Đồ Án Thiết kế nhà máy bia đặt tại Quảng Ninh có năng suất 50 triệu lít/năm

LỜI MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, giàu chất dinh dưỡng. Bia không chỉ cung cấp một lượng calo khá lớn mà trong bia còn chứa một hệ enzym rất phong phú, đặc biệt là nhóm enzym đường hóa amylaza. Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men và nước, cùng với một số nguyên liệu thay thế như gạo hoặc ngô, đường, một số chất phụ gia và nguyên liệu phụ khác. Bia được sản xuất theo một quy trình công nghệ khá đặc biệt nên có tính chất cảm quan rất hấp dẫn với hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn màng. Bia còn là một loại nước giải khát rất tốt trong những ngày hè nóng nực nhờ hàm lượng CO2 khá cao, từ 35g/l.
Những năm gần đây, cùng với các nghành công nghiệp trong cả nước, nghành công nghiệp thực phẩm cũng đang rất phát triển và được chú ý, xem trọng. Trong đó, nghành công nghệ sản xuất bia đang là mối quan tâm lớn của các nhà sản xuất và các nhà công nghệ để tìm ra nhũng biện pháp tốt nhằm đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng về số lượng cũng như chất lượng ngày một tốt hơn.
Ở Việt Nam năm 2006 trong cả nước có hơn 400 nhà máy và cơ sở sản xuất bia, đạt năng suất khoảng 1700 triệu lit/năm. Với năng suất này thực tế vẫn chưa đủ để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, nhất là đối với các loại bia có chất lượng cao. Do vậy theo quy hoạch phát triền của chính phủ về ngành bia tới 2010 phải đạt 2500 triệu lit/năm. Tầm nhìn 2025 đối với công nghiệp sản xuất bia là tập trung cải tạo, mở rộng đồng bộ hóa thiết bị, nâng công suất các nhà máy hiện có, đặc biệt là nhà máy gắn với các thương hiệu lớn để nâng cao hiệu quả của ngành bia, rượu, nước giải khát. Xây dựng các nhà máy có quy mô công xuất 50-100 triệu lít/năm trở lên gắn với các thương hiệu lớn. Dự kiến tổng công suất tăng thêm trong giai đoạn 2008 - 2010 là 954 triệu lít/năm, trong đó công xuất đầu tư mở rộng 534 triệu lít, công xuất đầu tư mới 420 triệu lít và từ 2011- 2015 tăng thêm là 1715 triệu lít/năm, trong đó công xuất đầu tư mở rộng 1.065 triệu lít/năm và đầu tư mới là 650 triệu lít/năm. Các nhà máy quy mô vừa và nhỏ cần đầu tư đổi mới thiết bị, công nghệ hiện đại, liên kết hoặc sáp nhập với các DN lớn để phát triển trong bối cảnh cạnh tranh gay gắt. Kiên quyết không cấp giấy chứng nhận đầu tư cho các dự án quy mô quá nhỏ (bia với công suất dưới 20 triệu lít/năm) và các dự án áp dụng công nghệ, thiết bị lạc hậu, không đảm bảo VSATTP hoặc các dự án không đầu tư hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.Vì vậy, việc khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân, liên doanh sản xuất bia trên cơ sở đảm bảo về chất lượng và giá thành là rất cần thiết.
Trong bản đồ án này em xin trình bày nội dung thiết kế nhà máy bia đặt tại Quảng Ninh có năng suất 50 triệu lít/năm. Với một nhà máy xây dựng mới, được cung cấp trang thiết bị tốt, công nghệ hiện đại, cơ cấu tổ chức sản xuất hợp lý, nằm trên một thị trường phát triển tiềm năng thì dự án hoàn toàn có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao.

