Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm

dài: 1500mm + chiều rộng: 1500mm + cao: 300mm Cầu thang: dùng cầu thang thép chiều cao bậc 200mm, chiều dài 250mm. PHẦN VI: TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG I. Tính hơi v Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng (hoặc hạ) nhiệt độ khối dịch từ t1 lên t2 (hoặc từ t2 xuống t1): Q = G ´ C ´ (t2 - t1) (kcal) Trong đó: G: khối lượng dịch (kg) C: tỷ nhiệt của khối dịch (kcal/kgoC) t2: nhiệt độ cuối của dịch (oC) t1: nhiệt độ đầu của dịch (oC) v Nhiệt lượng cần cung cấp để duy trì ở các nhiệt độ: Q = q ´ w (kcal) Trong đó: q: hàm nhiệt của hơi nước (kcal/kg) w: lượng nước bay hơi (kg) v Lượng hơi cần cung cấp: D = (kg/h) Trong đó: Q: lượng nhiệt cần cung cấp (kcal) 0,96: độ bão hòa của hơi nước t: thời gian cấp nhiệt (h) ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hòa (kcal/kg) - ih = 650 (kcal/kg) i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ (kcal/kg) - i = 127 (kcal/kg) 1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hóa Trong quá trình hồ hóa có các giai đoạn: nâng nhiệt độ từ 50oC lên 95oC, giữ ở 95oC trong 15 phút, nâng nhiệt độ lên 100oC, giữ ở 100oC trong 30 phút. Trong quá trình này, lượng nước bay hơi 5% so với tổng lượng dịch. Độ ẩm của gạo là 14%, lượng gạo sau nghiền tối đa sử dụng cho một mẻ nấu là 2610(kg). Vậy lượng nước có trong gạo là: 2610 ´ 0,14 = 365.4 (kg) Độ ẩm của malt là 7%, lượng malt lót là 10% so với lượng gạo. Vậy lượng nước có trong malt lót là: 2610 ´ 0,1 ´ 0,07 = 18.27 (kg) Lượng nước cho vào nồi hồ hóa: (2610 + 2610 ´ 0,1) ´ 5 = 14355(kg) Vậy tổng lượng nước ban đầu trong nồi hồ hóa: 14355 + 365.4 + 18.27 = 14738.67 (kg) Tổng lượng hỗn hợp (bột + nước) trong nồi hồ hóa: (2610 + 2610 ´ 0,1) ´ 6 = 17226 (kg) Độ ẩm của dịch cháo: w = » 0,8556 tương ứng 85,56% Tỷ nhiệt của khối dịch C được tính theo công thức: C = + Trong đó: C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan - C1 = 0,34 (kcal/kgoC) C2: tỷ nhiệt của nước - C2 = 1 Vậy: C = + » 0,9 (kcal/kgoC) Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ khối dịch từ 50oC lên 100oC: G = 17226 (kg) C = 0,9 (kcal/kgoC) t2 = 100oC t1 = 50oC Q1 = 17226 ´ 0,9 ´ (100 - 50) = 775170 (kcal) Lượng nước bay hơi: w1 = 17226 ´ 0,05 = 861.3 (kg) ở 95oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 546 (kcal/kg). Vậy: Q2 = 546 ´ 861.3 = 470269.8 (kcal) ở 100oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 539 (kcal/kg). Vậy: Q3 = 539 ´ 861.3 = 464240.7 (kcal) Lượng nhiệt cấp cho nồi hồ hóa: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 1245439.8 (kcal) Tổn thất nhiệt trong nồi hồ hóa: Lượng nhiệt đun nóng thiết bị: 2% Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: 2% Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống: 1% Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi hồ hóa là: Qhh = = 1310989.26 (kcal) Lượng hơi cần cung cấp cho nồi hồ hóa: Dhh = » 2611.12(kg/h) 2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hóa Trong quá trình hồ hóa có các giai đoạn: nâng nhiệt độ từ 45oC lên 53oC, giữ ở 53 oC trong 25 phút, nâng nhiệt độ lên 63oC, giữ ở 63oC trong 60 phút, nâng nhiệt độ lên 73oC, giữ ở 73oC trong 15 phút, nâng nhiệt độ lên 78oC. Trong quá trinh này, lượng nước bay hơi 5% so với tổng lượng dịch. Độ ẩm của malt là 7%, lượng malt sau nghiền tối đa dùng cho một mẻ nấu là 6095 (kg), lượng malt dùng làm malt lót bằng 10% so với lượng gạo. Vậy lượng nước có trong malt là: (6095 - 2610´ 0,1) ´ 0,07 = 408.38 (kg) Lượng nước cho vào nồi đường hóa: 29027.5 kg Vậy tổng lượng nước ban đầu trong nồi đường hóa: 408.38 + 29027.5 = 29435.88 (kg) Trong quá trình đun, lượng dịch cháo bay hơi 5%. Vậy lượng dịch cháo bơm sang nồi đường hóa là: 17226 ´ 0,95 = 16364.7 (kg) Lượng nước có trong dịch cháo bơm sang là: 14738.67 ´ 0,95 » 14001.74 (kg) Tổng lượng nước có trong nồi đường hóa sau khi bơm dịch cháo sang: 29435.88 + 14001.74 = 43437.62 (kg) Tổng lượng dịch trong nồi đường hóa sau khi chuyển dịch cháo sang: 16364.7 + (6095 – 2610 ´ 0,1) ´ 6= 51368.7 (kg) Độ ẩm của dịch: w = =0.845 % Tỷ nhiệt của khối dịch C được tính theo công thức: C = + Trong đó: C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan - C1 = 0,34 (kcal/kgoC) C2: tỷ nhiệt của nước - C2 = 1 Vậy: C = + » 0,898(kcal/kgoC) Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ khối dịch từ 45oC lên 78oC: G = 51368.7 (kg) C = 0,898 (kcal/kgoC) t2 = 78oC t1 = 45oC Q1 = 51368.7 ´ 0,898 ´ (78 - 45) = 1522260.1 (kcal) Lượng nước bay hơi: w1 = 51368.7 ´ 0,05 = 2568.385 (kg) ở 53oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 580 (kcal/kg). Vậy: Q2 = 580 ´ 2568.385 =1489663.3 (kcal) ở 63oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 578 (kcal/kg). Vậy: Q3 = 578 ´ 2568.385 = 1484526.53 (kcal) ở 73oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 571 (kcal/kg). Vậy: Q4 = 571 ´ 2568.385 = 1466547.835 (kcal) Lượng nhiệt cấp cho nồi đường hóa: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 5962997.765 (kcal) Tổn thất nhiệt trong nồi đường hóa: Lượng nhiệt đun nóng thiết bị: 2% Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: 2% Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống: 1% Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi đường hóa là: Qđh = = 6276839.753 (kcal) Lượng hơi cần cung cấp cho nồi đường hóa: Dđh = = 6250.84 (kg/h) 3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa Lượng dịch trước đun hoa: 64060 (kg) Lượng nước trong dịch trước đun hoa: 57142.5(lít) tương đương 57142.5 Vậy, độ ẩm của dịch trước đun hoa: w = = 0,892 = 89.2% Tỷ nhiệt của khối dịch C được tính theo công thức: C = + Trong đó: C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan - C1 = 0,34 (kcal/kgoC) C2: tỷ nhiệt của nước - C2 = 1 Vậy: C = + = 0,93 (kcal/kgoC) Sau khi lọc, nhiệt độ khối dịch vào khoảng 70oC. Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ khối dịch từ 70oC lên 100oC là: G = 64060 (kg) C = 0,93 (kcal/kgoC) t2 = 100oC t1 = 70oC Q1 = 64060 ´ 0,93 ´ (100 - 70) = 1787274 (kcal) Lượng nước bay hơi: w1 = 64060 ´ 0,1 = 6406 (kg) ở 100oC và áp suất khí quyển, hàm nhiệt của hơi nước (theo Sổ tay hóa công - tập 1) là: 539 (kcal/kg). Vậy: Q2 = 539 ´ 6406 = 3452834 (kcal) Lượng nhiệt cấp cho nồi đường hóa: Q = Q1 + Q2 = 5240108 (kcal) Tổn thất nhiệt trong nồi nấu hoa: Lượng nhiệt đun nóng thiết bị: 2% Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: 2% Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống: 1% Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho nồi nấu hoa là: Qnh = » 5.515903.158 (kcal) Lượng hơi cần cung cấp cho nồi nấu hoa: Dnh = » 7324.07 (kg/h) 4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước Lượng nước dùng cho một mẻ nấu: 65897.5 (lít) = 65897.5 (kg) Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ nước từ 25oC lên 80oC là: G = 65897.5 (kg) C = 1 (kcal/kgoC) t2 = 80oC t1 = 25oC Q = 65897.5 ´ 1 ´ (80 - 25) = 3624362.5(kcal) Tổn thất nhiệt trong thiết bị: Lượng nhiệt đun nóng thiết bị: 2% Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: 2% Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống: 1% Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho thiết bị đun nóng nước là: Qnn = » 3815118.42 (kcal) Lượng hơi cần cung cấp cho thiết bị đun nóng nước: Dnn = » 5065.75 (kg/h) 5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện Năng suất bia tính theo ngày là 200000 (lít/ngày), sử dụng loại chai 500(ml). Vậy số lượng chai cần thanh trùng trong một ngày là: =400000 (chai) Khối lượng của một chai bia là 0,65 (kg/chai). Vậy khối lượng nước dùng để thanh trùng trong một ngày là: 400000 ´ 0,65 = 260000 (kg) Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ nước từ 25oC lên 80oC là: G = 260000 (kg) C = 1 (kcal/kgoC) t2 = 80oC t1 = 25oC Q = 260000 ´ 1 ´ (80 - 25) = 14300000 (kcal) Tổn thất nhiệt trong thiết bị: Lượng nhiệt đun nóng thiết bị: 2% Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh: 2% Lượng nhiệt tiêu tốn cho khoảng trống: 1% Vậy lượng nhiệt thực tế cần cung cấp là: Qtt = » 15052631.58 (kcal) Lượng hơi cần cung cấp cho phân xưởng hoàn thiện: Dtt = » 4996.76 (kg/h) Ngoài ra, ta còn cần một lượng hơi để hấp vỏ chai, thanh trùng đường ống, thiết bị... Lượng hơi này vào khoảng 250 (kg hơi/h). v Tổng lượng hơi cần cung cấp Qtổng = Dhh + Dđh + Dnh + Dnn + Dtt + 250 = 26498.54 (kg/h) Ta sử dụng 2 nồi hơi, năng suất mỗi nồi: 14000 (kg hơi/h), áp suất làm việc: 8 at. v Tính lượng nhiên liệu cho nồi hơi Sử dụng than làm nguồn chất đốt cấp nhiệt cho nồi hơi. Nhiệt lượng 1 kg than cung cấp là 6500 (kcal). Lượng nhiên liệu cần dùng được tính theo công thức: M = (kg/h) Trong đó: D: năng suất nồi hơi (kg/h) ih: hàm nhiệt của hơi nước ở áp suất 8 at (kcal/kg) - ih = 662,3 (kcal/kg) i: hàm nhiệt của nước đưa vào (kcal/kg) - i = 40 (kcal/kg) Q: nhiệt lượng của than (kcal/kg) - Q = 6500 (kcal/kg) m: hệ số sử dụng của lò hơi - m = 0,75 Vậy: M = » 1787.1 (kg/h) Hệ số đốt cháy là 90%. Lượng than thực tế cần cung cấp là: = 3971.37 (kg/h) Lượng than cần cung cấp trong một ngày: 3971.37 ´ 24 = 95313 (kg) Lượng than cần cung cấp trong một tháng: 95313´ 25 = 2382824 (kg) Lượng than cần cung cấp trong một năm: 2382823 ´ 12 = 28593.887.18 (kg) = 28594 (tấn) II. Tính lạnh 1. Lượng nhiệt lạnh cấp cho thiết bị lạnh nhanh Thiết bị lạnh nhanh sử dụng nước 2oC để hạ nhiệt độ dịch đường từ 80¸90oC xuống 12¸15oC (nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men chính). Lượng nước dùng để làm lạnh dịch trong mỗi mẻ nấu khoảng 30000 (lít) = 30000 (kg). Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ nước từ 25oC về 2oC là: G = 30000 (kg) C = 1 (kcal/kgoC) t2 = 2oC t1 = 25oC Q = 30000 ´ 1 ´ (25 - 2) = 690000 (kcal) Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ của nước trong 1 ngày: Qln = 690000 ´ 6 = 4140000 (kcal) 2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho thiết bị lên men a. Giai đoạn lên men chính Phản ứng xảy ra trong quá trình lên men: C6H12O6 à 2C2H5OH + CO2 + 37,3 (kcal) Cứ 180 g đường khi lên men tỏa ra một lượng nhiệt là 37,3 (kcal). Vậy lượng nhiệt tỏa ra khi lên men 1 (kg) đường là: q = » 207,2 (kcal) Khối lượng dịch đường đưa đi lên men: 223700 ´ 1,047 = 234213.9 (kg) Giả sử trong 1 ngày, lượng đường được lên men là 2% so với lượng dịch đường. Vậy lượng nhiệt lạnh cần cấp để cân bằng với lượng nhiệt sinh ra trong quá trình lên men chính là: Q1 = G ´ q = 234213.9 ´ 0,02 ´ 207,2 » 970582.4 (kcal) Thời gian lên men chính khoảng 7 ngày, do đó, có thể có ngày có 7 tank cùng ở giai đoạn lên men chính. Vậy lượng nhiệt lạnh tối đa cần cấp trong 1 ngày là: Q1 = 970582.4 ´ 7 = 6794076.8 (kcal) v Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt: Qtt = f ´ K ´ (tng - ttr) (kcal/h) Trong đó: f: diện tích truyền nhiệt (m2) K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m2oC) - K = 0,3 (kcal/m2oC) tng: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men (oC) - tng = 32oC ttr: nhiệt độ bên trong thùng lên men (oC) - ttr = 12oC Coi tổn thất chủ yếu là ở phần trụ dịch của thùng lên men, ta có: f = p ´ D ´ H = 3,14 ´ 3,2 ´ 12,8 » 128,61 (m2) Vậy: Qtt = 128,61 ´ 0,3 ´ (32 - 12) = 771,66 (kcal/h) ; 18519,84 (kcal/ngày) Lượng nhiệt lạnh tổn thất tối đa trong 1 ngày: Q2 = 18519,84 ´7 = 129638,88 (kcal/ngày) v Tổn thất lạnh khi rửa men: Lượng nước dùng để rửa men trong 1 ngày khoảng 2000 (lít).Vậy lượng nhiệt lạnh cung cấp để hạ nhiệt độ nước từ 25oC xuống 1oC là: G = 2000 (kg) C = 1 (kcal/kgoC) t2 = 1oC t1 = 25oC Q3 = 2000 ´ 1 ´ (25 - 1) = 48000 (kcal) v Tổn thất lạnh khi bảo quản sữa men: khoảng 70000 (kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong quá trình lên men chính là: Qlmc = Q1 + Q2 + Q3 = 6794076.8 + 129638,88 + 48000 + 70000 = 7041715.68 (kcal) b. Giai đoạn hạ nhiệt độ xuống lên men phụ Sau giai đoạn lên men chính, bia non có hàm lượng chất khô khoảng 3,5oBx, khối lượng riêng d = 1,0117 (kg/lít), tổn hao khi lên men chính khoảng 4%. Khối lượng bia non cần hạ nhiệt độ là: G = 223700 ´ 0,96´ 1,0117 » 217264.6 (kg) Tỷ nhiệt C được tính theo công thức: C = + Trong đó: C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan - C1 = 0,34 (kcal/kgoC) C2: tỷ nhiệt của nước - C2 = 1 Vậy: C = + » 0,98 (kcal/kgoC) Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ bia non từ 12oC xuống 1oC là là: Q4 = G ´ C ´ (t2 - t1) = 217264.6 ´ 0,98 ´ (12 - 1) = 2342112.4 (kcal) Tổn thất nhiệt khoảng 5%, vậy lượng nhiệt lạnh thực tế cần cung cấp là Qhn = » 2465381.44 (kcal) c. Giai đoạn lên men phụ Trên thực tế, cứ 1 lít bia non tổn hao một lượng nhiệt khoảng 0,25 (kcal/ngày). Vậy 1 tank lên men trong giai đoạn lên men phụ 1 ngày cần: Q5 = 223700 ´ 0,96 ´ 0,25 = 53688 (kcal) v Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt: Qtt = f ´ K ´ (tng - ttr) (kcal/h) Trong đó: f: diện tích truyền nhiệt (m2) K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m2oC) - K = 0,3 (kcal/m2oC) tng: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men (oC) - tng = 32oC ttr: nhiệt độ bên trong thùng lên men (oC) - ttr = 1oC Coi tổn thất chủ yếu là ở phần có dịch của thùng lên men, ta có: f = p ´ D ´ H = 3,14 ´ 3,2 ´ 12,8 » 128,61 (m2) Vậy: Qtt = 128.61 ´ 0,3 ´ (32 - 1) =1196 (kcal/h) Û 28704 (kcal/ngày) Lượng nhiệt lạnh tổn thất tối đa trong 1 ngày: Q6 = 28704 ´ 7 = 200928 (kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong quá trình lên men phụ là: Qlmp = Q5 + Q6 = 53688 + 200928 = 254616 (kcal) 3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho thiết bị gây men giống a. Thiết bị gây men giống cấp 2 Lượng dịch đường dùng để gây men giống cấp 2 là: 22400 (lít). Sử dụng dịch đường có nồng độ 12oBx, d = 1,048 (kg/lít). Vậy khối lượng dịch đường là: 22400 ´ 1,048 = 23475.2 (kg) Lượng chất hòa tan có trong dịch đường: 23475.2 ´ 0,117 » 2746.6 (kg) Trong đó, chỉ có 80% là đường có khả năng lên men. Vậy lượng đường có khả năng lên men trong thùng gây giống cấp 2 là: 2746.6 ´ 0,8 = 2197.28 (kg) Như tính toán ở trên ta có, 1 (kg) đường khi lên men tỏa ra 207,2 (kcal). Vậy lượng nhiệt tỏa ra trong thiết bị trong 1 ngày là: Q7 = 2197.28 ´ 207,2 = 455276.42 (kcal) v Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt: Q8 = f ´ K ´ (tng - ttr) (kcal/h) Trong đó: f: diện tích truyền nhiệt (m2) K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m2oC) - K = 0,3 (kcal/m2oC) tng: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men (oC) - tng = 32oC ttr: nhiệt độ bên trong thùng lên men (oC) - ttr = 14oC Coi tổn thất chủ yếu là ở phần có dịch của thùng lên men, ta có: f = p ´ D ´ H = 3,14 ´ 2 ´ 2 = 12,56 (m2) Vậy: Q8 = 12,56 ´ 0,3 ´ (32 - 14) = 67,824(kcal/h)Û 1627,776(kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong quá trình lên men phụ là: Qgmg2 = Q7 + Q8 = 455276.42 + 1627,776 = 456904.19 (kcal) b. Thiết bị gây men giống cấp 1 Lượng dịch đường dùng để gây men giống cấp1 là: 7466.67(lít). Sử dụng dịch đường có nồng độ 12oBx, d = 1,048 (kg/lít). Vậy khối lượng dịch đường là: 7466.67 ´ 1,048 = 7825.07 (kg) Lượng chất hòa tan có trong dịch đường: 7825.07 ´ 0,117 » 915.53 (kg) Trong đó, chỉ có 80% là đường có khả năng lên men. Vậy lượng đường có khả năng lên men trong thùng gây giống cấp 1 là: 915.53 ´ 0,8 = 732.43 (kg) Như tính toán ở trên ta có, 1 (kg) đường khi lên men tỏa ra 207,2 (kcal). Vậy lượng nhiệt tỏa ra trong thiết bị trong 1 ngày là: Q9 = 732.43 ´ 207,2 =151758.78 (kcal) v Tổn thất lạnh qua lớp cách nhiệt: Q10 = f ´ K ´ (tng - ttr) (kcal/h) Trong đó: f: diện tích truyền nhiệt (m2) K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt (kcal/m2oC) - K = 0,3 (kcal/m2oC) tng: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men (oC) - tng = 32oC ttr: nhiệt độ bên trong thùng lên men (oC) - ttr = 14oC Coi tổn thất chủ yếu là ở phần trụ có dịch của thùng lên men, ta có: f = p ´ D ´ H = 3,14 ´ 1,6 ´ 1,6 » 8,04 (m2) Vậy: Q10 = 8,04 ´ 0,3 ´ (32 - 14) » 43,416(kcal/h) Û1041,984 (kcal/ngày) Vậy lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong quá trình lên men phụ là: Qgmg1 = Q9 + Q10 = 151758.78 + 1041,984 = 152800.77 (kcal) 4. Lượng nhiệt lạnh cung cấp để hạ nhiệt độ bia sau lọc xuống 1oC Sau khi lọc, nhiệt độ bia tăng lên khoảng 5oC, ta hạ nhiệt độ xuống 1oC rồi đưa vào tank tàng trữ và bão hòa CO2. Lượng bia non đưa vào tank tàng trữ là: G = 210400 ´ 1,01 = 212.504 (kg) Tỷ nhiệt C được tính theo công thức: C = + Trong đó: C1: tỷ nhiệt của chất hòa tan - C1 = 0,34 (kcal/kgoC) C2: tỷ nhiệt của nước - C2 = 1 Vậy: C = + » 0,98 (kcal/kgoC) Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để hạ nhiệt độ bia non từ 5oC xuống 1oC là là: Q11 = G ´ C ´ (t2 - t1) = 212.504 ´ 0,98 ´ (5 - 1) » 833015.68 (kcal) v Vậy tổng lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong 1 ngày là: Qtổng = Qln + Qlmc + Qhn + Qlmp + Qgmg2 + Qgmg1 + Q11 =4140000 + 7041715.68 + 2465381.44 + 254616 + 456904.19 + 152800.77 + 833015.68 = 15344433.76 (kcal) v Chọn máy lạnh: Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong 1 giờ: Q12 = » 639351.41 (kcal) Tổn hao lạnh cho toàn nhà máy khoảng 10%. Vậy lượng nhiệt lạnh thực tế cần cung cấp là: Q13 = » 710390.45 (kcal) Chọn 2 máy lạnh có các thông số như sau: Năng suất lạnh: 500000 (kcal/h) Công suất động cơ: 75 (kw) III. Tính nước Nhà máy sử dụng nguồn nước giếng khoan, có đưa qua hệ thống xử lý trước khi đưa vào sản xuất, đảm bảo chất lượng nước theo đúng yêu cầu công nghệ. 1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu Lượng nước dùng cho 1 mẻ nấu: 65897.5 (lít) Lượng nước dùng để vệ sinh thiết bị vào khoảng 10% so với lượng nước dùng cho quá trình nấu. Vậy tổng lượng nước cần cung cấp cho 1 mẻ nấu là: 65897.5 + 6589.75 = 72487.25 (lít) Lượng nước cần cung cấp cho phân xưởng nấu trong 1 ngày: V1 = 72487.25 ´ 6 = 434923.5 (lít) Ngoài ra, như phần tính toán ở trên, lượng nước 2oC cần để làm lạnh trong 1 ngày là: V2 = 30000 (lít) 2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men Lượng nước dùng để rửa thiết bị lên men lấy bằng 5% thể tích thiết bị. Mỗi ngày ta phải vệ sinh 1 tank, vậy lượng nước cần cung cấp là: V3 = 279700 ´ 0,05 = 13985 (lít) 3. Lượng nước dùng để gây men giống và rửa men Như phần trên đã nói, lượng nước cần dùng để rửa men trong một ngày: khoảng 2000 (lít). Nước dùng để vệ sinh thùng gây men giống cấp 1, cấp 2 lấy bằng 5% so với thể tích thùng: V4 = 0,05 ´ (27970 + 9310) = 1864 (lít) Vậy tổng lượng nước cần cung cấp cho quá trình này trong 1 ngày là: V5 = 2000 + 1864 = 3864 (lít) 4. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện sản phẩm a. Nước rửa chai Số chai sử dụng trong 1 ngày là 400000 (chai), rửa mỗi chai cần khoảng 1 (lít) nước. Vậy lượng nước rửa chai mỗi ngày là: 400000(lít). Nước dùng để vệ sinh máy chiết chai là 1000 (lít/ngày) Tổng lượng nước dùng cho quá trình chiết chai: V6 =400000 + 1000 =401000 (lít/ngày) b. Nước dùng cho thiết bị thanh trùng Theo như trên đã tính toán, lượng nước dùng để thanh trùng chai là: V7 = 260000 (lít) c. Nước dùng để vệ sinh toàn phân xưởng Diện tích phân xưởng hoàn thiện: 36 ´ 24 = 864 (m2) Cứ 1 m2 phân xưởng cần khoảng 3 lít nước để vệ sinh. Vậy lượng nước cần cung cấp để vệ sinh toàn bộ phân xưởng là: V8 = 864 ´ 3 = 2592 (lít) v Tổng lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện: V9 = V6 +V7 + V8 = 178778 + 115555,7 + 2592 = 296925,7 (lít) 5. Lượng nước dùng cho nồi hơi Theo tính toán thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho nhà máy. Nhưng trên thực tế, để tiết kiệm, ta thường thu hồi khoảng 80% lượng nước ngưng. Do đó, lượng nước dùng cho nồi hơi bằng 20% so với lượng hơi cung cấp. V10 = 11329,02 ´ 24 ´ 0,2 = 54379,296 (lít) 6. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác Nước sinh hoạt và phục vụ các nhu cầu khác tính bình quân theo đầu người là 40 (lít/ngày). Toàn thể nhà máy có 210 người, vậy lượng nước cần cung cấp là: V11 = 210 ´ 40 = 8400 (lít/ngày) v Tổng lượng nước cần cung cấp cho nhà máy: Trong 1 ngày: Vng = V1 + V2 + V3 + V5 + V9 + V10 + V11 = 118498,16 + 30000 + 5451 +1774,6 + 296925,7 + 54379,296 + 8400 = 561408,052 (lít) = 561,4 (m3) Trong 1 tháng: Vth = 561,4 ´ 25 = 14035 (m3) Trong 1 năm: Vn = 561,4 ´ 300 = 168420 (m3) IV. Tính điện 1. Tính phụ tải chiếu sáng Các phân xưởng sử dụng đèn sợi đốt và đèn neon để đảm bảo đủ độ chiếu sáng cho quá trình sản xuất. a. Cách bố trí Trong phân xưởng sản xuất, việc bố trí đèn phụ thuộc vào các thông số sau: Chiều cao đèn (H) (phụ thuộc chiều cao thiết bị và vị trí làm việc): thường lấy bằng 2,5¸4,5 (m). Khoảng cách giữa các đèn (L): 3¸4 (m). Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường (l): (0,25¸0,35) ´ L Số đèn bố trí theo chiều dài nhà: n1 = với A là chiều dài nhà. Số đèn bố trí theo chiều rộng nhà: n2 = với B là chiều rộng nhà. Số đèn bố trí cho mỗi tầng nhà: n = n1 ´ n2. Ta sử dụng bóng đèn có công suất là Pđ (đèn sợi đốt có công suất 100 w, đèn neon có công suất là 40 w) thì công suất chiếu sáng cho mỗi tầng nhà là: P = Pđ ´ n b. Tính toán v Nhà sản xuất chính (gồm bộ phận nấu và một phần bộ phận lên men) L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 36 (m), B = 30 (m), Pđ = 100 (w) n1 = = 10 (bóng) n2 = = 9 (bóng) Tổng số đèn: n = 10 ´ 9 = 90 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 100 ´ 90 = 9000 (w) = 9 (kw) v Nhà hoàn thiện sản phẩm L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 36 (m), B = 24 (m), Pđ = 100 (w) n1 = = 10 (bóng) n2 = = 7 (bóng) Tổng số đèn: n = 10 ´ 7 = 70 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 100 ´ 70 = 7000 (w) = 7 (kw) v Kho chứa nguyên liệu L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 30 (m), B = 24 (m), Pđ = 100 (w) n1 = = 8,35 (bóng), ta lấy 9 bóng n2 = = 7 (bóng) Tổng số đèn: n = 9 ´ 7 = 63 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 100 ´ 63 = 6300 (w) = 6,3 (kw) v Kho chứa thành phẩm L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 36 (m), B = 24 (m), Pđ = 100 (w) n1 = = 10 (bóng) n2 = = 7 (bóng) Tổng số đèn: n = 10 ´ 7 = 70 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 100 ´ 70 = 7000 (w) = 7 (kw) v Phân xưởng điện cơ L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 24 (m), B = 12 (m), Pđ = 40 (w) n1 = = 7 (bóng) n2 = = 4 (bóng) Tổng số đèn: n = 7 ´ 4 = 28 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 40 ´ 28 = 1120 (w) = 1,12 (kw) v Nhà hành chính L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 24 (m), B = 12 (m), Pđ = 40 (w) n1 = = 7 (bóng) n2 = = 4 (bóng) Tổng số đèn: n = 7 ´ 4 = 28 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 40 ´ 28 = 1120 (w) = 1,12 (kw) v Hội trường - Phòng họp L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 24 (m), B = 12 (m), Pđ = 40 (w) n1 = = 7 (bóng) n2 = = 4 (bóng) Tổng số đèn: n = 7 ´ 4 = 28 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 40 ´ 28 = 1120 (w) = 1,12 (kw) v Bếp - Nhà ăn L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 24 (m), B = 12 (m), Pđ = 40 (w) n1 = = 7 (bóng) n2 = = 4 (bóng) Tổng số đèn: n = 7 ´ 4 = 28 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 40 ´ 28 = 1120 (w) = 1,12 (kw) v Nhà giới thiệu sản phẩm L = 4 (m), l = 0,3 (m), A = 18 (m), B = 12 (m), Pđ = 40 (w) n1 = = 5,35 (bóng), ta lấy 6 bóng n2 = = 4 (bóng) Tổng số đèn: n = 6 ´ 4 = 24 (bóng) Công suất chiếu sáng: P = 40 ´ 24 = 960 (w) = 0,96 (kw) v Một số công trình khác: Trạm biến áp: 2 bóng 100 (w), P = 0,2 (kw). Khu đặt tank lên men: 8 bóng 100 (w), P = 0,8 (kw). Phân xưởng hơi: 4 bóng 100 (w), P = 0,4 (kw). Bãi than: 2 bóng 100 (w), P = 0,2 (kw). Phân xưởng cấp khí nén và thu hồi CO2: 6 bóng 100 (w), P = 0,6 (kw). Khu chứa bã: 2 bóng 100 (w), P = 0,2 (kw). Khu xử lý nước thải: 6 bóng 100 (w), P = 0,6 (kw). Khu xử lý nước sạch: 6 bóng 100 (w), P = 0,6 (kw). Nhà nuôi cấy nấm men và KCS: 6 bóng 40 (w), P = 0,24 (kw). Phòng bảo vệ: 2 bóng 40 (w), P = 0,08 (kw). Nhà vệ sinh: 2 bóng 40 (w), P = 0,08 (kw). Nhà để xe: 4 bóng 40 (w), P = 0,16 (kw). Gara ô tô: 6 bóng 40 (w), P = 0,24 (kw). Tổng cộng: 56 bóng, công suất 4,4 (kw). v Bảng tổng hợp các phụ tải chiếu sáng: STT Tên công trình Số đèn Công suất đèn (w) Tổng công suất (kw) 1 Nhà sản xuất chính 90 100 9 2 Nhà hoàn thiện sản phẩm 70 100 7 3 Kho chứa nguyên liệu 63 100 6,3 4 Kho chứa thành phẩm 70 100 7 5 Phân xưởng điện cơ 28 40 1,12 6 Nhà hành chính 28 40 1,12 7 Hội trường – Phòng họp 28 40 1,12 8 Bếp - Nhà ăn 28 40 1,12 9 Nhà giới thiệu sản phẩm 