. 2: Đèn chiếu sáng cho kho nguyên liệu: A = 18(m); B = 18(m) + Số đèn bố trí theo chiều dài nhà là: + Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà là: + Vậy công suất chiếu sáng của đèn là: 2. 3: Đèn chiếu sáng cho kho sản phẩm: A = 24(m); B = 18(m) + Số đèn bố trí theo chiều dài nhà là: + Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà là: + Vậy công suất chiếu sáng của đèn là: 2. 4: Đèn chiếu sáng cho khu nồi hơi: A = 9(m); B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 4 (bóng) P4= 0.1 x 4 x 4 = 1.6(kw) 2. 5: Đèn chiếu sáng cho bãi xỉ than: A = 9(m); B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 4 (bóng) P5= 0.1 x 4 x 4 = 1.6(kw) 2. 6: Đèn chiếu sáng cho trạm biến thế: A = 6(m); B = 6(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 3 (bóng) P6= 0.1 x 3 x 3 = 0.9(kw) 2. 7: Đèn chiếu sáng cho nhà để máy phát: A = 6(m); B = 6(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 3 (bóng) P7= 0.1 x 3 x 3 = 0.9(kw) 2. 8: Đèn chiếu sáng cho kho chứa vỏ, bock: A = 18(m);B =18(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 7 (bóng) P8= 0.1 x 7 x 7 = 4.9(kw) 2. 9: Đèn chiếu sáng cho nhà vệ sinh: A = 18(m); B = 12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 7(bóng) n1= 5(bóng) P9= 0.1 x 7 x 5 = 3.5(kw) 2. 10: Đèn chiếu sáng cho gara để ôtô : A = 30(m); B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 11(bóng) n1= 4(bóng) P10= 0.1 x 11 x 4= 4.4(kw) 2. 11: Đèn chiếu sáng cho bể nước nấu: A = 9(m); B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 4(bóng) n1= 4(bóng) P11= 0.1 x 4 x 4= 1.6(kw) 2. 12: Đèn chiếu sáng cho bể glycol và thu hồi CO2: A = 9(m);B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 5(bóng) n1= 3(bóng) P12= 0.1 x 5 x3= 1.5(kw) 2. 13: Đèn chiếu sáng cho bể nước xử lý nước nấu: A = 9(m); B = 9(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 4(bóng) n1= 4(bóng) P13= 0.1 x 4 x 4= 1.6(kw) 2. 14: Đèn chiếu sáng cho kho sản phẩm: A = 18(m); B =18(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= n2= 7 (bóng) P14= 0.1 x 7 x 7 = 4.9(kw) 2. 15: Đèn chiếu sáng cho nhà hành chính: A = 18(m); B = 12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 7(bóng) n1= 5(bóng) + Do nhà hành chính có 3 tầng lên ta có công suất của các bóng là: P15= 0.1 x 7 x 5 x 3 = 11.5 (kw) 2. 16: Đèn chiếu sáng cho nhà giới thiệu sản phẩm: A =18(m); B= 12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 7(bóng) n1= 5(bóng) + Do nhà giới thiệu sản phẩm có 1 tầng lên ta có công suất của các bóng là: P16= 0.04 x 7 x 5 = 1.4 (kw) 2. 17: Đèn chiếu sáng cho hội trường và nhà ăn ca: A = 24(m); B=12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 9(bóng) n1= 5(bóng) + Do hội trường và nhà ăn ca có 3 tầng lên ta có công suất của các bóng là: P17= 0.04 x 9 x 5 x 3 = 5.4 (kw) 2. 18: Đèn chiếu sáng cho nhà để xe đạp và xe máy: A =18(m) ; B=12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 7(bóng) n1= 5(bóng) P18= 0.1 x 7 x 5 = 3.5(kw) 2. 19: Đèn chiếu sáng cho phòng bảo vệ: A = 4(m); B =3 (m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 2(bóng) n1=2(bóng) + Vì nhà máy có 3 phòng bảo vệ nên: P19= 0.1 x 2 x 2 x 3 = 1.2(kw) 2. 20: Đèn chiếu sáng cho nhà xử lý nước thải: A = 12 (m); B =9 (m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 5 (bóng) n2= 4 (bóng) P20= 0.1 x 5 x 4 = 2.0 (kw) 2. 21: Đèn chiếu sáng cho khu giải trí: A = 24(m); B = 12(m) + Theo công thức tính trên ta tính ra được: n1= 9(bóng) n1= 5(bóng) P21= 0.04 x 9 x 5 = 4.5 (kw) 2. 22: Đèn chiếu sáng cho đường đi trong nhà máy là: + Tổng chiều dài của đường đi là: 774 (m) + Cứ 10 (m) ta bố trí 2 bóng đèn + Số đèn bố trí ở đường đi là:(774 x 2): 10 =154 (bóng) => P22 = 0.1 x 154 =15.4 (kw) + Vậy tổng cộng phụ tải chiếu sáng trong nhà máy là: Ps = 105 (kw) IV. 2: Tính phụ tải động lực: Gồm các động cơ máy móc hoạt động dưới tác dụng của động lực Bảng tổng hợp phụ tải động lực: Stt Tên thiết bị Wđm Số lượng Tổng công suất 1 Máy tời 0.8 02 1.6 2 Máy nghiền malt 7.5 01 7.5 3 Máy nghiền gạo 6 01 6 4 Nồi hồ hoá 2.6 01 2.6 5 Nồi đường hoá 6 01 6 6 Thùng lọc 2.5 01 2.5 7 Nồi nấu hoa 7 01 7 8 Máy làm lạnh nhanh 110 01 110 9 Máy lọc bia 4.5 01 4.5 10 Máy rửa bock 2.5 01 2.5 11 Máy