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 10
1.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH BIA THẾ GIỚI. 10
1.1.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới. 10
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á. 12
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA Ở VIỆT NAM. 13
1.2.1. Tình hình sản xuất bia trong nước. 13
1.2.2. Về số lượng cơ sở sản xuất. 13
1.2.3. Về thương hiệu bia. 14
1.2.4. Về trình độ công nghệ và thiết bị. 14
1.2.5. Định hướng phát triển nền công nghiệp bia Việt Nam cho đến năm 2015, tầm nhìn 2025. 14
1.3. CHỌN ĐỊA ĐIỂM VÀ NĂNG SUẤT XÂY DỰNG NHÀ MÁY. 16
CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ 19
2.1. XÁC ĐỊNH LOẠI BIA SẢN XUẤT, CHỈ TIÊU CỦA BIA THÀNH PHẨM 19
2.2. CHỌN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA 21
2.2.1. Malt đại mạch: 21
2.2.2. Gạo (nguyên liệu thay thế): 22
2.2.3. Hoa houblon: 22
2.2.4. Nước dùng sản xuất bia: 24
2.2.5. Nấm men bia: 24
2.2.6. Chế phẩm enzym: 25
2.2.7. Nguyên liệu phụ trợ: 26
2.3. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT. 26
2.3.1. Công nghệ cho phân xưởng nấu. 26
2.3.1.1. Nghiền nguyên liệu: 27
2.3.1.2 Phương pháp Nấu - Đường hóa. 28
2.3.1.3. Lọc dịch đường. 29
2.3.1.4 Chọn phương pháp nấu hoa. 30
2.3.1.5 Lắng trong và làm lạnh dịch đường. 32
2.3.2 Công nghệ phân xưởng lên men. 32
2.3.2.1 Theo thiết bị. 33
2.3.2.2 Theo chủng nấm men. 33
2.3.2.2 Theo phương thức lên men. 34
2.4 THUYẾT MINH DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ. 35
2.4.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 35
2.4.2 Thuyết minh dây truyền công nghệ. 38
2.4.2.1 Nghiền nguyên liệu: 38
2.4.2.2 Quá trình Nấu - Đường hoá: 39
2.4.2.2.1 Quá trình Nấu (Dịch hoá): 40
2.4.2.2.2 Quá trình Đường hoá: 41
2.4.2.3 Lọc dịch đường: 43
2.4.2.4 Nấu hoa houblon: 45
2.4.2.5 Quá trình lắng trong và làm lạnh nhanh: 46
2.4.2.6 Chuẩn bị men giống: 48
2.4.2.7 Qúa trình lên men: 50
2.4.2.8 Lọc trong bia (sử dụng máy lọc nến): 54
2.4.2.9 Bão hoà CO2 và ổn định bia. 58
2.4.2.10. Chiết bock (cho sản phẩm bia hơi) 59
2.4.2.11. Chiết bia vào chai (cho sản phẩm bia chai) 59
2.4.2.12. Bộ phận phụ trợ 63
CHƯƠNG 3: LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT - TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM: 65
3.1 LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT. 65
3.2 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO BIA HƠI: 66
3.3.1 Các thông số của nguyên liệu và bia thành phẩm: 66
3.3.2 Tổn thất trong các quá trình: 67
3.2.3 Lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn: 67
3.2.4 Tính lượng nguyên liệu cho 100 lít bia 10.50Bx: 68
3.2.5 Tính lượng men giống: 69
3.2.6 Tính lượng bã malt và gạo: 69
3.2.7 Tính lượng nước dùng cho quá trình nấu và rửa bã: 70
3.2.7.1 Lượng nước dùng cho quá trình hồ hóa 70
3.2.7.2 Lượng nước dùng cho quá trình đường hóa 70
3.2.7.3 Lượng nước dùng rửa bã. 71
3.2.8 Tính các nguyên liệu khác: 72