24 40 0,96 10 Công trình khác 56 4,4 Tổng 39,14 2. Tính phụ tải động lực v Bảng tổng hợp các phụ tải động lực: STT Tên thiết bị Công suất (kw) Số lượng Tổng công suất (kw) 1 Gầu tải 5 4 20 2 Băng tải 10 2 20 3 Máy nghiền gạo 8 1 8 4 Máy nghiền malt 12 1 12 5 Nồi hồ hóa 4,5 1 4,5 6 Nồi đường hóa 8 1 8 7 Thùng lọc 3,5 1 3,5 8 Nồi nấu hoa 5 1 5 9 Bơm ly tâm 5 10 50 10 Máy lạnh 75 1 75 11 Máy rửa chai 3 1 3 12 Máy chiết chai 3 1 3 13 Máy dập nút 2,5 1 2,5 14 Máy thanh trùng 2 1 2 15 Máy dán nhãn 1 1 1 16 Máy nén 35 1 35 Tổng 252,5 Ngoài các thiết bị trên còn phải tính đến các phụ tải khác như quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước... Tất cả các phụ tải này lấy bằng 25% phụ tải động lực ở trên. Vậy phụ tải động lực của toàn phân xưởng là: 252,5 + 252,5 ´ 0,25 = 315,625 (kw) v Tổng phụ tải của toàn nhà máy: 39,14 + 315,625 = 354,765 (kw) 3. Xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán tức là xác định công suất phụ tải thực tế của toàn nhà máy để chọn máy biến áp và máy phát điện cho phù hợp. Ptt = Kc ´ Pđl (kw) Trong đó: Kc: hệ số phụ thuộc mức mang tải của thiết bị - Kc = 0,5¸0,6 Pđl: phụ tải động lực toàn phân xưởng (kw) Vậy: Ptt = 315,625 ´ 0,55 » 173,6 (kw) 4. Xác định công suất và dung lượng bù a. Hệ số công suất cosj Việc xác định hệ số công suất cosj nhằm mục đích nâng cao công suất, giảm tổn thất điện áp cho nhà máy. cosj = Trong đó: : Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ (kw) : Tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ (kw) Trên thực tế thường làm việc non tải nên cosj được tính như sau: cosj = Ptb = Ptt = 173,6 (kw) PTD = Kc ´ Pđl + Kc ´ Pcs = 0,55 ´ 315,625 + 0,55 ´ 39,14 » 195,12(kw) QP = PTD ´ tgj Lấy tgj =1,02: QP = 195,12 ´ 1,02 = 199,0224 (kw) Vậy: cosj = = 0,623 b. Xác định dung lượng bù Ta có thể nâng cao hệ số cosj bằng cách dùng tụ điện. Tổng công suất phản kháng cần bù cho đối tượng để nâng hệ số công suất từ cosj1 lên cosj2 là: Qbù = Ptb ´ (tgj1 - tg j2) Trong đó: tgj1 : tương ứng với cosj1 hệ số công suất ban đầu tgj2 : tương ứng với cosj2 hệ số công suất được nâng lên Ta có: cosj1 = 0,7 suy ra tgj1 = 1,02 cosj2 = 0,95 suy ra tgj2 = 0,329 Vậy: Qbù = 315,625 ´ (1,02 - 0,329) = 218,1 (kw) 5. Chọn máy biến áp Công suất máy biến áp: Sba = » 278,7 (kw) Chọn máy biến áp có các thông số kỹ thuật như sau: Công suất: 500 (kw) Điện áp: 24/0,4 (kV) Tổn thất không tải: 1100 (w) Chọn máy phát điện dự phòng có các thông số kỹ thuật như sau: Công suất: 400 (kw) Điện áp định mức: 400(V) Hệ số công suất: cosj = 0,8 6. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm a. Điện năng dùng cho thắp sáng Acs = Pcs ´ K ´ T (kw) Trong đó: Pcs : công suất chiếu sáng - Pcs = 39,14 (kw) K: hệ số đồng thời - K = 0,9 T: thời gian sử dụng tối đa T = K1 ´ K2 ´ K3 Với: K1: số giờ thắp sáng trong ngày - K1 = 20 K2: số ngày làm việc trong tháng - K2 = 25 K3: số tháng làm việc trong năm - K3 = 12 T = 20 ´ 25 ´ 12 = 6000 Vậy: Acs = 39,14 ´ 0,9 ´ 6000 = 211356 (kw) b. Điện năng dùng cho động lực Ađl = Pđl ´ K ´ T (kw/h) Trong đó: Pđl : công suất động lực - Pđl = 315,625 (kw) K: hệ số đồng thời - K = 0,6 T: thời gian sử dụng tối đa Nếu làm việc 3 ca thì T = 3 ´ 8 ´ 25 ´ 12 = 7200 (h/năm) Vậy: Ađl = 315,625 ´ 0,6 ´ 7200 = 1363500 (kw) v Tổng điện năng tiêu thụ trong 1 năm: Atổng = Km ´ (Acs + Ađl ) Trong đó, Km là hệ số tổn hao trên mạng hạ áp - Km = 1,05 Vậy: Atổng = 1,05 ´ (211356 + 1363500) = 1653598,8 (kw) PHẦN VII: TÍNH TOÁN KINH TẾ I.Mục đích và nhiệm vụ 1.Mục đích Tính toán kính tế là một phần không thể thiếu trong một bản thiết kế hay một dự án. Đây là một khâu đặc biệt quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính khả thi của của dự án, là cơ sở để người thiết kế lựa chọn phương án tối ưu trong điều kiện kinh tế cho phép và lập kế hoạch phát triển sản xuất trong tương lai từ những kết quả thu được từ hiện tại. Đảm bảo độ chính xác, tính thực tiễn và hợp lý trong từng công đoạn là yêu tố bắt buộc đối với một dự án vì sản xuất luôn gắn liền với thị trường lao động, thị trường cung ứng nguyên, nhiên vật liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm vốn có nhiều biến động không thể dự đoán trước được nên cần phải tính toán trước để hạn chế rủi ro ở mức thấp nhất khi nhà máy đi vào sản xuất. 2.Nhiệm vụ Tính toán kinh tế cần phải xét đến: Tính toán cụ thể các khoản thu, chi trong một khoảng thời gian nhất định (thường là từng năm) để từ đó có thể huy động vốn từ ngân hàng và từ các cổ đông. Thời gian của dự án, tổng vốn đầu tư của dự án. Tính toán các khoản thuế phải đóng và tính lợi nhuận có thể thu được để có kế hoạch phát triển sản xuất sau này. Lập kế hoạch cụ thể cho sản xuất để có thể đẩy nhanh tiến độ khi sản phẩm tiêu thụ nhanh, kéo giãn thời gian sản xuất khi nhu cầu tiêu thụ giảm. Từ tính toán kinh tế giúp cho việc chi phí hợp lý trong việc mua bán nguyên vật liệu và đưa ra thị trường giá sản phẩm hợp lý với người tiêu dùng mà vẫn thu được lãi. Tính kinh tế gồm: Tính vốn đầu tư xây dựng nhà xưởng. Tính toán cho đầu tư thiết bị. Tính hiệu quả kinh tế như doanh thu, lợi nhuận của dự án … II.Tính chi phí cố định 1.Tính chi phí cho xây dựng nhà máy a.Vốn đầu tư chuẩn bị Để chuẩn bị xây dựng nhà máy cần đầu tư cho việc thiết kế và giải phóng mặt bằng. Thực tế thì giá san ủi mặt bằng hiện nay là 50 000 đồng/m2. Theo phần tính toán xây dựng thì tổng diện tích nhà máy là: 22000m2 Vậy đầu tư giải phóng và san ủi mặt bằng là: 50 000 ´ 22000 = 1 100 000 000 (đồng) Tiên thuê đất là: 200 000 VNĐ/m2/20 năm. Số tiền thuê đất là: 200 000 ´ 22000 = 4 400 000 000 (VNĐ) b.Vốn đầu tư xây dựng Vốn đầu tư xây dựng là vốn để xây dựng các hạng mục công trình trong nhà máy được tính theo giá chung trên thị trường xây dựng. Đơn giá xây dựng cho các nhà kết cấu bao che tường gạch có mái tôn chống nóng là 1 triệu – 1,2 triệu đồng/m2. Chọn giá 1 triệu đồng/m2. Đơn giá cho nhà để xe bến bãi là 1 triệu đồng/m2 Đơn giá cho nhà hành chính hội trường, căng tin là 1,5 – 1,7 triệu đồng/m2. Chọn giá trung bình 1,6 triệu đồng/m2. Ta có bảng sau: Bảng hạng mục xây dựng cơ bản Khu sản