chiết bock 0.8 01 0.8 12 Bơm ly tâm 5 13 65 13 Máy nén 40 01 40 Tổng 256 (kw) - Ngoài những thiết bị và 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, tất cả lấy bằng 15% phụ tải kể trên: - Vậy phụ tải động lực của toàn nhà máy là: Pđl =256 x (0.15 + 1) = 294.4 (kw) - Vậy phụ tải của toàn nhà máy là: P = Ps + Pđl = 105 + 294.4 = 399.4 (kw) IV. 3: Xác định phụ tải tính toán: - Mục đích tính toán công tiêu thụ thực tế của nhà máy nhằm chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp. - Công thức tính phụ tải tính toán: Pn = Kc x P Trong đó: - Kc là hệ số phụ thuộc vào mức mang tải của thiết bị - Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0.9 - Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0.6 - Vậy phụ tải tính toán của toàn nhà máy là: Ptt = Ps x 0.9 +Pđl x 0.6 = 105 x 0.9 + 294.4 x 0.6 = 271.14 ( kw) IV. 4: Xác định hệ số công suất và dung lượng bù 1. Xác định hệ số cos. - Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì: : Tổng công suất tác dụng của các thiết bị tiêu thụ điện : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ điện - Thực tế thường làm việc non tải nên hệ số cos được tính như sau: * Ptb = Kc x Pđl + Kc x Ps Trong đó: Pđl = 294.4 (kw) Kc: hệ số phụ tải động lực, Kc= 0.6 Ps = 105 (kw) Kc: hệ số phụ tải chiếu sáng, Kc= 0.9 - Vậy Ptb = 0.6 x 294.4 + 0.9 x 105 =271.14 (kw) * Qphụ = Ptb x tg - Với cos = 0.65 => tg = 1.169 Nên: Qphụ =271.14 x 1.169 = 316.96 (kw) Do đó: 2. Tính dung lượng bù: - Mục đích nâng hệ số cos bằng cách dùng tụ điện. - Công thức xác định dung lượng bù: Qbù = Ptb x (tg+tg) + tg: tương ứng với cos hệ số công suất ban đầu + tg: tương ứng với coshệ số công suất được nâng lên khi có thêmtụđiện Ta có: cos = 0.65 suy ra tg= 1.169 cos = 0.95 suy ra tg= 0.329 Nên: Qbù =271.14 x (1.169 - 0.329) =227.76 (kw) IV. 5: Chọn máy biến áp - Máy biến áp được chọn theo công thức: - Chọn máy biến áp có công suất: 450 (KVA) Điện áp: 6 ( KV) Kích thước: 1950 x 1200 x 1700 mm - Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có đặc tính sau: Công suất: 320 (KVA). Điện áp định mức: 400 V. Hệ số công suất cos = 0.8. IV. 6: Tính điện tiêu thụ hàng năm. 1. Điện năng dùng cho thắp sáng: Acs = Ps x T x Kk (kwh) Ps = 105 (kw) T= K1 x K2 x K3 + K1: số ngày làm việc trong tháng K1 =25. + K2: số giờ chiếu sáng trong ngày K2= 12. + K3: số tháng làm việc trong năm K3= 12. Acs= 105 x 25 x 12 x12 x 0.9 =340200 (kwh). 2. Điện động lực: Ađl =Pđl x T x Kc (kwh). Trong đó: Pđl= 294.4 (kw). Kc = 0.6. T= K1 x K2 x K3 . + K1: số ngày làm việc trong tháng K1 =25. + K2: số giờ chiếu sáng trong ngày K2= 12. + K3: số tháng làm việc trong năm K3= 12. Ađl= 294.4 x 25 x 12 x12 x 0.6 =635904 (kwh). 3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm: A= Km x (Acs +Ađl) Km = 1.05: Hệ số tổn hao trên mạng hạ áp. A = 1.05 x (340200 + 635904) =757245.8 (kwh) Phần vi: TíNH XÂY DựNG IV. 1. Giới thiệu chung: IV. 1. 1. Địa điểm xây dựng nhà máy: - Nhà máy được xây dựng tại khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương. a. Các yêu cầu chung: * Về quy hoạch: - Nhà máy bia được xây dựng trong khu công nghiệp Đại An thành phố Hải Dương. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác của nhà máy với các nhà máy lân cận. * Về điều kiện tổ chức sản xuất: - Là trung tâm kinh tế của thành phố nên việc tiêu thụ sản phẩm thuận lợi, giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu dễ dàng hạ thấp được chi phí sản xuất. * Về điều kiện hạ tầng kỹ thuật: - Tận dụng được hệ thống giao thông quốc gia.Quốc lộ 5, sử dụng mạng lưới cung cấp điện, thông tin liên lạc của quốc gia. * Về điều kiện vận hành và xây lắp nhà máy: - Do gần quốc lộ 5 nên việc cung cấp vật liệu vật tư xây dựng dễ dàng. Hải dương là tỉnh có số dân đông, nên cung cấp đủ nhân công về sản xuât cũng như xây dựng nhà máy. b. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng: * Về địa hình địa chất: + Khu đất có hình chữ nhật bằng phẳng có khoảng cách an toàn với khu dân cư. + Khu đất có địa hình cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nước và nước bề mặt dễ dàng. + Khu đất được lựa chọn cần chú ý các yêu cầu sau:không được nằm trên vung có mỏ khoáng sản hoạc địa chât không ổn định. Cường độ chịu lực của nền đất:1,5 - 2,5 kg/cm2. IV. 1. 