Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất bia 45 triệu lít.năm

Thép Crôm – Niken – AISI Động cơ được bọc bằng thép không gỉ Công suất: 16kW + Bơm 2 Bơm dịch từ thùng lọc sang nồi nấu hoa: 42820,7 x 0,96 = 41107,9l Bơm dịch từ nồi nấu hoa sang thùng lắng xoáy:50323,5l Thời gian bơm: 25phút = 0,25h Năng suất bơm Chọn bơm ly tâm có năng suất 250m3/h Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – Niken – AISI Động cơ được bọc bằng thép không gỉ Công suất: 16kW + Bơm 3 Bơm dịch từ thùng lắng xoáy sang máy làm lạnh nhanh Thời gian bơm: 3h Lượng dịch cần bơm trong 1h Chọn bơm ly tâm có năng suất 20m3/h Động cơ được bọc bằng thép không gỉ Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – niken – AISI 316/316I Công suất: 20m3/h Môi trường: dịch đường và nước Động cơ: loại lồng sóc Công suất: 4kW ở điện áp 380V, 50Hz Tốc độ: 2880 vòng/phút Cấp cách điện: IP 54 + Bơm 4 Bơm nước nóng đi rửa bã Thời gian bơm: 30phút Lượng nước nóng cần bơm trong 1h Chọn bơm ly tâm có năng suất 42m3 Qui cách kỹ thuật: Loại: K Số vòng quay: 1500 vòng/phút Chiều cao hút: 5m Vật liệu: + Vỏ ngoài: gang + Bánh guồng: gang + Trục: thép cacbon + Bơm 5 Bơm dung dịch kiềm để vệ sinh thiết bị Chọn bơm ly tâm tĩnh. Mác: HILGE Loại: HYGIA SUPERII/50b Vật liệu làm bơm: Thép Crôm – niken – AISI 316/316I Công suất: 6,5m3 Môi trường: nước nóng và dung dịch kiềm Động cơ: loại lồng sóc đối cực Công suất: 2,5kW ở điện áp 380V Tốc độ: 1450 vòng/phút. Cấp cách điện: IP 54 5.1.11.Máy nén khí + Không khí được nén qua máy nén khí, sau đó được lọc qua màng siêu lọc để lọc bụi. Màng siêu lọc có đường kính d + Máy nén khí Lượng khí cần cung cấp không khí/ngày + Khối lượng riêng của không khí ρ=,kg/m3 ρ0: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ t0 = 00C và áp suất p = 760mmHg, ρ0 = 1,293kg/m3 ρ: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ t = 200C và áp suất khí quyển p = 1at ρ= Thể tích không khí V = + Thời gian làm lạnh nhanh dịch đường: 12h Thời gian nén khí: 12h Lượng khí cần nén trong 1h Chọn máy nén khí có năng suất 420m3/h. 5.2.Thiết bị phân xưởng lên men 5.2.1.Thùng lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia ãTính và chọn thùng lên men + Lên men dịch đường houblon hoá theo phương pháp lên men hiện đại. Thùng lên men thân trụ, đáy côn và làm bằng thép không gỉ, có lớp cách nhiệt bên ngoài và ngoài cùng là lớp tôn. Thùng lên men phải chịu được áp lực. + Lượng dịch đường đưa vào lên men 1 mẻ Chọn thùng lên men có thể tích lớn, lên men được hai mẻ Lượng dịch trong thùng lên men 49320 x 2 = 98640l + Hệ số sử dụng thùng lên men bằng 0,85 – 0,9, chọn 0,85. Thể tích thùng lên men V = + Chọn chiều cao phần hình trụ H = 2,5D ( D - đường kính thùng ) Chọn góc ở đáy côn a = 700C chiều cao phần côn h D h = (m) = = 0,715D (m) Thể tích thùng lên men V = + (m3) H = 2,5D, h = 0,715D V = + = 116m3 V= 2,15D3 = 116m3 D =. Lấy D = 3,8m Các thông số thùng lên men: + Đường kính thùng D = 3,8m + Chiều cao thân thùng H = 2,5D = 9,5m + Chiều cao phần côn h = 0,715D = 2,72m + Góc ở đáy côn a = 700 + Chọn lớp cách nhiệt là: PU – Polyurethane hoặc Polystirol. ãTính số lượng thùng lên men + Thời gian lên men chính: 8 ngày + Thời gian lên men phụ và tàng trữ bia non: 10 ngày + Thời gian vệ sinh: 1 ngày Chu kỳ lên men T = 19 ngày Số thùng lên men M = (thùng) V: thể tích dịch lên men 1 ngày(l) ; V = 1096x180 = 197280(l) Vt: thể tích dịch lên men 1 thùng (l) M = Số thùng dự trữ bằng (1 – 1,2) lần thùng lên men trong mẻ đầu, chọn bằng 1,2 lần. Số thùng dự trữ bằng 1,2 x 1 = 1,2 thùng, lấy 2 thùng Tổng số thùng lên men: 38 + 2 = 40 thùng 5.2.2.Thiết bị lọc bia Thiết bị lọc bia được dùng là máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit .Mỗi ngày lọc một thùng bia. Lượng bia cần lọc trong một ngày: 189396lít Chọn máy lọc kiểu bản của Nga có các thông số sau: Năng suất:50m3/h Diện tích lọc:50m2 Kích thước khung:700x700x5mm áp suất làm việc tối đa:8kg/cm2 Kích thước:5500x1200x1980mm 5.2.3. Thùng chứa bia và bão hoà CO2 Thiết bị nạp CO2 là thùng chứa bia trước khi chiết chai.Chọn thiết bị nạp CO2 là thùng hình trụ kiểu đứng,làm bằng thép không gỉ Chọn 2 thùng nạp CO2 .Thể tích của mối thùng bằng thể tích thùng lên men 116m3 Chọn thể tích của thùng là 116m3 Thùng có lớp bảo ôn, có vùng làm lạnh ,có đường sục CO2, có áp kế Chọn H=2D h=0,1D Thể tích của thùng tính theo công thức: V= V==116 D=4,17m H=8,34m h=0,42m Các thông số của thùng V=116m3 D=4,14m H=8,34m h=0,42m 5.2.4.Thiết bị nhân men giống (Thiết bị nhân men giống cấp II Thể tích thùng gây men giống cấp II lấy bằng 10%thể tích thùng lên men.Vậy thể tích thùng lên men cấp hai sẽ là: V =11,6m3 Thùng lên men cấp II có thân hình trụ ,đáy côn V= Chọn H=1,2D h=0,1D V= V= Suy ra : D=2,3m H=2,76m h=0,23m Các thông số của thùng V=11,6m3 D=2300mm H=2760mm h=230mm =3.10-3m Thùng có các khoang để lạnh và hơi đi vào điều chỉnh nhiệt độ Thùng gây men giống cấp II có nhiệm vụ nuôi men thuần khiết ngoài ra còn là thùng hoạt hoá nấm men (Thiết bị nhân men giống cấp I Thể tích thùng gây men giống cấp I,lấy bằng 10% thùng gây men giống cấp hai Thể tích của thùng là: V=1,16m3=1160lít Thùng có thân hình trụ đáy côn V= H=1,2D h=0,1D V==1,16 Suy ra D=1060mm H=1270mm h=106mm Các thông số của thùng V=1160lít D=1060mm H=1270mm h=106mm =3.10-3m 5.2.5.Thiết bị xử lý sinh khối sau khi lên men Bao gồm: + Thiết bị rửa men Lượng nấm men thu được trong 1 ngày: 21,92x180=3945,6l Dùng thiết bị có thể tích bằng 2 lần lượng nấm men thu được. Thể tích thiết bị rửa men V = 2 x 3945,6 = 7891l. Chọn V = 8m3 Chọn H = 1,25D suy ra D=2m; H=2,5m Chọn cánh khuấy có công suất: 1kW + Thiết bị bảo quản men Sau khi rửa men thì thu được khoảng 75% lượng men sạch Thể tích thiết bị bảo quản nấm men V = 0,75 x 8 = 6m3 Chọn H=1,25D suy ra D=1,8m; H =2,25m Do lượng bia nhiều sản xuất nhiều nên ta dùng 2 thùng bảo quản men, thể tích mỗi thùng 6m3 5.2.6.Hệ thống thu hồi CO2 Lượng CO2 thu hồi trong 1 ngày 3256kg Hệ thống thu hồi CO2 bao gồm các thiết bị sau: + Máy rửa khí + Bộ lọc, sấy + Máy nén khí + Bình cầu chứa khí CO2 Máy rửa khí + Máy rửa khí là một bồn chứa có nắp và dùng để thải các tạp chất