xuất chính STT Hạng mục xây dựng cơ bản Diện tích Đơn giá (VNĐ) Giá tiền (VNĐ) 1 Kho nguyên liệu 720m2 1 000 000 720 000 000 2 Phân xưởng sx chính 1080m2 1 000 000 1080 000 000 3 Khu đặt tank lên men 648m2 1 000 000 648 000 000 4 Kho chứa thành phẩm 864m2 1 000 000 864 000 000 5 Phân xưởng hơi&than 216m2 1 000 000 216 000 000 6 Xưởng cơ điện 288m2 1 000 000 288 000 000 7 Nhà nén khí và thu hồi CO2 216m2 1 000 000 216 000 000 8 Khu xử lý nước cấp 288m2 1 000 000 288 000 000 9 Khu xử lý nước thải 288m2 1 000 000 288 000 000 10 Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm 864m2 1 000 000 864 000 000 11 Khu để bã malt 108m2 1 000 000 108 000 000 12 Phòng KCS 144m2 1 000 000 144 000 000 13 Tổng 5724 000 000 Khu văn phòng quản lý và nhà ăn STT Hạng mục xây dựng Diện tích Đơn giá (VNĐ) Giá tiền (VNĐ) 1 Nhà hành chính 576m2 1 600 000 921 600 000 2 Nhà giới thiệu sản phẩm 216m2 1 600 000 345 600 000 3 Nhà ăn và hội trường 576m2 1 000 000 576 000 000 4 Tổng 1843 200 000 Khu phụ STT Hạng mục xây dựng Diện tích Đơn giá(VNĐ) Giá tiền(VNĐ) 1 Gara ôtô 270m2 1 000 000 270 000 000 2 Nhà để xe 162m2 1 000 000 162 000 000 3 Nhà bảo vệ 72m2 1 000 000 72 000 000 4 Nhà vệ sinh 54m2 1 000 000 54 000 000 5 Trạm biến áp 36m2 1 000 000 36 000 000 6 Tổng 594 000 000 Tổng số tiền đầu tư cho xây dựng nhà xưởng và văn phòng là: 594000000 + 1843200000 + 5724000000 = 8161 200 000(VNĐ). Dành khoảng 15% số tiền so với tổng số tiền đầu tư xây dựng nhà xưởng để xây dựng hệ thống thoát nước, hệ thống giao thông, vườn hoa và các công trình phụ trợ khác. Số tiền đó là: 15% ´ 8161 200 000 = 1224 180 000 (VNĐ) Vậy tổng số vốn đầu tư để xây dựng nhà máy là: 8161 200 000 + 1224 180 000 + 1 100 000 000 + 4 400 000 000 = 14885 380 000(VNĐ) 2.Tính chi phí cho lắp đặt thiết bị Với nhà máy sản xuất bia có sản lượng 20 triệu lít/năm thuộc loại nhà máy trung bình lại được đặt ở khu vực có số dân đông đúc và các tỉnh lân cận, đối tượng phục vụ chủ yếu là người dân trong vùng và các tỉnh bạn nên thiết bị chủ yếu được chọn là thiết bị được sản xuất tại Việt Nam được sản xuất theo công nghệ của Đức để giảm chi phí đầu tư về thiết bị. Đơn giá của thiết bị như sau: STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (VNĐ) Giá tiền(VNĐ) 1 Cân 2 10 000 000 20 000 000 2 Thùng chứa bột malt 2 8 000 000 16 000 000 3 Thùng chứa bột gạo 2 5 000 000 10 000 000 4 Máy nghiền malt 1 20 000 000 20 000 000 5 Máy nghiền gạo 1 8 000 000 8 000 000 6 Nồi hồ hoá 1 75 000 000 75 000 000 7 Nồi đường hoá 1 180 000 000 180 000 000 8 Thùng lọc đáy bằng 1 225 000 000 225 000 000 9 Thùng chứa bã 1 10 000 000 10 000 000 10 Nồi nấu hoa 1 330 000 000 330 000 000 11 Thiết bị đun nước nóng 1 145 000 000 145 000 000 12 Nồi lắng xoắy 1 160 000 000 160 000 000 13 Máy lạnh nhanh 2 200 000 000 400 000 000 14 Thùng lên men 23 540 000 000 12 420 000 000 15 Hệ thống nạp khí 1 10 000 000 10 000 000 16 Thùng gây men cấp 2 1 48 000 000 48 000 000 17 Thùng gây men cấp 1 1 4 800 000 4 800 000 18 Thùng chứa men 1 1 070 000 1 070 000 19 CIP trung tâm 5 40 000 000 200 000 000 20 Hệ thống thu hồi CO2 1 200 000 000 200 000 000 21 Máy lọc bia 2 300 000 000 600 000 000 22 Thùng chứa bia 4 500 000 000 2 000 000 000 23 Gầu tải 4 15 000 000 60 000 000 24 Vít tải 2 30 000 000 60 000 000 25 Bơm 20 7 500 000 150 000 000 26 Hệ thống vệ sinh 4 2 000 000 8 000 000 27 Hệ thống làm lạnh 1 700 000 000 700 000 000 28 Nồi hơi 2 500 000 000 1000 000 000 29 Hệ thống sử lý nước cấp 1 500 000 000 500 000 000 30 Hệ thống sử lý nước thải 1 700 000 000 700 000 000 31 Hệ thống điện 1 1 500 000 000 1 500 000 000 32 Xe ô tô 5 120 000 000 600 000 000 33 Tổng 22 360 870 000 Tính vốn đầu tư cho một số thiết bị phụ (đường ống và các phụ tùng thay thế) bằng 8% tổng chi phí cho thiết bị chính: 8% ´ 22 360 870 000 = 1788 869 600 (VNĐ) Tổng chi phí cho hệ thống thiết bị là: 22 360 870 000 + 1 788 869 600 = 24 149 739 600(VNĐ) Tính thuế giá trị gia tăng bằng 10% tổng chi phí cho hệ thống thiết bị: 10% ´ 24 149 739 600 = 2 414 973 960(VNĐ) Tính chi phí vận chuyển và lắp đặt bằng 8% tổng chi phí cho hệ thống thiết bị: 8% ´ 24 149 739 600 = 1 931 979 168(VNĐ) Vậy tổng vốn đầu tư cho lắp đặt và mua hệ thống thiết bị là: 24 149 739 600 + 2 414 973 960 + 1 931 979 168= 28 496 692 728 (VNĐ) 3.Các chi phí phát sinh trong quá trình xây dựng và lắp đặt Các chi phí phát sinh có thể xảy ra ở rất nhiều công đoạn trong quá trình xây dựng nhà xưởng và lắp đặt thiết bị. Để đảm bảo tiến độ cho việc xây dựng và lắp đặt thiết bị thì phải tính đến các chi phí phát sinh này. Chi phí phát sinh bằng 15% tổng các chi phí xây dựng và chi phí lắp đặt thiết bị. Chi phí phát sinh khi xây dựng là: 15% ´ 14 885 380 000 = 2 232 807 000(VNĐ) Chi phí phát sinh khi lắp đặt thiết bị: 15% ´ 1 931 979 168 = 289 796 875,2(VNĐ) Vậy tổng chi phí phát sinh là: 2 232 807 000 + 289 796 875 = 2 522 603 875(VNĐ) 4.Tính chi phí khấu hao thiết bị, nhà xưởng Dự tính nhà máy làm việc trong 20 năm thì khấu hao thiết bị máy móc, các công trình xây dựng khấu hao trong 20 năm. Vậy tổng tiền khấu hao trong 1 năm là: 0,05 ´ (28 496 692 728 + 14 885 380 000) = 2 169 103 636,4(VNĐ) Chi phí sửa chữa máy móc lấy bằng 5% khấu hao: 5% ´ 2 169 103 636,4 = 108 455 181,82 (VNĐ) Vậy tổng khấu hao tài sản cố định là: 2 169 103 636 + 108 455 181 = 2 277 558 817 (VNĐ) 5.Tính vốn đầu tư cố định cho nhà máy Vốn đầu tư cố định cho toàn nhà máy bằng tổng vốn đầu tư xây dựng, vốn đầu tư thiết bị, vốn phát sinh và khấu hao thiết bị. Tổng vốn đầu tư cố định là: 48 182 235 420(VNĐ). Vậy vốn đầu tư cho toàn bộ công trình xây dựng, thiết bị là: 48 182 235 420 (VNĐ) III.Tính Chi phí sản xuất 1.Chi phí cho nhiên liệu Than: Lượng than cần cung cấp cho một năm với công suất tối đa là 12254400 (kg/năm) = 12254,4(tấn/năm). Nước: Trong 1 năm lượng nước cần dùng là: 168420 (m3/năm). Điện: Điện sử dụng trong một năm là: 1653598,8 (kwh/năm). Lạnh: Lượng lạnh cung cấp trong 1 giờ là: 380468,4 (kcal/h) Lượng lạnh cung cấp cho một năm sản xuất là: 380468,4 ´ 24 ´ 25 ´ 12 = 2739372480 (kcal/năm) Bảng thống kê chi phí nhiên liệu cho nhà máy trong một năm sản xuất: STT Nguyên liệu Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Khối lượng Giá tiền ( TriệuVNĐ) 1 Than Tấn 350000 12254,4 4289,04 2 Điện Kwh 850 1653598,8 1405,56 Vậy tổng chi phí cho nhiên liệu là: 5694,6(Triệu VNĐ). 