Thiết kế nhà máy bia lên men dịch đường nồng độ cao, năng suất 38 triệu lít bia/năm

H = l1 + 2l2 = 4,16 + 20,46 = 5,08 (m) Thời gian tàng trữ là 2 ngày, 1 ngày có 10 mẻ nấu. Vậy số thiết bị tàng trữ là: Chọn thêm 1 thiết bị dự trữ. Vậy có 10 thiết bị. 5.3.7. Thùng chứa nước vô trùng: Thùng dùng để chứa nước vô trùng bổ sung vào bia sau khi lọc trong, có hình dạng giống thiết bị lên men chính: thân hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu. Thể tích của thiết bị: Chọn: h2 = và h1 = Nên: Vtb = (m3) h1 h2 h2 D H Hình 5.9.Thùng chứa nước vô trùng Theo bảng 4.3, lượng nước pha vào bia 1 mẻ là: 5573,35 (lít) = 5,57 (m3). Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị: j = 0,9. Nên: Vtb = (m3) Suy ra: - Đường kính thùng: D = (m) - Chiều cao thùng: h1 = (m) - Chiều cao chỏm cầu: h2 = (m) Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị: H = h1 + 2 × h2 = 2,15 + 2 × 0,3 = 2,75 (m) Số lượng: 1 thùng. 5.3.8. Bơm trong phân xưởng lên men: Trong phân xưởng lên men, ta sử dụng: + Bơm dịch nấm men: 1 cái + Bơm bia đi lọc: 1 cái + Bơm bia sang phân xưởng chiết: 1 cái + Bơm nước vệ sinh: 4 cái Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 [13, tr 372]: - Năng suất: 10 m3/h - Áp suất làm việc: 0,2 MPa - Tốc độ quay: 2860 vòng/phút - Công suất động cơ: 2,2 kW - Chiều cao bơm lên: 2,3 m - Kích thước: 1307380740 mm - Khối lượng: 103 kg 5.4. Phân xưởng chiết rót Theo bảng 4.3, lượng bia đi chiết rót trong một ngày là: 126371,8 (lít). Dung tích mỗi chai là: 0,45 lít, do đó lượng chai cần để chiết trong 1 ngày là: ≈ 280827 (chai) Theo biểu đồ sản xuất, phân xưởng chiết rót làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ, thời gian nghỉ đổi ca là 10 phút. Thời gian làm việc của 1 ngày trong phân xưởng chiết rót là: 8 × 3 – 0,5 = 23,5 (h) Vậy năng suất cần phải có của dây chuyền chiết rót là: N = (chai/h) Chọn 1 dây chuyền chiết rót với năng suất 13000 chai/h. 5.4.1. Máy chiết rót: Chọn máy chiết rót nhãn hiệu BAP-6 [13, tr 189]: - Năng suất: 13000 chai/h - Số lượng vòi rót: 24 vòi - Công suất động cơ: 0,6 kw - Kích thước thiết bị: 975×800 ×1850mm - Khối lượng: 830 kg - Số lượng: 1 thiết bị 5.4.2. Máy rửa chai: Chọn máy rửa chai có nhãn hiệu AMM-6 [13, tr 174]: + Năng suất: 13000 chai/h + Công suất động cơ: 30 kW + Kích thước thiết bị: 746035402650 mm + Khối lượng: 10400 kg + Số lượng: 1 thiết bị 5.4.3. Máy rửa két: Theo bảng 4.3, lượng két dùng trong một năm 522339 (két) Một ngày phân xưởng chiết rót làm việc 3 ca, thời gian 23,5 h/ngày. Vậy lượng két cần dùng trong một giờ là: két/h Chọn máy rửa két nhãn hiệu B2AAR [13, tr 256]: + Năng suất: 1700 két/h + Vận tốc băng chuyền: 0,48m/s + Công suất động cơ: 3,5 kw + Kích thước thiết bị: 4000 ×1083×1175 mm + Khối lượng: 645kg + Số lượng: 1 máy 5.4.4. Máy đóng nắp: Chọn máy đóng nắp nhãn hiệu BYA-0,25 [13, tr 204]: + Năng suất: 13000 chai/h + Công suất động cơ: 0,6 kW + Kích thước thiết bị: 850 710 1464 mm + Khối lượng : 732 kg + Số lượng: 1 thiết bị 5.4.5. Máy dán nhãn: Chọn máy dán nhãn có nhãn hiệu B'B [13, tr 234]: + Năng suất: 13000 chai/h + Công suất động cơ: 1,7 kW + Kích thước thiết bị: 328011001268 mm + Khối lượng : 1065 kg + Số lượng: 1 thiết bị 5.4.6. Máy thanh trùng: Chọn máy thanh trùng nhãn hiệu Atlantico [13, tr 266]: + Năng suất: 13000 chai/ h + Công suất động cơ: 22 kW + Kích thước: 862027002600 mm + Khối lượng : 9400 kg + Số lượng: 1 thiết bị 5.4.7. Máy gắp chai vào két: Chọn máy gắp chai vào két nhãn hiệu BYЦ-II [ 13, tr 254]: - Năng suất: 13000 chai/h - Công suất: 1KW - Khối lượng: 982 kg - Kích thước: 3460 × 1857 × 1705 mm - Số lượng: 1 thiết bị 5.4.9. Máy tháo chai khỏi két: Chọn máy tháo chai khỏi két nhãn hiệu BYЦ-II [13, tr 254]: - Năng suất: 13000 chai/h - Công suất: 1KW - Khối lượng: 982 kg - Kích thước: 5250 × 1400 × 2080 mm - Số lượng: 1 thiết bị Bảng 5.1. Bảng tổng kết tính và chọn thiết bị (Phụ lục 2). Chương 6 TÍNH HƠI – NƯỚC 6.1. Tính hơi: 6.1.1. Tính nhiệt cho nồi ngô: 6.1.1.1. Lượng nhiệt cần thiết để đun nóng khối dịch ngô từ 32oC đến 60oC: Q1 = G1 × C1 (t2 - t1) (kcal) [5, tr 304] Trong đó: G1: Khối lượng một mẻ nấu, kg. C1: Nhiệt dung riêng của khối nấu, (kcal/kg.độ). t1 = 32oC t2 = 60oC Theo mục (5.2.1.1), ta tính được: G1 = GNgô + GMalt lót + GNước = 682,18 + 68,22 + 2933,38 = 3683,78 (kg) Ta có: C1 = 4186 × (1- x) [12, tr 153] x: Nồng độ dung dịch (phần khối lượng). Mà: x = = 0,2 Suy ra: C1 = 4186 × (1 - 0,2) = 3348,8 (J/kg.độ) = 0,8 (kcal/kg.độ) Vậy: Q1 = 3683,78 × 0,8 × (60 - 32) = 82516,67 (kcal) 6.1.1.2. Lượng nhiệt giữ khối nấu trong nồi ngô ở 60oC trong 30 phút: Lượng nhiệt này được tính theo công thức: Q2 = F × T2 × α × (tbm – tkk) (J) [5, tr 214] Trong đó: tkk: Nhiệt độ không khí môi trường xung quanh, tkk = 250C. tbm: Nhiệt độ bề mặt thiết bị, 0C. a: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra không khí xung quanh, (W/m2 độ). T2: Thời gian giữ nhiệt, s. F: Bề mặt trao đổi nhiệt (m2). Mà: a = 9,3 + 0,058 × tbm (W/m2 độ) [5, tr 40] tbm = oC a = 9,3 + 0,058 × 42,5 = 11,76 (W/m2 độ) T2 = 30 × 60 = 1800 (s) F = (m2) Vậy: Q2 = 16,32 × 1800 × 11,76 × (42,5 - 25) = 6046683,23 (J) = 1444,5 (kcal) 6.1.1.3. Lượng nhiệt cần thiết để đun nóng khối dịch ngô từ 60oC đến 100oC: Tương tự (6.1.1), ta có: Q3 = G3×C3 (t3 - t2) (kcal) G3 = G1; C3 = C1 Q3 = 3683,78 x 0,8 x (100 – 60) = 117880,96 (kcal) 6.1.1.4. Lượng nhiệt đun sôi khối nấu 30 phút: Theo (6.1.2): Q4 = F × T4 × α × (tbm – tkk) (J) T4 = 30 × 60 = 1800 (s) F = 16,32 m2 ( mục 6.1.2) tbm = α = 9,3 + 0,058 × 62,5 = 12,93 (W/m2. độ) Q4 = 16,32× 1800 × 12,93 × (62,5 – 25) = 14246285,38 (J) = 3403,32 (kcal) 6.1.1.5. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Q5 = G5×C5× (t2’ – tkk) (kcal) Trong đó: t’2: Nhiệt độ hơi đốt ở áp suất làm việc (3 at) = 133oC. G5: Khối lượng vỏ thép bên trong của nồi, kg. C5: Nhiệt dung riêng của thép lấy ở nhiệt độ 133oC. C5 = 0,5 × 10-3 (J/kg.độ) = 0,12 (kcal/kg.độ) [12, tr 162] Mà: G5 = F × d × r (kg) Với: F: Diện tích xung quanh, F = 16,32 m2 (6.1.2). d: Bề dày vỏ thép, d = 0,004 m. r: Khối lượng riêng của vỏ thép: 7850 kg/m3 [12, tr 8]. Suy ra: G5 = 16,32 × 0,004 × 7850 = 512,45 (kg) Vậy: Q5 = 512,45 ×0,12× (133 - 25) = 6641,33 (kcal) 6.1.1.6. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài của nồi: Q6 = G6 ×C6× (t2’ – tkk) (kcal) Trong đó: G6: Khối lượng vỏ thép bên ngoài của nồi, kg. G6 = F × d × r (kg) Với: F: Diện tích xung quanh của vỏ ngoài, m2. δ: Chiều dày lớp vỏ ngoài, δ = 0,004 m. ρ: Khối lượng riêng của thép, ρ = 7850 kg/m3. Mà: F = 4 × π × ( R + d )2 = 4 × 3,14 × (2,28/2 + 0,05 )2 = 17,79 (m2) (d: khoảng cách giữa 2 lớp vỏ, d = 0,05 m). G6 = 17,79 × 0,004 × 7850 = 558,61 (kg) Vậy: Q6 = 698,11 ×0,12 × (133 – 25) = 7239,53 (kcal) 6.1.1.7. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Q7 = F × T7 × a ×( tbm - tkk ) (J) Trong đó: tkk: Nhiệt độ môi trường , tkk = 25oC. tbm: Nhiệt độ bề mặt thiết bị, oC. a : Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường không khí xung quanh(W/m2.độ). T7 : Thời gian nấu ngô, s. F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi, m2. Mà: tbm = = 79oC a = 9,3 + 0,058 × 79 = 13,88 (W/m2.độ) Theo sơ đồ nấu (3.2.3), thời gian nấu nồi ngô là 130 phút. Nên: T7 = 130 × 60 = 7800 (giây) Theo (6.1.2), F = 16,32 (m2). Vậy: Q7 = 16,32 × 7800 × 13,88 × (79 - 25) = 95410897,92 (J) = 22792,86 (kcal) 6.1.1.8. Lượng nhiệt cần để bốc hơi: Qbh = W × r (kcal) Trong đó: r: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở oC, kcal/kg. W: Lượng ẩm bốc hơi, kg. Mà: r = 561,1 kcal/kg [12, tr 254] W = k × F × (P - P' - j) × T Với: k: Hệ số bốc hơi, k = 0,036. P: Áp suất hơi bão hòa ở 62,50C, P = 174,08 mmHg [12, tr 311] P': Áp suất hơi bão hoà ứng với nhiệt độ 250C, P' = 24,55 mmHg. j: Ðộ ẩm tương đối của không khí , j = 82%. T: Thời gian đun sôi nồi ngô, T = 30 phút = 0,5 giờ. F: Diện tích bốc hơi, m2. F = Dbh: Đường kính ống thoát hơi, m. Theo (5.2.1.1), Dbh = 0,36 m. Suy ra: F = (m2) W = 0,036 × 0,1 × (174,08 - 24,55 - 0,82) × 0,5 = 0,27 (kg) Vậy: Qbh = W × r = 0,27 × 561,1 = 150,19 (kcal) Tổng lượng nhiệt dùng cho nồi nấu ngô là: QNg = + Qbh = 82516,67 + 1444,5 +117880,96 + 3403,32 + 6641,33 + 7239,53 + 22792,86 + 150,19 QNg = 242069,36 (kcal) 6.1.1.9. Chi phí hơi cho nồi nấu ngô: Lượng hơi cung cấp cho nồi ngô được tính: DNg = (kg) Trong đó: ih: Hàm nhiệt của hơi nước ở 133oC = 652 kcal/kg [12, tr 313]. in: Hàm nhiệt của nước ngưng ở 133oC =133,5 kcal/kg. QNg: Lượng nhiệt dùng cho nồi nấu ngô, kcal. Suy ra: DNg = = 466,86 (kg) Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = = = 215,48 (kg/h) Với T: Thời gian nấu một nồi ngô. Theo sơ đồ nấu mục (3.2.3): T = 130 phút). 6.1.2. Tính nhiệt cho nồi nấu malt: 6.1.2.1. Lượng nhiệt đun nóng khối nấu trong nồi malt từ 32oC đến 52oC: Q1 = G1 × C1 × (t2 - t1) (kcal) [5, tr 304] Trong đó: G1: Khối lượng một mẻ nấu, kg. C1: Nhiệt dung riêng của khối nấu, (kcal/kg.độ). t1 = 32oC t2 = 52oC Theo mục (5.2.1.2), ta tính được: G1 = GMalt + GNước = 1140,26 + 3420,78 = 4561,04 (kg) Mà: C1 = 4186 × (1 - x), J/kg.độ [12, tr 153] x: Nồng độ chất hòa tan (phần khối lượng). x = Suy ra: C1 = 4186 ×(1-0,25) = 3139,5 (J/kg.độ) = 0,75 (kcal/kg.độ) Vậy: Q1 = 4561,04 × 0,75 × (52 - 32) = 68415,6 (kcal) 6.1.2.2. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 52oC trong 30 phút: Q2 = F × T2 × a × ( tbm - tkk ) (J) [5, tr 214] Trong đó: tkk : Nhiệt độ môi trường , tkk = 25oC. tbm : Nhiệt độ bề mặt thiết bị, 0C. a: Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra không khí xung quanh, (W/m2 độ). T2: Thời gian giữ nhiệt, s. F: Bề mặt trao đổi nhiệt (m2). Mà: tbm = = 38,5oC a = 9,3 + 0,058 × 38,5 = 11,53 (W/m2.độ) T2 = 30 × 60 = 1800 (giây) F = (m2) Vậy : Q2 = 21,72 × 1800 × 11,53 × (38,5 - 25) = 6085226,19 (J) = 1453,71(kcal) 6.1.2.3. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 65oC trong 25 phút: Q3 = F × T3 × a × ( tbm - tkk ) (J) [5, tr 214] Trong đó: tkk = 25oC tbm = = 45oC a = 9,3 + 0,058 × 45 = 11,91 (W/m2.độ) T3 = 25 × 60 = 1500 (giây) F = 21,72 (m2) Vậy : Q3 = 21,72 × 1500 × 11,91 × (45 - 25) = 7060222,28 (J) = 1853,85 (kcal) 6.1.2.4. Lượng nhiệt đun khối nấu từ 65oC lên 75oC: Q4 = G4 × C4 × (t2 - t1) (kcal) Trong đó: t1 = 65oC, t2 = 75oC G4 : Khối lượng nguyên liệu trong nồi malt. Theo (6.1.1) và (6.2.1): G4 = 3683,78 + 4561,04 = 8244,82 (kg) C4 = 4190 - (2514 - 7,542 × t ) × x , J/kg.độ [12, tr 153] t = x: Nồng độ dung dịch, phần khối lượng. x = Suy ra: C4 = 4190 - (2514 - 7,542 × 70) × 0,22 = 3753,07 (J/kg.độ) = 0,9 (kcal/kg.độ) Vậy : Q4 = 8244,82 × 0,9 × (75 - 65) = 73921,07 (kcal) 6.1.2.5. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 75oC trong 30 phút: Q5 = F × T5 × a × ( tbm - tkk ) (J) Trong đó: tkk = 25oC tbm = = 50oC a = 9,3 + 0,058 × 50 = 12,2 (W/m2.độ) T5 = 30 × 60 = 1.800 (giây) F = 21,72 (m2) Vậy : Q5 = 21,72 × 1800 × 12,2 × (50 - 25) = 11924280 (J) = 2848,61 (kcal) 6.1.2.6. Lượng nhiệt đun khối nấu từ 75oC lên 78oC: Q6 = G6 × C6 × (t2 - t1) (kcal) Trong đó : t1 = 750C ; t2 = 780C G6 = G4 = 8244,82 (kg) C6 = 4190 - (2514 - 7,542 × t ) × x , J/kg.độ t = x = 0,22 Suy ra : C6 = 4190 - (2514 - 7,542 × 76,5) ×0,22 = 3763,85 (J/kg.độ) = 0,9 (kcal/kg.độ) Vậy : Q6 = 8244,82 ×0,9 × (78 - 75) = 22261,01 (kcal) 6.1.2.7. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Q7 = G7 C7 (t’2 – tkk) (kcal) Trong đó: t’2 =133oC G7: Khối lượng vỏ thép bên trong của nồi, kg. G6 = F × d × r (kg) F = 21,72 (m2) d = 0,004 (m) r = 7850 (kg/m3) [10, tr 8] G7 = 21,72 × 0,004 × 7850 = 682,01 (kg) C7 = 0,5 × 10-3 (J/kg.độ) = 0,12 (kcal/kg độ) [12, tr 162] Vậy: Q7 = 682,01 × 0,12 × (133 - 25) = 8838,82 (kcal) 6.1.2.8. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài của vỏ nồi: Q8 = G8 C8 (t2’ – tkk) (kcal) Trong đó: G8 = F × d × r (kg) F = = 23,4 (m2) (d: khoảng cách giữa 2 lớp vỏ, d = 0,05 m) Suy ra: G8 = 23,4 × 0,004 × 7850 = 734,76 (kg) Vậy: Q8 = 734,76 × 0,12 × (133 – 25) = 9522,49 (kcal) 6.1.2.9. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Q9 = F × T9 × a × ( tbm - tkk ) (J) Trong đó: tkk = 25oC tbm = = 79oC a = 9,3 + 0,058 × 79 = 13,88 (W/m2.