3.2.8.1 Tính lượng hoa houblon. 72
3.2.8.2 Tính lượng chế phẩm enzym. 72
3.2.8.3 Tính lượng bột trợ lọc diatomit. 73
3.2.9 Tính các sản phẩm phụ: 73
3.2.9.1 Bã Malt và Gạo. 73
3.2.9.2 Bã hoa Houblon. 73
3.2.9.3 Tính lượng cặn lắng. 73
3.2.9.4 Lượng sữa men. 74
3.2.9.5 Tính lượng CO2 thu hồi và bão hoà thêm. 74
3.3 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO BIA CHAI: 75
3.3.1 Các thông số của nguyên liệu và bia thành phẩm: 75
3.3.2 Tổn thất trong các quá trình: 76
3.3.3 Lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn: 76
3.3.4 Tính lượng nguyên liệu cho 100 lít bia 110Bx: 77
3.3.5 Tính lượng men giống: 78
3.3.6 Tính lượng bã malt và gạo: 78
3.3.7 Tính lượng nước dùng cho quá trình nấu và rửa bã: 79
3.3.7.1 Lượng nước dùng cho quá trình hồ hóa 79
3.3.7.2 Lượng nước dùng cho quá trình đường hóa 79
3.3.7.3 Lượng nước dùng rửa bã. 80
3.3.8 Tính các nguyên liệu khác: 81
3.3.8.1 Tính lượng hoa houblon. 81
3.3.8.2 Tính lượng chế phẩm enzym. 81
3.3.8.3 Tính lượng bột trợ lọc diatomit. 82
3.3.9 Tính các sản phẩm phụ: 82
3.3.9.1 Bã Malt và Gạo. 82
3.3.9.2 Bã hoa Houblon. 82
3.3.9.3 Tính lượng cặn lắng. 82
3.3.9.4 Lượng sữa men. 83
3.3.9.5 Tính lượng CO2 thu hồi và bão hoà thêm. 83
3.4 TỔNG HỢP CÂN BẰNG SẢN PHẨM: 84
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO NHÀ MÁY 88
4.1 TÍNH THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG NẤU: 88
4.1.1 Cân nguyên liệu. 88
4.1.2 Máy nghiền malt. 89
4.1.3 Máy nghiền gạo. 90
4.1.4 Hệ thống vận chuyển nguyên liệu. 91
4.1.5 Tính chọn nồi hồ hóa. 92
4.1.6 Tính chọn nồi đường hóa. 97
4.1.7 Tính thùng lọc đáy bằng. 103
4.1.8 Thùng chứa bã Malt và Gạo. 105
4.1.9 Tính chọn nồi đun hoa (có thiết bị gia nhiệt bên trong). 106
4.1.10 Tính chọn thùng lắng xoáy. 113
4.1.11 Tính thiết bị làm lạnh nhanh dịch đường. 115
4.1.12 Tính và chọn thùng đun nước nóng. 115
4.1.13 Tính và chọn hệ thống CIP. 122
4.1.14 Chọn máy bơm cho hệ thống Px Nấu. 124
4.2 TÍNH THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG LÊN MEN: 124
4.2.1 Thiết bị lên men chính-phụ. 124
4.2.2 Thiết bị gây men giống: 128
4.2.2.1 Thiết bị gây giống cấp 2. 128
4.2.2.2 Thiết bị gây giống cấp 1. 130
4.2.3 Thiết bị thu bảo quản và thiết bị xử lý sữa men. 132
4.2.4 Tank chứa bia và bão hoà CO2 sau khi lọc (TBF). 133
4.2.5 Hệ thống CIP phân xưởng lên men. 134
4.3 HỆ THỐNG THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG HOÀN THIỆN: 136
4.3.1 Thiết bị lọc bia (máy lọc nến). 136
4.3.2 Sản phẩm Bia Hơi (chiết Bock). 137
4.3.3 Sản phẩm Bia Chai. 138
4.4 BẢNG TÓM TẮT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH: 141
CHƯƠNG 5: TÍNH NHU CẦU NHIỆT - NƯỚC - ĐIỆN - LẠNH 143
5.1. TÍNH HƠI TIÊU THỤ CHO TOÀN NHÀ MÁY 143
5.2. TÍNH NƯỚC TIÊU THỤ CHO TOÀN NHÀ MÁY 145
5.2.1.Tính nước dùng trong phân xưởng nấu 145
5.2.2.Lượng nước dùng để làm lạnh nhanh dịch đường 145
5.2.3.Nước dùng trong phân xưởng lên men 146
5.2.4.Nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 146
