Đồ Án Thiết kế nhà máy bia 70 triệu lít/năm

LỜI NÓI ĐẦU

Bia là loại nước giải khát có từ lâu đời và được sự dụng cũng như ưa chuộng rộng rãi tại rất nhiều quốc gia trên thế giới. Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Lượng cồn trong bia khoảng 1,8 – 7,0% thể tích và chứa khoảng 4 – 5 g/l khí CO2 . Nhờ lượng CO2 bão hoà trong bia này đã làm giảm nhanh chóng cơn khát của người uống. Ngoài việc cung cấp lượng calo lớn, bia còn chứa một lượng enzym khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzym tiêu hoá amylaza. Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một quy trình sản xuất khá đặc biệt. Chinh vì vậy khi uống, người uống cảm nhận được hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn của nó.
Ngày nay, bia là loại nước giải khát khá phổ biến trên khắp thế giới và sản lượng của nó không ngừng tăng lên gắn liền với các tên tuổi lớn của các hãng bia như: heineken(Hà Lan); heniger(Đức); Carlberg(Đan Mạch); Foster(Úc) Với tổng sản lượng hàng tỉ lít bia mỗi năm, đã tạo công ăn việc làm cho cho nhiều lao động và đem lại nhiều lợi nhuận khổng lồ.
Ở nước ta, ngoài các nhà máy bia lớn như: Nhà máy bia Hà Nội; nhà máy bia Gài Gòn với tổng năng suất hàng trăm triệu lít mỗi năm, đã xuất hiện nhiều nhà máy và các xưởng sản xuất bia ở khắp các tỉnh và thành phố trong cả nước. Các nhà máy này cùng với các xưởng sản xuất đã tạo ra việc làm cho nhiều lao động và góp phần vào đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người dân. Tuy nhiên, ở nước ta với mức dân số đông như vậy, nhu cầu giải trí, giải khát của người dân không ngừng tăng lên, đặc biệt là lợi nhuận to lớn mà ngành công nghiệp bia mang lại. Hữa hẹn trong thời gian tới sẽ có nhiều nhà máy bia được xây dựng, góp phần giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động, đáp ứng nhu cầu nước giải khát cho người dân và ngành sản xuất bia của nước ta sẽ tiến nhanh và đuổi kịp các nước tiên tiến trên thế giới.


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU .7
PHẦN 1. CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 8
1.1. Tình hình phát triển ngành bia trên thế giới. 8
1.1.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới. 8
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á. 8
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam. 9
1.2.1. Tình hình sản xuất bia trong nước. 9
1.2.2. Về số lượng cơ sở sản xuất. 9
1.2.3. Về thương hiệu bia. 10
1.2.4. Về trình độ công nghệ và thiết bị. 10
1.2.5. Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam cho đến năm 2020. 10
1.3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy. 11
1.3.1. Giao thông. 11
1.3.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu. 12
1.3.3. Đầu ra. 12
1.3.4. Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh. 12