độ) T9: Thời gian nấu malt. Theo sơ đồ nấu (3.2.3) thì thời gian nấu nồi malt là: T9 = 140 × 60 = 8400 (giây) F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi, F = 21,72 m2. Vậy: Q9 = 21,72×8400×13,88 ×(79 - 25) = 136748424,96 (J) = 32668,04 (kcal) Tổng nhiệt dùng cho nồi malt: QM = = 68415,6 + 1453,71+ 1853,85 + 73921,07 + 2848,61 + 22261,01 + 8838,82 + 9522,49 + 32668,04 QM = 221783,2 (kcal) 6.1.2.10. Chi phí hơi cho nồi nấu malt: Lượng hơi cung cấp cho nồi malt được tính: DM = Trong đó: ih: Hàm nhiệt của hơi nước ở 133oC = 652 kcal/kg [4, tr 313]. in: Hàm nhiệt của nước ngưng ở 133oC =133,5 kcal/kg. DM = = 427,74 (kg) Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = = =183,32 (kg/h) Với T: Thời gian nấu một nồi malt. Theo sơ đồ nấu mục (3.2.3): T = 140 phút). 6.1.3. Tính hơi cho nồi houblon hóa: Trong quá trình lọc bã nguyên liệu thì nhiệt độ của khối dịch đường có giảm xuống, chọn nhiệt độ giảm xuống là 5oC. 6.1.3.1. Lượng nhiệt nâng khối dịch từ 73oC đến 75oC: Q1 = G1 × C1 (t2 – t1) (kcal) Trong đó: G1: Khối lượng dịch có trong nồi houblon hóa, kg. C1: Nhiệt dung riêng của dịch đường, (J/kg.độ). t1 = 73oC; t2 = 75oC Theo bảng 4.3, lượng dịch có trong nồi houblon hóa của một mẻ là: G1= 8871,02 (lít) C1: Nhiệt dung riêng của dịch đường ở ttb = C1 = 4190 – (2514 – 7,542 × t) × x (J/kg.độ) [12, tr 152] x: Nồng độ dịch đường trong nồi houblon hóa. Lấy trung bình là 12% C1 = 4190 – (2514 – 7,542×74)×0,12 = 3966,61 (J/kg.độ) = 0,95 (kcal/kg.độ) Vậy: Q1 = 8871,02 × 0,95 × (75 - 73) = 16854,94 (kcal) 6.1.3.2. Lượng nhiệt giữ khối dịch ở 75oC trong khoảng 10 phút: Q2 = F × T2 × a × (t - tkk) (J) Trong đó: F = (m2) T2 = 10 × 60 = 600 (giây) tkk = 25oC, t = oC a = 9,3 + 0,058 × 50 = 12,2 (W/m2.độ) Vậy: Q2 = 22,22 × 600 × 12,2 × (50 - 25) = 4066260 (J) = 971,4 (kcal) 6.1.3.3. Lượng nhiệt nâng khối dịch từ 75oC đến 100oC: Q3 = G3 × C3 × (t2 - t1) (kcal) Trong đó : G3 = G1 = 8871,02 (kg) t1 = 750C ; t2 = 1000C ttb = C3 = 4190 – (2514 – 7,542×87,5)×0,12 = 3967,51(J/kg.độ) = 0,95 (kcal/kg.độ) Vậy: Q3 = 8871,02× 0,95 × (100 - 75) = 210686,73 (kcal) 6.1.3.4. Lượng nhiệt giữ khối nấu ở 100oC trong 60 phút: Q4 = F × T4 × a × (t - tkk) (J) Trong đó: F = 22,22 (m2) T4 = 60 × 60 = 3600 (giây) tkk = 25oC; t = 62,5oC a = 9,3 + 0,058 × 62,5 = 12,93 (W/m2 độ) Vậy: Q4 = 22,22 × 3600 ×12,93×(62,5 - 25) = 38786121 (J) = 9265,67 (kcal) 6.1.3.5. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên trong của nồi: Q5 = G5 ×C5 × (t’2 – tkk) (kcal) Trong đó: G5 = F × d × r = 22,22 × 0,004 × 7850 = 697,71 (kg) C5 = 0,12 (kcal/kg.độ) t’2 =133oC Vậy: Q5 = 697,71 × 0,12 × (133 - 25) = 9042,32 (kcal) 6.1.3.6. Lượng nhiệt đun nóng vỏ thép bên ngoài của vỏ nồi: Q6 = G6 × C6 × (t2’ – tkk) (kcal) Trong đó: G6 = F × ρ × δ (kg) F = 4 × π × (R + d)2 = (m2) Suy ra: G6 = 23,92 × 0,004 × 7850 = 751,09 (kg) Vậy: Q6 = 751,09 × 0,12 × (133 - 25) = 9734,1 (kcal) 6.1.3.7. Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: Q7 = F × T7 × a × (tbm - tkk) (J) Trong đó: F = 22,22 (m2) tkk = 25oC tbm = = 79oC a = 9,3 + 0,058 × 79 = 13,88 (W/m2.độ) T7: Thời gian houblon hóa, T7 = 100 × 60 = 6000 (giây). Vậy: Q7 = 22,22 × 6000 × 13,88 × (79 - 25) = 99926006,4 (J) = 23871,48 (kcal) 6.1.3.8. Lượng nhiệt cần để bốc hơi nước: Qbh = rhh × w (kcal) Trong đó: rhh : Nhiệt hóa hơi của nước ở 100oC = 540 (kcal/kg) [12, tr 254] w: Lượng nước bốc hơi, kg. Lượng này bằng độ chênh lệch thể tích của dịch đường trước và sau houblon hóa. Theo bảng 4.3, ta có: w = 8871,02–7914,73= 956,29 (kg) Vậy: Qbh = 540 × 956,29 = 516396,6 (kcal) Tổng lượng nhiệt cung cấp cho nồi houblon hóa là: QH = + Qbh = 16854,94 + 971,4 + 210686,73 + 9265,67 + + 9042,32 + 9734,1 + 23871,48 + 516396,6 QH = 796823,24 (kcal) 6.1.3.9. Tính chi phí hơi: Theo (6.1.9): DH = = 1536,78 (kg) Cường độ hơi tiêu tốn: Dh = = 922,07 (kg/h) Với T: Thời gian houblon hóa = 100 phút. 6.1.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước: 6.1.4.1. Lượng nhiệt đun nước nấu nguyên liệu từ 25oC đến 34oC : QN = G × C × (t2 - t1) (kcal) Trong đó: G: Lượng nước nấu một mẻ = 8,47m3 = 8470 kg (mục 5.2.3). C: Nhiệt dung riêng của nước, C = 1 kcal/kg.độ. t1 = 25oC, t2 = 34oC Vậy : QN = 8470 × 1 × (34 - 25) = 76230 (kcal) 6.1.4.2. Tính chi phí hơi: Thời gian đun nước nóng cho một mẻ nấu là: T = 1 h. DN = (kg) Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = (kg/h) 6.1.5. Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một mẻ: Dm = DNg + DM + DH + DN = 466,86 + 427,74 + 1536,78 + 147,02 = 2578,4 (kg) Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày (10 mẻ): D = 10 × Dm = 10 × 2578,4= 25784 (kg) 6.1.6. Lượng hơi nước dùng trong phân xưởng chiết rót: Hơi dùng cho máy rửa chai: 500 kg/h. Hơi dùng cho máy thanh trùng: 1000 kg/h. Tổng lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng chiết rót trong một ngày là: Dc = 24 × (1000 + 500) = 36000 (kg) 6.1.7. Lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy để sản xuất trong một ngày: DSx = D + Dc = 25784 + 36000 = 61784 (kg) 6.1.8. Lượng hơi dùng để vệ sinh, sát trùng thiết bị và các mục đích khác: Lượng hơi này lấy bằng 8% tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất: Dk = 61784 × 0,08 = 4942,72 (kg) Cường độ tiêu tốn hơi: Dh = = 205,95 (kg/h) 6.1.9. Tính và chọn lò hơi: Theo tính toán ở trên ta có tổng lượng hơi tiêu thụ trong một giờ: D = 215,48 +183,32 +922,07+147,02+1500 +205,95 = 3173,84 (kg/h) Lượng hơi dùng thực tế: Dtt = D/h. Với: h là hệ số tổn thất nhiệt độ, mất mát do bảo ôn, đường ống, các thiết bị phụ tải, tổn thất do trở lực trên đường ống và hiệu suất lò. Chọn h = 0,8. Vậy : Dtt = (kg/h) Chọn lò hơi kiểu B8/40 của Liên xô [5]: - Sản lượng hơi: 4000 ¸ 4500 kg/h - Áp suất hơi cực đại: 10 kg/cm2 - Thể tích lò hơi: 20 m3 - Lượng nước dùng cho lò: 5,8 m3 - Kích thước ngoài: 4300×3570×3950 mm - Số lượng: 1 cái 6.1.10. Tính nhiên liệu: 6.1.10.1. Dầu F.O: Dầu F.O là nhiên liệu chính sử dụng cho lò hơi. D = , kg/h [9, tr 31] Q: Nhiệt lượng của dầu, Q = 6728,2 kcal/kg G: Năng suất hơi, G = 1290,18 kg/h h: Hiệu suất lò hơi, h = 70% ih: Nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, ih = 658,3 kcal/kg in: Nhiệt hàm của nước ở áp suất làm việc, in = 153,5 kcal/kg. Vậy: D = = 138,28 (kg/h) Lượng dầu F.O nhà máy sử dụng trong một năm: mF.O =138,28 × 24 × 310 = 10288,03 (kg) 6.1.10.2. Xăng: Sử dụng cho các xe của nhà máy, lượng xăng sử dụng: 150 (l/ngày). Lượng xăng nhà máy sử dụng trong một năm: 150 × 310 = 46500 (lít) 6.1.10.3. Dầu D.O: Dùng để chạy máy phát điện. Một năm dùng 2000 (kg). 