5.2.5.Nước dùng cho nồi hơi 147
5.2.6.Nước dùng cho việc khác 147
5.2.7.Tổng lượng nước dùng cho nhà máy 147
5.3. TÍNH TOÁN LƯỢNG ĐIỆN TIÊU THỤ CHO NHÀ MÁY 148
5.3.1. Tính phụ tải chiếu sáng 148
5.3.2. Xác định phụ tải tính toán 157
5.3.3. Xác định công suất và dung lượng bù 157
5.3.4. Chọn máy biến áp 158
5.3.5. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 158
5.4. TÍNH LẠNH CHO TOÀN NHÀ MÁY 160
5.4.1. Tính máy lạnh nhanh 160
5.4.2. Tính lạnh cho thiết bị lên men chính 160
5.4.3. Tính lạnh cho lên men phụ 161
5.4.4. Tính lượng nhiệt lạnh để hạ nhiệt độ bia lọc xuống 10C 162
5.4.5. Tính lạnh cần lấy ở giai đoạn nhiều nhất 163
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VÀ XÂY DỰNG 164
6.1. GIỚI THIỆU CHUNG 164
6.1.1 Địa điểm xây dựng nhà máy 164
6.1.2 Giao thông 164
6.1.3 Về địa chất 164
6.1.4 Yêu cầu môi trường vệ sinh công nghiệp 165
6.1.5 Đặc điểm sản xuất và thiết bị chính trong phân xưởng 165
6.1.5 a/ Phân xưởng nấu 165
6.1.5 b/ Phân xưởng lên men 165
6.1.5 c/ Phân xưởng hoàn thiện 165
6.1.5 d/ Các kho chứa nguyên liệu 165
6.2 BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG XÂY DỰNG 166
6.2.1 Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng 166
6.2.2. Tính toán các hạng mục công trình 168
6.2.2.1 Phân xưởng nấu 168
6.2.2.2 Phân xưởng lên men 169
6.2.2.3 Phân xưởng hoàn thiện 170
6.2.3 Các công trình phụ trợ 170
6.2.3.1 Kho nguyên liệu 171
6.2.3.2 Kho thành phẩm 172
6.2.3.3 Kho vỏ chai, bock 172
6.2.3.4 Phân xưởng cơ điện 173
6.2.3.5 Nhà nồi hơi 173
6.2.3.6 Bãi than xỉ 173
6.2.3.7 Trạm biến thế 174
6.2.3.8 Gara ôtô 174
6.2.3.9 Khu xử lý nước 174
6.2.3.10 Bể chứa nước 174
6.2.3.11 Nhà lạnh và thu hồi CO2 174
6.2.3.12 Khu xử lý nước thải 174
6.3 CÁC CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ SINH HOẠT 175
6.3.1 Nhà hành chính 175
6.3.2 Hội trường câu lạc bộ và nhà ăn căng tin 175
6.3.4 Nhà giới thiệu sản phẩm 176
6.3.5 Nhà để xe 176
6.3.6 Nhà vệ sinh thay ca 176
6.3.7 Phòng bảo vệ 177
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN LỢI ÍCH KINH TẾ CỦA NHÀ MÁY 179
7.1.MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA 179
7.2.NỘI DUNG TÍNH TOÁN 179
CHƯƠNG 8 : VỆ SINH VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 199
8.1. VỆ SINH THỰC PHẨM 199
8.1.1. Vệ sinh cá nhân. 199
8.1.2 Vệ sinh thiết bị . 199
8.1.3. Vệ sinh công nghiệp . 200
8.2. BẢO HỘ LAO ĐỘNG 201
8.2.1. Chống khí độc trong sản xuất. 201
8.2.2. Chống ồn và chống rung. 201
8.2.3. An toàn thiết bị chịu áp. 202
8.2.4. An toàn điện trong sản xuất. 202
8.2.5. An toàn thiết bị phòng cháy chữa cháy . 202
CHƯƠNG 9: MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 204
9.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG 204
9.2.XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG 204
9.2.1.Bùn hoạt tính và cách tạo bùn hoạt tính 205
9.2.2.Xử lý nước thải của nhà máy 205
KẾT LUẬN 209
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 211