2: Yêu cầu môi trường vệ sinh công nghiệp: - Các chất thải của nhà máy bia chủ yếu là nước bẩn và khói lò. Để hạn chế tối đa các ảnh hưởng của chúng tới môi trường xung quanh thì phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: - Đảm bảo các khoảng cách bảo vệ vệ sinh thích hợp. - Hướng xây dựng của nhà máy phải thích hợp. Lò hơi phải đặt ở cuối hướng gió chủ đạo. - Nguồn nước thải của nhà máy phải qua bộ phân xử lý nước thải của nhà máy mới được thải ra môi trường và chỉ được thải ra ở hạ lưu và cách bến dùng nước của khu dân cư tối thiểu là 500 ( m ). IV. 2: bố trí tổng mặt bằng xây dựng: IV. 2. 1: Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: - Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là giai đoạn quan trọng, nhịêm vụ của nó là nghiên cứu, phân tích tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang giải pháp bố trí thực tế trên địa hình một khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sởe cho việc xây dựng nhà máy công nghiệp. * Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: - Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất của nhà máylàm giải pháp cho việc bố trí, sắp xếp các hạng mục công trình kỹ thuật. - Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc các hạng mục công trình, định hướng nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục phụ công cộng. - Giải quyết các vấn đề về môi trường qua các giải pháp để đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm môi trường. IV. 2. 2: Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng: - Trong khu vực xây dựng nhà máy, các công trình được xây dựng theo nguyên tắc phân vùng đảm bảo hợp lý hoá sản xuất và đảm bảo tính thẩm mỹ quan của nhà máy, dễ mở rộng, dễ quản lý, phù hợp với khí hậu của nơi xây dựng nhà máy. - Địa điểm xây dựng nhà máy có hướng gió chủ đạo là hướng Đông - Nam và khu trung tâm là khu vực sản xuất chính - Các công trình được xây dựng đảm bảo tính liên tục mật thiết cuar các công đoạn sản xuất, đảm bảo đường đi của dây chuyền là ngắn nhất và có tính kinh tế cao. * Nguyên tắc phân vùng là chia nhà máy thành 5 vùng chính: + Vùng trước nhà máy: Nơi bố trí các nhà hành chính, hội trường và nhà ăn ca và phòng trưng bày sản phẩm. + Vùng sản xuất chính: Nơi bố trí các nhà sản xuất chính như phân xưởng nấu, phân xưởng lên men, phân xưởng hoàn thiện được đặt ở khu vực giữa nhà máy. + Vùng công trình phụ: Là nơi cung cấp năng lượng như nồi hơi, khu xử lý nước thải được bố trí ở cuối hướng gió. + Vùng kho nguyên liệu và các bãi than, nước, kho sản phẩm, không ưu tiên cuối hướng gió nhưng phải thuận tiện cho việc xếp dỡ hàng hoá. + Vùng phân xưởng phụ trợ cho việc sản xuất như phân xưởng cơ điện, kho chứa bao bì phải thuận tiện với các thiết bị. * ưu điểm của nguyên tắc phân vùng: - Dễ dàng quản lý theo ngành, phân xưởng, các công đoạn của dây chuyền sản xuất. - Thích hợp với những nhà máy có các phân xưởng có đặc điểm và điều kiện khác nhau. - Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh như các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí bụi, khí độc. - Dễ dàng bố trí các hệ thống giao thông trong nhà máy. - Thuận tiện trong quá trình phát triển và mở rộng của nhà máy. * Nhược điểm của nguyên tắc phân vùng: - Dây chuyền sản xuất phải kéo dài. - Hệ thống đường ống dẫn và mạng lưới giao thông tăng lên hệ số xây dựng thấp trong việc xây dựng nhà máy. IV. 2. 3: Mặt bằng khu sản xuất chính: IV. 2. 3. 1: Phân xưởng nấu, lên men, hoàn thiện: - Do quá trình nấu lượng nhiệt toả ra nhiều nên phân xưởng nấu được đặt gần cuối hướng gió và gần kho nguyên liệu. - Phân xưởng nấu gồm 2 phần, được ngăn bởi tường, một phần để đặt cân, máy nghiền, máy tời, phần bên kia tường đặt nồi hồ hoá, đường hoá, nồi lọc, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy, nồi nước nóng, thiết bị làm lạnh nhanh. Nơi đặt các nồi này thì đặt các thùng thao tác chiều cao 3.5 (m) để kiểm tra quá trình nấu được dễ dàng. - Phân xưởng hoàn thiện gần kho chứa nguyên liệu. Giải pháp chung: - Nhà có cấu tạo bê tông cốt thép lắp ghép. - Dầm mái bê tông cốt thép. - Mái bằng panen lắp ghép theo tiêu chuẩn chung. - Móng bê tông cốt thép. - Bước cột 6(m), kích thước cột 400 x 600 (mm). - Trong phân xưởng lên men dùng nền xi măng và bê tông đảm bảo cường độ chịu lực và chịu nước cao, các chất vô cơ, kiềm. Cụ thể: + Diện tích phân xưởng sản xuất chính: 1920 ( m2 ). + Kích thước: Dài x rộng: 60 x 32 x 16 ( m x m x m ). + Bước cột : 6 ( m ). + Tường dày: 220 ( mm ). IV.2. 