Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men bằng phương pháp cổ điển với năng suất 28 triệu lít/năm

ch thực của thùng là: Vt = (m3). Chọn đường kính thùng: D = 2 m. Chọn góc đáy nón: a = 45o. Chọn đường kính ống tháo dịch: d = 0,30 m Chọn chiều cao ống tháo dịch: h3 = 0,20 m. Chiều cao đáy nón: h2 = (m). Thể tích đáy: (m3). Thể tích phần trụ: VT = Vt – VD = 3,81 – 1,06 = 2,75 (m3). Chiều cao phần hình trụ của thùng: h1 = (m). Vậy chiều cao toàn bộ của thùng: H = h1 + h2 + h3 = 0,88 + 0,85 + 0,20 = 1,93 (m). Số lượng: 1 thiết bị. 5.1.12. Thiết bị lắng Whirlpool : Thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng trong bằng thể tích dịch đường sau khi houblon hoá của một mẻ. Theo bảng 4.3, thể tích dịch đường đưa vào thiết bị lắng trong là: 12.042,89 lít = 12,04 m3. Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị: j = 0,80. 5 3 4 2 1 D h2 h1 8 7 6 α H ho 1- Ống thoát hơi 2- Cửa quan sát 3- Ống dẫn dịch đường vào 4- Ống báo mức dịch đường 5- Cửa vệ sinh 6- Van xả cặn 7- Ống tháo dịch đường 8- Ống nước vệ sinh Thể tích thiết bị là: VT = m3. Chọn: h2 = 1,3D. Hình 5.5. Thiết bị lắng Whirlpool hiết bị lắng Wh lpoo l Ta có: VT = Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m). - Chiều cao thân thiết bị: h2 = 1,3D = 1,32,45= 3,19 (m). - Đường kính ống thoát hơi: (m). - Chiều cao nắp: Chọn góc nghiêng nắp thùng là: α = 15o. h1 = = (m) Vậy tổng chiều cao thùng lắng: HT = h1 + h2 = 0,28 + 3,19 = 3,47 (m). - Chọn chiều cao vị trí đặt ống dẫn dịch đường vào (kể từ đáy thiết bị): ho = (m). - Chọn ống dẫn dịch đường vào có đường kính: do= 35 mm, bề dày ống 3 mm. Tacó: (m). [3, trang 369] Trong đó: w: là tốc độ trung bình của chất lỏng trong ống từ 10 ¸14 m/s. Chọn: w = 12 m/s. V: là lưu lượng thể tích, m3/s. Suy ra: V = (m3) = 36 (m3/h). Thời gian dịch vào: T = (h) = 20,07 (phút). Số lượng thiết bị: 1 thiết bị. 5.1.13. Thiết bị làm lạnh : Lượng dịch đường đem đi làm lạnh của 1 mẻ bằng lượng dịch đường sau khi lắng trong trong 1 mẻ, theo bảng 4.3: Vd = 11.408,22 lít » 11,41 m3. Theo yêu cầu công nghệ ở mục (3.2.6), thời gian làm lạnh không quá 1 giờ. Chọn: 50 phút. Vậy năng suất cần làm việc của thiết bị là: (m3/h). Chọn thiết bị làm lạnh bản mỏng nhãn hiệu BO1-Y5 với các thông số kĩ thuật sau: [12, trang 158] - Năng suất : 5.000 lít/h = 5 m3/h - Nhiệt độ ban đầu của glycol : -150C - Nhiệt độ làm lạnh sản phẩm : 8oC - Số lượng bản : 85 bản - Kích thước bản : (8002251,2) mm - Bề mặt làm việc của các bản : 12,1 m2 - Vận tốc của sản phẩm : 0,4 m/s - Vận tốc của chất tải lạnh : 0,4 m/s - Kích thước thiết bị : (1.8707001.400) mm - Khối lượng : 430 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 3 thiết bị. Thời gian làm lạnh: (phút). 5.1.14. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu 1. Bơm dịch cháo từ nồi nấu gạo sang nồi nấu malt : Theo phần công nghệ ở mục (3.2.3), thời gian bơm bằng thời gian hội cháo là 10 phút. Thể tích dịch cháo trong nồi gạo (mục 5.1.7): V = 5,939 (m3). Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.910 vòng/phút - Công suất động cơ : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : 8 m - Kích thước : (1.385510907) mm - Khối lượng : 210 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 1 bơm. 2. Bơm dịch đường hoá đi lọc : Thể tích dịch đường cần bơm đi lọc bằng thể tích dịch đường trong nồi malt, theo mục (5.1.7), ta có: V = 12,41 m3. Chọn thời gian bơm 1 mẻ dịch đi lọc là: 20 phút. Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = (m3/h). Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.910 vòng/phút - Công suất động cơ : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : 8 m - Kích thước : (1.385510907) mm - Khối lượng : 210 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 1 bơm. 3. Bơm dịch đường đi lắng trong : Thể tích dịch đường bơm đi lắng trong bằng thể tích dịch đường sau houblon hoá: V = 12,042,89 lít = 12,04 m3 (bảng 4.3). Thời gian bơm lên thiết bị Whirlpool là: 20,07 phút (mục 5.1.12). Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = m3/h. Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-40 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 40 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.910 vòng/phút - Công suất động cơ : 5,5 kW - Chiều cao bơm lên : 8 m - Kích thước : (1.385510907) mm - Khối lượng : 210 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 1 bơm. 4. Bơm dịch đường đi làm lạnh : Lượng dịch đường bơm đi làm lạnh coi như bằng lượng dịch đường lắng trong: V = 11408,22 lit = 11,41 m3. Thời gian làm lạnh: 45,64 phút (mục 5.1.13). Vì có 3 thiết bị làm lạnh nên chọn 3 bơm. Năng suất cần làm việc của bơm: Ntb = m3/h. Chọn bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-5 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 5 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,08 MPa - Tốc độ quay : 1.420 vòng/phút - Công suất động cơ : 1,7 kW - Kích thước : (432290285) mm - Khối lượng : 29,3 kg. Tính tương tự ta chọn 3 bơm ly tâm nhãn hiệu BЦH-5 để bơm dịch lên men sang phân xưởng lên men. 5.2. Phân xưởng lên men : 5.2.1 Thiết bị lên men chính: 1- Cửa vệ sinh 2- Áp kế 3- Cuống van an toàn 4- Van nạp và xả bia 5- Thân thiết bị Thiết bị lên men chính được chế tạo bằng thép không gỉ, thân hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu. Hình 5.6. Thiết bị lên men chính Thể tích hình học thiết bị: Vtb = Vtr + 2Vcc . Thể tích phần hình trụ: Vtr = (m3). Thể tích phần chỏm cầu:Vcc = = (m3). Chọn tỉ lệ: Và: . Suy ra: Và: Từ đó: (2) Thể tích thiết bị lên men gồm thể tích dịch cần lên men và thể tích men giống. Chọn thiết bị lên men chứa dịch lên men của 2 mẻ. Theo bảng 4.3: + Lượng dịch lên men trong 1 mẻ là : 10.873,51 lít » 10,87 m3 + Lượng men giống dùng cho một mẻ là : 65,30 lít » 0,07 m3. Tổng lượng dịch lên men trong 1 mẻ là: 10,87 + 0,07 = 10,94 (m3). Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là: j = 0,85. Thể tích của thiết bị: (m3) Từ (2) ta có: Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m). - Chiều cao thân hình trụ: (m). Và: (m). Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị: H = h1 + 2h2 = 4,05 + 20,45 = 4,95 (m). Số lượng thiết bị lên men: Theo công nghệ ở mục (3.2.7), thời gian lên men chính là 9 ngày. Phân xưởng lên men làm việc cả năm (365 ngày) còn phân xưởng nấu chỉ làm việc 304 ngày trong năm và một ngày nấu 9 mẻ. Do đó số thiết bị lên men là: » 34 (thùng). Với: T : thời gian lên men, ngày m : số mẻ nấu trong 1 ngày x : số mẻ cho vào thiết bị lên men. Chọn 2 thùng dự trữ. Vậy có 36 thùng lên men chính. 5.2.2. Thiết bị lên men phụ : Chọn thiết bị lên men phụ có thể tích đủ chứa lượng bia non của 2 mẻ nấu. Theo bảng 4.3, thể tích bia non đi lên men phụ trong 1 mẻ là: Vd = 10.710,48 lít » 10,71 (m3). Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là: j = 0,96. Vậy thể tích thiết bị lên men phụ: (m3). D : đường kính thiết bị l1 : chiều dài thân thiết bị Hình 5.7. Thiết bị lên men phụ l2 : chiều dài chỏm cầu. Chọn tỉ lệ: Và: . Suy ra (m3). Suy ra: - Đường kính thiết bị: (m). - Chiều dài thân thiết bị: (m). - Chiều dài phần chỏm cầu: (m). Vậy chiều dài toàn bộ thiết bị: L = l1 + 2l2 = 3,67 + 20,44 = 4,55 (m). Số lượng thiết bị lên men: Theo công nghệ ở mục (3.2.8.2), thời gian lên men phụ là 30 ngày. Tương tự như cách tính thiết bị lên men chính, ta có: » 113 (thùng). Chọn 2 thùng dự trữ. Vậy có 115 thùng lên men phụ. 5.2.3. Thiết bị nuôi cấy nấm men : D h2 h1 h3 d 60o H Là thùng dạng hình trụ đứng, có nắp chỏm cầu, đáy hình chóp, được làm bằng thép không gỉ, bên trong có bộ phận lọc khí. Trên thiết bị có ống dẫn dịch đường vào và dịch men ra. D : đường kính phần thân trụ, m h1 : chiều cao phần thân hình trụ, m h2 : chiều cao phần nắp hình chỏm cầu, m h3 : chiều cao phần đáy hình nón, m d : đường kính cửa tháo liệu, m. Chọn: h1 = 4/3D, h2 = 0,3D, d = 0,1 m, α = 60o Hình 5.8.Thiết bị nuôi cấy nấm men Ta có: h3 = Thể tích phần thân trụ: (m3). Thể tích phần đáy: Vđ (m3). Thể tích phần nắp: Vn = (m3). Vậy thể tích của thiết bị: Vtb = Vtr + Vđ + Vn = ++ Vtb = (m3). Suy ra đường kính của thiết bị: (m). (3) Theo bảng 4.3, lượng men giống đặc dùng trong 1 ngày là: 587,71 lít = 0,59 m3. Quá trình nuôi cấy nấm men trải qua 2 giai đoạn: nuôi cấy trong phòng thí nghiệm đến 10 lít và nuôi cấy trong sản xuất. Quá trình nuôi cấy trong sản xuất được chia thành 3 cấp: + Cấp 1: từ 10 lít đến 40 lít. + Cấp 2: từ 40 lít đến 200 lít + Cấp 3: từ 200 lít đến 587,71 lít. 1. Thiết bị nuôi cấy cấp 1 : Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 40 lít. Chọn hệ số chứa đầy của thùng là: j = 0,50. Thể tích thiết bị là: Vtb = lít = 0,08 (m3). Từ (2) suy ra: (m). (m). (m). (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,51 + 0,11 + 0,24 = 0,86 (m). Số lượng thiết bị: 2 thùng. 2. Thiết bị nuôi cấy cấp 2 : Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 200 lít. Chọn hệ số chứa đầy của thùng là: j = 0,50. Thể tích thiết bị là: V = (lít) = 0,40 (m3). Từ (2) suy ra: (m). (m). (m). (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 0,88 + 0,20 + 0,48 = 1,56 (m). Số lượng thiết bị: 2 thùng. 3. Thiết bị nuôi cấy cấp 3 : Chọn thiết bị nuôi cấy có thể chứa được 587,71 lít. Chọn hệ số chứa đầy của thùng là: j = 0,50. Thể tích thiết bị là: V = (lít) = 1,18 (m3). Từ (2) suy ra: (m). (m). (m). (m). Chiều cao toàn bộ thiết bị: Htb = h1 + h2 + h3 = 1,25 + 0,28 + 0,73 = 2,26 (m). Số lượng thiết bị: 2 thùng. 5.2.4. Thiết bị lọc bia : Theo bảng 4.3, lượng bia cần lọc trong một ngày là: 95.913,3 lít ≈ 95,91 (m3). Chọn thiết bị lọc: với các thông số kĩ thuật sau: - Năng suất : 9 m3/h [12, trang 109] - Diện tích bề mặt lọc : 19,5 m2 - Số lượng bản lọc : 60 cái - Kích thước bản : (565575) mm - Áp suất làm việc : 2,5 kg/cm2 - Công suất động cơ điện : 4,5 kW - Kích thước thiết bị : (2.5001.0801.470) mm - Khối lượng : 1.470 kg. Số lượng thiết bị: chọn 1 thiết bị Thời gian lọc 1 ngày là: (h). Số lượng: 1 thiết bị. 5.3.5. Tính lượng diatomit và thùng phối trộn chất trợ lọc : Chi phí bột diatomit để tạo lớp lọc ban đầu khoảng 500 g/m2 bề mặt lọc và bổ sung trong quá trình lọc là 50 g/m2. Theo thông số kỹ thuật của thiết bị lọc bia ở mục (5.1.10), diện tích bề mặt lọc là 19,5 m2. Như vậy lượng diatomit dùng trong một ngày là: Thùng phối trộn hình trụ, có dung tích chứa 200 lít. Chọn hệ số chứa đầy Thể tích thùng: (lít) Chọn đường kính thùng: D = 0,6 (m) Chiều cao thùng: Số lượng: 1 thùng. 5.3.6. Thùng chứa ổn định bia sau khi lọc trong : Thùng ổn định bia có cấu tạo và hình dạng giống thiết bị lên men phụ nhưng không có áo lạnh mà có bộ phận sục khí CO2. Theo bảng (4.3), lượng bia sau khi lọc cần chứa trong một ngày: 94.953,24 (lít) Chọn 4 thùng chứa có hệ số chứa đầy Thể tích mỗi thùng: Theo mục (5.2.2) ta có : Đường kính thiết bị: D = 2,72 (m) - Chiều dài thân thiết bị: (m). - Chiều dài phần chỏm cầu: (m). Vậy chiều dài toàn bộ thiết bị: L = l1 + 2l2 = 3,81 + 20,45 = 4,71 (m). Số lượng thiết bị : 4 thùng. 5.3.7. Bơm trong phân xưởng lên men : 1. Bơm bia đi lọc : Theo bảng 4.3, lượng bia cần lọc trong 1 ngày là: 95.913,3 lít ≈ 95,91 (m3). Thời gian lọc trong 1 ngày là: 10,66 h. Năng suất cần làm việc của bơm: (m3/h). Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất : 10 m3/h [12, trang 372] - Áp suất làm việc : 0,2 MPa - Tốc độ quay : 2.860 vòng/phút - Công suất động cơ : 2,2 kW - Chiều cao bơm lên : 2,3 m - Kích thước : (1.307380740) mm - Khối lượng : 103 kg. Số lượng thiết bị: . Vậy chọn: 1 bơm. 2. Bơm dịch nấm men: Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 với thông số kỹ thuật như trên. Số lượng : 1 cái. 3. Bơm bia sang phân xưởng chiết : Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 với thông số kỹ thuật như trên. Số lượng : 1 cái. 4. Bơm nước vệ sinh : Chọn bơm li tâm nhãn hiệu BЦH-10 với thông số kỹ thuật như trên. Số lượng : 2 cái. 5.3. Phân xưởng chiết rót : Theo bảng 4.3, lượng bia đi chiết rót trong một ngày là: 94.953,24 lít. Dung tích mỗi chai là: 0,45 lít, do đó lượng chai cần để chiết trong 1 ngày là: ≈ 211.008(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 30 phút. Thời gian làm việc của 1 ngày trong phân xưởng chiết rót là: 8 × 3 – 1,5 = 22,50 (h). Vậy năng suất cần phải có của dây chuyền chiết rót là: N = (chai/h). Chọn dây chuyền chiết rót với năng suất 12.000 chai/h. 5.3.1. Máy chiết rót : Chọn máy chiết rót nhãn hiệu BAP-12 với các thông số kỹ thuật sau: - Năng suất :12.000 chai/h [12 – trang 189] - Số lượng vòi rót : 24 vòi - Công suất động cơ : 0,6 kw - Kích thước thiết bị : (975×800 ×1.850) mm - Khối lượng : 830 kg - Số lượng : 1 thiết bị. 5.3.2. Máy rửa chai : Chọn máy rửa chai có nhãn hiệu AMM-12, với các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất : 12.000 chai/h [12 – trang 178] + Chu kỳ : 7,2 s + Khoảng cách giữa các catset : 85 mm + Số đầu mang chai : 138 + Công suất động cơ : 30 kW + Kích thước thiết bị : (7.4603.8402.650) mm + Khối lượng : 13.500 kg + Số lượng : 1 thiết bị. 5.3.3. Máy rửa két : Theo bảng mục 5.3, lượng chai trong một giờ là 9.379 (két). Số chai trong 1 két là 20 chai. Vậy lượng két cần dùng trong một giờ là: 469 (két/h). Chọn máy rửa két nhãn hiệu B2AAR [12, trang 256] + Năng suất :1.700 két/h + Công suất động cơ : 3,5 kw + Kích thước thiết bị : (4400 ×1083×1175) mm + Khối lượng : 645kg + Số lượng : 1 máy. 5.3.4. Máy đóng nắp : Chọn máy đóng nắp nhãn hiệu ШA* với các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất : 12.000 chai/h [12 - trang 204] + Số mâm đóng : 10 + Công suất động cơ : 1,1 kW + Kích thước thiết bị : (1.0208602.454) mm + Khối lượng : 850 kg + Số lượng : 1 thiết bị. 5.3.5. Máy dán nhãn : Chọn máy dán nhãn có nhãn hiệu B'B với các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất :12.000 chai/h [12 - trang 234] + Công suất động cơ : 1,7 kW + Kích thước thiết bị : (3.2801.1001.268) mm + Khối lượng : 1.065 kg + Số lượng : 2 thiết bị. 5.3.6. Máy thanh trùng : Chọn máy thanh trùng nhãn hiệu Atlantico với các thông số kỹ thuật sau: + Năng suất : 12.000 chai/ h [12 - trang 226] + Công suất động cơ : 22 kW + Kích thước : (8.6202.7002.600) mm + Khối lượng : 9.400 kg + Số lượng, máy : 1 thiết bị. 5.3.7. Băng tải chai, két : Chọn hệ thống băng tải chai, két nhãn hiệu ЦП-2 với các thông số kỹ thuật sau: [12 – trang 187] : + Công suất động cơ : 2,2 kW + Số lượng : 2 thiết bị. - 1 băng tải két. - 1 băng tải chai. 5.3.8. Máy tháo chai khỏi két: Chọn máy nhãn hiệu BиA-II [12 - trang 254] Với các thông số kỹ thuật sau: -Năng suất :12.000 chai/h -Thể tích chai : 0,45 lit -Kích thước : (5.250x1.400x2.080) mm -Khối lượng : 1010 kg -Công suất động cơ điện : 1KW - Số lượng thiết bị. : 1 thiết bị 5.3.9. Máy cho chai vào két: Chọn máy nhãn hiệu BYЛ-II [12 – trang 254]. Thông số kỹ thuật sau: -Năng suất :12.000 chai/h -Thể tích chai : 0,45 lit -Kích thước : ()mm -Khối lượng : 982 kg -Công suất động cơ điện : 1 KW - Số lượng. :1 thiết bị Bảng 5.1. Bảng tổng kết tính và chọn thiết bị TT Tên thiết bị Kích thước (m m) CSĐC (kW) Số Lượng 1 Xilô chứa malt D = 3.900 ; H = 15.220 4 2 Xilô chứa gạo D = 3.650 ; H = 14.270 2 3 Máy làm sạch 1.5001.1003.760 4,6 1 4 Bunke chứa malt D = 2.090 ; H = 3.960 2 5 Bunke chứa gạo D = 950; H = 2.100 2 6 Máy nghiền malt 1.7002.2002.620 10 1 7 Máy nghiền gạo 2.4002.1502.770 7 1 8 Cân nguyên liệu 3 9 Vít tải 2 10 Gàu tải 6 11 Nồi nấu malt D = 3.240 12 1 12 Nồi nấu gạo D = 2.900 10 1 13 Nồi houblon hoá D = 3.340 15 1 14 Nồi nấu nước nóng D = 2.170 1 15 Thiết bị lọc khung bản 2.5001.0801.470 4,5 1 16 Thùng chứa bã nguyên liệu D = 2.000; H = 1.930 1 17 Thiết bị Whirlpool D = 2.450; H = 3.470 1 18 Thiết bị làm lạnh nhanh 1.8707001.400 3 19 Bơm dịch cháo từ nồi gạo sang nồi malt 1.385510907 4 1 20 Bơm dịch đường sau khi đường hoá đi lọc 1.385 × 510 × 907 5,5 1 21 Bơm dịch đường hoá đi lắng trong 1.385 × 510 × 907 5,5 1 22 Bơm dịch đường đi làm lạnh 432290285 1,7 3 23 Bơm dịch đi lên men 432 × 290 × 285 1,7 3 24 Bơm dịch nấm men 1.307 × 380 × 740 2,2 1 25 Bơm dịch bia đi chiết 1.307 × 380 × 740 2,2 1 26 Bơm vệ sinh thiết bị lên men 1.307 × 380 × 740 2,2 4 27 Bơm bia đi lọc 1.307 × 380 × 740 2,2 1 28 Thùng lên men chính D = 2.700; H = 4.950 36 29 Thùng lên men phụ D = 2.620; L = 4.550 115 30 Thiết bị nuôi cấy nấm men: Nuôi cấy cấp 1 Nuôi cấy cấp 2 Nuôi cấy cấp 3 D = 380; H = 860 D = 660; H = 1.560 D = 940; H =2.260 2 2 2 31 Thiết bị lọc bia 2.5001.0801.470 4,5 1 32 Thùng phối trộn chất trợ lọc D = 600; H = 880 1 33 Thùng tàng trữ bia sau lọc D = 2.720; L = 4.710 4 35 Máy chiết rót 975 × 800 × 1.850 0,6 1 36 Máy rửa chai 6.195 × 3.015 × 2.672 18,8 1 37 Máy rửa két 4.400 × 1.083 × 1.175 3,5 1 38 Máy đóng nắp 850 × 710 × 1.464 0,6 1 39 Máy dán nhãn 3.280 × 1.100 × 1.268 1,7 1 40 Máy thanh trùng 8.620 × 2.700 × 2.600 22 1 41 Băng tải chai, két 2,2 2 42 Máy tháo chai ra khỏi két 5.250 × 1.400 × 2.080 1 1 