Luận Văn thiết kế nhà máy bia năng suất 45triệu lít/năm (Full Cad)

TÊN ĐỀ TÀI : Luận Văn thiết kế nhà máy bia năng suất 45triệu lít/năm (Full Cad)


Mục lục

Trang
Mục lục 1
Lời nói đầu 5
Phần I: TỔNG QUAN 6
I. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam và trên thế giới 6
II. Lựa chọn loại bia sản xuất, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường 7
1.Lựa chọn loại bia sản xuất 7
2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 7
3. Vùng nguyên liệu 8
4. Vùng tiêu thụ sản phẩm 8
5. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh 8
6. Nguồn cung cấp nhiên liệu 9
7. Nguồn nhân lực 9
8. Giao thông vận tải 9
Phần II: Lựa chọn phương pháp sản xuất và dây chuyền công nghệ 10
I. Chọn nguyên liệu 10
1. Malt đại mạch 10
2. Gạo 11
3. Hoa houblon 12
4. Nước 12
5. Nguyên liệu phụ trợ khác 13
II. Chọn phương pháp nấu 14
1. Nghiền nguyên liệu 14
2. Hồ hoá và đường hoá 15
3. Lọc dịch đường 15
4. Nấu hoa 16
5. Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá 16
III. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men 18
1.Chọn chủng giống nấm men 18
2. Lên men sản phẩm bia chai 18
3. Lên men sản phẩm bia hơi 19
IV. Thuyết minh dây chuyền sản xuất 20
1. Nghiền nguyên liệu 21
a. Nghiền malt 21
b. Nghiền gạo 21
2. Quá trình hồ hoá và đường hoá 21
a. Hồ hoá 21
b. Đường hoá 22
3. Lọc dịch đường 23
4. Nấu hoa 24
5. Lắng xoáy 24
6. Lạnh nhanh 25
7. Bão hoà O2 vào dịch lên men 25
8. Cấp nấm men và tiến hành lên men 26
9. Lọc bia 26
10. Tàng trữ và ổn định tính chất của bia thành phẩm 27
11. Hoàn thiện sản phẩm 27
V. Quy trình công nghệ xử lý nước cấp, nước thải 29
1. Xử lý nước cấp 29
2. Xử lý nước thải 29
Phần III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm 31
A. Lập kế hoạch sản xuất 31
B. Tính cân bằng sản phẩm 32
I. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia chai 32
1. Tính lượng gạo và lượng malt 32
2. Lượng bã gạo và bã malt 33
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 34
4. Lượng hoa houblon sử dụng 35
5. Các nguyên liệu khác 35
II. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia hơi 40
1. Tính lượng gạo và lượng malt 40
2. Lượng bã gạo và bã malt 40
3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã 41
4. Lượng hoa houblon sử dụng 42
5. Các nguyên liệu khác 43
III. Hoá chất vệ sinh: 47
1. Hóa chất vệ sinh các nồi nấu: 47
2. Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia: 47
Phần IV: Tính và chọn thiết bị 49
I. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu 49
1. Cân, gầu tải 49
2. Máy nghiền 49
3. Nồi hồ hoá 50
4. Nồi đường hoá 50
5. Thùng lọc đáy bằng 51
6. Nồi nấu hoa 53
7. Thùng lắng xoáy 54
8. Thiết bị lạnh nhanh và sục khí 54
9. Thùng nước nấu 55
10. Hệ thống cip nấu 55
II. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men 57
1. Tank lên men 57
2. Thiết bị nhân giống cấp II 58
3. Thiết bị nhân giống cấp I 58
4. Thiết bị rửa men sữa kết lắng 59
5. Thiết bị hoạt hoá men 59
6. Hệ thống cip lạnh: 60
7. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2 60
III. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện 62
1. Thiết bị lọc trong bia 62
2. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2 62
3. Hệ thống chiết bock 62
4. Hệ thống chiết chai 63
Phần V: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy 66