có khả năng hoà tan trong nước ra khỏi CO2. + Chọn máy rửa khí có quy cách kỹ thuật như sau: Công suất 100 kgCO2/h Đường kính: 125mm Chiều cao: khoảng 3000mm áp suất: 400mm cột nước Lượng nước tiêu thụ: 50l/h Thời gian làm việc: 20h/ngày Chọn 2 máy rửa khí Bộ lọc, sấy CO2( tháp ) + Mục đích: để loại các hợp chất không hoà tan trong nước cũng như hơi ẩm còn sót lại trong khí CO2. + Chọn bộ lọc, sấy CO2 có các quy cách kỹ thuật như sau: Công suất: 100kg/h Thời gian làm việc: 20h Vật liệu: thép không gỉ loại 1.4571 Thời gian hoàn nhiệt: 5h Công suất trong suốt thời gian hoàn nhiệt: 3kW Số lượng tháp: + Lượng CO2 lọc và sấy trong một ngày là: 100 20 = 2000 ( kg CO2/ngày) + Sau quá trình rửa khí, còn lại khoảng 50% lượng CO2 ban đầu. 36,18x180 x 50% = 3256 ( Kg/ ngày ) Số tháp làm việc là: Chọn hai tháp làm việc Máy nén khí + Máy nén khí là một máy nửa kín được truyền động trực tiếp + Quy cách kỹ thuật: Tác nhân làm lạnh: R22 Tốc độ: 1450vòng/phút Nhiệt độ ngưng tụ của freon: + 400c Nhiệt độ bốc hơi của freon: - 300C Công suất: 5,4kW Công suất tiêu thụ: 4kW Nhiệt độ nước làm mát: 300C Lượng nước làm mát tiêu thụ 1h: 1m3 Bình cầu chứa khí Dung tích: 5m3 Đường kính: 1570mm Chiều dài: 3140mm áp suất làm việc tối đa: 200mm cột nước Vật liệu: cao su bọc vải polyester 5.2.7.Bơm + Bơm 1: Bơm bia đi lọc Dùng bơm ly tâm tĩnh Vật liệu làm bơm: thép Crôm – Niken Vật liệu làm giá đỡ: thép Crôm – Niken Động cơ được bọc bằng thép không gỉ Năng suất: 10m3/h Công suất: 4kW Động cơ được trang bị một van nhánh để điều chỉnh năng suất của bơm + Bơm 2: Bơm chuyển bia Bơm ly tâm có động cơ được bọc bằng thép không gỉ Vật liệu làm bơm: thép Crôm – Niken Năng suất: 10m3/h Công suất: 2,2kW + Bơm 3: Bơm nấm men Bơm ly tâm có động cơ được bọc bằng thép không gỉ Tốc độ: 1400 vòng/phút Công suất: 1,5kW + ống cao su mềm dẫn bia và nấm men ống cao su mềm RESISTOR loại DN 50 x11 với lớp giữa trắng như sương. Có khả năng làm sạch bằng hơi nước với nhiệt độ 1300C Chiều dài: 4m 5.3.Thiết bị phân xưởng hoàn thiện sản phẩm + Lượng bia sản xuất trong 1 ngày: 180000l Chai đựng bia: 0,5l Số lượng chai 375000 chai + Thời gian làm việc của các máy: 20h – 22h 5.3.1.Máy rửa chai Do khi rửa chai tổn thất 1% Số lượng chai thực tế là 375000x1,01=378750 chai Chọn thời gian rửa chai là 21h Năng suất máy rửa chai: 378750/21 = 18035 chai/h Chọn máy rửa chai có các đặc tính sau: + Năng suất: 18000chai/h + Chiều dài tối đa:11000mm + Chiều rộng tối đa: 2790mm + Chiều cao tối đa: 3800mm + áp suất hơi nước: 2,5kg/cm2 + Số lượng nước tiêu thụ: 2,5m3/h + Công suất: 22kW + Số lượng chai theo 1 hàng: 10 + Đường kính chai: 50 – 70mm + Chiều cao tối đa của chai: 260mm 5.3.2.Thiết bị chiết chai và dập nút tự động + Năng suất:18000 chai/h + Bộ phận chiết rót với 36 van ống dẫn loại ngắn và thiết bị chụp nắp chai tự động. Các nắp được cung cấp từ 1 phía + Số chai chiết và dập nút 1 lúc: 10 chai + áp suất không khí: 2,5kg/cm2 + áp suất chiết, dập nút: 6kg/cm2 + Công suất động cơ: 2,4kW Chiều cao của băng truyền tải chai: 1250 ± 50mm Chiều quay: theo chiều kim đồng hồ 5.3.3.Thiết bị chiết book: + Lượng bia cần chiết trong 1 ngày: 180000lit + Mỗi book chứa 50 lít bia + Chọn máy chiét book UZ-111 của Nga + Năng suất 15000-18000 lít/h + Số vòi chiết :3 + Khoảng cách giữa các vòi: 1400mm + Ap suất dư : 0,5atm + Kích thước : DxRxC = 4150x1600x3850mm +Trọng lượng máy 1750kg 5.3.4.Máy thanh trùng + Năng suất: 18000chai/h + Cỡ chai: 0,5l + Chiều dài: 10000mm + Chiều rộng: 3600mm + Chiều cao: 2770mm + áp suất hơi thanh trùng: 2,5kg/cm2 + Trọng lượng khí khô: 21000kg 5.3.5.Máy dán nhãn tự động Năng suất: 18000 chai/h 5.3.6.Máy rửa két tự động Kiểu: RIVI Italya Loại: TW Công suất định mức: 800 két/h Các qui cách kỹ thuật: + Công suất bơm rửa: 3kW + Công suất bơm tráng: 4kW + Lượng hơi nước tiêu thụ: 80kg/h + Lượng nước tiêu thụ: 2500l/h Bảng tổng hợp thiết bị phân xưởng nấu Số TT Tên thiết bị Số lượng Kích thước (mm) Ghi chú 1 Cân 2 1200x1000x1200 Q=500kg/lượt 2 Máy nghiền malt 2 1560x1500x1560 Q=4000kg/h 3 Máy nghiền gạo 1 1100x1000x1500 Q=3000kg/h 4 Nồi hồ hoá 1 2800x2240 V=15,87m3 5 Nồi đường hoá 1 4000x4000 V=48,53 m3 6 Thùng lọc đáy bằng 1 3700x4440 V=44,3 m3 7 Nồi đun nước nóng 1 2900x2900 V=19,04 m3 8 Nồi nấu hoa 1 4400x4400 V=67,03 m3 9 Thùng lắng xoáy 1 4400x3520 V=50,32 m3 10 Máy lạnh nhanh 1 Q=17000l/h 11 Máy nén khí 1 Q=420 m3/h 12 Bơm hồ hoá sang đường hoá 1 Q= 162 m3/h 13 Bơm thùng lọc sang nấu hoá 1 Q=250 m3/h 14 Bơm thùng lắng xoáy sang lạnh nhanh 1 Q=20 m3/h 15 Bơm nước nóng đi rửa bã 1 Q=42 m3/h 16 Bơm dung dịch kiềm để bảo vệ thiết bị 1 6,5 m3/h Bảng tổng hợp thiết bị phân xưởng lên men Số TT Tên thiết bị Số lượng Kích thước (mm) Ghi chú 1 Thùng lên men 40 3800x9500 V=116 m3 2 Máy lọc bia 1 5500x1200 Q=50 m3/h 3 Thùng chứa bia và bão hoà CO2 2 4140x8340 V=116 m3 4 Thiết bị nhân men giống cấp II 2 2300x2760 V=11,6m3 5 Thiết bị nhân men giống cấp I 2 1060x1270 V=1,16 m3 6 Thiết bị rửa men 2 2000x2500 V=8 m3 7 Thiết bị bảo quản men 2 1800x2250 V=6 m3 8 Hệ thống thu hồi CO2 Máy rửa khí 2 125x3000 Q=20kgCO2/h Bộ lọc,sấy CO2 2 Q=100kg/h Máy nén khí 1 P=5,4kw Bình cầu chứa khí 1 1570x3140 V=5 m3 9 Bơm bia đi lọc 1 Q=10 m3/h 10 Bơm chuyển bia 1 Q=10 m3/h 11 Bơm nấm men 1 P=1,5kw Bảng tổng hợp thiết bị phân xưởng hoàn thiện sản phẩm Số TT Tên thiết bị Số lượng Kích thước (mm) Ghi chú 1 Máy rửa chai 1 11000x2790x3800 Q=18000chai/h 2 Máy chiết chai 1 Q=18000chai/h 3 Máy chiết book 1 Q=18000chai/h 4 Máy thanh trùng 1 10000x3600x2770 Q=18000chai/h 5 Máy dán nhãn tự động 1 Q=18000chai/h 6 Máy rửa két tự động 1 P=800két/h Phần VI: Tính năng lượng Tính năng lượng trong nhà máy bao gồm: + Tính hơi + Tính nhiên liệu cho lò hơi + Tính lạnh + Tính nước + Tính điện 6.1.Tính hơi cho toàn nhà máy Hơi dùng để hồ hoá nguyên liệu thay thế, đường hoá, houblon hoá dịch đường, đun nước nóng để rửa bã, vệ sinh thiết bị. Sử dụng hơi bão hoà có áp suất p = 2,5kg/cm2 và có nhiệt độ 126,80C. 6.1.1.Tính hơi cho nồi hồ hoá Trong quá trình hồ hoá nhiệt độ được điều chỉnh như sau: Nhiệt độ ban đầu 250C Nâng từ 250C lên 520C: 15 ph Giữ 520C trong 15 ph Nâng từ 520C lên 700C 10 