43 Máy cho chai vào két 1 1 . CHƯƠNG VI : TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 6.1. Tính tổ chức : 6.1.1. Sơ đồ hệ thống 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 Phân xưởng lên men Phân xưởng chiết rót Kho bao bì Kho thành phẩm Phân xưởng lò hơi Phân xưởng lạnh khí nén Phân xưởng cơ khí Cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu Xử lý nước Phân xưởng nấu 6.1.2. Tính tổ chức lao động của nhà máy : 1. Chế độ làm việc : 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 30 phút. Nhà máy làm việc 304 ngày/năm. Riêng phân xưởng lên men làm việc liên tục. Khối hành chính làm việc 8h/ngày. + Sáng : từ 7h đến 11h30 + Chiều : từ 13h30 đến 17h. 2. Tính tổ chức : a. Lao động gián tiếp : - Giám đốc : 1 - Phó giám đốc : 2 - Phòng tổ chức hành chính : 4 - Phòng y tế, bảo vệ : 4 - Phòng kế toán, tài vụ : 3 - Phòng marketing : 5 - Phòng đời sống : 2 - Phòng kế hoạch : 3 - Phòng hoá nghiệm KCS : 5 - Phòng kỹ thuật : 5 - Nhà ăn, căn tin : 6 - Nhà vệ sinh : 2 Tổng cộng : 42 người. b. Lao động trực tiếp : Tổng cộng nhân lực của nhà máy : 42+ 118 = 160 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 : 42 + 44 = 86 người. Bảng 6.1. Bảng phân phối lao động trực tiếp STT Chức năng Số người/ca Số ca Tổng số người 1 Quản đốc phân xưởng 1 3 3 2 Xử lý nguyên liệu 2 3 6 3 Nấu-lọc dịch đương 2 3 6 4 Lắng trong và làm lạnh 1 3 3 5 Phân xưởng cơ điện-lạnh 3 3 9 6 Phòng thu hồi CO2 1 3 3 7 Lò hơi 2 3 6 8 xử lý nước, nước thải 2 3 6 9 lên men chính 2 3 6 10 lên men phụ 2 3 6 11 Lọc trong bia 1 3 3 12 Rửa chai 1 3 3 13 Kiểm tra chai sau khi rửa 1 3 3 14 Chiết rót và đóng nắp 1 3 3 15 Thanh trùng 1 3 3 16 Dán nhãn 1 3 3 17 Cho bia vào két 4 3 12 18 Bốc két xếp vào mâm 2 3 6 19 Bốc vỏ chai đi rửa 2 3 6 20 Kho nguyên liệu 1 3 3 22 Kho bao bì 1 3 3 22 Kho thành phẩm 1 3 3 23 Lái xe trong nhà máy 2 3 6 24 Lái xe ngoài nhà máy 5 5 25 Lái xe chở lãnh đạo 2 2 Tổng cộng 44 118 6.2. Tính xây dựng : 6.2.1. Kích thước các công trình : 1. Phân xưởng nấu : Phân xưởng này do dùng nhiều nhiệt và là nơi đặt máy nghiền nên thải nhiều nhiệt và bụi. Do đó cần xây dựng nhà nhiều tầng để tận dụng sự chiếu sáng và thông gió. Mặt khác, nhà nhiều tầng sẽ giảm bớt được sự tiêu hao năng lượng và thiết bị vận chuyển nguyên liệu nhờ quá trình tự chảy của nguyên liệu. Phân xưởng nấu 3 tầng : +Tầng 1 : Bước cột 6m, kích thước (18x12 x 5) m. +Tầng 2 : Bước cột 6m, kích thước (12x 12 x 5) m. +Tầng 2 : Bước cột 6m, kích thước (12 x 12 x 5)m. 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 1 phòng lạnh lớn, có hệ thống cách nhiệt bên ngoài. Do nhiệt độ lên men chính và phụ khác nhau do đó khu lên men được ngăn làm 2 tầng. Kích thước : + Tầng 1 : Bước cột 6m, kích thước (54 x 36 x 7) (m) + Tầng 2 : Bước cột 6m, kích thước (54 x 24 x 6) (m) 3. Phân xưởng chiết rót : Được xây dựng gần phân xưởng lên men, kho thành phẩm, kho chứa két và chai không. Phân xưởng chiết rót xây dựng 1 tầng. Kích thước : ( 30 x12 x 6 ) m. 4.Phân xưởng cơ điện lạnh : Phân xưởng này là nơi đặt các thiết bị của hệ thống làm lạnh như: bình giảm áp, bể chứa chất tải lạnh và các thiết bị sửa chữa cơ khí như: tiện, cắt, mài và các phụ tùng khác. Xây dựng nhà một tầng, kích thước (18 x 12 x 6) m. 5.Kho thành phẩm : Kho được xây dựng với kích thước đủ để chứa lượng bia chai. Kho có diện tích đủ chứa lượng bia chai sản xuất ra trong 07 ngày, phân xưởng chiết rót trong một ngày 204.679 chai. Chai được chứa trong két nhựa, mỗi két 20 chai. Kích thước két : ( 40 x 30 x 25 ) cm. Diện tích chiếm chỗ của mỗi két : f = 0,4.0,3 = 0,12 (m2). Các két được xếp chồng lên nhau, mỗi chồng 10 két, chiều cao của 1 chồng két bia : 0,25 x 10 = 2,5 (m). Diện tích phần kho chứa két bia : F1 =, m2 Trong đó : n : số ngày dự trữ n = 7 N : Số chai sản xuất trong ngày N = 204.679 f : Diện tích mỗi chồng két f = 0,12 nc : Số chai trong một két nC = 20 nK : Số két trong 1 chồng nK = 10 a : Hệ số khoảng cách giữa các chồng két a = 1,1 F1 = Diện tích phần đường đi lại trong kho bằng 20% diện tích chứa két. F2 = 0,2 x 945,62 = 189,12 (m2 ) Diện tích kho chứa : F = F1 + F 2 = 945,62 + 189,12= 1134,74 ( m2) Kho có kích thước : (36x36x5) m. 6. Kho chứa két và chai không : Lượng chai trong kho đủ chứa bia sản xuất ra trong 7 ngày. Tính tương tự kho thành phẩm ta được kích thước kho ( 36 x 36 x 4 ) m. 7. Phân xưởng lò hơi : Phân xưởng lò hơi do dễ cháy nổ nên đặt cuối hướng gió. Phân xưởng chứa các thiết bị lò hơi và bộ phận khác của hệ thống phân xưởng có kích thước : ( 12 x 12 x 6) m. 8. Nhà hành chính : * Bao gồm các phòng sau : - Phòng giám đốc: 6 x 4 = 24 (m2) - Phòng KCS: 6 x 4 = 24 (m2) - Phòng thị trường: 4 x 4 = 16 (m2) - Hội trường: 25 x 6 = 150 ( m2) - Phòng tài vụ: 4 x 4 = 16 ( m2) - Phòng kỹ thuật: 6x4 = 24 (m2) - Phòng tổ chức hành chính: 4x4 =16 (m2) - Nhà vệ sinh : 9x4 = 36 - Phòng phó giám đốc: 2x(3 x 2)=12 (m2) Tổng diện tích: 318 ( m2) Xây dựng nhà hai tầng, kích thước : Tầng 1 : ( 30 x 6 x 4 ) m. Tầng 2 : ( 30 x 6 x 4 ) m. 9. Nhà xử lý nước : Nhà này được dùng để đặt các thiết bị xử lý nước cung cấp cho phân xưởng nấu, lên men, lò hơi,... Xây dựng nhà kích thước : (12 x 6 x 6) m. 10. Đài nước : Đài nước là nơi chứa nước đã xử lý để cung cấp cho các phân xưởng sản xuất. Kích thước : + Chiều cao đặt đài nước : 16 m + Đường kính đài nước : 2,5 m + Chiều dài đài nước : 3 m 11. Trạm biến áp : Trạm biến áp để hạ thế điện cao áp xuống lưới điện nhà máy sử dụng. Trạm biến áp đặt ở góc nhà máy, nơi ít người qua lại. Kích thước: (4 x 4 x 4) m 12. Nhà đặt máy phát điện dự phòng : Nhà máy có trang bị máy phát dự phòng để đảm bảo sản xuất được liên tục khi hệ thống lưới điện bị mất đột ngột. Kích thước : ( 6 x 6 x 4 ) m 13. Nhà ăn - căn tin : Tính cho 60% nhân viên ở ca đông nhất. Bằng 86 x 60% = 52( người ) Diện tích cho mỗi người : 1,5 m2 Diện tích nhà ăn : 521,5 = 78 m2 Kích thước : ( 18 x 6 x 4 ) m 14. 