6.1.10.4. Dầu nhờn: Dùng để bôi trơn các máy móc, thiết bị, sử dụng 7 kg/ngày. Lượng dầu nhờn cần cho một năm: 7 × 310 = 2170 (kg). 6.2. Tính nước: 6.2.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu: - Nước dùng để nấu và rửa bã trong một mẻ: Theo mục (5.2.3) thì V1 = 8,47 (m3) - Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu: V2 = 15% × V1 = 0,15 × 8,47 = 1,27 (m3) Vậy lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày: Vn = 10 × (V1 + V2 ) = 10 × (8,47 + 1,27) = 97,4 (m3/ngày) 6.2.2. Nước dùng cho lò hơi: Lượng nước dùng cho lò hơi theo (6.1.9) trong 1 giờ là: 5,8 m3. Suy ra, lượng nước dùng cho một ngày là:V = 5,8 × 24 = 139,2 (m3/ngày). 6.2.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men: Chủ yếu là để vệ sinh thiết bị lên men. Lượng nước dùng cho một ngày là: Vlm = 40 (m3/ngày) 6.2.4. Nước dùng cho máy rửa chai: Theo đặc tính kỹ thuật của chai thì lượng nước cần dùng để rửa một chai là: 1 lít. Vậy lượng nước cần dùng cho một ngày là: 1 × 280827 = 280827 (lít/ngày) = 280,83 (m3/ngày) 6.2.5. Nước dùng cho thanh trùng: Lượng nước cần tiêu hao là 1,5 lít/chai. Do đó, lượng nước cần dùng là: 1,5 × 280,83 = 421,25 (lít) = 421,25 (m3/ngày) 6.2.6. Nước dùng cho hệ thống lạnh: Yêu cầu: 1 lít nước/1 lít bia. Theo bảng 4.3, lượng bia thành phẩm là: 122580,65 lít/ngày. Do đó, lượng nước cần dùng là: 122580,65 (lít/ngày) = 122,58 (m3/ngày). 6.2.7. Nước dùng cho sinh hoạt: 6.2.7.1. Nước dùng cho nhà tắm, nhà vệ sinh: Tính cho 60% số người trong ca đông nhất, tiêu chuẩn 70 lít/người/ngày. Vậy lượng nước cần dùng: 3 × 70 × 0,6 × 89 = 11214 (lít/ngày) = 11,21 (m3/ngày) 6.2.7.2. Nước rửa xe: Sử dụng 5000 lít/ngày = 5 (m3/ngày). 6.2.7.3. Nước dùng cho nhà ăn: Sử dụng khoảng 10 (m3/ngày). 6.2.7.4. Nước cứu hỏa: Lượng nước cần dùng 10 lít/giây trong 2 giờ. 3600 × 2 × 10 = 72000 lít = 72 (m3) 6.2.7.5. Nước tưới cây xanh và dùng cho các mục đích khác: Sử dụng 5 m3/h. Lượng nước sử dụng trong một ngày: 5 × 24 = 120 (m3/ngày) Như vậy, tổng lượng nước cần dùng trong một ngày của nhà máy là: V = 97,4 +139,2 + 40 + 280,83 + 421,25 + 122,58 + 11,21+ 5 + 10 + 120 V = 1247,47 (m3/ngày) Tổng lượng nước cần dùng trong một năm của nhà máy là: (1247,47 × 310) + 72 = 386787,7 (m3/năm) Chương 7 TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 7.1. Tổ chức: 7.2.1. Sơ đồ tổ chức của nhà máy: GIÁM ĐỐC PGĐ KỸ THUẬT PGĐ KINH DOANH Phòng kỹ thuật Phòng KCS Phòng kế toán, tài vụ Phòng kế hoạch Phòng maketing Phòng tổ chức hành chính Phòng lao động tiền lương Phòng đời sồng Phòng y tế Phân xưởng sản xuất Phân xưởng hoàn thiện Phân xưởng cơ điện Phân xưởng phụ trợ Bộ phận lên men Bộ phận chiết rót Kho bao bì Kho thành phẩm Bộ phận lò hơi Bộ phận lạnh khí nén Bộ phận cơ khí Cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu Xử lý nước Bộ phận nấu 7.2.2. Bố trí lao động: Mỗi ngày nhà máy làm việc 3 ca: + Ca 1 : Từ 6h đến 14h + Ca 2 : Từ 14h đến 22h + Ca 3: Từ 22h đến 6h sáng hôm sau. Khoảng thời gian giao ca là 10 phút. Nhà máy làm việc 310 ngày/năm. Riêng phân xưởng lên men do đặc thù nên làm việc liên tục. Còn khối hành chính làm việc 8h/ngày: + Sáng : Từ 7h đến 11h30. + Chiều : Từ 13h30 đến 17h. 7.2.2.1. Lao động gián tiếp (làm việc theo hành chính): Bảng 6.1: Bảng phân phối lao động gián tiếp TT Chức năng Số người 1 Giám đốc 1 2 Phó giám đốc 2 3 Phòng kĩ thuật 4 4 Phòng KCS 6 5 Phòng kế toán , tài vụ 3 6 Phòng kế hoạch 3 7 Phòng marketing 5 8 Phòng tổ chức hành chính 4 9 Phòng lao động , tiền lương 3 10 Phòng đời sống 2 11 Phòng y tế 3 12 Nhà ăn , căn tin 3 13 Phòng bảo vệ 4 14 Nhà vệ sinh 2 Tổng số người lao động gián tiếp: 45 người 7.2.2.2. Lao động trực tiếp (làm việc theo ca): TT Chức năng Số người/ca Số ca Tổng số người 1 Phân xưởng nấu 3 3 9 2 Phân xưởng lên men 3 3 9 3 Phân xưởng chiết rót 15 3 45 4 Xử lí nước 2 3 6 5 Kho bao bì 1 3 3 6 Kho thành phẩm 1 3 3 7 Phân xưởng lò hơi 2 3 6 8 Phân xưởng lạnh-khí nén 2 3 6 9 Phân xưởng cơ khí 3 3 9 10 Cung cấp nguyên-nhiên liệu 1 3 3 11 Lái xe vận chuyển trong nhà máy 2 3 6 12 Lái xe vận chuyển ngoài nhà máy 4 4 13 Lái xe cho lãnh đạo nhà máy 1 1 14 Công nhân bốc dỡ 4 3 12 Tổng nhân lực lao động trực tiếp 44 122 Tổng cộng nhân lực của nhà máy : 44 + 122 = 166 người Số người của một ca đông nhất sẽ bằng tổng số người lao động gián tiếp và số người lao động trực tiếp của một ca : 45+ 44 = 89 người. 7.2. Tính xây dựng: 7.2.1 Kích thước các công trình: 7.2.1.1 Phân xưởng nấu: Phân xưởng này do dùng nhiều nhiệt và là nơi đặt máy nghiền, làm sạch nên thải nhiều nhiệt và bụi. Do đó cần xây dựng nhà nhiều tầng để tận dụng sự chiếu sáng, thông gió, tiết kiệm diện tích đất. Phân xưởng nấu là nhà 3 tầng: - Tầng 1: 3 bước cột 6 m, 3 nhịp 6 m, kích thước (18×18×3,6) m. - Tầng 2: Gồm 1 khu đổ mê có bước cột 6 m, kích thước (6×18×4,2) m và 1 khu không đổ mê có 2 bước cột 6 m, 2 nhịp 6 m, kích thước (12×12×5,4) m. - Tầng 3: Bước cột 6 m, kích thước (6×12×4,8) m. 7.2.1.2. Phân xưởng lên men: Phân xưởng lên men xây dựng gần phân xưởng nấu để tiết kiệm đường ống và giảm hao hụt dịch lên men. Phân xưởng lên men là nhà 2 tầng và gồm những phòng lạnh lớn, bước cột 6m và 9m, kích thước: - Khu lên men phụ là tầng 1: (54×36×7,2) m. - Khu lên men chính là tầng 2: (48×27×6) m. 7.2.1.3. Phân xưởng chiết rót: Được đặt gần phân xưởng lên men, kho thành phẩm, kho chứa két và chai. Phân xưởng chiết rót xây dựng 1 tầng: 6 bước cột 6 m, 2 nhịp 12 m. Kích thước: (36×24×5,4) m. 7.2.1.4. Kho nguyên liệu: Là khu đất để đặt các silô chứa nguyên liệu, các silô chứa đặt ngoài trời. Khu đất có kích thước: (15 ×12) m. 7.2.1.5. Kho thành phẩm: Kho được xây dựng đủ để chứa bia thành phẩm trong 7 ngày. Theo mục (4.2.5.1), lượng chai sử dụng trong một ngày là: 272402 chai. Chai được chứa trong két nhựa, mỗi két chứa 20 chai. Kích thước két: (40×30×25) cm. Các két được xếp chồng lên nhau, mỗi