ph Giữ 700C trong 10ph Nâng 700C lên 860C 10ph Giữ 860C trong 15ph Nâng từ 860C lên 1000 15ph Giữ 1000C trong 50ph Khối lượng dịch trong nồi: 10897,7kg Nhiệt dung riêng C = 0,855kcal/kgđộ + Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 250C lên 860C Q11 = GC(86 - 25), kcal Q11 = 10897,7 x 0,855 x (86 – 25 ) = 568369,54kcal + ở nhiệt độ 860C, coi lượng nước bốc hơi 1,5% lượng nhiệt cần thiết cho quá trình bốc hơi Q12 = q.W11, kcal q: hàm nhiệt của nước ở 860C, q = 540kcal/kg W11: lượng nước bốc hơi, kg W11 =0,015x10897,7=163,47kg Q12 = 540 x 163,47 = 88273,8 kcal + Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 86 lên 1000C Q13 = 10897,7x0,855x(100-86)=130445,47kcal + Lượng nhiệt cần cung cấp cho nước bốc hơi ở 1000C. Coi tỷ lệ nước bốc hơi 3,5% Q14 = q.W12, kcal W12 = 0,035x10897,7=381,42kg Q14 = 540 x 381,42 = 205966,8kcal Tổng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình hồ hoá Q1 = Q11 + Q12 + Q13 + Q14, kcal Q1 = 568369,54 + 88273,8 + 130445,47 + 205966,8 = 993055,61 kcal Lượng nhiệt này bằng lượng hiệt do hơi cung cấp vào. Lượng hơi cần cung cấp D1 = Q1/(i-λ) i: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg λ: hàm nhiệt của nước tại nhiệt độ sôi, kcal/kg Hơi nước bão hoà ở áp suất p = 2,5kg/cm2 i = 653kcal/kg λ= 100kcal/kg D1=993055,61/(653-100)=1795,76kg Mỗi mẻ nấu 2,33h,Vậy lượng hơi cần cung cấp trong 1 h là: 1795,76/2,33 = 770,7 kg 6.1.2.Tính hơi cho nồi hồ hoá Trong quá trình đường hoá, nhiệt độ được điều chỉnh như sau 520C trong 30 ph 520C lên 630C trong 10ph giữ ở 630C trong 30ph 630C lên 700C trong 20ph giữ ở 700C trong 30ph 700C lên 750C trong 10ph giữ 750C trong 30ph Lượng dịch trong nồi đường hoá: 42820,6kg Lượng nước trong nồi đường hoá: 36675kg Nhiệt dung riêng C = 0,858kcal/kgđộ + Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 520C lên 630C Q21 = GC(63 - 52), kcal Q21 = 42820,6 x 0,858 x (63 – 52 ) = 404140,8kcal + Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 63 lên 700C Q22 = GC (70 - 63). Kcal Q22 = 42820,6 x 0,858 x (70 -63) = 477621kcal + Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 70 lên 750C Q23 = GC (75 - 70), kcal Q23 = 42820,6 x 0,858 (75 - 70) = 183700,4kcal + Lượng nhiệt cần cung cấp để 4% nước bốc hơi ở 750C Q24 = q. W2 ,kcal q: hàm nhiệt của nước ở 750C, kcal/kg q = 540kcal/kg W2: lượng nước bay hơi, kg W2 = 0,04x36675=1467kg Q24 = 540 x 1467 = 792180kcal Tổng lượng nhiệt cung cấp cho qúa trình đường hoá Q2 = Q21 + Q22 + Q23 + Q24 , kcal Q2 = 404140,8 + 477621 + 183700 + 792180 = 1857642,2 kcal Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp Lượng hơi cung cấp D2 = Q2/(i-λ)= 1857642,2/(653-100) = 3359,2 Mỗi mẻ đường hoá trong 2,67 h, vậy lượng hơi cần cung cấp trong 1 h là: D2 = 3359,2/2,67 = 1258,1 kg 6.1.3.Tính hơi cho nồi đun nước nóng Nhiệt độ trong quá trình đun nước nóng 20 lên 800C trong 1,5h. + Lượng nhiệt cần cung cấp Q3 = 16798x1x(80-20)= 1007883 kcal + Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp Lượng hơi cần cung cấp D3 = Q3/(i-λ) = 1007883/(653-100) = 1822,6 kg Lượng hơi cần cung cấp trong 1h là: 1822,6/1,5 = 1215kg 6.1.4.Tính hơi cho nồi nấu hoa Nhiệt độ trong quá trình nấu hoa được điều chỉnh như sau: 800C lên 1000C trong 0,5h 1000C trong 1,5h + Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình đun hoa từ 800C lên 1000C Q41 = 55201,5x0,858x(100-80) = 947257,7kcal + Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình đun sôi hoa, nước bốc hơi 10% Lượng nhiệt cung cấp cho nước bốc hơi Q42 = q.W4 , kcal q = 540kcal/kg W4 = 54649,5x10% = 5464,95kg Q42= 540 x 5464,95 = 2951072kcal Tổng lượng nhiệt cho quá trình nấu hoa Q4 = Q41 + Q42 = 947257,7 + 2951072 = 3898330kcal Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp Lượng hơi cung cấp D4 = 3898330/(653-100) = 7049,4kg Lượng hơi cần cung cấp cho 1 h la: 7049,4/2 = 3524,7kg 6.1.5.Tính hơi cho quá trình rửa chai, thanh trùng chai + Quá trình rửa chai Q51 = 190.000kcal/h Lượng hơi cần cung cấp D51 =190000/(653-100) = 343,58kg + Quá trình thanh trùng Lượng bia cần thanh trùng: 18000l/h = 18000kg/h và thanh trùng từ 140C lên 650C Lượng nhiệt cần cung cấp Q52 = 18000 x1 x(65 - 14) = 918000kg/h Lượng hơi cần thiết D52 = 918000/(653-100) = 1660kg Lượng hơi cho toàn bộ quá trình D5 = D51 + D52 = 343,6+ 1600 = 2003,6kg/h 6.1.6.Tính hơi cho toàn bộ quá trình sản xuất + Lượng hơi dùng để vệ sinh thùng lên men, nhân men giống, vệ sinh đường ống chiếm khoảng D6 = 100kg/h + Lượng hơi tổn thất khi qua các đường ống và tổn thất ra môi trường xung quanh bằng 10% Lượng hơi thực tế cần cung cấp D = (D1+ D2+ D3+ D4+ D5+ D6)x(1+0,1) = (770,7+1258,1+1215+3524,7+2003,6+100) x 1,1 = 9759,3kg Chọn 2 lò hơi, năng suất 5000kg/h = 5tấn/h + Lò hơi có các đặc tính kỹ thuật sau: Ký hiệu: DZG3 Năng suất: 5000kg/h áp suất làm việc:8at Hệ số sử dụng: 0,75 6.2.Tính nhiên liệu cho lò hơi + Dùng dầu diesel làm nhiên liệu cho lò hơi vì có ưu điểm: nhiệt lượng cung cấp lớn, dễ mua, dễ vận chuyển, cần diện chứa nhỏ + Lượng dầu cần dùng M = Dx(ih-i)/Qɳ Trong đó: Q: nhiệt lượng của dầu, kcal/kg. Q = 11500kcal/kg D: năng suất lò hơi, kg/h D = 10000kg/h ih: hàm nhiệt của hơi nước ở áp suất 8at, kcal/kg ih = 662,3kcal/kg i: hàm nhiệt của nước đưa vào, kcal/kg i = 20kcal/kg ɳ: hệ số sử dụng của lò hơi, ɳ= 0,75 Lượng dầu cần cấp M = 10000x(662,3-20)/11500x0,75 = 744,7 + Tổn thất do khói bay ra 5% Lượng dầu thực tế 744,7 x 1,05 = 781,9kg/h + Thời gian làm việc 20h/ngày Lượng dầu cần cấp cho 1 ngày 781,9 x 20 = 15638,6kg/h Lượng dầu cần dùng cho 1 năm 15638,6 x 300 = 4691580kg 6.3.Tính lạnh cho toàn nhà máy Bao gồm: + Tính lạnh để hạ nhiệt độ của dịch đường từ 600C xuống nhiệt độ lên men 140C. + Tính lạnh cho bộ phận lên men, tàng trữ bia, nhân men giống, xử lý sinh khối và bảo quản men. Chọn glycol 35% là chất tải lạnh, nhiệt độ vào của glycol -30C và nhiệt độ ra của glycol là +20C. 6.3.1.Tính lạnh để hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ lên men + Lượng nhiệt cần thiết để làm lạnh dịch đường xuống nhiệt độ lên men Q1 = GC(t1 – t2) x 4, kcal G: khối lượng dịch đường cần làm lạnh trong 1 mẻ nấu,kg G = 1101,5x45 = 49567,5 kg C: nhiệt dung