3. 2: Các phân xưởng phụ trợ: - Các phân xưởng phụ trợ được xây dựng theo kết cấu bêtông cốt thép toàn khối. 1: Kho nguyên liệu: - Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt: 70%, nguyên liệu thay thế là gạo: 40%, Malt và gạo thường được đóng vào các bao có trọng lượng 50(kg), cứ mỗi m2 xếp được 2 bao, các bao xếp được 8 chồng. Vậy mỗi m2 xếp kho chứa được lượng nguyên liệu là: 2 x 8 x 50 = 800 (kg). - Diện tích sử dụng kho là 75%, kho thường chứa nguyên liệu trong 15 ngày. Lượng nguyên liệu dùng tối đa trong 1 ngày là: 9008 + 3860 = 12868 (kg) - Vậy lượng nguyên liệu cần dự trữ trong 15 ngày là: 12868 x 15 = 193020(kg) + Diện tích kho sử dụng là: 193020 : (800 x 0.75) = 321.7(m2) + Vậy ta xây dựng kho nguyên liệu có kích thước như sau: + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 9 (m x m x m) 2: Kho chứa sản phẩm: - Kho chứa sản phẩm được xây dựng sát cạnh phân xưởng hoàn thiện để thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản. - Một ngày nhà máy chiết 3200 bock. - Cứ 1m2 kho xếp được 4 bock, mỗi chồng xếp được 3 bock. Vậy 1m2 xếp được 4 x 3 = 12 (bock). - Vậy 3200 bock cần một diện tích kho là: 3200 : 12 = 266.6 (m2) - Vậy diện tích kho chứa sản phẩm là: 324 ( m2 ). - Kích thước: Dài x rộng : 18 x 18 ( m x m) 3: Phân xưởng cơ điện: + Diện tích phân xưởng cơ điện :216(m2). + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 12 x 6( m x m x m). 4: Nhà nồi hơi: + Diện tích phân xưởng nồi hơi : 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 6 ( m x m x m ) 5: Bãi than + bải xỉ: + Diện tích bãi than + bãi xỉ : 324 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 6( m x m x m ) 6: Trạm biến áp: + Diện tích trạm biến áp : 36 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 6 x 6 x 6 ( m x m x m ) 7: Nhà để máy phát: + Diện tích nhà để máy phát : 36 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 6 x 6 x 6 ( m x m x m ) 8: Kho chứa vỏ bock: + Diện tích chứa vỏ bock : 324 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 18 x 6 ( m x m x m ) 9: Gara ôtô: + Diện tích garaôtô : 270 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 30 x 9 x 9 ( m x m x m ) 10: Khu xử lý nước thải: + Diện tích khu xử lý nước thải : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 11: Khu xử lý nước nấu: + Diện tích khu xử lý nước nấu : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 12: Bể nước nấu: + Diện tích bể nước nấu : 108 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 12 x 9 ( m x m ) 13: Nhà lạnh và thu hồi CO2: + Diện tích nhà lạnh và thu hồi CO2 : 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng: 18 x 9 x 6 ( m x m x m ) 14: Nhà hành chính: Được xây dựng thành 3 tầng, mỗi tầng cao 4.2 (m). Mỗi tầng có 6 phòng theo tiêu chuẩn xây dựng + Diện tích nhà hành chính: 216( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 12 x 9.6 ( m x m x m ) 15: Nhà giới thiệu sản phẩm: + Diện tích nhà giới thiệu sản phẩm : 144 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 12 x 12 x 4.2 ( m x m x m ) 16: Hội trường và nhà ăn ca: Nhà được xây dựng 2 tầng, mỗi tầng cao 4.2(m), hội trường được đặt ở tầng 2, nhà ăn được đặt ở tầng 1 + Diện tích hội trường và nhà ăn ca: 288(m2) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 24 x 12 x 8.4 ( m x m x m ) 17: Nhà vệ sinh và tắm giặt: + Diện tích nhà vệ sinh và tắm giặt: 162 ( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 4.2 ( m x m x m ) 18: Nhà để xe: - Một xe đạp chiếm diện tích 0.9m2 , một xe máy chiếm 2.25 m2 , số người đi xe đạp chiếm 40%, xe máy chiếm 60% 0.9 x 40% x 117/3 + 2.25 x 60% x 117/3 = 67( m2 ) Cộng cả 2 lối đi lại ta có. + Diện tích nhà để xe : 162( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 18 x 9 x 3.5 ( m x m x m ) 19: Phòng bảo vệ: - Phòng bảo vệ được xây dựng ở 1 cổng chính và 2 cổng phụ + Diện tích mỗi phòng bảo vệ là: 12( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao: 4 x3 x 4.2 ( m x m x m ) 20: Khu giải trí: + Diện tích khu giải trí: 288( m2 ) + Kích thước: Dài x rộng x cao : 24 x 12 x 4.8 ( m x m x m ) Bảng tổng hợp kích thước các phân xưởng: STT Tên công trình Kích thước: Dài x rộng x cao (m x m x m ) Diện tích(m2) 1 Phânxưởngnấu, lênmen, hoànthiện 60 x 30 x 16 1920 2 Kho nguyên liệu 18 x 18 x 6 324 3 Phân xưởng cơ điện 18 x 12 x 6 216 4 Nhà nồi hơi 18 x 9 x 6 162 5 Bãi than + bải xỉ 18 x 18 x 6 324 6 Trạm biến áp 6 x 6 x 6 36 7 Nhà để máy phát 6 x 6 x 6 36 8 Kho chứa vỏ bock 18 x 18 x 6 324 9 Gara ôtô 30 x 9 x 9 270 10 Khu xử lý nước thải 12 x 9 108 11 Khu xử lý nước nấu 12 x 9 108 12 Bể nước nấu 12 x 9 108 13 Nhà lạnh và thu hồi CO2 18 x 9 x 6 162 14 Nhà hành chính 18 x 12 x 9.6 216 15 Nhà giới thiệu sản phẩm: 12 x12 x 4.2 144 16 Hội trường và nhà ăn ca 24 x 12 x 8.4 288 17 Nhà vệ sinh và tắmgiặt: 18 x 9 x 4.2 162 18 Nhà để xe: 18 x 9 x 3.5 162 19 Phòng bảo vệ: 4 x3 x 4.2 12 20 Khu giải trí: 24 x 12 x 4.8 288 21 Kho sản phẩm 18 x 18 x 6 324 Tổng 5502 Phần vii: Tính kinh tế I: Mục đích và ý nghĩa: 1: Mục đích: - Tính toán kinh tế là một trong những phần quan trọng trong việc thiết kế bất kỳ một công trình hay một nhà máy nào. Dựa vào phần tính kinh tế mà ta có thể định giá được cho sản phẩm sản xuất ra đồng thời ta có thể lên kế hoạch chi phí xây dựng và lắp đặt sao cho hợp lý phù hợp với công nghệ và các phát sinh có liên quan trong quá trình sản xuất từ đó có thể trình lên cơ quan có thẩm quyền xét duyệt. 2: ý nghĩa: - Nó quyết định đến sự thành công hay thất bại của một công trình hay một dự án. - Dựa vào năng suất của nhà máy và các phần như chọn địa điểm xây dựng nhà máy, chọn dây chuyền công nghệ và chọn thiết bị của nhà máy trên cơ sở sao cho phù hợp và đem lạ hiệu quả kinh tế cao nhất. II: Nội dung phần tính toán kinh tế: 1: Vốn đầu tư cho nhà máy: a: Vốn đầu tư thiết bị: STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (triệuđồng/tbị) Thành tiền (triệu đồng) 1 Cân 2 2 4 2 Máy tời 1 5 5 3 Máy nghiền malt 1 6 6 4 Máy nghiền gạo 1 6 6 5 Nồi hồ hoá 1 200 200 6 Nồi đường hoá 1 400 400 7 Thùng lọc 1 900 900 8 Nồi nấu hoa 1 450 450 9 Máy làm lạnh nhanh 1 15 15 10 Thùng nước nóng 1 40 40 11 Thiết bị rửa men 2 5 10 12 Thiết bị gây men CI 1 3 3 13 Thiết bị gây men CII 1 9 9 14 Thiết bị lên men 15 40 600 15 Máy lọc bia 2 20 40 16 Thiết bị chứa bia 4 15 60 17 Máy rửa bock 1 90 90 18 Máy chiết bock 1 60 60 19 Bơm 13 6 78 20 Cip 4 3 12 21 Máy lạnh 2 100 200 22 Nồi hơi 1 200 200 23 Máy nén 2 60 60 24 Xe ôtô tải 12 80 960 25 Hệ thống nước 500 26 Hệ thống điện 1500 Tổng 6403 - Tổng chi phí ban đầu cho thiết bị là: 6403( triệu đồng). Vậy chi phí cho các thiết bị phụ lấy bằng 10%, chi phí vận tải lắp đặt lấy bằng 15% so với tổng chi phí của thiết bị chính. - Tổng đầu tư thiết bị cho toàn nhà máy là: Vtbị = 6403 x 1.25 = 8003.75 (triệu đồng) b: Vốn đầu tư cho các công trình xây dựng: - Chi phí xây dựng được tính theo đơn vị là 1m2 xây dựng nhân với đơn giá lấy theo kinh nghiệm thực tế theo từng hạng mục công trình. - Tuỳ từng vùng mà giá của các công trình xây dựng khác nhau xong lấy giá chung bình quân là 1.5 triệu đồng/1m2 hạng mục công trình. - Tổng diện tích của các công trình phục vụ sản xuất là: 5502(m2). - Số tiền đầu tư xây dựng các công trình phục vụ sản xuất là: 5502 x 1.5 = 8253 (triệu đồng). - Mặt khác ngoài ra nhà máy còn xây dựng thêm hệ thống cấp thoát nước, vườn hoa... chi phí này lấy bằng 15% so với chi phí xây dựng kể trên. - Vậy tổng số vốn đầu tư cho các công trình xây dựng là: Vxd = 8253 x 1.15 = 9490.95 (triệu đồng). Tổng chi phí đầu tư cho toàn nhà máy( Vốn cố định ): Vcđ = Vtbị + Vxd = 8003.75 + 9490.95 = 17494.7 (triệu đồng). 