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 : 1 xe lãnh đạo nhà máy, 2 xe đưa đón công nhân, 6 xe chở hàng. Kích thước gara : ( 24 x 6 x 4 ) m 15. Nhà để xe đạp, xe máy : Kích thước : ( 18 x 2 x 3 ) m 16. Phòng thường trực và bảo vệ : Phòng này được xây gần cổng chính của nhà máy. Kích thước : ( 3 x 3 x 4 )m 17. Kho nhiên liệu: Dùng chứa xăng, nhớt cho xe và các thiết bị máy móc. Kích thước : ( 12 x 6 x 5 ) m 18. Khu xử lý nước thải : Kích thước: (18×6×5) m. 6.1. Bảng tổng kết xây dựng STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) 1 Phân xưởng nấu 18 × 12 × 15 216 2 Phân xưởng lên men 54 × 36 × 13 1944 3 Phân xưởng chiết rót 30 x12 x 6 360 4 Kho thành phẩm 36 × 36 × 5 1296 5 Kho chứa két và chai 36 × 36 × 5 1296 6 Phân xưởng lò hơi 12 × 12 × 6 144 7 Phân xưởng cơ điện 18 × 12 × 6 216 8 Nhà hành chính 30 × 6 × 8 180 9 Khu xử lý nước 12 × 6 × 6 72 10 Đài nước D=2,5m, L = 3m 4,9 11 Trạm biến áp 4 × 4 × 4 16 12 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 6 × 6 × 4 36 13 Nhà ăn-căn tin 18 × 6 × 4 108 14 Gara ôtô 24 x 6 x 4 144 15 Nhà để xe 2 bánh 18 x 2 x 3 36 16 Phòng thường trực, bảo vệ 3× 3 × 4 9 17 Kho nhiên liệu 12 × 6 × 5 72 18 Khu xử lý nước thải 18 × 6 × 5 108 Tổng cộng 6.257,9 6.2.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy : 1. Diện tích khu đất : , m2 [10, trang 45] 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¸50%. Chọn: KXD = 35 % F = = 17.879,71 (m2). 2. Tính hệ số sử dụng : [10, trang 45] 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), FCX = 0,25 × 6.257,9= 1.564,48 (m2). Fgt : Diện tích đường giao thông (bằng 50% tổng diện tích các công trình), Fgt = 0,5 × 6.257,9 = 3.128,95 (m2). Vậy: Fsd = 1.564,48 + 3.128,95 + 6.257,9 = 10.951,33 (m2) Nên: Ksd = . CHƯƠNG VII : TÍNH HƠI VÀ NƯỚC 7.1. Các công tức sử dụng để tính toán : 7.1.1. Tính lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt cho khối nấu : Q1= G1 x C1 (tc – tđ) (kCal). tđ là nhiệt độ ban đầu của khối nấu (0C) tc là nhiệt độ cuối của khối nấu (0C) C1 – Nhiệt dung riêng của khối nấu (kCal/kg độ) C1 = 1 x (1-X) X là nồng độ của khối nấu (%) G1 là khối lượng của khối nấu (kg) Q1 là lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ của khối nấu từ tđ đến tc (kCal). 7.1.2. Tính lượng nhiệt dùng để giữ nhiệt cho khối nấu : Q2= F. Tg .a . (tbm - tkk) (kCal) tkk là nhiệt độ không khí ở môi trường xung quanh (0C). tbm là nhiệt độ bề mặt của thiết bị (0C). tbm = (tg + tkk ) tg là nhiệt độ cần giữ cho khối nấu (0C) a là hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra môi trường xung quanh a = 9,3+0,058 . tbm (W/m2.độ) Tg là thời gian giữ nhiệt (s) F là bề mặt trao đổi nhiệt (m2) Q2 là lượng nhiệt cần để giữ khối nấu ở tg 0C trong thời gian Tg giây. 7.1.3. Tính lượng nhiệt đun nóng vỏ thiết bị : Q3 = GT .CT . ( th - t kk) th là nhiệt độ của hơi đốt ở áp suất làm việc (0C), nếu p=3at thì th = 133 0C CT là nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo thiết bị ở 133 0C GT là khối lượng của vỏ nồi (kg) GT = FT . dT . ρT FT là diện tích bề mặt nồi (m2) dT là bề dày vỏ thiết bị (m) ρT là khối lượng riêng của vật chế tạo thiết bị (kg/m3) 7.1.4. Tính lượng nhiệt tổn thất : Q4 = FT. Tn. a (tbm - tkk) (kCal) tbm là nhiệt độ bề mặt thiết bị (0C) tbm = (th + tkk ) a là hệ số cấp nhiệt a = 9,3+0,058 . tbm (W/m2.độ) Tn là thời gian thực hiện quá trình nấu (s) FT là diện tích bề mặt nồi (m2) 7.1.5. Tính lượng cần để bốc hơi nước : Q5 = W . r (kCal) r là ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở nhiệt độ tr tr = tsôi + tkk W là lượng nước bốc hơi (kg) : W = K . FB . (P – P’ . φ) . Ts K là hệ số bốc hơi, K = 0,036 FB là diện tích bốc hơi (m2) : FB = п. ()2 (m2) Dth là đương kính thoát hơi của thiết bị (m) P là áp suất hơi bão hòa ở tr (mmHg) P’ là áp suất hơi bão hòa ở tkk (mmHg) φ là độ ẩm tương đối của không khí (%) Ts là thời gian đun sôi (s) 7.2. Tính nhiệt cho các nồi nấu trong phân xưởng nấu : 7.2.1. Sơ đồ nâng và giữ nhiệt : * Sơ đồ nâng và giữ nhiệt của quá trình nấu: cháo ngô cháo malt dịch cháo hỗn hợp 7.2.2. Kết quả tính nhiệt cho các nồi : 1. Tính Q1 : Tên thiết bị X, (%) C1 (kcal/kg.độ) G1 (kg) tđ (0C) tc (0C) Q1 (Kcal) Nồi gạo 18,33 0,82 5,948,24 30 105 364.344,57 Nồi Malt 20 0,8 5.563,65 30 52 97.920,24 19,14 0,81 11.511,89 63 78 139.627,71 Nồi houblon 12 0,88 11.447,61 75 105 302.216,90 Nồi nước nóng 0 1 12.410 25 78 657.730 Tổng Q1 1.561.839,43 2. Tính Q2 : Tên thiết bị tog, oC tobm, oC tokk, oC α, w/m2.độ F, m2 Tg, giây Q2, Kcal Nồi gạo 30 27,5 25 10,895 26,42 600 103,15 66 45,5 25 11,939 26,42 1.800 2.780,53 105 65 25 13,07 26,42 1.800 5.939,39 Nồi malt 30 27,5 25 10,895 32,98 600 128,76 52 38,5 25 11,533 32,98 1.800 2.208 63 44 25 11,852 32,98 1.800 3.193,52 73 49 25 12,142 32,98 1.800 4.132,62 Nồi houblon 75 50 25 12,2 35,05 7.200 18.387,43 105 65 25 13,07 35,05 7.200 31.517.87 Tổng Q2 = 68.391,26 (kCal) 3. Tính Q3 : Tên thiết bị Ft, m2 δt, m ρt, kg/m3 Gt, kg Ct, kcal/kg.độ toh , oC tokk, oc Q3, kCal Nồi gạo Vỏ trong 26,42 0,004 7850 829,59 0,12 133 25 10.751,46 Vỏ ngoài 17,61 0,004 7850 553,06 0,12 133 25 7.167,64 Nồi malt Vỏ trong 32,98 0,004 7850 1.035,57 0,12 133 25 13.421,01 Vỏ ngoài 21,99 0,004 7850 690,38 0,12 133 25 8.947,34 Nồi houblon hóa Vỏ trong 35,05 0,004 7.850 1.100,57 0,12 133 25 14.263,39 Vỏ ngoài 23,37 0,004 7.850 733,71 0,12 133 25 9.508,92 Nồi nấu nước Vỏ trong 31,57 0,004 7.850 991,30 0,12 133 25 12.847,22 Vỏ ngoài 21,05 0,004 7.850 660,87 0,12 133 25 8.564,81 Tổng Q3 85.471,80 4. Tính Q4 :  Tên thiết bị t0bm 0C w/m2.