riêng của dịch đường, kcal/kgđộ C = 0,88kcal/kgđộ t1:nhiệt độ sau khi làm nguội sơ bộ bằng nước, 0C t1 = 600C t2: nhiệt độ lên men, 0C t2 = 140C 4: số mẻ nấu/ngày Q1 = 49567,5 x 0,88 x (60 – 14) x 4 = 8025970kcal 6.3.2.Tính lạnh cho bộ phận lên men Trong quá trình lên men có lên men chính ( 8 ngày ), lên men phụ (10 ngày). Số thùng lên men 40 thùng,14 thùng lên men chính, 26 thùng lên men phụ và tàng trữ. Tính lạnh cho quá trình lên men chính Phương trình phản ứng của quá trình lên men: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 37,3Kcal Cứ 180g đường len men thì toả ra một nhiệt lượng là 37,3 kcal. Vậy nhiệt lượng toả ra khi một kg đường lên men là : q=kcal Nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ do quá trình lên men đường sinh nhiệt được xác định theo công thức: Q2=G.q. Trong đó: G: lượng bia lên men trong 1 thùng,G = Vxd = 116000x1,048 = 121568 kg Q2:nhiệt lượng toả ra khi lên men 1kg đường,q=207kcal a,b:nồng độ thực chất hoà tan ban đầu và sau khi lên men chính của dịch đường Thay vào công thức ta có Q2=121568x207x=2013166kcal Một chu kỳ lên men là 18 ngày,hao tổn lạnh 2013166kcal là hao tổn cho cả chu kỳ lên men nhưng do ta lên men liên tục trong 40 thùng.Vậy lượng lạnh cần cung cấp cho 40 thùng là: 2013166x40/18 = 4473702kcal/ngày Tính cho quá trình lên men phụ ở 00C Q3 = GxCx(12-0) C:tỷ nhiệt của dịch lên men Q3 = 121568x0,88x12 = 1283758kcal Tính lạnh cho quá trình rửa men, bảo quản men Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình này bằng 1% lượng nhiệt cung cấp cho quá trình lên men Q3 = Q2 x 0,01 = 2013166 x 0,01 =21031,66kcal/h 6.3.3. Tính lạnh cho toàn bộ quá trình lên men + Tổn hao lạnh qua lớp cách nhiệt trong quá trình lên men: 3% + Tổn hao lạnh qua các đường ống: 5% + Tổn hao lạnh khi sục CO2: 2% Tổng lượng nhiệt lạnh cần cung cấp cho quá trình lên men Q = Q1 + Q2 + Q3 = (8025970 + 2013166 + 21031,66) x1,2 Q = 12071121 kcal/h = 14243922 kW/h. 6.3.4.Chọn máy lạnh Năng suất máy lạnh: 14243922/24 = 593497kcal/h 6.4.Tính nước cho toàn nhà máy 6.4.1.Tính nước cho bộ phận nấu Mỗi ngày nấu 4 mẻ, mỗi mẻ nấu 45000l bia + Lượng nước cho vào nồi hồ hoá V11 = 201,8x45 = 9081 lít + Lượng nước cho vào nồi đường hoá V12 = 607,4x45 = 27333 lít + Lượng nước để rửa bã V13 = 368,9x45 = 16600,5 lít + Lượng nước dùng để làm nguội dịch đường theo thực tế bằng 1,3 lượng dịch đường: V14 = 55201,5x1,3 = 71762lít + Lượng nước vệ sinh V15 = 15m3/ngày Tổng lượng nước cho quá trình nấu V1 = 9081 + 27333 + 16600,5 + 71762 + 15000 = 139776,5 lít 6.4.2.Tính nước cho bộ phận lên men + Lượng nước vệ sinh thùng lên men, thiết bị rửa men, thùng chứa và bão hoà CO2, máy lọc bản, nhà xưởng thường bằng 50% lượng bia sản xuất V2 = 0,5 x 180000 = 90000l = 90m3/ngày. 6.4.3.Tính nước cho bộ phận thành phẩm + Lượng nước để rửa chai, thanh trùng chai Máy rửa chai tiêu thụ hết 4,5m3 cho 10000 chai bia Máy thanh trùng chai tiêu thụ hết 4,5m3 cho 10000 chai bia + Lượng nước rửa két tiêu thụ hết: 2,5m3/500két V3 = 4,5 x 2 x 375000/10000 = 337,5 + Lượng nước để vệ sinh V32 = 5m3/ngày Tổng lượng nước V3 = 337,5 + 5 = 342,5m3/ngày. 6.4.4.Lượng nước dùng cho hệ thống thu hồi CO2 + Lượng nước dùng cho máy rửa khí: 50l/h = 0,05m3/h = 0,05 x 20 = 1m3/ngày + Lượng nước dùng cho máy nén khí: 1m3/h = 1 x 20 = 20m3/ngày. + Lượng nước vệ sinh: 1m3/ngày Tổng lượng nước V4 = 1 + 20 + 1 = 22m3/ngày 6.4.5.Lượng nước dùng cho nồi hơi + Theo thực tế thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy. Nhưng 80% hơi ngưng tụ được đưa trở lại nồi hơi. Vì vậy lượng nước sử dụng cho nồi hơi bằng 20% lượng hơi cung cấp cho nhà máy. + Lượng hơi cần cung cấp: 10000kg/h Lượng nước V5 = 10000x 0,2 = 2000lít/ngày = 2m3/ngày. 6.4.6.Lượng nước dùng cho máy lạnh Trung bình cứ 1000 kcal tiêu thụ hết 20lit nước làm mát Lượng nước cần cung cấp cho máy lạnh: V6 = 20 x 593497/1000 = 11870 lít/h = 11,87m3/h = 11,87 x 20 = 237,4m3/ngày 6.4.7.Lượng nước dùng cho sinh hoạt, và các công việc khác + Ước tính số nhân viên trong nhà máy khoảng 300 người + Lượng nước tiêu thụ bình quân: 50l/người ngày Tổng lượng nước tiêu thụ: V7 = 300 x 50 = 15000l = 15m3/ngày + Lượng nước dùng cho các công việc khác: vệ sinh xung quanh nhà máy, tưới cây V8 = 15m3/ngày. Vậy lượng nước tiêu thụ cho 1 ngày: V = 140 + 90 + 342,5 + 22 + 2 + 237,4 + 15 + 15 = 863,9 m3/ngày. Vậy lượng nước tiêu thụ trong 1 năm là: 863,9x300 = 259170 m3/năm 6.5.Tính điện cho toàn nhà máy 6.5.1.Tính phụ tải chiếu sáng + Mục đích chiếu sáng: đảm bảo độ chiếu sáng cho quá trình sản xuất + Các loại đèn sử dụng: đèn bóng có dây tóc phục vụ sản xuất, đèn huỳnh quang phục vụ cho nhà không sản xuất. + Cách bố trí đèn cho nhà sản xuất - Số bóng theo chiều ngang nhà n1=+1 - Số bóng đèn theo chiều dài nhà n2=+1 L: khoảng cánh giữ các bóng đèn, L = 4 - 5m, lấy L = 4m l: khoảng cách bóng đèn ngoài cùng đến tường, l = 0,25A = 1m A: chiều dài nhà,m B: chiều rộng nhà,m Số bóng đèn trong phân xưởng N = n1 x n2 + Tính số bóng đèn trong phân xưởng nấu L=4m,l=1m,A=30m,B=12m n1= +1==4bóng n2=+1=bóng Số bóng trong phân xưởng nấu N = 4 x 8 = 32 bóng + Tính số bóng đèn trong phân xưởng lên men L=4m,l=1m,A=60m,B=30m n1= +1==8bóng n2=+1==12bóng Số bóng trong phân xưởng lên men N = 8 x 12 =96 bóng + Tính số bóng đèn trong phân xưởng hoàn thiện sản phẩm L=4m,l=1m,A=42m,B=24m n1= +1=bóng n2=+1==12bóng Số bóng trong phân xưởng hoàn thiện sản phẩm N = n1 x n2 = 7 x12 = 84bóng + Kho chứa nguyên liệu: 8 Kho chứa sản phẩm: 8 Nhà nồi hơi: 4 Xưởng cơ điện: 4 Nhà lạnh: 4 Nhà nén khí: 6 Nhà thu hồi CO2: 4 Nhà hành chính: 66 Nhà giới thiệu sản phẩm: 17 Nhà ăn ca và nhà nghỉ của công nhân:22 Các bộ phận khác:72 Số bóng đèn phục vụ sản xuất 32 + 96+ 84 + 8 + 8 + 4 + 4 + 4 + 4 +6+66+17+22+72= 427 bóng Bảng tổng hợp phụ tải chiếu sáng. STT Tên phòng Công suất đèn Số lượng đèn Tổng công suất 1 Nhà nấu 0,1 32 3,2 2 Nhà lên men 0,1 96 9,6 3 Nhà hoàn thiện sản phẩm 0,1 84 8,4 4 Kho chứa nguyên liệu 0,1 8 0,8 5 Kho thành phẩm 0,1 8 0,8 6 Xưởng cơ điện 0,1 4 0,4 7 Nhà nồi hơi 0,1 4 0,4 8 Nhà lạnh, nén và thu hồi CO2 0,1 8 0,8 9 Nhà hành chính 0,4 66 26,4 10 Nhà giới thiệu sản phẩm 0,4 17 6,8 11 Nhà ăn