Đồ Án THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA 10 độ S NĂNG SUẤT 30 TRIỆU L NĂM (Có Cad Đầy Đủ)

MỤC LỤC
Chương 1: Tổng quan 1
1.1. Giới thiệu về bia 1
1.2. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 2
1.3. Năng suất nhà máy và thị trường tiêu thụ 3
Chương 2: Kỹ thuật - công nghệ 4
2.1 Nguyên liệu sản xuất 4
2.1.1. Nước 4
2.1.2. Malt 4
2.1.3. Thế liệu 7
2.1.4. Nấm men 8
2.1.5. Hoa houblon 9
2.1.6. Các chất phụ gia 12
2.2 Quy trình công nghệ 13
2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ 14
2.3.1. Sàng 14
2.3.2. Nghiền 14
2.3.3. Nấu dịch đường 15
2.3.4. Lọc dịch đường 16
2.3.5. Đun sôi dịch đường với houblon 17
2.3.6. Lắng 17
2.1.7. Làm lạnh trước khi lên men 17
2.1.8. Bão hòa oxy 18
2.1.9. Lên men 18
2.1.10. Lọc 19
2.1.11. Bão hòa CO2, tàng trữ 19
2.1.12. Chiết 20
2.1.13. Thanh trùng 20
2.3. Chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm 21
Chương 3: Tính cân bằng vật chất 22
3.1 Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu 22
3.1.1. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng nấu 22
3.1.2. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng lên men 24
3.1.3. Tính cân bằng vật chất cho phân xưởng chiết 24
3.2. Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100l bia 24
3.2.1. Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100l bia 24
3.2.2. Tính tiêu hao chai cho 100l bia 25
3.3. Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy 25
3.3.1. Tính số mẻ nấu, lượng nguyên liệu cho 1 mẻ, 1 ngày, 1 năm 25
3.3.2. Tính thể tích nguyên liệu chiếm chỗ trong 1 mẻ 27
3.3.3. Tính thể tích dịch đường đun sôi 27
3.3.4. Tính thể tích dịch đường lên men 28
3.3.5. Tính lượng bia sau lên men 28
3.3.6. Tính lượng bia tàng trữ 29
3.3.7. Tính lượng bia thành phẩm 29
3.3.8. Tính lượng nước nấu 29
3.3.9. Tính lượng bã 30
3.3.10. Tính lượng căn 30
3.3.11. Tính lượng CO2 thu hồi 30
3.3.12. Tính lượng không khí cần nạp 31
3.3.13. Tính số chai cần dùng 31
3.3.14. Tính số két, số pallet cần dùng 31
3.3.15. Tính tiêu hao nắp, nhãn, hồ dán cho quá trình đóng chai dán nhãn 32
3.3.16. Tính tiêu hao diatomid trong quá trình lọc bia 32
3.3.17. Tính tiêu hao phụ liệu trong quá trình vệ sinh thiết bị 32
3.3.18. Tính tiêu hao phụ liệu trong quá trình rửa chai 33
Chương 4: Tính và chọn thiết bị 34
4.1. Tính và chọn thiết bị ở khâu nhập liệu 34
4.1.1. Gàu tải nhập liệu vào silo 34
4.1.2. Vít tải nhập liệu vào silo 35
4.1.3. Cân 35
4.1.4. Silo 36
4.2. Tính và chọn thiết bị phân xưởng nấu 36
4.2.1. Gàu tải 36
4.2.2. Vít tải 37
4.2.3. Máy sàng 38
4.2.4. Cân 38
4.2.5. Thiết bị nghiền 38
4.2.6. Nồi nấu 39
4.2.7. Thiết bị lọc bã malt 41
4.2.8. Thùng chứa nước rửa bã 42
4.2.9. Bơm 42
4.2.10. Bồn chứa trung gian 43
4.2.11. Thùng chứa bã 43
4.2.12. Nồi đun sôi với hoa houblon 44
4.2.13. Bơm từ nồi houblon đến thiết bị lắng 44
4.2.14. Thiết bị lắng Whirlpoool 45
4.2.15. Bơm từ thiết bị lắng đến thiết bị làm lạnh 45
4.3. Tính và chọn thiết bị phân xưởng lên men 46
4.3.1. Thiết bị làm lạnh 46
4.3.2. Thiết bị bão hòa oxy cho dịch đường 46
4.3.3. Tank lên men 47
4.4. Tính và chọn thiết bị phòng xử lý men và nhân giống 48
4.4.1. Thùng chứa nấm men bẩn 48
4.4.2. Thùng bảo quản nấm men sạch 48
4.4.3. Hệ thống nhân men giống 49
4.5. Tính và chọn thiết bị phân xưởng lọc 49
4.5.1. Thiết bị lọc ống 49
4.5.2. Thiết bị lọc đĩa 50
4.5.3. Bơm qua hệ thống lọc 50
4.5.4. Máy bão hòa CO2 50
4.5.5. Tank trữ bia trước khi chiết 51
4.6. Tính và chọn thiết bị phân xưởng chiết 51
4.6.1. Bơm bia từ thùng tàng trữ đến bộ phận chiết 51
4.6.2. Thiết bị gắp chai 51
4.6.3. Thiết bị rửa chai 52
4.6.4. Thiết bị chiết đóng nắp 52