chồng 15 két. Chiều cao của một chồng két bia: 0,25×15 = 3,75 m. Diện tích phần chứa két bia thành phẩm: F1 = (m2). Với: n : Số ngày dự trữ, n = 7 ngày. N : Số chai bia sản xuất trong ngày, N = 272402 chai. f : Diện tích mỗi chồng két, f = 0,4×0,3 = 0,12 m2. nc : Số chai trong một két, nc = 20 chai. nk : Số két trong một chồng, nk = 15 két . a : Hệ số khoảng cách giữa các chồng, a = 1,1. F1 = (m2) Diện tích phần đi lại trong kho chiếm 20% diện tích chứa két: F2 = 0,2 × 838,99 = 167,8 (m2) Diện tích kho chứa: F = F1 + F2 = 838,99 + 167,8 = 1006,79 (m2) Vậy kho thành phẩm có kích thước: (35×28×5,4) m. 7.2.1.6. Kho chứa két và chai: Số lượng chai và két phải đủ để chứa bia trong 7 ngày. Tương tự kho thành phẩm ta tính được kích thước kho chứa két và chai là: (35×28×5,4) m. 7.2.1.7. Phân xưởng lò hơi: Phân xưởng lò hơi dễ cháy nổ nên đặt cuối hướng gió. Phân xưởng chứa các thiết bị lò hơi và bộ phận khác của hệ thống, có kích thước: (12×12×5,4) m. 7.2.1.8. Phân xưởng cơ điện: Xây dựng nhà 1 tầng có kích thước (18×12×5,4) m [9, tr 63]. 7.2.1.9. Nhà hành chính: Bao gồm các phòng sau [9, tr 62]: - Phòng giám đốc : 6 × 4 = 24 ( m2) - Phòng phó giám đốc : 2 × (4 × 3 ) = 24 ( m2) - Phòng tài vụ : 4 × 4 = 16 ( m2) - Phòng tổ chức hành chính : 4 × 4 = 16 ( m2) - Phòng kỹ thuật : 6 × 4 = 24 ( m2) - Phòng KCS : 6 × 4 = 24 ( m2) - Phòng Marketing : 4 × 4 = 16 ( m2) - Phòng đời sống : 4 × 4 = 16 (m2) - Phòng kế hoạch : 4 × 4 = 16 (m2) - Phòng y tế : 3 × 2 = 6 ( m2) - Hội trường : 25 × 6 = 150 ( m2) Tổng cộng diện tích nhà hành chính: 332 m2. Xây dựng nhà 2 tầng, nên diện tích mỗi tầng là: 166 m2. Kích thước: - Tầng 1: ( 30×6×4,2) m. - Tầng 2: ( 30×6×4,2) m. 7.2.1.10. Khu xử lý nước: Nhà này được dùng để đặt các thiết bị xử lý nước cung cấp cho phân xưởng nấu, lên men, chiết rót, lò hơi,... Xây dựng nhà kích thước: (12×6×5,4) m. 7.2.1.11. Đài nước: Đài nước là nơi chứa nước đã xử lý để cung cấp cho các phân xưởng sản xuất trong nhà máy. Kích thước: + Chiều cao đặt đài nước : 17 m + Đường kính đài nước : 3 m + Chiều cao đài nước : 6 m. 7.2.1.12. Trạm biến áp [9, tr 63]: Trạm biến áp thường đặt ở góc nhà máy, nơi ít người qua lại. Kích thước: (4×4×5,4) m. 7.2.1.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng: Kích thước: (6×6×5,4) m. 7.2.1.14. Nhà ăn - căn tin: Tính cho 2/3 nhân viên ở ca đông nhất. Số nhân viên của ca đông nhất là: 89 người. 89 × 2/3 = 60 (người) Diện tích cho mỗi người : 2,25 m2 [9, tr 64]. Diện tích nhà ăn : 60 × 2,25 = 135 m2 Kích thước : (12×12×5,4) m 7.2.1.15. Nhà tắm, nhà vệ sinh: Tính cho 60% nhân viên ở ca đông nhất: 60%×89 = 54 người [9, tr 64]. - Số phòng tắm: Trung bình 9 người/phòng. Vậy cần xây 6 phòng. Kích thước mỗi phòng: (1×1,5×3,6) m. - Số phòng vệ sinh = số nhà tắm = 6 phòng. Kích thước mỗi phòng: (1×1,5×3,6) m. Vậy kích thước nhà tắm và nhà vệ sinh: (12×4×3,6) m. 7.2.1.16. Gara ôtô: Đây là nơi để xe của nhà máy và cũng là trạm bảo quản và sửa chữa xe. Số xe của nhà máy bao gồm: - 01 xe lãnh đạo nhà máy. - 01 xe đưa đón công nhân. - 02 xe nâng. - 03 xe chở hàng. Tính diện tích 15 m2 cho một xe + 10 m2 làm phòng nạp điện acqui. Diện tích của gara ôtô sẽ là: (15×7) + 10 = 115 m2. Kích thước gara: (20×6×5,4) m. 7.2.1.17. Nhà để xe đạp, xe máy: Tính cho 60% nhân viên ca đông nhất: 60%×89 = 54 người [9, tr 64] Diện tích được tính là 1xe máy/1 m2, 3 xe đạp/1m2. Kích thước: ( 14×4×3,6 ) m. 7.2.1.18. Phòng thường trực và bảo vệ: Phòng này được xây gần cổng chính của nhà máy. Kích thước: (4×6×3,6) m. 7.2.1.19. Kho nhiên liệu: Dùng chứa xăng, nhớt cho xe và các thiết bị máy móc. Kích thước: (12×6×5,4) m. 7.2.1.20. Khu xử lý nước thải: Kích thước: (18×6×5,4) m. 7.2.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy: 7.2.2.1. Diện tích khu đất: , m2 [9, tr 49] Trong đó : F : Diện tích khu đất nhà máy. FXD: Tổng diện tích xây dựng các công trình. KXD: Hệ số xây dựng. Đối với nhà máy thực phẩm thường: KXD = 35¸40%. Chọn: KXD = 35%. F = = 18607,74 (m2) 7.2.2.2. Tính hệ số sử dụng: [9, tr 50] Trong đó: Ksd: Hệ số sử dụng, nó đánh giá chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tổng mặt bằng nhà máy. Fsd: Diện tích sử dụng khu đất. Fsd = FCX + Fgt + FXd , m2 Với: FCX: Diện tích trồng cây xanh (bằng 25% tổng diện tích các công trình). Fgt: Diện tích đường giao thông (bằng 50% tổng diện tích các công trình). FCX = 0,25 × 6512,71 = 1628,18 (m2) Fgt = 0,5 × 6512,71 = 3256,36 (m2) Vậy: Fsd = 1628,18 + 3223,36 + 6512,71 = 11397,25 (m2) Nên: Ksd = Chương 8 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 8.1. An toàn lao động: 8.1.1. An toàn lao động cho người: Để thực hiện tốt công tác này ta cần phải thực hiện tốt các vấn đề sau: - Giáo dục ý thức và biện pháp bảo hộ lao động. - Công nhân phải có găng tay để tránh đứt, xước tay khi vận chuyển. - Đối với công nhân vận hành máy, công nhân ở phân xưởng cơ điện cần có găng tay, kính bảo vệ mắt, ủng,… - Các cầu dao điện phải được che đậy cẩn thận, phải thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng. Các dây điện đèn, điện máy cần chắc chắn, có bọc lớp cách điện tốt. 8.1.2. An toàn về trang thiết bị: - Tại các phân xưởng phải có biển báo về quy trình vận hành từng loại thiết bị. - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với quá trình sản xuất. Các loại thiết bị có động cơ như: gàu tải, máy nghiền…phải có che chắn cẩn thận. - Phải kiểm tra lại các bộ phận của máy trước khi vận hành để xem có hư hỏng gì không, nếu có phải sửa chữa kịp thời. - Máy móc thiết bị phải sử dụng đúng chức năng và phù hợp với công suất. - Phải có chế độ vệ sinh, bôi dầu mỡ vào ốc vít dể tránh rò rỉ, xả dầu và khí không ngưng ra khỏi hệ thống. 8.1.3. Phòng chống cháy nổ: -Vận hành lò hơi theo yêu cầu. - Không hút thuốc tại kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… Cấm tự động đem chất cháy nổ vào nhà máy. - Phải đủ nước, phương tiện chữa cháy trong các phân xưởng. - Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy tại nhà máy. - Các bình NH3, CO2 để nơi râm mát, không lăn khi vận chuyển. 