ca và nhà nghỉ của công nhân 0,4 22 8,8 12 Các bộ phận khác 0,1 72 7,2 Tổng công suất Pcs= 65kW 6.5.2.Tính phụ tải động lực Bảng tổng hợp phụ tải động lực. TT Tên thiết bị Công suất định mức (KW) Số lượng Tổng công suất (KW ) 1 Máy nghiền gạo 1,5 1 1,5 2 Máy nghiền malt 2 2 4 3 Nồi hồ hoá 5 1 5 4 Nồi đường hoá 6 1 6 5 Máy nén 4,2 1 4,2 6 Hệ thống thu hôì CO2 5,4 1 5,4 7 Máy rửa chai 22 1 2,2 8 Máy chiết chai 2,4 1 2,4 9 Máy thanh trùng 1,8 1 1,8 10 Máy lạnh 75 1 75 11 Bơm trong nấu và lên men 35 1 35 Tổng công suất động lực Pđl 142,5 Ngoài ra còn các phụ tải khác như quạt gió, quạt hút, nồi hơI, trạm xử lý nước, phòng nghiên cứu kiểm nghiệm, tất cả lấy bằng 15% phụ tảI động lực Tổng công suất nhà máy 65+142,5(1+0,5)=280 kw/h Công suất trong 1 năm : 280x20x300=1.680.000 kw Phần VII: Tính xây dựng 7.1 Bố trí tổng mặt bằng nhà máy. 7.1.1. Kết cấu của nhà máy: + Phân xưởng sản xuất chính: - Phân xưởng nấu. - Phân xưởng lên men. - Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm. + Kho tàng: - Kho nguyên liệu. - Kho thành phẩm. - Kho bao bì. + Công trình phục vụ sản xuất: - Nhà nồi hơi. - Xưởng cơ khí.. - Nhà lạnh. - Trạm điện. - Bãi than. - Bãi xỉ. + Công trình hành chính: - Nhà hành chính, ban giám đốc, các phòng ban. - Nhà giới thiệu sản phẩm. + Nhà để xe, ga ra. + Nhà để xe đạp, xe máy cho công nhân. + Nhà thường trực. + Hệ thống đường giao thông nội bộ trong nhà máy. + Hệ thống cấp, thoát nước, xử lý nước. + Tường bao: Tường + Cây xanh. 7.1.2. Thuyết minh bố trí tổng mặt bằng nhà máy. Công trình được thực hiện theo nguyên tắc phân vùng, bảo đảm tính khoa học, hợp lý trong sản xuất, thoả mãn yêu cầu mỹ quan chung của toàn bộ nhà máy. Các công trình trong nhà máy được chia làm 3 khu vực: a. Vùng trước nhà máy. Mặt tiền chính của nhà máy được đặt tại hướng đông nam, nhìn tổng thể toàn bộ nhà máy được bố trí kéo dọc theo hướng gió chủ đạo của vùng, sao cho đầu cuối của dây truyền là nhà xử lý nước thải, và các công trình phụ. Các công trình bao gồm: nhà hành chính, nhà hội trường, nhà ăn, nhà để xe, nhà giới thiệu sản phẩm... chúng được tách riêng với khu sản xuất chính. Diện tích vùng này chiếm 15% diện tích toàn nhà máy. b.Vùng sản xuất. Vùng này được bố trí ở giữa khu đất của nhà máy. Bao gồm các nhà sản xuất chính là phân xưởng nấu, phân xưởng lên men, phân xưởng hoàn thiện sản phẩm, kho nguyên liệu, phòng KCS, kho thành phẩm. Nhà nấu được bố trí phía sau hướng gió so với nhà lên men nhằm tránh được lượng nhiệt do nhà nấu toả ra, và ô nhiễm tiếng ồn trong nhà máy. Nhà lên men và thành phẩm được bố trí thành dãy nhà thuận tiện cho sản xuất cũng như định hướng sau này mở rộng sản xuất với công suất nhà máy lớn hơn. Bố trí nhà kho phía sau, và là phía đường ra của nhà máy để thuận tiện cho giao hàng. Khu sản xuất chính được bố trí các nhà thuận tiện về hướng gió, ánh sáng, các nhà đều quay theo hướng nam, đảm bảo thông thoáng và thuận tiện cho giao thông nhà máy. Diện tích vùng này chiếm 50% diện tích toàn nhà máy. c. Vùng các công trình phụ. Vùng này bao gồm các công trình: trạm biến thế điện, nhà lò hơi, trạm xử lý nước cấp, xử lý nước thải, xưởng cơ điện, trạm dầu. Vùng này chiếm 20% diện tích toàn nhà máy. d. Vùng kho tàng và phục vụ giao thông. Trong vùng này bố trí các kho tàng, bến bãi, các cẩu bốc dỡ hàng hóa. Vùng này chiếm 25% diện tích của nhà máy. Do điều kiện sản xuất ta bố trí vùng kho tàng nằm trong khu vực sản xuất. Nhà máy dùng 2 cổng: + Cổng cho CB,CNV và khách. + Cổng phụ: Chở nguyên vật liệu bẩn, bụi. Đường giao thông: Đoạn chính rải nhựa, đoạn phụ rải sỏi, cấp phối. Đường ô tô tránh nhau rộng 5m, đường một chiều 3á5m, đường đi bộ phụ 1,5á2m. 7.2. Tính kích thước các hạng mục công trình 7.2.1. Phân xưởng nấu. Nhà nấu được xây dựng gồm hai nhà riêng biệt, một nhà bố trí các thiết bị nghiền, gầu tải; một nhà bố trí các thiết bị còn lại bao gồm các nồi hồ hoá, đường hoá, nấu hoa, lọc dịch đường... Dựa vào sơ đồ bố trí phân xưởng trên giấy kẻ ly ta có các thông số kích thước của nhà nấu như sau: + Chiều dài: 30 m. + Chiều rộng: 12m. + Chiều cao: 8 m + Diện tích: S = 12 x 30 = 360m2 * Giải pháp xây dựng: - Nhà khung thép: Nhịp nhà L =15m, Bước cột B = 6m. Cột 300 ´ 300. - Dầm mái dàn thép lắp ghép. - Sử dụng tôn làm mái, bố trí các ống thoát hơi kéo thẳng lên trên mái, có gia cố hệ thống che gió, mưa nắng. - Tường dày 220 mm. 7.2.2. Phân xưởng lên men. - Phòng hoá nghiệm: diện tích S = 6 x 6 = 36m2 - Phòng thay quần áo: diện tích S = 4 x 6 = 24m2 Các thiết bị khác: máy lọc tinh, thùng chứa bia, thiết bị hoạt hoá và rửa men, bơm được bố trí theo chiều rộng hoặc chiều dài nhà. - chọn khoảng cách từ đáy xuống nền nhà 1000 - chọn khoảng cách thao tác trên đỉnh 1000 Diện tích phân xưởng lên men S = 30 x 60 = 1800m2 Trong phân xưởng lên men còn gồm các phòng: + Phòng hoá nghiệm: diện tích S = 6 x 6 = 36m2 + Phòng thay quần áo: diện tích S = 4 x 6 = 24m2 7.2.3. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm. Dựa vào kích thước các thiết bị đã tính ở phần trước và dựa vào tiêu chuẩn hoá, ta có các thông số kích thước của phân xưởng hoàn thiện sản phẩm như sau: + Chiều dài: 42 m. + Chiều rộng: 24m. + Chiều cao: 8 m + Diện tích: S = 24 x 42 = 1008 m2. * Giải pháp xây dựng: - Nhà khung thép: Nhịp nhà L =24m, Bước cột B = 6m. Cột 300 ´ 500. - Dầm mái dàn thép lắp ghép. - Mái tôn. - Tường dày 220 mm. 7.2.4. Kho chứa nguyên liệu. Khu vực chứa nguyên liệu: chứa đủ nguyên liệu trong một tháng sản xuất ( tính cho 25 ngày sản xuất một ). Lượng malt cần sử dụng trong 1 tháng: 27957,6 ´ 25 = 698940 ( kg ). Lượng gạo cần sử dụng trong 1 tháng: 6889,4 ´ 25 = 174735 ( kg ). Nguyên liệu được đóng trong bao 50kg. Số bao Malt = = 13979 ( bao ). Số bao Gạo = = 3495 ( bao ). Các bao thuộc một loại sau khi nhập kho được xếp theo từng chồng, mỗi chồng 20 bao. Số chồng là: 874 chồng. Diện tích chiếm chỗ mỗi chồng khoảng 0,3m2, khoảng cách giữa các chồng bao và diện tích thao tác chiếm khoảng 50% diện tích kho. Chiều cao mỗi bao bằng 0,3m. => Diện tích vùng chứa nguyên liệu: 874 x 0,3 x 2= 524 ( m2 ). Chiều cao kho là: 20 x 0,3 + 2 = 8,5 m. Vậy kích thước của kho như sau: + Chiều rộng kho: 18 m. + Chiều dài kho: 30 m. + Chiều cao: 10m. + Diện tích = 18 x 30 = 540 m2. * Giải pháp kết cấu: Nhà khung thép 1nhịp, mái tôn, nhịp nhà L = 18m, bước cột B = 6m, Cột 300´500. 