độ Tn giây Ftm2 Q4kcal Nồi gạo 79 13,88 7.800 26,42 36.904,05 Nồi malt 79 13,88 12.900 32,98 54.926,28 Nồi houblon 79 13,88 12.600 35,05 97.917,25 Nồi nước nóng 79 13,88 7.200 31,57 72.930,78 Tổng Q4 262.678,35 5. Tính Q5 : Tên thiết bị K FBm2 PmmHg P’mmHg % Tsôigiờ Wkg r kcal/kg Q5kcal Nồi gạo 0,036 0,165 187,6 23,76 82 0,5 0,5 559,7 280,08 Nồi houblon 0,036 0,219 187,6 23,76 82 1,5 1,987 559,7 1.111,85 Tổng Q5 1.391,93 Vậy tổng lượng nhiệt dùng cho các nồi nấu là : ΣQi = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 = 1.979.772,79 (kcal) Lượng nhiệt dùng trong phân xưởng nấu trong 1 ngày là: ΣQi số mẻ trong một ngày =1.979.772,79 9 = 17.817.955,07 (kcal) 7.2.3. Chi phí hơi cho các nồi nấu trong phân xưởng nấu trong một ngày D = ih – Hàm nhiệt của hơi nước ở 1330C = 651,62 kcal/kg in – Hàm nhiệt của nước ngưng ở 1330C = 133,56 kcal/kg [3, trang 313]. D = = 34.393,61 (kg) Suy ra cường độ hơi tiêu tốn cho phân xưởng nấu trong một ngày Dn = = 1.433,07 (kg/h) 7.2.4. Lượng hơi nước dùng trong phân xưởng chiết rót : Hơi dùng cho máy rửa chai và cho máy thanh trùng, chiếm khoảng 40% lượng hơi cung cấp cho sản xuất: Dc = 1.433,07 x 0,4 =573,23 (kg/h) 7.2.5. Lượng hơi dùng để vệ sinh thiết bị và các mục đích khác : Lượng hơi này lấy bằng 10 % tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất Dk = 1.433,07 x 0,1 = 143,31 (kg/h) Suy ra tổng cường độ tiêu tốn hơi cho quá trình sản xuất : Dh = Dn + Dc + Dk = 2.149,60 (kg/h). 7.2.6. Chọn lò hơi : Theo tính toán thì ta có tổng lượng hơi tiêu thụ trong một giờ là: 2.149,60 (kg/h). Lượng hơi thực tế dùng là: Dtt = D/ Với là hệ số tổn thất nhiệt độ, mất mát do đường ống, các thiết bị phụ tải, tổn thất do trở lực trên đường ống và hiệu suất lò. Chọn = 0,75 Vậy: Dtt = = 2.866,13 (kg/h) Chọn lò hơi đốt than ống nước dạng KE, với đặc tính kỹ thuật như sau : [14, 20/05/2010 ] + Mã hiệu LT4/10KE + Năng suất sinh hơi : 3000 (kg/h). + Áp suất làm việc : 10 kg/cm3. + Nhiệt độ hơi bão hòa : 1830C. 7.3. Tính nước : 7.3.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu : Nước dùng để nấu và rửa bã trong 1 mẻ: Theo mục (5.1.8) thì V1 = 9,31 (m3) Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu: V2 = 15%V1 = 0,159,31 = 1,40 (m3) Vậy lượng nước dùng cho phân xưởng nấu trong một ngày: Vn = 9 (V1 + V2) = 9 (9,31 + 1,40) = 96,39 (m3/ngày). 7.3.2. Nước dùng cho lò hơi : Lượng nước dùng cho lò hơi trong 1 giờ là: 5,8 m3. Lượng nước dùng cho một ngày là: V = 5,8 24 = 139,2 (m3/ngày). 7.3.3. 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). 7.3.4. Nước dùng cho máy rửa chai : Lượng nước cần dùng để rửa là 1lit/chai. Vậy lượng nước cần dùng cho một ngày là: 1 204.679 = 204.679 (lít) = 204,68 (m3/ngày). 7.3.5. Nước dùng cho thanh trùng : Lượng nước cần tiêu hao là 1,5 lít/chai: 1,5 204.679= 307.018,5(lít) = 307,02 (m3/ngày). 7.3.6. Nước dùng cho hệ thống lạnh : Yêu cầu 1 lít nước/1 lít bia.Theo bảng 4.3, lượng bia thành phẩm trong 1 ngày là 92.105,27 lít. Do đó, lượng nước cần dùng là:92.105,27 (lít) = 92,11(m3/ngày). 7.3.7. Nước dùng cho sinh hoạt : 1. Nước dùng cho nhà tắm, nhà vệ sinh: Tính cho 60% số người trong ca đông nhất, tiêu chuẩn 50 lit/người /ngày. Vậy lượng nước cần dùng: 3 50 0,6 86 = 7.740 (lit) = 7,74 (m3/ngày). 2. Nước rửa xe: Sử dụng 5.000 lít/ngày = 5 m3/ngày. 3. Nước dùng cho nhà ăn: Sử dụng khoảng 10 m3/ngày. 4. Nước cứu hỏa: Lượng nước cần dùng 10 lít/giây trong 2 giờ. 3.600210 = 72.000 (lit) = 72 (m3). 5. Nước tưới cây xanh : Sử dụng nước tưới trong 1 ngày là 5 lit/1m2 cây xanh. Theo mục (6.2.2) diện tích cây xanh là : 1564,48 m2. Vậy lượng nước sử dụng trong một ngày: 1.564,48 x 5 x 10-3 = 7,82 m3/ngày. Như vậy, tổng lượng nước cần dùng trong một ngày của nhà máy là: V = 978,96 (m3/ngày) Tổng lượng nước cần dùng trong một năm của nhà máy là: 978,96 304 + 72 = 297.675,84 (m3/năm) CHƯƠNG VIII : KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất là việc hết sức quan trọng, đặc biệt đối với ngành công nghệ thực 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. Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá được tình hình hoạt động của nhà máy và đề ra biện pháp và kế hoạch thực hiện hợp lý. Ðồng thời qua đó phát hiện được những sai sót để điều chỉnh hoặc có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt. 8.1. Kiểm tra nguyên liệu : 8.1.1. Kiểm tra chất lượng của malt : + Khi thu nhận: - Màu sắc: malt phải có màu vàng sáng, bóng. - 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 cho phép khi bảo quản phải nhỏ hơn 6%. Xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. - Xác định khối lượng riêng. - Kiểm tra năng lực đường hoá của malt. + Trước khi đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra như trước lúc nhập vào xilô. Nếu có sự biến đổi rõ rệt các chỉ tiêu chất lượng phải báo ngay cho phòng kỹ thuật công nghệ để có biện pháp xử lý. 8.1.2. Kiểm tra chất lượng của hoa houblon Hoa houblon dưới dạng hoa viên khi nhập về phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng. Hoa viên khi còn tốt có màu xanh nhạt, khi bị biến đổi có màu vàng nâu và không còn mùi vị của hoa houblon. 8.1.3. Kiểm tra chất lượng của gạo Gạo khi thu nhập 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%. 8.1.4. Kiểm tra men giống - 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. 8.1.5. 