8.1.4. Một số yêu cầu khác: * Chiếu sáng và thông gió: - Trong từng phân xưởng phải đảm bảo đủ ánh sáng để thuận lợi trong sản xuất và không ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân. - Nhà sản xuất và làm việc phải được thông gió tốt. Phân xưởng nấu thải nhiều nhiệt cần phải bố trí thêm quạt máy, tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc. Phân xưởng chiết rót cũng cần phải bố trí thêm quạt thông gió. * An toàn với hóa chất: Các hoá chất phải đặt đúng nơi quy định. Khi sử dụng phải đúng liều lượng để tránh gây độc hại, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm, ăn mòn và hư hỏng thiết bị. * Chống sét: Ðể đảm bảo an toàn cho các công trình trong nhà máy, phải có cột thu lôi cho những công trình ở vị trí cao. 8.2.Vệ sinh công nghiệp: Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, sức khỏe cho công nhân và người tiêu dùng, uy tín của nhà máy thì vấn đề vệ sinh công nghiệp là hết sức quan trọng, 8.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân: Với những công nhân trực tiếp sản xuất thì vấn đề này cần phải nghiêm ngặt: - Công nhân phải ăn mặc quần áo sạch sẽ. Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục của nhà máy, đội mũ, đeo khẩu trang, đi ủng và mang găng tay. - Không được ăn uống trong khu vực sản xuất. - Thực hiện tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ 6 tháng một lần. Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất. 8.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị: - Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh sạch sẽ. - Ðối với thùng lên men sau khi giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men tiếp theo. - Ngoài ra sau mỗi ca làm việc cần vệ sinh dụng cụ chế biến cho sạch sẽ. 8.2.3. Vệ sinh xí nghiệp: Trong các phân xưởng sản xuất, sau mỗi mẻ, mỗi ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc. Thường xuyên kiểm tra vệ sinh trong và ngoài các phân xưởng. 8.2.4. Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất: Phế liệu trong quá trình sản xuất như bã hèm, bã hoa, bã men… là những loại phế liệu dễ gây nhiễm bẩn. Sau mỗi mẻ sản xuất cần phải chứa đúng nơi quy định và đưa ra ngoài phân xưởng để xử lý. Những loại phế liệu này có thể bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc và phân bón. Do vậy phải giải quyết kịp thời để tránh ứ đọng phế liệu, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khoẻ con người và môi trường. 8.2.5. Xử lý nước để sản xuất: Nước là nguyên liệu sử dụng với lượng lớn nhất trong sản xuất bia. Để có 1 lít bia phải sử dụng từ 4,5÷12 lít nước, trung bình là 6 lít. Nước chiếm 92÷94% khối lượng và có vai trò hết sức quan trọng đến chất lượng bia. Nước là thành phần chính của bia, tham gia vào các quá trình đường hoá, lên men, lọc, chiết rót, cấp cho lò hơi, cấp cho các thiết bị trao đổi nhiệt, vệ sinh nhà xưởng, cấp cho sinh hoạt... Nhà máy sử dụng nguồn nước cấp từ nước máy của thành phố. Quá trình xử lý (giống nhà máy Bia Sài Gòn-Nghệ Tĩnh ) như sau: Hệ thống phối trộn, kiểm soát nước Nước máy (bể 1) Lọc thô Châm Clorin Bể chứa 2,3 Nước sinh hoạt Lọc cát Lọc than hoạt tính Lọc tinh 1 Hệ thống bơm trung gian Hệ thống trao đổi ion Bể chứa nước 1(nấu bia) Lọc tinh 2 8.2.6. Xử lý nước thải: Nước thải của quá trình sản xuất bia chứa lượng lớn chất hữu cơ, chủ yếu là cặn protein, xác men bia, tinh bột, đường, bã hoa,… Đây là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật gây thối hoạt động và phát triển. Chính vì vậy cần phải xử lý nước thải để tránh gây ô nhiễm môi trường tại nơi làm việc và môi trường xung quanh. Nhà máy xử lý nước thải (giống nhà máy bia Sài Gòn-Nghệ Tĩnh) như sau: Nước thải Máy chắn rác NaOH Bể điều hòa Axit H2SO4 Bể UASB (yếm khí) Bể lắng 1 Bùn Bể nén bùn Nước Bùn Bể trung gian Biological Bể Aeroten O2 Bùn Máy ép bùn Bể lắng 2 Bùn Nước NaOCl Bể khử trùng Chương 9 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm của nhà máy, đảm bảo cho công nhân thao tác đúng quy trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. Ðồng thời qua đó phát hiện được những sai sót để điều chỉnh hoặc có biện pháp cải tiến kỹ thuật để chất lượng sản phẩm tốt hơn và nhà máy hoạt động tốt. 9.1. Kiểm tra sản xuất: 9.1.1. Kiểm tra nguyên liệu: 9.1.1.1. Kiểm tra chất lượng của malt: * Khi thu nhận: - Màu sắc: Malt phải có màu vàng sáng đều. - Mùi: Thơm nhẹ, không hôi khói, mốc, chua. - Vị: Ngọt dịu. - Trạng thái: Hạt khô, rời, không bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, không lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót. - Ðộ ẩm: Độ ẩm của malt bình thường khoảng 3÷3,5%, giới hạn cho phép là 5%. Xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. - Kiểm tra thời gian đường hóa của malt: Tính từ lúc nâng lên 700C đến khi không cho phản ứng màu với dung dịch I2. Thông thường 10÷20 phút, cho phép là 35 phút [10]. * Trước khi đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra như trước lúc nhập vào silô. Nếu có sự biến đổi rõ rệt các chỉ tiêu chất lượng phải báo ngay cho phòng kỹ thuật để có biện pháp xử lý. 9.1.1.2. Kiểm tra chất lượng của hoa houblon: - Hoa viên: Màu vàng xanh, không vụn nát, không mốc, mùi thơm đặc trưng. - Cao hoa: Màu xanh tươi, có mùi thơm vị đắng đặc trưng. 9.1.1.3. Kiểm tra chất lượng của ngô: Ngô sử dụng là ngô đã được tách phôi. Khi thu nhận phải sạch, không có mùi vị lạ, không được mốc, không bị sâu mọt... kích thước hạt phải đồng đều. Ðộ ẩm cho phép: 10÷14%. 9.1.1.4. Kiểm tra nước dùng nấu bia: - Kiểm tra độ trong, màu sắc và vi sinh vật của nước sau khi đã xử lý. Nước sản xuất phải trong suốt, không màu và mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh. - Kiểm tra độ trong bằng cách dùng máy đo độ đục [6, tr 98]. - Kiểm tra độ kiềm: Bằng cách định phân với axit HCl 0,1N có chỉ thị metyl da cam cho tới lúc đổi màu [6, tr 99]. - Kiểm tra độ pH: Đo bằng máy đo pH ở 200C, yêu cầu pH = 6,8 ¸7,3. - Kiểm tra độ cứng: Bằng phương pháp Wartha-preiffer [6, tr 101]. Yêu cầu trong khoảng 5 ¸ 6 mg đương lượng/lit. 9.1.1.5. Kiểm tra men giống: Men giống phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng. Nếu sử dụng sữa men thì không vượt quá 8 đời: - Dùng tiêu bản giọt ép để quan sát chủng nấm men Saccharomyces Carlsber -gensis Hansen. Khi còn trẻ, tế bào có dạng hình tròn, hình bầu dục. Khi phát triển thì có nhiều chồi, khi già thì có hình ovan dài. - Ðể đánh giá chất lượng của nấm men thì tiến hành nhuộm màu tế bào. Nhuộm tế bào xác định trạng thái sinh lý và hoạt lực của chúng để quyết định có đưa đi sản xuất hay không. 