7.2.5. Kho thành phẩm. Số lượng chai thành phẩm trong 1 ngày 375000 ( chai ). Mỗi két xếp 20 chai Số lượng két = 18750 két Do bia sản xuất được đưa ra thị trường tiêu thụ ngay, nên lượng bia chứa trong kho không nhiều. Ta tính diện tích kho để chứa được số lượng bia trong 3 ngày sản xuất. Tổng số két bia trong kho chứa 18750 x 3 = 56250 ( két ). Chiều cao mỗi két bia khoảng 0,3m. Diện tích chiếm chỗ khoảng 0,2m2/ két. Một chồng ta xếp 15 két, diện tích thao tác bằng 50% diện tích kho. Diện tích kho: S = 1500 m2. Chiều cao kho H = 15 x 0,3 + 2 = 6,5m Kích thước của kho như sau: + Chiều rộng kho: 28 m. + Chiều dài 56 m. + Diện tích kho S = 28 x 56 = 1568 m2. + Chiều cao kho H = 8 m. * Giải pháp kết cấu: Nhà khung thép 1nhịp, mái tôn, nhịp nhà L = 24m, bước cột B = 6m, Cột 300´500. 7.2.6. Xưởng cơ điện. Xưởng cơ điện được thiết kế với kích thước như sau: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 5m. + Diện tích nhà S = 12 x 18 = 216m2. 7.2.7. Nhà nồi hơi. Bao gồm: + lò hơi + bể chứa dầu Diện tích nhà nồi hơi cần phải rộng và thông thoáng, dựa vào kết quả tính ở phần tính năng lượng ta chọn các thông số kích thước nhà nồi hơi như sau: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 7m. + Diện tích S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: Nhà khung thép 1nhịp, mái tôn, nhịp nhà L = 12m, bước cột B = 6m, Cột 300´500. 7.2.8. Nhà lạnh, nén và thu hồi CO2. Ta kết hợp nhà lạnh, nhà nén và thu hồi CO2 vào trong cùng 1 phân xưởng. Phân xưởng này đặt gần phân xưởng lên men. Các thông số kích thước như sau: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 5m. + Diện tích S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: Nhà khung thép 1nhịp, mái tôn, nhịp nhà L = 24m, bước cột B = 6m, Cột 300´500. 7.2.9. Nhà hành chính. Xây dựng nhà hành chính là khu nhà 2 tầng nằm ở ngay cổng chính đi vào, tiện lợi cho cán bộ công nhân viên đi làm và khách đến giao dịch. Nhà hành chính gồm các phòng sau: + Phòng giám đốc. + Phòng phó giám đốc. + Phòng kế toán tài vụ. + Phòng họp. + Phòng khách. + Phòng kế hoạch. + Phòng kỹ thuật và KCS. + Phòng công đoàn. + Phòng vật tư. + Hội trường. Các thông số kích thước của nhà hành chính như sau: + Chiều rộng: 12 m. + Chiều dài: 42 m. + Diện tích nhà S = 12 x 42 = 504m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà bê tông cốt thép, 2 tầng, mái bằng. Lưới cột 6m´6m, cột 300´400. + Chiều cao mỗi tầng: 3,5m + Bố trí 2 cầu thang, mỗi cầu thang rộng 2m. + Hành lang nhà 2m. 7.2.10. Nhà giới thiệu sản phẩm. * Các thông số kích thước: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 4m. + Diện tích nhà S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà bê tông cốt thép, mái bằng. + Lưới cột 6m´6m, cột 300´400. 7.2.11. Nhà ăn ca và căng tin. * Các thông số kích thước: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 4m. + Diện tích nhà S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà khung thép, 1 nhịp. + L = 12m, Bước cột B =6m. 7.2.12. Gara ôtô. Nhà máy bao gồm các ôtô: + Ôtô phục vụ cho công việc giao dịch và đi lại của ban giám đốc. + Ôtô chở sản phẩm. + Ôtô đưa đón công nhân. * Các thông số kích thước: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 4m. + Diện tích nhà S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà khung thép, 1 nhịp. + L = 12m, Bước cột B =6m. 7.2.13. Nhà để xe. Phải đảm bảo được 2,25m2/1 xe máy, và 0,9m2/1 xe đạp. * Các thông số kích thước: + Chiều rộng: 12m. + Chiều dài: 18m. + Chiều cao: 4m. + Diện tích nhà S = 12 x 18 = 216m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà khung thép, 1 nhịp + L = 12m, Bước cột B =6m. 7.2.14. Nhà bảo vệ. Nhà máy có hai cổng: cổng chính và cổng phụ, vì vậy cần hai nhà bảo vệ. Diện tích mỗi nhà bảo vệ S = 4 x 6 = 24m2 7.2.15. Khu xử lý nước cấp. Bao gồm các tháp lọc và bể chứa nước sạch để phục vụ cho toàn nhà máy. Diện tích S = 12 x 18 = 216m2. 7.2.16. Khu xử lý nước thải. Diện tích S = 12 x 24 = 288m2. Bao gồm nhà xưởng chứa thiết bị và hóa chất cần thiết. Các bể xử lý kỵ khí và hiếu khí. 7.2.17. Bãi để chai. Diện tích S = 18 x 24 = 432m2. * Giải pháp kết cấu: + Nhà khung thép bán lộ thiên. + Nhịp nhà L = 18 m, B = 6m. 7.2.18. Trạm điện. Các thông số kích thước của trạm điện như sau: + Chiều dài: 6m. + Chiều rộng: 6m. + Chiều cao: 5m. + Diện tích: 36m2. * Giải pháp kết cấu: Nhà khung thép, mái tôn. Tường 220mm. Bảng tổng hợp các công trình xây dựng trong nhà máy STT Tên công trình xây dựng Số lượng Kích thước ( m ) Diện tích ( m2 ) Dài Rộng Cao 1 Nhà nấu 1 30 12 9 360 2 Nhà lên men 1 60 30 11 1800 3 Nhà hoàn thiện sản phẩm 1 42 24 8 1008 4 Kho chứa nguyên liệu 1 18 30 10 540 5 Kho thành phẩm 1 48 24 8 1152 6 Xưởng cơ điện 1 18 12 5 216 7 Nhà nồi hơi 1 18 12 7 216 8 Nhà lạnh, nén và thu hồi CO2 1 18 12 5 216 9 Nhà hành chính 1 42 12 8 504 10 Nhà giới thiệu sản phẩm 1 18 12 4 216 11 Nhà ăn ca và căng tin 1 18 12 4 216 12 Gara ô tô 1 18 12 4 216 13 Nhà để xe 1 18 12 4 216 14 Nhà bảo vệ 2 6 4 4 24 15 Khu xử lý nước cấp 1 18 12 10 216 16 Khu xử lý nước thải 1 24 12 6 288 17 Bãi để chai 1 24 18 4 432 18 Trạm điện 1 6 6 5 36 Phần VIII: tính kinh tế I. Tính vốn đầu tư cho phân xưởng . 1. Tính vốn đầu tư cho công trình xây dựng . Bảng giá thành các công trình xây dựng chính. TT Tên công trình Diện tích ( m2 ) Đơn giá (tr. đồng/m2) Thành tiền (triệu đồng) 1 Phân xưởng nấu 450 1 450 2 Phân xưởng lên men 1800 1 1800 3 Phân xưởng hoàn thiện 1008 1 1008 4 Kho chứa nguyên liệu 540 0,8 432 5 Kho sản phẩm 1152 0,8 921,6 6 Xưởng cơ điện 216 0,8 172,8 7 Nhà nồi hơi 216 1 216 9 Trạm biến thế 36 1 36 10 Kho vỏ chai, bock 216 0,6 129,6 11 Gara ôtô 216 0,6 129,6 12 Nhà xử lý nước cấp 216 0,8 172,8 13 Nhà xử lý nước thải 288 0,8 230,4 14 Nhà lạnh, thu hồi CO2 216 0,8 172,8 15 Nhà hành chính 504´2 1,8 1814,4 17 Nhà ăn ca 216 0,8 172,8 18 Nhà giới thiệu sản phẩm 216 0,8 172,8 19 Nhà để xe đạp 216 0,6 129,6 21 Phòng bảo vệ 2´16 0,8 25,6 Tổng 8186,8 Các công trình đường giao thông, cống rãnh, vườn hoa ...lấy bằng 15% so với các công trình chính. Tổng vốn đầu tư cho xây dựng là: VXD = 8186,8 x 1,15 = 9414,82 ( triệu đồng) Khấu hao xây dựng trung bình hàng năm Ax= ax.Vxd ax: Hệ số khấu hao = 4%. => Ax= 0,04´ 9414,82 = 376,6 ( tr.