Đồ Án Thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm

Lời nói đầu
Bia là một loại đồ uống giải khát hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới. Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác. Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublon . bia đem lại giá trị dinh dưỡng, một lít bia cung cấp 400 – 450kcal, bia có khả năng kích thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hoà CO2.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bia ra đời từ khoảng 7000 năm trước Công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư trú ven bờ sông Lưỡng Hà, sau đó được truyền sang các châu lục khác thông qua quá trình trao đổi, buôn bán giữa các bộ lạc. Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất lượng cho bia, người ta nhận thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị rất đặc biệt và nhiều đặc tính quý giá. Hiện nay, hoa hublon vẫn là nguyên liệu không thể thay thế trong sản xuất bia. Đến thế kỷ XIX Louis Pasteur xuất bản cuốn sách về bia đã tạo ra ngành công nghiệp sản xuất bia dưới ánh sáng khoa học, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác quy trình công nghệ sản xuất bia đang ngày càng trở nên hoàn thiện. Chính vì vậy, bia đã trở thành loại đồ uống được ưa chuộng nhất hiện nay, được sản xuất và tiêu thụ ngày nhiều trên phạm vi toàn thế giới.
Ở Việt Nam, bia xuất hiện chưa lâu lắm (chỉ khoảng 100 năm), ngành công nghiệp sản xuất bia vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển. Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia ở nước ta ngày càng tăng. Rất nhiều nhà máy cũng như cơ sở sản xuất bia được thành lập trên khắp cả nước nhưng vẫn chưa đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng. Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là vô cùng cần thiết.
Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình, cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất.