1.3.5. Nguồn cấp, thoát nước. 12
PHẦN 2. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. 14
2.1. Nguyên liệu để sản xuất bia. 14
2.1.1. Malt đại mạch. 14
2.1 .2 Nguyên liệu thay thế. 15
2.1.2.1. Yêu cầu chung về gạo. 15
2.1.2.2. Thành phần hoá học của gạo. 16
2.1.3. Hoa houblon. 16
2.1.3.1.Yêu cầu về hoa houblon. 16
2.1.3.2. Thành phần hoá học của hoa houblon. 17
2.1.4. Nước. 18
2.1.4.1. Thành phần. 18
2.1.4.2. Yêu cầu với nước dùng để sản xuất bia. 19
1.2.5. Nấm men. 19
2.1.6. Chế phẩm enzyme Termamyl. 20
2.1.7. Các nguyên liệu khác. 21
2.2. Chọn dây chuyền sản xuất. 21
2.2.1. Nghiền nguyên liệu. 21
2.2.1.1. Nghiền gạo. 21
2.2.1.2. Nghiền malt. 21
2.2.2. Chọn phương pháp nấu, đường hoá. 23
2.2.2.1. Phương pháp ngâm chiết (toàn khối). 23
2.2.2.2. Phương pháp đường hoá phân đoạn (đun sôi từng phần). 23
2.2.2.3. Phương pháp hỗn hợp. 23
2.2.3. Lọc dịch đường. 24
2.2.3.1. Thiết bị lọc khung bản. 24
2.2.3.2. thiết bi lọc Meura. 24
2.2.3.3. Thùng lọc đáy bằng. 25
2.2.4. Chọn phương pháp đun sôi dịch đường với hoa houblon. 25
2.2.5. Chọn phương pháp tách cặn và làm lạnh. 26
2.2.5.1. lắng trong. 27
2.2.5.2. Làm lạnh. 27
2.2.6. Phương pháp lên men. 28
2.2.6.1. Lên men theo công nghệ cổ điển. 28
2.2.6.2. Lên men theo công nghệ hiện đại. 28
2.2.7. Chọn phương pháp lọc trong bia. 29
2.2.7.1. Lọc có sử dụng bột trợ lọc. 29
2.2.7.2. Lọc không sử dụng bột trợ lọc. 30
2.3. Thuyết minh dây chuyền sản xuất. 32
2.3.1. Nghiền nguyên liệu. 33
2.3.1.1. Nghiền gạo. 33
2.3.1.2. Nghiền malt. 33
2.3.2. Nấu và đường hoá. 34
2.3.2.1. Hồ hoá. 34
2.3.2.2. Đường hoá. 34
2.3.3. Lọc bã malt. 35
2.3.4. Nấu hoa. 36
2.3.5. Lắng trong và làm lạnh nhanh. 37
2.3.5.1. Lắng trong. 37
2.3.5.2. Làm lạnh nhanh. 38
2.3.6. Bão hoã O2. 38
2.3.7. Chuẩn bị men giống. 39
2.3.7.1. Nhân giống thuần chủng. 39
2.3.7.2. Tái sử dụng men sữa. 39
2.3.8.Quá trình lên men. 40
2.3.8.1. Quá trình lên men chính. 40
2.3.8.2. Quá trình lên men phụ và tàng trữ. 42
2.3.9. Lọc trong bia. 42
2.3.10. Bão hoà CO2. 43
2.3.11. Hoàn thiện sản phẩm. 44
2.3.11.1. Rửa chai. 44
2.3.11.2. Chiết bia vào chai. 45
2.3.11.3. Thanh trùng. 45
2.3.11.4. Dán nhãn và xếp két. 46
2.4. Tự động hoá quá trình sản xuất. 46
2.4.1. Tổng quan về quá trình tự động hoá quá trình sản xuất. 46
2.4.1.1. Giới thiệu về tự động hoá 46
2.4.1.2. Cấu trúc của hệ điều khiển tự động 47
2.4.2. Mô tả sơ đồ chức năng đo và điều khiển quá trình sản xuất. 49
2.4.2.1. Những ký hiệu quy ước. 49
2.4.2.2. Quá trình điều khiển tự động trong quá trình lọc bã và nấu hoa. 51
3.1. Tính cho 100 lít bia, nồng độ dịch đường 120Bx. 54
3.1.1. Tính lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn. 54
3.1.2. Tính nguyên liệu malt và gạo. 55
3.1.3.Tính lượng men giống. 56