9.1.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất: 9.1.2.1. Công đoạn nấu: * Nghiền nguyên liệu: Khi nghiền nguyên liệu, phải kiểm tra mức độ nát của nguyên liệu để đảm bảo cho quá trình thủy phân: - Malt: Kiểm tra thành phần của bột nghiền. Do nhà máy sử dụng thiết bị lọc khung bản nên tỷ lệ bột nghiền như sau [4, tr 235]: + Vỏ: 7÷11%. + Tấm bé: 48÷68%. + Bột thô: 8÷11%. + Bột thô: 17÷22%. - Ngô: Độ mịn của bột ngô sau khi nghiền càng cao càng tốt. * Nấu nguyên liệu, lọc dịch đường, houblon hóa: - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt và giữ nhiệt bằng đồng hồ nhiệt kế. - Kiểm tra mức độ đường hóa (tinh bột sót): Dùng dung dịch I2 để kiểm tra khối dịch đã đường hóa hết chưa. - Kiểm tra độ trong của dịch lọc bằng máy đo độ đục. - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau lọc bằng đường kế. - Kiểm tra màu của dịch đường bằng phương pháp quang phổ [6, tr 117]. - Kiểm tra pH bằng máy đo pH. * Lắng trong và làm lạnh: - Kiểm tra độ trong bằng máy đo độ đục và nồng độ của dịch đường trước khi lên men bằng đường kế. Đo ở 200C, yêu cầu đạt 18%. - Kiểm tra nhiệt độ của dịch đường sau khi đã làm lạnh bằng nhiệt kế. Nhiệt độ của đường sau khi làm lạnh phải đạt 10oC. - Kiểm tra pH của dịch đường bằng máy đo pH. 9.1.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men: * Nuôi cấy nấm men sản xuất: - Cứ 2 giờ kiểm tra sự sinh trưởng, phát triển của nấm men bằng cách đo độ giảm chất chiết và đếm số lượng tế bào có trong một đơn vị thể tích dịch bằng kính hiển vi. Ðồng thời kiểm tra tính thuần khiết của men, quan sát trên kính có men dại hay không, vi khuẩn lạ trong dịch men giống. - Kiểm tra nhiệt độ môi trường nuôi men bằng nhiệt kế ở thiết bị nhân giống. * Kiểm tra quá trình lên men chính: Thường kiểm tra 2 lần /1 ca. - Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men và mức độ thay đổi nhiệt độ và áp suất theo đúng yêu cầu. - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua các thời kỳ lên men. - Kiểm tra pH của dịch. - Kiểm tra độ màu bằng phương pháp quang phổ. - Kiểm tra mức độ kết lắng của huyền phù. - Kiểm tra độ tinh khiết của CO2 và chất lượng của sữa men để thu hồi. - Kiểm tra độ lên men nguyên thủy, biểu kiến và độ cồn của bia non bằng máy phân tích bia tự động. - Xác định hàm lượng CO2 hòa tan trong bia [6, tr 125]. * Kiểm tra quá trình lên men phụ và tàng trữ bia: - Kiểm tra nhiệt độ của phòng lên men phụ, nhiệt độ yêu cầu 1÷2oC. - Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men. - Kiểm tra áp suất dư ở thùng lên men phụ bằng các áp kế gắn ở thiết bị. - Kiểm tra hàm lượng CO2 hòa tan trong bia, độ lên men biểu kiến và độ cồn của bia trước khi đem lọc. - Kiểm tra độ chua của bia (là số ml NaOH 0,1N để chuẩn độ 10ml bia với chỉ thị phenolphtalein). Độ màu bằng phương pháp quang phổ. 9.1.2.3. Kiểm tra công đoạn thành phẩm: - Kiểm tra chế độ nhiệt độ ở máy thanh trùng. - Kiểm tra mức độ rót đầy bia trong chai. - Kiểm tra thời gian thanh trùng. 9.2. Kiểm tra sản phẩm: Ðể kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm ở các vị trí khác nhau của lô bia để kiểm tra, xác định các chỉ tiêu. Các chai được đưa đi kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ… 9.2.1. Các chỉ tiêu cảm quan [11]: - Bia có màu vàng nhạt, hay vàng rơm đẹp, trong suốt, không có đục vẩn, không có cặn hay vật thể nhỏ. Khi đổ vào cốc, bọt rất mịn, đầy, bột nổi đều liên kết, bọt trắng, kết dính bền tốt. - Mùi thơm, có mùi hoa houblon và malt tinh khiết đặc trưng, đễ chịu, hòa hợp. Không được có mùi men, mùi chua. - Vị: Vị bia phải thơm ngon, có vị đắng nhẹ của hoa houblon, hơi ngọt nhẹ. Bia không được quá đắng, quá ngọt hay chua, lạt hay vị lạ khác. 9.2.2. Thành phần hóa học: - Xác định tỷ trọng bia: Dùng tỷ trọng kế ở 200C. Yêu cầu: 1,005¸1,02 [11]. - Ðộ màu: Ðược xác định bằng phương pháp quang phổ hoặc có thể sử dụng bộ so màu bằng tay. - Ðộ pH của bia: Dùng máy đo, pH = 4,1 ¸ 4,8 [7, tr 96]. - Độ chua: Xác định trên 10 ml bia đã loại bỏ CO2 theo phương pháp trung hòa bằng NaOH 0,1N với chỉ thị phenolphtalein. Yêu cầu trong khoảng 3÷4 [11]. - Xác định độ lên men nguyên thủy, biểu kiến và độ cồn của bia bằng máy phân tích bia tự động. - Kiểm tra hàm lượng CO2 trong bia bằng phương pháp áp lực [6, tr 125]. Yêu cầu khoảng 0,35÷0,4% [7, tr 95]. - Xác định diaxetyl và các chất dixeton khác: Nguyên tắc: Tách các chất dixeton từ bia bằng cách chưng cất. Cho phần chưng cất được phản ứng với dung dịch O-fenilendiamin và tạo được chất dẫn xuất của quinoxalin. Axít hóa và đo quang phổ thu được từ phản ứng. Tính nồng độ các chất dixeton nhờ một hệ số được xác định qua chất chuẩn. Hàm lượng có trong bia từ yêu cầu < 0,2 mg/lit [10]. KẾT LUẬN Ngày nay nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, mức sống của người dân ngày càng được nâng cao. Do đó ngành công nghiệp cần phải tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt với số lượng nhiều. Từ đó, việc thiết kế nhà máy bia lên men dịch đường nồng độ cao với năng suất 38 triệu lít/năm tại khu công nghiệp Nam Cấm – Thành phố Vinh – Nghệ An của tôi sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu của thị trường trong và ngoài tỉnh, thúc đẩy nền kinh tế của tỉnh nhà phát triển và góp phần vào nền kinh tế chung của đất nước. Với xự hướng dẫn của cô Phan Thị Bích Ngọc, cùng với sự tìm hiểu của bản thân thì tôi đã hoàn thành đồ án thiết kế. Trong quá trình thiết kế tôi đã nắm bắt được những kiến thức về công nghệ sản xuất bia nói riêng và vấn đề xây dựng nhà máy thực phẩm nói chung, cố gắng tìm ra một phương án hợp lý và tối ưu nhất, nhưng do thời gian có hạn, cùng với sự hạn chế về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để nâng cao kiến thức chuyên môn nhằm phục vụ cho công tác sau này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: 