2.Chi phí cho nguyên liệu Chi phí cho nguyên liệu chính trong một năm: STT Nguyên liệu Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Khối lượng Giá tiền (Triệu VNĐ) 1 Malt Kg 7000 2,9872´106 20910,4 2 Gạo Kg 4000 0,9958106 3983,2 3 Hoa viên Kg 65000 20000 1300 4 Cao hoa Kg 250000 2000 500 5 Nắp Cái 200 44,45106 8890 6 Nhãn Cái 200 44,45106 8890 Chi phí cho nguyên liệu khác: Vì chai và két sau khi sử dụng đuợc hoàn trả lại cho nhà máy qua đại lý hoặc trực tiếp. Do đó ta tính chi phí cho 3 tháng sản xuất. Stt Vật liệu Đơn vị Đơn Giá(VNĐ) Số Lượng Giá tiền (TriệuVNĐ) 1 Chai Cái 800 13333350 10666,68 2 Két Cái 8 000 555525 4444,2 Vậy tổng chi phí cho nguyên liệu chính là: 59584,48 (Triệu VNĐ) . Chi phí cho nguyên liệu phụ: Chi phí cho nguyên liệu phụ gồm enzyme, bột trợ lọc, hoá chất tẩy rửa, thường chiếm khoảng 5% chi phí của nguyên liệu chính. Chi phí cho nguyên liệu phụ là: 5% ´ 59584,48 = 2979,224 (Triệu VNĐ) 3.Chi phí tiền lương cho toàn nhà máy • Lương trả cho cán bộ quản lý Số cán bộ quản lý: 35 Lương trung bình: 1,5 (triệu VNĐ/người/tháng) Tổng số lương trả cho cán bộ quản lý trong 1 năm: 1,5 ´ 35 ´ 12 = 630 (triệu VNĐ) • Lương trả cho công nhân, quản đốc, nhân viên bán hàng Số công nhân: 160 người Lương trung bình: 750000 (VNĐ/người/tháng) Tổng số lương trả cho công nhân trong 1 năm: 0,75 ´ 160 ´ 12 = 1440 (triệu VNĐ) Số quản đốc: 5 người Lương trung bình: 1 (triệu VNĐ/người/tháng) Tổng số lương trả cho quản đốc trong 1 năm: 1 ´ 5 ´ 12 = 60 (triệu VNĐ) Số nhân viên bán hàng: 10 người Lương trung bình: 700000 (VNĐ/người/tháng) Tổng số lương trả cho nhân viên bán hàng trong 1 năm: 0,7 ´ 10 ´ 12 = 84 (triệu VNĐ) • Tổng tiền lương phải trả trong 1 năm: 630 + 1440 + 60 + 84 = 2214 (triệu VNĐ) 4.Chi phí bảo hiểm xã hội Nhà máy dùng 19% lương để đóng bảo hiểm xã hội cho cán bộ công nhân viên: 19% ´ 2214 = 420,66( triệu VNĐ) Tổng chi phí sản xuất trong 1 năm có sản lượng bia cao nhất: CT = 70892,964( triệu VNĐ) 5.Tính giá thành sản phẩm Giá thành của bia được tính theo công thức: (đồng) Trong đó: -åT: là tổng số tiền mà nhà máy phải chi trong một năm sản xuất. -W: công suất của nhà máy trong một năm, W = 20 triệu lít/năm. - Lượng bã hàng năm: 4,002´106(kg) được bán với giá 200 (đồng/kg). Số tiền bán được là: 800,4 (triệu VNĐ). Khối lượng CO2 dư thừa hàng năm: 333400 - 28000 = 305400 (m3) - Giá bán CO2 là 3500 đồng/m3, vậy số tiền bán được là: 1068,9 (triệu VNĐ). - Lưọng sữa men thu đuợc một năm là: 400´103 (lít), trong đó có 50% đựoc tái sử dụng. Suy ra lưọng men sữa bán ra là: 400´103/2 = 200000 (lít). Giá bán mỗi lít là 600 VNĐ. Số tiền thu được từ bán sữa men là: 200000´600 = 120 (triệu VNĐ) - Tổng số tiền mà nhà máy phải chi là: åT = 70892,964 - (800,4 + 1068,9 + 120) åT = 68903,664 (triệu VNĐ) Giá thành của một đơn vị sản phẩm là: (VNĐ/lít) Định giá bán thành phẩm: Gb = G + (40% + 10%)´Gb Trong đó: 40%: thuế tiêu thụ đặc biệt 10%: tiền lãi Gb 0,5 = G Gb = G/0,5 = 6890,3664 (VNĐ/lít) Vậy giá của sản phẩm sẽ được bán ra thị trường là: 7000 đồng/lít. Giá bán chưa thuế: G’ = G + 0,1Gb = 4134 (VNĐ/lít) 6.Tổng doanh thu của nhà máy Rt = sản lượng ´ giá bán chưa thuế Rt = 20 ´ 106 ´ 4134 = 82680 ´ 106 (VNĐ) 7.Vốn Vốn đầu tư ban đầu = vốn cố định + vốn lưu động Vốn cố định = 48 182 235 420 (VNĐ) = 48182,23542 (triệu VNĐ) Vốn lưu động = chi phí nhiên liệu + lương + marketing = 5694,6 + 2214 + 5000 = 12908,6 (triệu VNĐ) Vốn đầu tư ban đầu = 48182,23542 + 12908,6 = 61090,83542 (triệu VNĐ) Số vòng quay vốn lưu động = = 10,8 Vốn đầu tư 100% vay lãi ngân hàng, với lãi suất 10% một năm Vì vậy nhà máy dự tính mỗi năm trả một ít và sẽ trả chia đều trong 20 năm. Lãi suất phải trả năm đầu là: T = 61 090 835 420 ´ 0,1 = 6 109 083 542 (đồng) Chi phí vốn mỗi năm trả cho ngân hàng là: + 6109,083542 = 9163,625313 (triệu VNĐ) 8.Tính NPV Được biểu diễn ở bảng sau: Chi tiêu Năm 1 Năm 2 Năm 3 Khấu hao 0 2277558817 2277558817 Công Suất 0 16000000 16000000 Giá chưa thuế 0 4134 4134 Doanh thu(Rt) 0 66144000000 66144000000 Chi phí vận hành(Ct) 0 55649863200 55649863200 Vốn đầu tư 61090835420 0 0 Vốn cố định 48182235420 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) -9163625313 1330511487 1330511487 NPV -7954069416 -6854473146 Chỉ tiêu Năm 4 Năm 5 Năm 6 Khấu hao 2277558817 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 0 Vốn cố định 0 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 4612710687 NPV -3388875334 -238331869 2626705825 Chỉ tiêu Năm 7 Năm 8 Năm 9 Khấu hao 2277558817 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 0 Vốn cố định 0 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 4612710687 NPV 5232757061 7598249721 9753722004 Chỉ tiêu Năm 10 Năm 11 Năm 12 Khấu hao 2277558817 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 0 Vốn cố định 0 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 4612710687 NPV 11708260430 13489229807 15107724784 Chỉ tiêu Năm 13 Năm 14 Năm 15 Khấu hao 2277558817 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 0 Vốn cố định 0 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 4612710687 NPV 16576740926 17913758516 19127629749 Chỉ tiêu Năm 16 Năm 17 Năm 18 Khấu hao 2277558817 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 0 Vốn cố định 0 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 4612710687 NPV 20233795381 21238743243 22152151299 Chỉ tiêu Năm 19 Năm 20 Khấu hao 2277558817 2277558817 Công suất 20000000 20000000 Giá chưa thuế 4134 4134 Doanh thu(Rt) 82680000000 82680000000 Chi phí vận hành(Ct) 68903664000 68903664000 Vốn đầu tư 0 0 Vốn cố định 0 0 Vốn lưu động 12908600000 12908600000 Chi phí đầu tư(It) 9163625313 9163625313 Thu nhập dự án(At) 4612710687 4612710687 NPV 22981775523 23736719988 Biểu thức tính NPV như sau: NPV= Trong đó: At dòng tiền mặt ở cuối năm thứ t = thu nhập của dự án. At = Rt - Ct - It Rt: là doanh thu của dự án ở năm t = công suất thiết kế ´ p chưa tính thuế. Ct: là chi phí vận hành của dự án ở năm t. It: chi phí đầu tư ở năm t. N: Thời gian thực hiện dự án. R= MARR, suất thu lợi tối thiểu chấp nhận được, lãi suất thấp nhất mà nhà đầu tư yêu cầu. Từ các số liệu ở trên ta tính được: NPV = 23736719988 > 0 9.Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả Dự án thiết kế tính được với NPV >0. Vậy dự án thiết kế đáng giá PHẦNVIII: VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG I. Vệ sinh Vệ sinh là một công việc luôn được các nhà máy sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm quan tâm, đòi hỏi phải được thực hiện một cách nghiêm túc và nghiêm ngặt. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong sản xuất, trong đó khâu vệ sinh đóng vai trò then chốt. Việc vệ sinh trong nhà máy bao gồm một số nội dung chính sau: 1. Vệ sinh cá nhân Đối với công nghệ sản xuất bia, công nhân trực tiếp tham gia sản xuất phải khỏe mạnh, không mắc các bệnh mãn tính hay truyền nhiễm. Khi làm việc, công nhân phải mặc quần áo bảo hộ lao động, sạch sẽ, gọn gàng và luôn có ý thức bảo vệ chung. Trong khu gây men giống thì chỉ những người có trách nhiệm mới được ra vào để đảm bảo vô trùng. Trong khâu lọc bia, công nhân cần đeo khẩu trang và hạn chế nói chuyện. Mọi công nhân trong nhà máy cần thường xuyên được kiểm tra sức khỏe. 2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng Tất cả các thiết bị, dụng cụ tham gia vào dây chuyền sản xuất cần phải được vệ sinh sạch sẽ, theo định kỳ. Đối với máy móc thiết bị ở các phân xưởng phụ trợ, phải kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên. Khu vực nhà nấu, hoàn thiện sản phẩm cần thoáng mát, giải quyết tốt vấn đề thông gió và hút bụi. Các phân xưởng có bụi, tiếng ồn cần phải được đặt ở vị trí hợp lý, không ảnh hưởng tới các khu vực khác. Kho nguyên liệu cần bố trí hợp lý, rộng rãi, thoáng mát, có nhiệt kế, ẩm kế theo dõi, tránh để cho vi sinh vật phát triển làm hỏng nguyên liệu. Khu vực hành chính xây dựng phía trước nhà máy cần phải được trồng nhiều cây xanh đề tạo vẻ đẹp mỹ quan và điều hòa không khí cho nhà máy. Chất thải và nước thải từ nhà máy cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường. Đường đi, hệ thống thoát nước, hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cần phải được thường xuyên quét dọn, kiểm tra. II. An toàn lao động Bảo hộ an toàn lao động cũng là một khâu quan trọng trong sản xuất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, tính mạng người lao động và tuổi thọ thiết bị. Đối với nhà máy sản xuất bia, cần phải quan tâm tới một số điểm quan trọng sau đây: 1. Chống khí độc trong nhà máy Khí độc trong nhà máy bia chủ yếu là CO2 được sinh ra từ quá trình lên men và NH3 từ hệ thống lạnh. Khói thải lò hơi: để hạn chế tác hại do khói thải lò hơi gây ra cho môi trường xung quanh, cần lắp đặt hệ thống ống khói cao trên 10m để khuếch tán khói lên cao, không ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. 2. Chống ồn và rung động Tiếng ồn và rung động ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe của công nhân, gây ra mệt mỏi, ảnh hưởng tới thính giác, dẫn đến sự kém tập trung, giảm khả năng làm việc. Do đó, cần phải có biện pháp khắc phục: Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng để sửa chữa máy móc kịp thời. Khi lắp các phận, nếu có thể thì nên lắp các tấm đệm có độ đàn hồi để chống rung. 3. An toàn khi vận hành thiết bị Các thiết bị chịu áp như lò hơi, máy nén, bình nạp CO2 ... cần được kiểm tra định kỳ, vận hành cẩn thận, đúng hướng dẫn. Các thiết bị khác cũng cần được kiểm tra thường xuyên để kịp thời phát hiện hỏng hóc. Thường xuyên theo dõi, kiểm tra các đường ống, van, đồng hồ đo... để kịp thời xử lý sự cố. Công nhân khi vận hành phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, không bỏ vị trí khi đang làm việc, thực hiện nghiêm túc chế độ giao ca. 4. An toàn về điện Trong quá trình sản xuất, công nhân luôn phải thường xuyên tiếp xúc với các thiết bị sử dụng điện, do đó cần chú ý: Phải thực hiện tuyệt đối nội quy an toàn về điện để tránh xảy ra sự cố hay tai nạn. Cách điện tốt các phần mang điện, đặc biệt là tại các khu vực có độ ẩm cao và nhiều nước như phân xưởng lên men, phân xưởng hoàn thiện sản phẩm... Bố trí các đường dây cách xa tầm tay hoặc lối đi lại của người sản xuất. Bố trí cầu dao điện hợp lý để có thể ngắt mỗi khi có sự cố. 5. Phòng cháy chữa cháy Mỗi phân xưởng đều phải có thiết bị chữa cháy, đặt ở vị trí hợp lý để có thể dễ tìm khi có sự cố. KẾT LUẬN Nghiên cứu, thiết kế dây chuyền sản xuất bia là một công việc đòi hỏi rất nhiều thời gian, kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế. Thông qua đồ án tốt nghiệp này, em đã bước đầu làm quen và hiểu được các bước để thiết kế một dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh. Đây là một công việc khá mới mẻ và có nhiều khó khăn, vướng mắc đối với em. Nhờ sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của TS. Quản Lê Hà, Ths.KTS Hoàng Thanh Thuỷ, Ths. Trịnh Thu Thuỷ và cố gắng của bản thân, em đã thực hiện được nhiệm vụ của mình, bổ sung được rất nhiều kĩ năng có ích. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và những kiến thức của em mới chỉ ở mức cơ bản, chưa trải qua thực tế nhiều nên trong bản đồ án này, những vấn đề mà em nêu ra không thể tránh khỏi những sai sót đáng tiếc. Vì vậy, em rất mong các thầy, cô nhận xét, đánh giá để em có thể rút ra được những kinh nghiệm quý báu, tránh được những sai sót khi ra công tác sau này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2006 Sinh viên Nguyễn Văn Thịnh TÀI LIỆU THAM KHẢO GS. TS. Hoàng Đình Hòa, Công nghệ sản xuất malt và bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2005. Tập thể tác giả, Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp, Bộ môn xây dựng công nghiệp - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, 1997. PTS. Vũ Duy Đào, Đàm Văn Huệ, Quản lý tài chính doanh nghiệp, Nhà xuất bản thống kê, 1998. Tập thể tác giả, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1999. MỤC LỤC