I. Tính nhiệt lạnh 66
1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh 66
2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men 66
a. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính 66
b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch 67
c. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ: 68
3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống 68
a. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng 68
b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men 70
4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện 71
5. Hệ thống lạnh 72
II. Tính hơi 74
1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hoá 74
2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá 75
3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa 76
4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước 76
5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện 77
6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi 77
III. Tính nước 79
1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu 79
2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 79
3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 79
4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy 79
IV. Tính điện 81
1. Phụ tải chiếu sáng 81
2. Phụ tải sản xuất 83
3. Xác định các thông số của hệ thống điện 84
4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 84
a. Điện năng thắp sáng hàng năm 84
b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm 85
c. Điện năng tiêu thụ cả năm 85
Phần VI: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy 86
I. Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng 86
II. Tính toán các hạng mục công trình 87
1. Khu vực sản xuất. 87
2. Kho tàng 88
a. Kho chứa nguyên liệu 88
b. Kho chứa thành phẩm 88
3. Các phân xưởng phụ trợ sản xuất 89
a. Trạm biến áp 89
b. Xưởng cơ điện 89
c. Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và cấp khí nén 89
d. Phân xưởng hơi 89
e. Khu xử lý nước cấp 90
g. Khu xử lý nước thải 90
h. Bãi vỏ chai 90
4. Các công trình khác 90
a. Nhà hành chính 90
b. Nhà giới thiệu sản phẩm 91
c. Hội trường 91
d. Nhà ăn, căng tin 91
e. Gara ô tô 91
g. Nhà để xe của nhân viên 91
h. Phòng bảo vệ 91
i. Nhà vệ sinh 91
III. Bố trí các hạng mục công trình 94
IV. Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng 95
V. Thiết kế phân xưởng sản xuất chính 96
1. Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính 96
2. Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất chính 96
PHẦN VII. TÍNH KINH TẾ 98
I. Mục đích và ý nghĩa. 98
+ Đảm bảo tính hợp lý trong từng thời điểm kinh tế. 98
II. Nội dung tính toán. 98
1. Vốn đầu tư. 98
a. Tính vốn đầu tư xây dựng nhà xưởng. 98
b. Tính vốn cho đầu tư và lắp đặt thiết bị. 99
2. Tính giá thành sản phẩm 102
a. Chi phí vận hành 102
d. Giá bán 107
e. Thu nhập trước thuế của dự án 108
3. Dòng tiền và một số chỉ tiêu hiệu quả của nhà máy 108
Phần VIII: VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 113
I. Vệ sinh 113
1. Vệ sinh cá nhân 113
2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng 113
II. An toàn lao động 114
1. Chống khí độc trong nhà máy 114
2. Chống ồn và rung động 114
3. An toàn khi vận hành thiết bị 114
4. An toàn về điện 115
5. Phòng cháy chữa cháy 115
Kết luận 116
Tài liệu tham khảo chính 118