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 bảo đảm, không màu và mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh. - Kiểm tra độ cứng, độ pH và độ oxy hoá của nước. + Ðộ cứng cho phép : 5 ¸ 6 mg đương lượng/lit + Ðộ pH : 6,8 ¸7,3 (Ðo bằng giấy quỳ) + Ðộ oxy hoá : £ 2 mg (Ðo bằng phương pháp KMnO4). 8.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất : 8.2.1. Kiểm tra công đoạn nấu + Nghiền nguyên liệu: phải kiểm tra mức độ nát của nguyên liệu. - Malt: xác định kích thước của bột nghiền, mức độ nát của vỏ, tỷ lệ giữa tấm thô, tấm mịn và bột. Nhà máy sử dụng thiết bị lọc khung bản nên tỷ lệ các thành phần này như sau: + Tấm thô : 12 ¸ 15% + Tấm mịn : 30 ¸ 35% + Bột : 40 ¸ 45% + Vỏ : 9 ¸12%. - Gạo: độ mịn của bột gạo sau khi nghiền càng cao càng tốt. + Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường: - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt và giữ nhiệt bằng đồng hồ nhiệt kế. - Kiểm tra mức độ đường hoá: Dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đã đường hoá hết chưa. - Kiểm tra độ trong của dịch lọc. - Kiểm tra quá trình rửa bã: Kiểm tra nồng độ chất tan trong nước rửa bã để kết thúc quá trình lọc. Khi nồng độ chất tan có trong nước rửa bã nhỏ hơn 1% thì quá trình rửa bã kết thúc. - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau khi lọc + Lắng trong và làm lạnh: - Kiểm tra mức độ trong suốt của dịch đường ở thiết bị Whirlpool bằng ống thuỷ ở thiết bị để điều chỉnh thời gian giữ dung dịch trong thiết bị. - 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 độ trong và nồng độ của dịch lên men. 8.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men : +Kiểm tra công đoạn 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 phòng nuôi cấy sản xuất: nhiệt độ phòng nuôi cấy từ 12 ¸ 15oC - Kiểm tra nhiệt độ của 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 phòng lên men, nhiệt độ » 10oC. - Kiểm tra nhiệt độ của dịch lên men và mức độ thay đổi nhiệt độ để điều chỉnh lượng nước vào thiết bị. - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua các thời kỳ lên men. - Quan sát lớp bọt trên bề mặt dịch và mức độ sủi bọt . - Kiểm tra sự nhiễm khuẩn và xác định giá trị PH của dịch. - Kiểm tra mức độ kết lắng của huyền phù. - Hàm lượng CO2 khi kết thúc quá trình lên men chính. - Kiểm tra độ lên men biểu kiến của bia bằng cách đo độ chiết của dịch lên men ban đầu và ở bia non. + Kiểm tra quá trình lên men phụ và tàng trữ bia: - Kiểm tra nhiệt độ của phòng lên men phụ, nhiệt độ 1o C. - 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 nồng độ CO2 và độ lên men biểu kiến của bia trước khi đi lọc và ổn định. Hàm lượng CO2 > 0,3% . - Kiểm tra mùi vị, độ trong của bia trước khi lọc. 8.2.3. 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. 8.3. 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… 8.3.1. Các chỉ tiêu cảm quan : - Ðộ trong: Khi bia được bơm từ thiết bị ổn định bia qua tang chứa của máy chiết ta phải tiến hành kiểm tra độ trong của bia, có kết tủa, lắng cặn hay không. Bia chai thành phẩm được kiểm tra bằng cách quan sát ở đáy chai có cặn hay không. - Ðộ bọt: độ bọt của bia được đánh giá khi rót bia vào cốc thuỷ tinh rồi quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng của bọt, thời gian bọt tồn tại. Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn, lâu tan. - Mùi: Ðưa nhẹ cốc từ xa vào mũi và ngửi. Bia phải có mùi thơm đặc trưng của hoa houblon, của malt và không có mùi men 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. 8.3.2. Các chỉ tiêu hoá lý : - Xác định tỷ trọng bia bằng tỷ trọng kế: Tỷ trọng của bia từ 1,005 ¸ 1,02. - Ðộ màu: Ðược xác định bằng cách so màu với dung dịch nước cất có pha thêm dung dịch iod 0,1N. Ðộ màu là số ml dung dịch iod 0,1N đã pha vào dung dịch nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu của bia. - Màu sắc bia là màu vàng rơm. Ðộ màu bia từ 0,5 ¸ 0,65 ml. - Ðộ pH của bia: 4,1 ¸ 4,8. 8.3.3. Các chỉ tiêu hoá học : + Xác định độ khô: + Xác định độ tro: + Xác định độ chua: + Xác định độ rượu: + Xác định hàm lượng CO2 có trong bia: + Xác định diacetyl và các chất diacetol khác. CHƯƠNG IX : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 9.1. An toàn lao động : Trong nhà máy an toàn lao động là vấn đề được đặt lên hàng đầu. Nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng của công nhân cũng như tình trạng máy móc, thiết bị. Do đó cần phải phổ biến rộng rãi cho cán bộ công nhân viên nhà máy hiểu biết và vận dụng một cách có hiệu quả. 9.1.1. 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 trực tiếp sản xuất được cấp quần áo bảo hộ lao động theo định kì. - 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 giao 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. 9.1.2. An toàn về trang thiết bị : Trong nhà máy lạnh, hệ thống máy và thiết bị tương đối phức tạp, đường ống dẫn và các van khá nhiều, tác nhân có tính độc hại. Do đó an toàn lao động về trang thiết bị vô cùng quan trọng. - Máy móc thiết bị phải sử dụng đúng chức năng và phù hợp với công suất. - Mỗi thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau mỗi ca làm việc phải bàn giao nêu rõ tình trạng để ca sau dễ quản lý. - 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 9.1.3. An toàn về điện sản xuất : - Các dây tải phải có dây nối đất, có cầu chì riêng để tránh hiện tượng chập mạch. - Cần cách điện cho các phần mang điện. - Trạm biến áp phải đặt cách nơi đông người. - Áp dụng các biện pháp kĩ thuật giảm nhẹ nguy hiểm nếu điện bị rò rỉ ra ngoài 9.1.4. An toàn sử dụng thiết bị : - Thiết bị, máy móc phải sử dụng đúng chức năng, đúng công suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng. Sau mỗi ca làm việc phải có sự bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý. - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy móc, thiết bị. - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị. 9.1.5. Phòng chống cháy nổ : - Nguyên nhân xảy ra cháy nổ là do tiếp xúc với lửa, do tác động của tia lửa điện, do cạn nước trong lò hơi, các ống hơi bị co giãn, cong lại gây nổ. - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo các thao tác về thiết bị đã được hướng dẫn. - Không hút thuốc tại kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy. - Thường xuyên kiểm tra định kỳ công tác phòng cháy tại nhà máy. 9.1.6. An toàn với hoá chất : Các hoá chất phải đặt đúng nơi quy định. Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề ra để tránh gây độc hại, ăn mòn và hư hỏng thiết bị. 9.1.7. 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. 9.2. Vệ sinh công nghiệp : Trong nhà máy bia, vấn đề vệ sinh công nghiệp có ý nghĩa hết sức quan trọng. Nếu tiêu chuẩn vệ sinh trong nhà máy không đảm bảo sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và sức khoẻ của người tiêu dùng và công nhân. 9.2.1. 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. 9.2.2. 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. 9.2.3. 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. 9.2.4. 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. Việc này phải được hợp đồng chặt chẽ và 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. 9.2.5. Xử lý nước thải : Nước thải từ nhà máy theo các cống rảnh được dẫn đến khu xử lý nước thải. Tại đây, nước thải được bơm vào bể điều hòa lưu lượng và trung hòa nhằm ổn định thành phần nước thải và tạo ra pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Sau đó được bơm qua thiết bị keo tụ và lắng nhằm chủ yếu loại bỏ những tạp chất như đất đá và các hợp chất vô cơ,…trước khi được bơm qua thiết bị tuyển nổi nhằm loại bỏ rác và các tạp chất nhẹ lơ lững khác. Quy trình xử lý nước thải của nhà máy Kết thúc quá trình tuyển nổi nước thải được bơm qua bể aeroten (hiếu khí). Tại đây dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí các chất hữu cơ sẽ được phân hủy thành CO2 và H2O. Nước sau khi được xử lý được bơm qua bể lắng để tách bùn hoạt tính và được khử trùng bằng nước clo trước khi được thải ra môi trường. Còn bùn và các tạp chất khác từ các thiết bị keo tụ, tuyển nổi, aeroten và lắng được đưa qua bể UASB (hiếu khí), tại đây nhờ hoạt động của vi sinh vật kị khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo ra sản phẩm chủ yếu là CH4, H2S và một ít CO2. Bùn từ bể kị khí sau khi được tách nước được dùng để sản xuất phân vi sinh. 9.2.6. Xử lý nước dùng để sản xuất : Nước dùng để sản xuất bia đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, do đó cần phải được xử lý. Nước thuỷ cục Xử lý clo Bể xử lý anion, cation Lọc cát Lọc than Sơ đồ xử lý: KẾT LUẬN Cùng với sự tăng trưởng mạnh về kinh tế của cả nước, đời sống của người dân không ngừng được nâng cao. Do đó, khả năng tiêu thụ các sản phẩm nói chung và bia nói riêng đang tăng nhanh chóng. Từ đó, việc “thiết kế nhà máy sản xuất bia với năng suất 28 triệu lít/năm bằng phương pháp lên men cổ điển” 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. Đối với đồ án này, tôi đã cố gắng tìm ra một phương án hợp lý 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. Đồ án bao gồm các nội dung chính: + Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng nhà máy + Cơ sở thiết kế nhà máy (cơ sở vật chất, điều kiện tự nhiên,...) + Nguyên liệu (đặc điểm, tính chất, thành phần, thu hoạch, nguồn cung cấp) + Dây chuyền sản xuất của nhà máy (công nghệ sản xuất, thông số kỹ thuật) + Thiết bị (tính cân bằng vật chất, tính và chọn thiết bị) + Các vấn đề khác: Tính tổ chức, tính xây dựng, tính hơi-nước, an toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp, kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm. Tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để nâng cao kiến thức nhằm phục vụ cho công tác sau này. Cuối cùng tôi xin cảm ơn cô Phan Bích Ngọc cùng các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành tốt đồ án. Đà Nẵng, ngày 23 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện Lê Thị Thuận TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs, Ts Nguyễn Bin và tập thể tác giả (1999). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập II – NXB KH&KT. Đoàn Dụ, Mai Văn Lề, Bùi Đức Hưng (1983). Công nghệ và máy chế biến lương thực, NXB KH&KT. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1992). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập I, NXB KH&KT. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1978). Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập I. NXB ĐH&THCN. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1978). Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập II. NXB ĐH&THCN. PGS, TS Hoàng Đình Hoà (2000). Công nghệ sản xuất malt và bia, NXB KH&KT. ThS Trần Xuân Ngạch, ThS Phan Bích Ngọc (2005). Bài giảng môn học Công nghệ lên men. Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng. Phan Bích Ngọc (1991). Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng. Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương (1991). Kỹ thuật sấy nông sản, NXB KH&KT. ThS Trần Thế Truyền (1999). Cơ sở thiết kế nhà máy hoá, NXB Đà Nẵng PGS, TS Trần Minh Vượng (1999). Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục. Ц.P.3aйчиk (1977). OБOPYДOBAHИE ПPEДПPИЯTИЙ BИHOДE- ΛЬЧECKOЙ ПPOMЬIШΛEHHOCTИ, MOCKBA. 18/05/2010. 20/05/2010. 20/05/2010. 21/05/2010.