2: Gía thành cho sản phẩm: a: Chí phí cho nguyên liệu chính: Bảng tính chi phí cho nguyên liệu chính( triệu đồng). STT Tên nguyên liệu Số lượng 103( kg ) Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Malt 2252 6000 13512 2 Gạo 965 4000 3860 3 Hoa houblon 18.74 6500 121.81 Tổng(GC) 17493.81 b: Chí phí cho nguyên liệu phụ: - Theo thực tế chi phí nguyên liệu phụ bằng 4% so với chi phí nguyên cho nguyên liệu chính: Gphu = 4% x 17493.81 = 699.75 ( triệu đồng ). c: Chí phí cho nhiên liệu và động lực: Bảng tính chi phí cho nhiên nhiệu và đông lực. STT Tên nhiên liệu Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Điện (kwh) 757245.8 1200 908.69 2 Than (kg) 1612800 450 725.76 3 Nước (m3) 218349.19 3000 655.05 Tổng(Gd) 2289.49 d: Tiền lương: * Tính tổng số công nhân trong nhà máy: STT Nguyên công Định mức (Người lđ/ca) Số ca/ ngày Số công nhân/ ngày 1 Xử lý nguyên liệu 4 2 8 2 Nấu lọc 3 2 6 3 Gây men 3 2 6 4 Lên men 4 2 12 5 Lọc bia 4 2 8 6 Kiểm tra 2 2 4 7 Công nhân cơ điện 4 2 8 8 Công nhân sửa chữa 6 2 12 9 Máy rửa bock 2 2 4 10 Máy chiết bock 2 2 4 11 Lò hơi 2 2 4 12 Nhà lạnh 3 2 6 13 Xử lý nước 2 2 4 14 Vệ sinh 3 1 3 15 Lái xe 13 1 13 16 Bốc vác 3 2 6 17 Vật tư, nhiên liệu 3 2 6 18 Bảo vệ 3 2 6 19 Quản lí phân xưởng 3 2 6 20 Thường trực 3 2 6 Tổng 128 Số công nhân có mặt trong 1 ngày đêm là: 128 ( người ). Vậy số công nhân có trong danh sách được tính như sau: Số công nhân có trong danh sách bằng số công nhân có mặt cộng với số công nhân khiếm khuyết (10%). Số công nhân có trong danh sách là: 128 x 1.1 = 141 ( người ). * Tính số cán bộ quản lý: - Đảng uỷ và công đoàn : 2 người. - Ban giám đốc : 2 người. - Kỹ thuật công nghệ : 6 người. - Thủ kho : 3 người. - Kế toán : 4 người. - Tổ chức : 4 người. - Tổng cộng : 21 người. - Vậy tổng số công nhân và cán bộ trong nhà máy là: 128 + 21 = 149 (người). * Tính tổng quỹ lương cho nhà máy: - Lương bình quân theo đầu người: 1 triệu đồng/ người/ tháng. - Quỹ tiền lương trong năm: Gl = 1 x 149 x 12 = 1788 ( triệu đồng ). e: Bảo hiểm xã hội: Bảo hiểm xã hội lấy bằng 19% quỹ tiền lương. Gbh = 1788 x 0.19 = 339.72 ( triệu đồng ). f: Chi phí sử dụng nhà xưởng, thiết bị ( Khấu hao tài sản cố định ). + Chi phí sử dụng máy móc ( Ptbị ) lấy bằng 10% so với Vtbị . Ptbị = 0.1 x 8003.75 = 800.375 ( triệu đồng ). + Chi phí sử dụng nhà xưởng ( Pnhà xưỏng ) lấy bằng 10% so với Vxd Pnhà xưỏng = 0.1 x 9490.95 = 949.095 ( triệu đồng ) + Tổng chi phí cho nhà xưởng và thiết bị là: P = Ptbị + Pnhà xưỏng = 800.375 + 949.095 = 1749.47 ( triệu đồng). Tổng tài chính của công ty là: G1 = Gc + Gphụ + Gd + Gl + Gbh + P. G1 = 17493.81 + 699.75 + 2289.49 + 1788 + 339.72 + 1749.47 G1 = 24360.24 ( triệu đồng). - Ngoài các chi phí kể trên thì khi hoạt động nhà máy còn phải thêm 6% chi phí quản lý phân xưởng, 2% chi phí dịch vụ bán hàng, 2% chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất: - Vậy G2 = G1 x 1.1 = 24360.24 x 1.1 = 26796.26 ( triệu đồng). g: Tính giá thành sản phẩm: G = G2 - G3 Trong đó: G3 : là tiền nhận được từ việc bán sản phẩm phụ của nhà máy như sữa men, bã malt, lượng CO2 dư thừa. STT Tên sản phẩm Số lượng x 103 Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Bã Malt ( kg ) 2870 1000 2870 2 Men sữa ( kg ) 170.4 1000 170.4 3 CO2 dư thừa (lit) 228 3000 684 Tổng(G3) 3904.4 * Vậy tổng chi phí còn lại là: G = G2 - G3 = 26796.26 - 3904.4 = 22891.86 ( triệu đồng). + Do đó: Gía thành một đơn vị sản phẩm là: (đồng/lít). - Căn cứ vào giá bình quân 1 lít bia và giá cả thị trường hàng hoá hiện nay thì việc định giá bán cho 1 lít bia sao cho nhà máy có thể thu được lợi nhuận từ hoạt động sản xuất kinh doanh của mình.Vì vậy ta định giá bán cho sản phẩm là 3000 (đồng/lít). III: Đánh giá hiệu quả kinh tế: 1: Tổng doanh thu của nhà máy: ( Đồng) 2: Doanh thu thuần: - Thuế giá trị gia tăng: Nhà máy bia là một đơn vị sản xuất kinh doanh hàng đặc biệt đã chịu thuế tiêu thụ đặc biệt nên không phải chịu thuế giá trị gia tăng( VAT). - Doanh thu thuần cuả nhà máy: DTT = DT - (Thuế vốn + các khoản trừ + Thuế tiêu thụ ) * Các khoản trừ bao gồm: - Gía bán do chất lượng sản phẩm không đảm bảo và được thoả thuận với khách hàng. - Chiết khấu bán hàng là khoản giảm trừ cho người mua để khuyến khích họ mua liên tục, mua với số lượng lớn, thanh toán đúng hạn.Các khoản này lấy bằng 2% so với doanh thu. * Thuế vốn: Thường lấy bằng 3% so với vốn lưu động và vốn cố định của nhà máy. Vcđ = Vtbị + Vxd = 8003.75 + 9490.95 = 17494.7 (triệu đồng). * Vốn lưu động của nhà máy được tính bằng công thức: . Trong đó: G: Tổng chi phí. n: Số vòng quay năm. - Một chu kì sản xuất của nhà máy là 25 ngày. Vậy số vòng quay năm là: 365/25 = 14.6 (vòng/năm). - Để an toàn ta lấy số vòng quay năm là: 12 vòng/ năm. * Vậy vốn lưu động của công ty là: (triệu đồng). * Thuế vốn : TV= (Vcđ + Vlđ) x 0.03 = (17494.7 + 1907.65) x 0.03 = 582.07(triệu đồng). - Thuế tiêu thụ đặc biệt là 50% doanh thu . * Vậy doanh thu thuần là: DDT = DT x ( 1 - 0.5 - 0.02 ). DDT = 60000 x (1 - 0.5 - 0.02 ) - 582.07 = 28217.92 ( Triệu đồng ). * Tổng lợi nhuận: TLN = DTT - Tổng chi phí. TLN = 28217.92 - 22891.85 = 5326.06 ( Triệu đồng ). 