Lời nói đầu
Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp giàu chất dinh dưỡng có hương thơm đặc trưng,vị đắng dịu lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 (4-5g/l) ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn trong bia còn chứa hệ enzyme khá phong phú,đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza giúp con người giải khát một cách triệt để khi uống .Vì vậy bia là loại đồ uống hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới. 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.
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.
Hiện nay có rất nhiều loại bia khác nhau như bia vàng, bia đen,bia đỏ,bia nồng độ cồn cao ,thấp trong các loai bia trên phân thành bia chai,bia lon,bia hơi với những đặc điểm, hương vị khác nhau nhằm thỏa mãn nhu cầu của nhân dân.Ở nước ta bia vàng được sử dụng nhiều hơn cả.
Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 45triệu lít/năm .Trong đó 70% là bia chai và 30% là bia hơi với lượng gạo

thay thế là 20%.Đây là nhà máy có năng suất trung bình nếu được trang bị và tổ chức tốt sẽ có khả năng phát triển tốt và có khả năng mở rộng quy mô sản suất.


Kết luận
Trong những thức uống giải khát hiện nay thì bia là sản phẩm được ưa chuộng và dùng phổ biến trên toàn thế giới, sản xuất bia đem lại lợi nhuận kinh tế cao và đây cũng chính là động lực thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất bia ngày càng phát triển. Lịch sử ngành bia ở nước ta tuy chưa lâu song với quy mô và sức phát triển hiện nay đã khẳng định công nghiệp sản xuất bia là một ngành kinh tế quan trọng có chỗ đứng vững chắc trong nền kinh tế quốc dân và còn nhiều tiềm năng để phát triển. Chính vì vậy thiết kế nhà máy bia là một yêu cầu phù hợp với nhu cầu thực tiễn.
Nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men hiện đại bao gồm nhiều phân xưởng với các máy móc, trang bị hiện đại. Do đó thiết kế một nhà máy bia hoàn chỉnh với đầy đủ các bộ phận là một công việc rất phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian và phải có kiến thức tổng hợp về nhiều lĩnh vực. Điều này cũng nói lên rằng thiết kế nhà máy bia là một yêu cầu và cũng là điêu kiện cần thiết để rèn luyện kỹ năng và tiếp cận gần hơn với công nghiệp sản xuất thực phẩm và đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men.
Trong đồ án này em có nhiệm vụ thiết kế nhà máy bia với năng suất 45 triệu lít/năm, trong đó sản xuất 70 % là bia chai và 30% làlít bia hơi. Sử dụng 20% nguyên liệu thay thế là gạo, dịch đường đi lên men có nồng độ chất khô 12˚Bx ứng với bia chai và 10,5˚Bx ứng với bia hơi.
Nội dung đồ án gồm các phần chính sau:
Phần I: Tổng quan
Phần II: Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ
Phần III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm
Phần IV: Tính và chọn thiết bị
Phần V: Tính toán nhu cầu nhiên liệu, năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy
Phần VI: Tính toán và thiết kế xây dựng
Phần VII: Tính toán kinh tế
Phần VIII: Vệ sinh và an toàn lao động
Sáu bản vẽ:
Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A1)
Mặt bằng, mặt cắt nhà sản xuất chính (A1)
Mặt bằng, mặt cắt khu tank lên men (A1)
Mặt bằng nhà hoàn thiện sản phẩm (A1)
Tổng mặt bằng nhà máy (A1)
Cấu tạo tank lên men (A1)
Quá trình làm đồ án đã giúp em có thêm nhiều hiểu biết về công nghệ sản xuất bia theo công nghệ hiện đại, một ngành sản xuất hiện vẫn còn là tiềm năng và hứa hẹn phát triển ở nước ta.
Được sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS Khuất Hữu Thanh cùng các thầy cô trong viện và các thầy cô bên khoa kinh tế và xây dựng, đồ án của em đã hoàn thành. Do kinh nghiệm bản thân còn ít và thời gian có hạn, đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô để em hoàn thiện kiến thức và rút ra được nhiều kinh nghiệm hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội tháng 05 năm 2008
Sinh viên
Phạm Hồng Thái

Tài liệu tham khảo chính
[1] – PGS,PTS Hoàng Đình Hoà. Công nghệ sản xuất malt và bia
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, năm 2000
[2] – Tập thể tác giả: Bộ môn Quá trình – thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất (Tập 1,2) Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1982 – 1992.
[3] – PGS,TS Nguyễn Bin. Tính toán quá trình, thiết bị trong công nghệ hoá chất và công nghệ thực phẩm (Tập 1)
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, năm 2000
[4] – PGS Ngô Bình. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp
Bộ môn xây dựng công nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, năm 1997.

[5] - GS.TS Nguyễn Thị Hiền cùng nhóm tác giả. Khoa học- công nghệ malt và bia, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2007.