3.1.5.Tính lượng nước nấu và rửa bã. 57
3.1.5.1.Tính lượng nước cho vào nồi hồ hoá. 57
3.1.5.2. Tính lượng nước cho vào nồi đường hoá. 58
3.1.5.3.Tính lượng nước rửa bã. 58
3.1.6. Tính các sản phẩm khác. 58
3.1.6.1. Tính lượng enzym. 58
3.1.6.2. Tính lượng hoa houblon. 59
3.1.7. Tính các sản phẩm phụ. 59
3.2. Lập kế hoạch sản xuất. 60
PHẦN 4. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 62
4.1. Thiết bị trong phân xưởng nghiền 62
4.1.1. Cân nguyên liệu 62
4.1.2. Máy nghiền gạo. 62
4.1.3. Máy nghiền malt. 62
4.1.4. Thùng chứa bột malt 63
4.1.5. Thùng chứa bột gạo. 63
4.2. Tính thiết bị trong phân xưởng nấu. 64
4.2.1. Tính và chọn nồi hồ hoá. 64
4.2.2. Tính và chọn nồi đường hoá. 66
4.2.3. Tính thiết bị lọc. 67
4.2.4. Thùng chứa bã malt và gạo. 69
4.2.5. Tính và chọn nồi nấu hoa. 69
4.2.6. Tính và chọn thùng lắng xoáy. 71
4.2.7. Máy làm lạnh nhanh 72
4.2.8. Tính và chọn thùng đun nước nóng. 72
4.2.9. Tính và chọn hệ thống CIP cho phân xưởng nấu. 73
4.2.10. Chọn bơm. 74
4.3. Tính và chon thiết bị trong phân xưởng lên men. 75
4. 3.1. Tính và chọn tank lên men. 75
4.3.2. Tính và chọn thiết bị nhân giống cấp II. 77
4.3.3. Tính và chọn thiết bị nhân giống cấp I. 78
4.3.4.Thùng rửa men và bảo quản men dùng lại. 78
4.3.5. Tính và chọn thiết bị hoạt hoá men. 79
4.3.6.Tính và chọn máy lọc bia. 80
4.3.6.1. Máy lọc bia. 80
4.3.6.2. Chọn thùng hoà bột trợ lọc. 80
4.3.7. Thùng chứa bia và bão hoà CO2 sau khi lọc. 81
4.3.8. Tính và chọn hệ thống CIP cho phân xưởng lên men. 82
4.4. Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện. 82
4.4.1. Máy rửa chai. 83
4.4.2. Máy rửa két. 83
4.4.3. Máy chiết. 84
4.4.4. Máy thanh trùng chai. 84
4.4.5. Máy dán nhãn. 85
PHẦN 5: TÍNH ĐIỆN – HƠI - NƯỚC - LẠNH 87
5.1. Tính lượng điện tiêu thụ. 87
5.1.1. Tính điện tiêu thụ cho chiếu sáng. 87
5.1.1.1. Loại đèn sử dụng và cách bố trí. 87
6.1.1.2. Tính số đèn . 87
5. 1.2. Tính tiêu thụ cho sản suất. 90
5.1.3. Xác phụ tải tính toán ( hay điện năng tiêu thụ trung bình ). 91
5.1.4. Xác định hệ số công suất và dung lượng bù. 92
5.1.5. Chọn máy biến áp và máy phát điện. 92
5.1.6. Tính điện tiêu thụ hàng năm. 92
5.1.6.1. Điện năng thắp sáng hàng năm. 92
5.1.6.2. Điện năng sản xuất hàng năm. 93
5.1.6.3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm. 93
5.2. Tính hơi. 93
5.2.1. Tính lượng nhiệt cho phân xưởng nấu. 93
5.2.1.1. Tính nhiệt cho nồi hồ hoá. 93
5.2.1.2. Tính nhiệt cho nồi đường hoá. 95
5.2.1.3.Lượng nhiệt cho nấu hoa. 97
5.2.1.4. Nhiệt đun nước nóng. 98
5.2.1.5. Tổng lượng nhiệt trong phân xưởng nấu trong ngày. 98
5.2.2. Tinh nhiệt cho phân xưởng lên men. 98
5.2.3. Chọn nồi hơi. 99
5.2.4. Tính lượng than. 100
5.3. Tính lạnh. 101
5.3.1. Tính lạnh cho máy làm lạnh nhanh. 101
5.3.2. Tính lạnh cho lên men chính. 101