Mục lục

Trang
Mục lục 1
Lời nói đầu 6
Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật 8
I. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam 8
II. Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường 9
1. Lựa chọn loại bia sản xuất 9
2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 9
3. Vùng nguyên liệu 10
4. Vùng tiêu thụ sản phẩm 10
5. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh 10
6. Nguồn cung cấp nhiên liệu 11
7. Nguồn nhân lực 11
8. Giao thông vận tải 11
Phần II: Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ 12
I. Chọn nguyên liệu 12
1. Malt đại mạch 12
2. Gạo 13
3. Hoa houblon 14
4. Nước 15
5. Nguyên liệu phụ trợ khác 15
II. Chọn phương pháp nấu 16
1. Nghiền nguyên liệu 16
2. Hồ hoá và đường hoá 17
3. Lọc dịch đường 17
4. Nấu hoa 18
5. Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá 19
III. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men 20
1. Chọn chủng nấm men 20
2. Lên men sản phẩm bia chai 21
3. Lên men sản phẩm bia hơi 22
IV. Thuyết minh dây chuyền sản xuất 23
1. Nghiền nguyên liệu 24
a. Nghiền malt 24
b. Nghiền gạo 24
2. Quá trình hồ hoá và đường hoá 25
a. Hồ hoá 25
b. Đường hoá 25
3. Lọc dịch đường 26
4. Nấu hoa 27
5. Lắng xoáy 28
6. Lạnh nhanh 28
7. Bão hoà O2 vào dịch lên men 29
8. Cấp nấm men và tiến hành lên men 29
9. Lọc bia 30
10. Tàng trữ và ổn định tính chất của bia thành phẩm 31
11. Hoàn thiện sản phẩm 31
V. Quy trình công nghệ xử lý nước cấp, nước thải 33
1. Xử lý nước cấp 33
2. Xử lý nước thải 33
Phần III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm 35
A. Lập kế hoạch sản xuất 35
B. Tính cân bằng sản phẩm 36
I. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia chai 36
1. Tính lượng gạo và lượng malt 36
2. Lượng bã gạo và bã malt 37
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 38
4. Lượng hoa houblon sử dụng 39
5. Các nguyên liệu khác 40
II. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia hơi 45
1. Tính lượng gạo và lượng malt 45
2. Lượng bã gạo và bã malt 46
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 46
4. Lượng hoa houblon sử dụng 47
5. Các nguyên liệu khác 48
III. Hoá chất vệ sinh: 53
1. Hóa chất vệ sinh các nồi nấu: 53
2. Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia: 53
Phần IV: Tính và chọn thiết bị 55
I. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu 55
1. Cân, gầu tải 55
2. Máy nghiền 55
3. Nồi hồ hoá 56
4. Nồi đường hoá 57
5. Thùng lọc đáy bằng 58
6. Nồi nấu hoa 59
7. Thùng chứa trung gian 60
8. Thùng lắng xoáy 61
9. Thiết bị lạnh nhanh và sục khí 62
10. Thùng nước nấu 62
11. Hệ thống cip nấu 63
II. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men 64
1. Tank lên men 64
2. Thiết bị nhân giống cấp II 65
3. Thiết bị nhân giống cấp I 65
4. Thiết bị rửa men sữa kết lắng 66
5. Thiết bị hoạt hoá men 67
6. Hệ thống cip lạnh: 67
III. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện 69
1. Thiết bị lọc trong bia 69
2. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2 69
3. Hệ thống chiết bock 70
4. Hệ thống chiết chai 70
Phần V: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy 74
I. Tính nhiệt lạnh 74
1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh 74
2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men 74
a. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính 74
b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch 76
c. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ: 76
3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống 77
a. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng 77
b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men 78
4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện 80
5. Hệ thống lạnh 81
II. Tính hơi 83
1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hoá 83
2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá 84
3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa 85
4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước 86
5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện 86
6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi 87
III. Tính nước 88
1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 88
2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 88
3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 88
4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy 89
IV. Tính điện 90
1. Phụ tải chiếu sáng 90
2. Phụ tải sản xuất 92
3. Xác định các thông số của hệ thống điện 93
4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 93
a. Điện năng thắp sáng hàng năm 93
b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm 94
c. Điện năng tiêu thụ cả năm 94
Phần VI: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy 95
A. Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng 95
B. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 97
I. Tính toán các hạng mục công trình 98
1. Khu vực sản xuất 98
a. Nhà sản xuất chính 98
b. Khu tank lên men 99
c. Nhà hoàn thiện sản phẩm 99
2. Kho tàng 99
a. Kho chứa nguyên liệu 99
b. Kho chứa thành phẩm 100
3. Các phân xưởng phụ trợ sản xuất 101
a. Trạm biến áp 101
b. Xưởng cơ điện 101
c. Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và cấp khí nén 101
d. Phân xưởng hơi 101
e. Khu xử lý nước cấp 102
g. Khu xử lý nước thải 102
h. Bãi vỏ chai 102
4. Các công trình khác 102
a. Nhà hành chính 102
b. Nhà giới thiệu sản phẩm 102
c. Hội trường 103
d. Nhà ăn, căng tin 103
e. Gara ô tô 103
g. Nhà để xe của nhân viên 103
h. Phòng bảo vệ 103
i. Nhà vệ sinh 103
II. Bố trí các hạng mục công trình 105
III. Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng 106
IV. Thiết kế phân xưởng sản xuất chính 107
1. Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính 107
2. Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất chính 107
Phần VII: Tính toán kinh tế 109
A. Phân tích thị trường 109
B. Tính các chỉ tiêu dự án đầu tư 110
I. Nhu cầu vốn đầu tư 110
1. Vốn lưu động 110
a. Tiền lương 110
b. Chi phí nhiên liệu, năng lượng 112
c. Chi phí marketing: 112
2. Vốn cố định 112
a. Vốn đầu tư cho xây dựng 112
b. Vốn đầu tư mua dây chuyền thiết bị 114
c. Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải 114
d. Tiền đầu tư ban đầu để mua chai, két, bock 115
e. Khấu hao tài sản cố định 115
3. Nguồn vốn 116
II. Tính giá thành sản phẩm 117
1. Chi phí vận hành 117
a. Chi phí nguyên vật liệu 117
b. Chi phí nhân công trực tiếp 118
c. Chi phí sản xuất chung 118
d. Chi phí tiêu thụ sản phẩm 119
e. Chi phí quản lý doanh nghiệp 119
2. Các khoản thu, chi khác 119
a. Thu nhập từ việc bán các sản phẩm phụ của nhà máy 119
b. Chi phí tiền vốn 120
3. Giá thành sản phẩm 120
4. Giá bán 120
5. Thu nhập trước thuế của dự án 121
III. Tính dòng tiền và một số chỉ tiêu hiệu quả của dự án 122
Phần VIII: Vệ sinh an toàn lao động 129
I. Vệ sinh 129
1. Vệ sinh cá nhân 129
2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng 129
II. An toàn lao động 131
1. Chống khí độc trong nhà máy 131
2. Chống ồn và rung động 131
3. An toàn khi vận hành thiết bị 131
4. An toàn về điện 131
5. Phòng cháy chữa cháy 132
Kết luận 133
Tài liệu tham khảo chính 135