1. Gs.Ts Nguyễn Thị Hiền (chủ biên), Pgs.Ts Lê thanh Mai, Ths Lê thị Lan Chi, Ths Nguyễn Tiến Thành, Ths Lê Viết Thắng (2009), Khoa học công nghệ Malt và Bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2. Nguyễn Bin (2007), Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 3. Nguyễn Văn May (2004), Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 4. Pgs.Pts Hoàng Đình Hòa (2002), Công nghệ sản xuất Malt và Bia, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 5. Phan Sâm (1985), Sổ tay kỹ thuật nồi hơi, Hà Nội. 6. PGS.TS Lê Thanh Mai (chủ biên), PGS.TS Nguyễn Thị Hiền và các tác giả (2005), Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 7. Phan Thị Bích Ngọc (2008), Bài giảng công nghệ lên men, Trường Đại Học Bách Khoa, Đà Nẵng. 8. PGS-TS Trần Minh Vượng (1999), Máy phục vụ chăn nuôi, Nhà xuất bản Giáo Dục. 9. Ths Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy hóa, NXB Ðà Nẵng. 10. Trần Thức (2006), Bài giảng công nghệ lên men 2, Trường Cao Đẳng Lương Thực – Thực Phẩm, Đà Nẵng. 11. Trần Thị Thanh Mẫn, Hồ Thị Tuyết Mai, Hoàng Minh Thục Quyên, Trần Thị Minh Hương (2006), Giáo trình phân tích thực phẩm, Trường Cao Đẳng Lương Thực – Thực Phẩm Đà Nẵng. 12. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2004), Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. Tiếng Nga: 13. Ц.P.3aЙЧИΚ (1977), ΟБΟPYДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ВИНОДЕΛЬЧЕСΚОЙ ПРОМЬІШΛЕННОСТИ, МОСΚВА. Các trang web: 14. ngày 18/02/2009. 15. ngày 15/02/2009. 16. ngày 15/02/2009. 17. ngày 02/03/2009. 18. ngày 18/02/2009. PHỤ LỤC Phụ lục 1. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất STT Tính nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm, phế liệu Tính cho 100kg Tính cho 1 mẻ Tính cho 1 ngày Tính cho 1 năm 1 Nguyên liệu ban đầu (kg) Malt 62 1226,78 12267,83 3803027,3 Ngô 35 692,54 6925,39 2146870,9 Đường 3 59,36 593,6 184016 2 Nguyên liệu sau làm sạch (kg) Malt 61,38 1214,52 12145,15 3764996,5 Ngô 34,65 685,61 6856,13 2125400,3 3 Nguyên liệu sau nghiền (kg) Malt 61,07 1208,48 12084,82 3746294,2 Ngô 34,48 682,18 6821,85 2114773,5 4 Dịch đường đun sôi (lit) 448,33 8871,02 88710,17 27500152,7 5 Dịch đường sau houblon hóa (lit) 400 7914,73 79147,26 24535650,6 6 Dịch đường sau lắng trong (lit) 384,02 7598,23 75982,27 23554504,94 7 Dịch lên men (lit) 366,82 7258,13 72581,33 22500212,3 8 Bia sau lên men chính (lit) 363,15 7185,55 71855,52 22275211,2 9 Bia sau lên men phụ (lit) 361,33 7149,62 71496,24 22163834,4 10 Nước vô trùng bổ sung (lit) 281,67 5573,35 55733,53 17277394,3 11 Lượng bia sau pha nước (lit) 638,67 12637,18 126371,8 39175258 12 Lượng bia sau lọc (lit) 357 7063,83 70638,29 21897869,9 13 Lượng bia thành phẩm (lit) 619,51 12258,06 122580,65 38000001,5 14 Lượng bã nguyên liệu (kg) 114,66 2862,36 28623,61 8873319,1 15 Lượng cao hoa (kg) 0,24 4,75 47,49 14721,9 16 Lượng hoa viên (kg) 0,17 3,36 33,64 10428,4 17 Lượng CO2 thu hồi (kg) 19,38 383,47 3834,68 1188750,8 18 Lượng men giống (lit) 3,67 72,62 726,18 225115,8 19 Lượng men thu hồi (lit) 7,34 145,24 1452,35 450229,21 20 Lượng chai (cái) 1075296 21 Lượng nắp (cái) 86977778 22 Lượng két (cái) 506668 23 Lượng nhãn (cái) 86977778 Phụ lục 2. Bảng tổng kết tính và chọn thiết bị TT Tên thiết bị Kích thước (m m) CSĐC (kW) Số Lượng 1 Silo chứa malt D = 3950; H = 15220 4 2 Silo chứa ngô D = 3100; H = 12010 1 3 Máy làm sạch 2200 × 1220 × 2150 4,6 1 4 Bunke chứa malt D = 1250; H = 2740 2 5 Bunke chứa ngô D = 850; H = 1870 2 6 Máy nghiền malt 1700 × 1500 × 1600 10 1 7 Máy nghiền ngô 1100 × 1000 × 1100 7 1 8 Cân nguyên liệu 3 9 Gàu tải 4 10 Vít tải 0,15 3 11 Nồi nấu malt D = 2630; H = 2620 5 1 12 Nồi nấu ngô D = 2280; H = 2270 5 1 13 Nồi houblon hóa D = 2660; H = 2640 5 1 14 Nồi nấu nước nóng D = 2620; H = 2600 1 15 Thiết bị lọc khung bản 2650 × 1240 × 1550 4,5 1 16 Thùng chứa bã nguyên liệu D = 2000; H = 2140 1 17 Thiết bị lắng Whirlpool D = 2190; H = 2880 1 18 Thiết bị làm lạnh nhanh 1870 × 700 × 1400 3 19 Bơm dịch ngô sang nồi malt 1385 × 510 × 907 5,5 1 20 Bơm dịch đường hóa đi lọc 1307 × 380 × 740 2,2 3 21 Bơm nước nóng 1307 × 380 × 740 2,2 1 22 Bơm dịch đường đi lắng trong 1385 × 510 × 907 5,5 1 23 Bơm dịch đường đi làm lạnh 432 × 290 × 285 1,7 3 24 Bơm dịch đi lên men 1307 × 380 × 740 2,2 3 25 Bơm dịch nấm men 1307 × 380 × 740 2,2 1 25 Bơm dịch bia đi chiết 1307 × 380 × 740 2,2 1 27 Bơm vệ sinh: - Phân xưởng nấu - Phân xưởng lêm men 1307 × 380 × 740 2,2 2 4 28 Bơm bia đi lọc 1307 × 380 × 740 2,2 1 29 Thiết bị lên men chính D = 2400; H = 4400 44 30 Thiết bị lên men phụ D = 2840; L = 5200 86 31 Thiết bị nuôi cấy nấm men: - Nuôi cấy cấp 1 - Nuôi cấy cấp 2 - Nuôi cấy cấp 3 D = 410; H = 980 D = 660; H = 1650 D = 1010; H = 2480 2 2 2 32 Thiết bị lọc bia 2650 × 1240 × 1550 4,5 1 33 Thùng phối trộn bột trợ lọc D = 600; H = 890 1 34 Thùng ổn định bia sau lọc D = 2770; L = 5080 10 35 Thùng chứa nước vô trùng D =1790; H = 2750 1 36 Máy chiết rót 975 × 800 × 1850 0,6 1 37 Máy rửa chai 7460 × 3540 × 2650 30 1 38 Máy rửa két 4000 × 1083 × 1175 3,5 1 39 Máy đóng nắp 850 × 710 × 1464 0,6 1 40 Máy thanh trùng 8620 × 2700 × 2600 22 1 41 Máy dán nhãn 3280 × 1100 × 1268 1,7 1 42 Máy gắp chai vào két 3460 × 1857 × 1705 1 1 43 Máy tháo chai khỏi két 5250 × 1400 × 2080 1 1 Phụ lục 3. Bảng tổng kết các công trình STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Phân xưởng nấu Phân xưởng lên men Phân xưởng chiết rót Kho chứa nguyên liệu Kho thành phẩm Kho chứa két và chai Phân xưởng lò hơi Phân xưởng cơ điện Nhà hành chính Khu xử lý nước Đài nước Trạm biến áp Nhà đặt máy phát điện Nhà ăn - Căn tin Nhà tắm, nhà vệ sinh Gara ô tô Nhà để xe đạp, xe máy Phòng thường trực, bảo vệ Kho nhiên liệu Khu xử lý nước thải Tổng cộng 18 × 18 × 12,6 54 × 36 × 13,2 36 × 24 × 5,4 15 × 12 35 × 28 × 5,4 35 × 28 × 5,4 12 ×12 × 5,4 18 × 12 × 5,4 30 × 6 × 8,4 12 × 6 × 5,4 D = 3, H = 6 4 × 4 × 5,4 6 × 6 × 5,4 12 ×12 × 5,4 12 × 4 × 3,6 20 × 6 × 5,4 14 × 4 × 3,6 4 × 6 × 3,6 12 × 6 × 5,4 18 × 6 × 5,4 324 1944 864 180 980 980 144 216 180 72 4,71 16 36 144 48 120 56 24 72 108 6512,71 MỤC LỤC