5.3.3. Tính lạnh cho quá trình lên men phụ. 103
5.3.4. Tính lạnh cho quá trình bão hoà CO2. 103
5.3.5. Tính lạnh toàn bộ nhà máy và chọn máy lạnh. 104
5.4. Tính nước. 104
5.4.1. Nước cho phân xưởng nấu. 104
5.4.2. Tính nước phân xưởng lên men. 105
5.4.3. Nước cho phân xưởng hoàn thiện sản phẩm. 105
5.4.4. Nước hoá hơi và sinh hoạt. 106
5.4.5. Tổng lượng nước nhà máy dùng trong một ngày. 106
6.1. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy. 107
6.1.1.Về giao thông. 107
6.1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu. 108
6.1.3. Đầu ra. 108
6.1.4. Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh. 108
6.1.5. Nguồn cấp, thoát nước. 109
6.2. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 109
6.2.1. Sơ đồ khối tổng thể nhà máy. 109
6.2.2. Tính kích thước các hạng mục công trình. 109
6.2.2.1. Kho nguyên liệu 110
6.2.2.2. Phân xưởng nấu. 110
6.2.2.3. Phân xưởng lên men. 110
6.2.2.4. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm. 111
6.2.2.5. Kho chứa thành phẩm. 111
6.2.2.6. Xưởng cơ điện 111
6.2.2.7. Nhà nấu hơi. 111
6.2.2.7. Nhà lạnh. 112
6.2.2.8. Nhà nén khí – Thu hồi khí CO2 112
6.2.2.9. Nhà hành chính. 112
6.2.2.10. Nhà ăn ca và căng tin. 113
6.2.2.11. Gara ôtô - bãi ôtô. 113
6.2.2.12. Nhà để xe. 113
6.2.2.13. Nhà bảo vệ. 113
6.2.2.14. Nhà vệ sinh. 113
6.2.2.15. Khu xử lý nước sạch 113
6.2.2.16. Khu xử lý nước thải. 114
6.2.2.17. Bãi để chai. 114
6.2.3. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 115
6.2.4. Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. 116
6.3. Thiết kế nhà sản xuất chính. 117
PHẦN 7. TÍNH KINH TẾ 119
7.1. Mục đích và ý nghĩa. 119
7.2. Nội dung tính toán. 119
7.2.1. Vốn đầu tư. 119
7.2.1.1. Tính vốn đầu tư xây dựng nhà xưởng. 119
7.2.1.2. Tính vốn cho đầu tư và lắp đặt thiết bị. 120
7.2.1.3. Tổng chi phí đầu tư ban đầu nhà máy. 123
7.2.2. Tính chi phí sản xuất. 123
7.2.2.1. Chi phí nguyên liệu chính. 123
7.2.2.2. Chi phí nguyên liệu phụ. 123
7.2.2.2. Chi phí nhiên liệu. 124
7.2.2.3. Tính tiền lương. 124
7.2.2.4. Chi phí sử dụng nhà xưởng, thiết bị (khấu hao tài sản cố định) 126
7.2.3. Tính giá thành sản phẩm. 126
7.2.4. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế. 126
7.2.4.1. Tổng doanh thu của nhà máy( DT ) 126
7.2.4.2. Doanh thu thuần = GT - VAT . 127
7.2.4.3. Tính NPV. 128
7.2.4.4 . Thời gian thu hoàn vốn. 128
7.3. Nhận xét . 129
8.1. Vệ sinh thực phẩm 130
8.1.1. Vệ sinh cá nhân. 130
8.1.2 Vệ sinh thiết bị . 130
8.1.3. Vệ sinh công nghiệp . 131
8.2. Bảo hộ và an toàn lao động 131
8.2.1. Chống khí độc trong sản xuất. 132
8.2.2. Chống ồn và chống rung. 132
8.2.3. An toàn thiết bị chịu áp. 133
8.2.4. An toàn điện trong sản xuất. 133
8.2.5. An toàn thiết bị phòng cháy chữa cháy . 133
TÀI LIỆU THAM KHẢO 137