đồng) 2. Vốn đầu tư thiết bị . Tổng vốn đầu tư cho thiết bị là = 750( tỷ đồng ) Khấu hao thiết bị trung bình hàng năm At= at.VTB at: Hệ số khấu hao = 6%. => At= 0,06 ´ 750 = 45 ( tỷ đồng) 3.Vốn đầu tư cho toàn nhà máy. V = VXD + VTB = 9,415 + 750 = 759,415 ( tỷ đồng ) II. Tính vốn lưu động. * Bảng nhu cầu về động lực . TT Đại lượng Đơn vị Đơn giá (tr.đồng/đơn vị) Số lượng Thành tiền (tr.đồng/năm) 1 Dầu 1000lít 4000 4691,58 18766,32 2 Điện 1000kw 1600 1680 2688 3 Nước 1000m3 2000 259,2 518,4 Tổng 21972,72 * Bảng nhu cầu về nguyên liệu. TT Nguyên liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (tr.đồng/đơn vị ) Thành tiền ( triệu đồng ) 1 Malt 1000kg 8387,28 6 50323,68 2 Gạo 1000kg 2096,82 3,5 7338,87 3 Hoa houblon 1000kg 15 80 1200 Tổng 58862,55 III. Tính giá sản phẩm. 1. Tính chi phí nguyên vật liệu Theo bảng nhu cầu về nguyên vật liệu. Chi phí cho nguyên liệu chính = 58862,55 ( tr.đồng ). Chi phí cho nguyên vật liệu phụ = 2% chi phí cho nguyên liệu chính. => Chi phí cho nguyên liệu là CF1= 58862,55´1,02 = 60039,8 ( tr.đồng). 2. Chi phí cho động lực: CF2= 21972,72 ( tr.đồng). 3. Tính lương cho nhân công. STT Nguyên công Định mức lao động Số thiết bị Số ca Tổng số 1 Xử lý nguyên liệu 2/tb 3 3 18 2 Nấu, lọc 4/ca 3 12 3 Lạnh nhanh 1/ca 3 3 4 Gây men 2/ca 2 4 5 Lọc bia, nạp CO2 2/ca 2 4 6 Men giống 2/ca 2 4 7 Chiết bock 4/máy 1 2 8 Chiết chai 4/máy 1 2 8 8 Sửa chữa máy 2/ca 2 4 9 Lò hơi 2/ca 2 4 10 Lên men 4/ca 3 12 11 Nhà lạnh 2/ca 3 6 12 Xử lý nước 2/ca 2 4 13 Lái xe 1/xe 10 1 10 14 Bốc vác 4/ca 3 12 15 Thường trực 2/ca 3 6 Tổng 120 Số công nhân có mặt trong 1 ngày đêm là 120 người: Hệ số điều khuyết là 1,1. Số công nhân có mặt trong danh sách: 120 x 1,1 =122 (người). Cán bộ quản lý : 35 (người). Số nhân viên tham gia bán hàng, tiếp thị = 150 người. Bộ phận tài chính 20 người. Bộ phận nhân sự chiếm 60 người. Lương bình quân công nhân 1triệu đồng/tháng một người. Lương bình quân cán bộ 2 triệu đồng/tháng một người. Tổng quỹ lương cho toàn nhà máy trong một năm CF3 = 12 x ( 272 x 1 + 115 x 2) = 6024 ( triệu đồng) 4. Tính bảo hiểm xã hội. Bảo hiểm xã hội lấy bằng 15% tiền lương: CF4 = 6024 x 15% = 903,6 ( triệu đồng) 5. Khấu hao tài sản cố định trong 1 năm. CF5 = Ax + At = 0,3766 + 45 = 45,3766 ( tỷ đồng ) 6. Chi phí sửa chữa thường xuyên CF6 = 5% giá tiền thiết bị.= 5%.750 = 37,5 ( tỉ đồng ) 7. Giá thành sản xuất của sản phẩm Tổng chi phí trong 1 năm 60039,8+21972,72+6024+903,6+376,6+45000 = 128895,12( triệu ) =128,89512 tỷ Giá thành sản xuất của sản phẩm = 128895,12/45 = 2864,3 đồng/lít. IV. Định giá bán của sản phẩm: Bia hơi 9.000 đồng/lít. Bia chai 12.000 đồng/lít. V. Tính thời hạn thu hồi vốn. 1. Tính doanh thu (DT). DT= 36.106.12.103 + 9.106.9.103 = 513.109 ( đồng ) 2. Các khoản giảm trừ. + Thuế tiêu thụ đặc biệt = 45% doanh thu = 513´0,45=230,85( tỉ ) + Thuế vốn = 3,6% tổng số vốn. Tổng vốn chịu thuế = VLĐ + VCĐ. Vốn cố định: Vcđ = 750 + 9,415 = 759,415 ( tỉ ) Vốn lưu động bằng tổng doanh thu ròng chia cho số vòng quay vốn lưu động. Số vòng quay một năm: n=15. Khấu hao năm: Khấu hao sử dụng máy móc và xây dựng: 45,3766 ( tỷ đồng ) Vlđ = 31,175( tỷ đồng) Thuế vốn TV = 3,6%.( 759,415 + 31,175 ) = 28,46 ( tỷ đồng ) Lãi gộp = DT - ồCF - TVAT - TV = 513 – 128,89 – 230,85 - 28,46 = 124,8 ( tỉ đồng ). + Thuế thu nhập = 32% lãi chịu thuế. + Lợi nhuận = 68% ´ 124,8 = 84,864 ( tỷ đồng ) 3. Thời gian thu hồi vốn Thồi vốn = = 5,83(năm) * Kết quả tính toán cho thấy. Thời gian thu hồi vốn là: 5,83( năm ). Như vậy với phương án thiết kế này đem lại lợi nhuận và có thể thực thi được Phần IX: Vệ sinh an toàn IX.1.Vệ sinh công nghiệp Công tác vệ sinh công nghiệp đối với nhà máy công nghiệp nói chung và nhà máy bia nói riêng là một công việc vô cùng quan trọng. Chất lượng bia phụ thuộc nhiều vào yếu tố trong sản xuất. Trong đó khâu vệ sinh là không thể thiếu được. Khâu vệ sinh bao gồm: + Vệ sinh cá nhân + Vệ sinh thiết bị + Vệ sinh dụng cụ sau mỗi mẻ hoặc sau mỗi chu kỳ sản xuất + Xử lý nước thải Công tác vệ sinh là yếu tố bắt buộc, nhân viên trong nhà máy phải hiểu và thực hiện đầy đủ. IX.1.1.Vệ sinh cá nhân Đối với công nghệ sản xuất bia công nhân trực tiếp tham gia sản xuất phải khoẻ mạnh, không cho người bị bệnh mãn tính hay truyền nhiễm như lao, thương hàn được trực tiếp sản xuất. + Khi làm việc công nhân phải mặc quần áo bảo hộ lao động, sạch sẽ, gọn gàng và luôn có ý thức bảo vệ chung. + Đặc biệt trong khâu gây men thì chỉ những người có trách nhiệm mới được vào ra để đảm bảo vô trùng. + Trong khâu lọc bia thì công nhân phải vệ sinh trước khi vào thao tác, đeo khẩu trang và hạn chế nói chuyện. + Mọi công nhân trong nhà máy phải được thường xuyên các đợt kiểm tra sức khoẻ. IX.1.2.Vệ sinh thiết bị, nhà xưởng +Tất cả các thiết bị, dụng cụ tham gia vào công nghệ sản xuất bia đều phải được vệ sinh sạch sẽ. Các thiết bị, nhà xưởng trong phân xưởng nấu, lên men, hoàn thiện sản phẩm phải được vệ sinh theo định kỳ. Đối với các máy móc thiết bị ở bộ phận phụ trợ phải kiểm tra thường xuyên. Lau dầu, bảo dưỡng để tăng cường tuổi thọ của thiết bị. + Phân xưởng nấu, lên men hoàn thiện sản phẩm phải thoáng mát, giải quyết tốt vấn đề thông gió và hút bụi. Đặc biệt nhà nồi hơi, nhà lạnh có khí độc nên phải đảm bảo tuyệt đối thoáng mát, có thể thông gió tự nhiên hay cưỡng bức. + Kho nguyên liệu phải bố trí một cách hợp lý, đúng theo quy cách. Trong kho phải thoáng mát, rộng rãi, có nhiệt kế, ẩm kế để theo dõi nhiệt độ và độ ẩm, tránh để cho vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng của nguyên liệu. + Khu vực hành chính được xây dựng trước nhà máy, thuận tiện cho việc giao dịch và xung quanh trồng hoa, cây cảnh, cây tạo bóng mát để tạo vẻ đẹp mỹ quan và điều hoà không khí cho nhà máy. + Chất thải: chất thải của nhà máy bia bao gồm bã hèm, giấy dán nhãn chai, mảnh chai vỡ. Bã hèm được bán cho nhân dân dùng để chăn nuôi, nó không gây ô