3: Đánh giá chỉ tiêu hiệu quả: * Doanh lợi lao động: (Triệu đồng). * Năng suất lao động: (Triệu đồng). 4: Thời gian thu hồi vốn là: (Năm) = 36 ( tháng) = 1080 ( ngày). * Nhận xét: - Theo kết quả tính toán ở trên ta thấy thời gian thu hồi vốn là 1080 ngày. - Như vậy với giá bán định mức như trên thị trường sẽ chấp nhận được, nhà máy được thiết kế sẽ có hiệu quả kinh tế và thời gian thu hồi vốn nhanh. Phần viii: Xử lý nước thải nhà máy. - Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải trong nhà máy công nghiệp xong đối với nhà máy bia được thiết kế ta chọn phương pháp xử lý sinh học. - Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các hoạt động sống của vi sinh vật để phân huỷ các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, tuỳ theo phương thức hô hấp của vi sinh vật mà người ta phân biệt: - Phương pháp hiếu khí: Vi sinh vật sử dụng oxy để phân huỷ các hợp chất hữu cơ và một số chất vô cơ, trong quá trình này phải cung cấp đầy đủ lượng oxy cần thiết. - Phương pháp yếm khí: Vi sinh vật phân giải yếm khí các chất hữu cơ, phương pháp này sử dụng chủ yếu để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao hoặc xử lý bùn cặn, bã thải rắn nhờ hệ thống lọc yếm khí. - Trong xử lý nước thải công nghiệp nói chung và nhà máy bia nói riêng thì phương pháp hiếu khí được áp dụng rộng rãi hơn cả. Đặc biệt các quá trình của phương pháp hiếu khí xảy ra ở điều kiện nhân tạo là được ứng dụng nhiều hơn trong việc xử lý nước thải trong nhà máy bia. Phần ix: Vệ sinh và an toàn lao động. I: Vệ sinh: - Công tác vệ sinh trong các nhà máy chế biến thực phẩm là một công việc vô cùng quan trọng, đặc biệt trong nhà máy bia thì các yêu cầu vệ sinh đòi hỏi một cách nghiêm ngặt ở tất cả các khâu. Nếu có một khâu nào đó bị ô nhiễm sẽ dẫn đến những hậu quả khó lường có khi còn làm hỏng sản phẩmvà làm ngừng quá trình sản xuất vì vậy mà nó được coi là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. - Có rất nhiều yếu tố làm lên vệ sinh: + Vệ sinh cá nhân. + Vệ sinh thiết bị. + Vệ sinh công nghiệp. 1: Vệ sinh cá nhân: * Có các yêu cầu sau: - Không cho phép những người mắc bệnh truyền nhiễm nguy hiểm như: Lao phổi, thương hàn... tham gia trực tiếp sản xuất. - Khi làm việc trong các thiết bị bảo hộ lao động cần phải phù hợp với quá trình sản xuất, gọn gàng, sạch sẽ. - Phòng tắm và phòng vệ sinh luôn sạch sẽ, đảm bảo cho công tác vệ sinh tốt. - Các thiết bị vệ sinh phải đầy đủ như bàn chải, xà phòng, xô chậu ... - Kết hợp với y tế, tổ chức tiến hành các đợt kiểm tra sức khoẻ cho các công nhân sản xuất. - Lập lên những quy định về vệ sinh cá nhân và về các thao tác trong sản xuất, yêu cầu cụ thể trong từng khâu. 2: Vệ sinh thiết bị: * Trong phân xưởng nấu: - Ngay từ khâu nghiền nguyên liệu được trang bị hệ thống chống bụi không làm thất thoát nguyên liệu và không gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của công nhân. Các nồi nấu trước và sau khi sử dụng đều phải vệ sinh bằng nước nóng, các thiết bị nấu này cứ sử dụng sau 30 - 40 mẻ nấu ta tiến hành vệ sinh bằng xút có nồng độ 2% phun vào cả trong và ngoài nồi. - Các đường ống dẫn dịch và dẫn nước nấu cũng phải vệ sinh sạch sẽ theo định kỳ. * Trong phân xưởng lên men: - Các thùng bia sau khi đã hết bia đều được xả sạch và diệt khuẩn. Lần 1: Rửa bằng nước sạch cho thải hết lượng bẩn ra ngoài. Lần 2: Rửa bằng dung dịch xút 1-2% tuần hoàn trong 30 phút. Lần 3: Rửa bằng hỗn hợp chất sát trùng có thể là dung dịch thuốc tím hoặc P3 tuần hoàn 15 phút ( có thể rửa lại bằng nước sôi 1000C trong vòng 15 phút). - Đối với các thùng nhân giống, thùng rửa men, thùng bảo quản men, máy lọc bia các đường ống dẫn dịch đều được vệ sinh sạch sẽ sau mỗi lần sử dụng đều phải rửa bằng nước nóng. - Trong sản xuất thì công đoạn lên men được coi trọng