nhiễm môi trường. Giấy dán nhãn sau khi qua máy rửa chai, công nhân vệ sinh phân xưởng sẽ thu gom lại hết và giao cho xe công ty vệ sinh. Mảnh chai vỡ trong quá trình sản xuất cũng được gom lại giao cho các cơ sở sản xuất thuỷ tinh tái chế. + Nước thải: nước thải của nhà máy bao gồm nwocs vệ sinh thiết bị, nước thải của máy rửa chai. Thành phần nước thải có bã hèm, bã men không thu hồi hết, nước rửa chai có sử dụng hoá chất. Nước thải này cần được xử lý trước khi xả vào hệ thống cống sinh hoạt. Phương pháp xử lý nước thải hiện nay thường dùng trong các nhà máy bia là xử lý hiếu khí sinh học trong bể Aeroten. Bể Aeroten có ưu điểm: khả năng xử lý nước thải nhanh, thuận tiện, có thể điều chỉnh dòng nước thải ở bất kỳ nồng độ nào và tốn ít diện tích. + Sơ đồ công nghệ bể Aeroten – hình 1 + Nguyên lý hoạt động của bể Aeroten Bể Aeroten là hệ thống xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính. Nước thải của nhà máy sau khi gom lại được đưa vào bể chứa, rồi đưa đến bể lắng sơ cấp và sau đó đến bể Aeroten. Tại bể có sẵn bùn hoạt tính – thực chất là huyền phù khối vi sinh vật hiếu khí. Vì vậy ta phải cấp khí liên tục để cung cấp ôxy cho vi sinh vật và còn tạo cho huyền phù ở trạng thái lơ lửng. Nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật là các chất hữu cơ có trong nước thải của nhà máy. Thời gian lưu của nước thải ở bể là 2 – 12h. Trong bể các chất ô nhiễm được hấp thụ lên bề mặt của bùn hoạt tính. Để thực hiện qúa trình này, các chất hữu cơ và cả các chất keo được phân tán nhỏ trong nước. Nhờ sự chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bên ngoài tế bào, những chất có khối lượng phân tử nhỏ và tan trong nước sẽ được xâm nhập vào tế bào vi sinh vật nhờ enzyme ngoại bào. Các chất không tan trong nước sẽ được hấp phụ lên bề mặt của tế bào vi sinh vật. Sau khi ra khỏi bể Aeroten hỗn hợp nước và bùn được qua bể lắng thứ cấp. ở đó bùn hoạt tính được đông tụ và lắng xuống, nước sau xử lý được thải rahệ thống cống chung bơm quay trở lại bể Aeroten, bùn được tái sinh lại bằng cách làm thoáng và sục khí vào bùn. IX.2.Bảo hộ an toàn lao động Bảo hộ an toàn lao động cũng là một khâu quan trọng trong sản xuất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ, tính mạng người lao động và tuổi thọ thiết bị. Nhà máy sản xuất bia cần phải quan tâm đến một số điểm quan trọng sau đây: Chống khí độc trong sản xuất Khí độc trong nhà máy bia chủ yếu là: CO2, NH3 được sinh ra từ hệ thống lạnh. Khói thải lò hơi: để hạn chế tác hại do khói thải lò hơi gây ra cho môi trường xung quanh ta chọn kiểu lò hơi được chế tạo theo kỹ thuật nghiêm ngặt giảm tối đa tác hại đối với môi trường. Lắp đặt ống khói cao hơn 10m để đưa khói khuếch tán trên cao, không ảnh hưởng đến khu dân cư xung quanh. Chống tiếng ồn và tiếng động Tiếng ồn và tiếng động ảnh hưởng không tốt tới sức khoẻ của công nhân: mệt mỏi, căng thẳng, tiếng ồn lớn ảnh hưởng đến thính giác và dẫn đến sự kém tập trung, khả năng làm việc giảm. Biện pháp khắc phục: + Thường xuyên kiểm tra máy, bảo dưỡng máy, phát hiện sữa chữa máy kịp thời. + Khi lắp máy dưới các bộ phận nếu có thể thì lắp các tấm có độ đàn hồi tốt nhằm mục đích để chống ồn và chống rung. An toàn khi vận hành thiết bị + Lò hơi, máy nén, bình nạp CO2: các thiết bị này đếu chịu áp, vì vậy khi vận hành phải tuân thủ chặt chẽ theo hướng dẫn, phải kiểm tra trước khi vận hành và theo định kỳ. + Các thiết bị khác: cũng phải đảm bảo tuyệt đối an toàn khi vận hành hoặc sử dụng. Khi vận hành phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra các đường ống, van xỏ, đồng hồ đo áp lực, đo nhiệt độ. Công nhân khi vận hành phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, không bỏ vị trí khi đang làm việc, chế độ giao ca thường xuyên nghiêm túc, đầy đủ. An toàn về điện Trong quá trình sản xuất, điện là yếu tố không thể thiếu được, vì vậy công nhân luôn phải thường xuyên tiếp xúc với các thiết bị sử dụng điện. Do đó cần phải chú ý: + Phải thực hiện tuyệt đối nội qui an toàn về điện để tránh xảy ra sự cố hay tai nạn. Cách điện tốt các phần mang điện đặc biệt các khu vực có độ ẩm cao và có nhiều nước như phân xưởng lên men và phân xưởng thành phẩm. + Bố trí đường dây cách xa tầm tay với hoặc lối đi lại của người sản xuất. Bố trí cầu dao điện hợp lý để dễ ngắt khi có sự cố. Kết luận Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp được giao là: Thiết kế nhà máy sản xuất bia 45 triệu lít.năm. Trong thời gian làm đồ án, tôi đã vận dụng những kiến thức đã học, những hiểu biết thực tế khi đi thực tập tại: Công Ty NADA-Nam Định, cũng như tìm tòi các tài liệu tham khảo về công nghệ sản xuất bia, về các thiết bị sản xuất bia. Với những kiến thức đã thu thập được cùng với sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, tôi đã đưa ra được bản thiết kế cơ bản khi thiết kế nhà máy sản xuất bia. Vì thời gian có hạn, nên tôi không thể đi sâu tính toán chi tiết cụ thể tất cả các thiết bị, tuy nhiên đồ án đã đưa ra các tính toán cơ sở về nguyên vật liệu, về mặt bằng nhà máy và các thiết bị làm cơ sở cho việc thiết kế lắp đặt một nhà máy bia hoàn chỉnh. Cũng do thời gian có hạn và kiến thức còn non yếu nên bản đồ án còn một số thiếu sót, mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn để cho bản đồ án được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn. Tài liệu tham khảo 1.PGS – PTS Hoàng Đình Hoà. Công nghệ sản xuất malt và bia. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2.Mai Lệ, Bùi Đức Hợi. Bảo quản lương thực. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 3.Hồ Sưởng. Công nghệ sản xuất bia. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 4.PGS – PTS Lương Đức Phẩm. Công nghệ vi sinh vật. Nhà xuất bản nông nghiệp. 5.Trường ĐHBK Hà Nội. Bộ môn xây dựng công nghiệp. PGS Ngô Bình, PTS Phùng Ngọc Thạch, Nguyễn Mạnh Hậu, Phan Đình Tính. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp. 6.Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất. Hiệu đính PTS Trần Xoa, PTS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 7.Máy và thiết bị vận chuyển và định lượng. Tôn Thất Minh, Lê Nguyên Đương. Trường ĐHBK Hà Nội. Mục Lục