vì nếu xảy ra sự cố như làm nhiễm tạp sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của bia thành phẩm, ảnh hưởng tới quá trình sản xuất của nhà máy. 3: Vệ sinh công nghiệp: - Các phân xưởng phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ, gọn gàng, thoáng mát, nền nhà phải thoát nước tốt, tránh ứ đọng lại. - Với các công đoạn gây bụi, ồn như nghiền thì phải chú ý đến việc chống bụi, chống ồn đảm bảo sức khoẻ cho công nhân. ở xung quanh nhà máy phải đảm bảo quang đãng, cống rãnh được lưu thông và có lắp đậy cẩn thận. - Đường đi, sân bãi trong nhà máy phải thoáng gọn gàng sạch sẽ tránh bụi bẩn, phải có hệ thống cây xanh và vườn cỏ, vườn hoa để tạo cảnh quan và không khí trong lành cho nhà máy. II: Bảo hộ lao động: - Bảo hộ và an toàn lao động trong sản xuất là một khâu vô cùng quan trọng trong sản xuất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người lao độngvà tuổi thọ của máy móc thiết bị. - Các nội quy và an toàn lao động trong nhà máy phải được coi là điều lệnh cần chấp hành nghiêm ngặt. - Người công nhân phải chấp hành tốt các nội quy, quy trình vận hành máy, họ phải được học tập để hiểu rõ trách nhiệm của mình trong công việc thực hiện các quy định về bảo hộ và an toàn lao động cũng như các chuyên môn nghiệp vụ tiên tiến. Đối với nhà máy bia cần chú ý đến một số vấn đề sau: * Chống khí độc trong sản xuất: - Khí độc trong nhà máy chủ yếu là CO2 thất thoát ra trong quá trình lên men chính. Mặc dù trong quá trình thiết kế đã bố trí hệ thống thu hồi 100% ta sẽ tăng được thu nhập của nhà máy. Khi rửa hay sửa chữa các thùng lên men thì do khồi lượng của CO2 lớn hơn không khí nén nên CO2 lắng xuống đáy gây ngạt cho công nhân vì vậy phải kiểm tra đường ống và thiết bị có liên quan. - Ngoài ra còn có lượng CO, CO2 sinh ra từ khói lò, NH3 sinh ra từ hệ thống lạnh cũng là khí độc vì vậy ống khói lò hơi cần đủ cao. * Chống ồn và rung: - Tiếng ồn và rung ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân như gây mệt mỏi, mạch đập nhanh, nhịp thở tăng... gây kém tập trung, ảnh hưởng đến thính giác, khả năng làm việc giảm sút. - Cách khắc phục: Thường xuyên tra dầu mỡ vào máy, phát hiện và sửa chữa kịp thời bộ phận cũ hay đã bị mòn. Kết luận - Bản đồ án trên được hoàn thành là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa những kiến thức đã được học dưới sự giảng dạy của các thầy cô giáo và những kiến thức thực tế trong đợt thực tập, tham quan tại các công ty và nhà máy sản xuất bia. - Đồ án bao gồm nhiều phần khác nhau như là Dây chuyền sản xuất, sơ đồ công nghệ sản xuất, tính và chọn thiết bị, tính hơi, nhiệt lạnh, điện, tính kinh tế, tính xây dựng. Mỗi phần có một đặc trưng tính toán riêng xong dưới sự hướng dẫn tận tụy của thầy hướng dẫn GS - TS Hoàng Đình Hoà đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. - Tuy nhiên do thời gian còn ngắn và còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án này chưa tính toán được một cách thật đầy đủ và chi tiết các khâu nhỏ trong quá trình sản xuất từ nguyên liệu đầu vào cho đến sản phẩm đầu ra. - Vì vậy bản đồ án này vẫn mang tính chất lý thuyết cho nên để ứng dụng được vào thực tế cần phải có các chuyên gia có kinh nghiệm nhận xét và bổ xung thêm để có thể hoàn thiện một cách chi tiết và đầy đủ hơn. - Em xin chân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn: GS - TS Hoàng Đình Hoà đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. Hải phòng, ngày 10 tháng 7 năm 2006 Sinh viên Hà Phương Thuý Tài liệu tham khảo 1: Công nghệ sản xuất malt và bia. Gs - Ts Hoàng Đình Hoà . NXB: Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội năm 2002. 2: Kỹ thuật lạnh thực phẩm. Ts: Nguyễn Xuân Phương . NXB: Khoa học và kỹ thuật. 3: Sổ tay quá trình công nghệ hoá học tập 1. 4: Sổ tay quá trình công nghệ hoá học tập 2. Mục lục: Trang Lời mở đầu 1 Phần I: Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng nhà máy. 3 Phần II: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ .18 Phần III:.Tính cân bằng sản phẩm. 49 Phần IV: Tính và chọn thiết bị 60 Phần V: Tính hơi, lạnh, điện, nước 77 Phần VI: Tính xây dựng. 127 Phần VII: Tính kinh tế. 135 Phần VIII: Xử lý nước thải. 144 Phần IX: Vệ sinh và an toàn lao động 145