4.6.5. Thiết bị thanh trùng 52
4.6.6. Thiết bị dán nhãn 53
4.6.7. Thiết bị xếp chai vào két 53
4.6.8. Thiết bị xếp két vào pallet 53
Chương 5: Tính hơi - lạnh - điện - nước 54
5.1. Tính hơi và chọn nồi hơi 54
5.1.1. Tính năng lượng cung cấp cho phân xưởng nấu 54
5.1.2. Tính năng lượng cung cấp cho phân xưởng chiết rót 57
5.1.3. Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu cho nồi hơi 57
5.2. Tính lạnh và chọn máy nén lạnh 58
5.2.1. Cấp lạnh để làm nguội dịch đường 58
5.2.2. Cấp lạnh trong quá trình lên men chính 58
5.2.3. Cấp lạnh hạ nhiệt độ bia non khi kết thúc quá trình lên men chính 59
5.2.4. Cấp lạnh trong quá trình lên men phụ 59
5.2.5. Cấp lạnh trong quá trình tàng trữ 59
5.2.6. Cấp lạnh hạ nhiệt độ bia trước khi bão hòa CO2 59
5.2.7. Cấp lạnh hạ nhiệt độ nước rửa men 60
5.3. Tính nước và chọn bể nước 61
5.3.1. Tính nước công nghệ 61
5.3.2. Tính nước phục vụ 61
5.3.3. Bể nước 63
5.3.4. Đài nước 63
5.4. Tính điện và chọn máy biến áp 63
5.4.1. Tính điện 63
5.4.2. Xác định hệ số công suất và dung lượng bù 65
5.4.3. Chọn máy biến áp 65
5.4.4. Tính lượng điện tiêu thụ 66
Chương 6: Kiến trúc - xây dựng 67
6.1. Tính diện tích xây dựng 67
6.1.1. Các phân xưởng chính 67
6.1.2. Các kho 71
6.1.3. Các phân xưởng phụ 71
6.1.4. Khu vực hành chính, sinh hoạt 72
6.1.5. Các khu vực và công trình khác 72
6.2. Dự kiến mặt bằng tổng thể nhà máy 72
6.3. Xử lý nước thải 73
6.4. Xử lý nước cấp 74
Chương 7: Kinh tế - Tổ chức 76
7.1. Tổ chức, lao động, tiền lương 76
7.2. Tính tổng vốn đầu tư 79
7.3. Tính giá thành sản phẩm 82
Chương 8: An toàn lao động 84
8.1. An toàn lao động 84
8.2. Phòng cháy chữa cháy 86
8.3. Vệ sinh công nghiệp 86
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Nội dung chính của bản luận văn này gồm 8 chương:
- Chương 1: Tổng quan.
Nội dung chính của chương 1 gồm có: Giới thiệu về bia cũng như chọn địa điểm xây dựng của nhà máy và giới thiệu về thị trường tiêu thụ bia trong nước.
- Chương 2: Kỹ thuật – Công nghệ.
Nội dung chính của chương 2 gồm có: Giới thiệu về nguyên liệu sản xuất và quy trình công nghệ sản xuất bia.
- Chương 3: Tính cân bằng vật chất.
Nội dung chính của chương 3 gồm có: Tính tiêu hao nguyên liệu chính cũng như nguyên liệu phụ trong quá trình sản xuất bia.
- Chương 4: Tính và chọn thiết bị.
Nội dung chính của chương 4 gồm có: Tính và chọn các thiết bị cho phù hợp với năng suất của nhà máy cũng như phù hợp với quy trình công nghệ đã lựa chọn.
- Chương 5: Tính hơi – lạnh – điện – nước.
Nội dung chính của chương 5 gồm có: Tính năng lượng cần cung cấp để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt trong nhà máy.
- Chương 6: Kiến trúc – Xây dựng.
Nội dung chính của chương 6 gồm có: Tính diện tích xây dựng của từng phân xưởng, từ đó tính diện tích tổng thể mặt bằng nhà máy.
- Chương 7: Kinh tế – Tổ chức.
Nội dung chính của chương 7 gồm có: Tổ chức lao động, tiền lương trong nhà máy, tính vốn đầu tư và giá thành của sản phẩm.
- Chương 8: An toàn lao động.
Nội dung chính của chương 8 gồm có: Nêu các biện pháp về an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy và vệ sinh công nghiệp trong nhà máy.

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về bia.
Bia là một loại nước giải khát khá phổ biến, được tiêu thụ rộng rãi trên khắp thế giới và có lịch sử phát triển rất lâu đời. Từ thời xa xưa, người Babilon đã sản xuất bia từ quá trình lên men bánh mì ẩm. Cách đây khoảng 5000 năm, người Ai Cập cổ đại đã sử dụng lúa mạch để sản xuất bia. Bia đã trở thành một thực phẩm quan trọng trong các bữa ăn kiêng hàng ngày của người Ai Cập lúc đó. Người Hy Lạp đã học cách sản xuất bia từ người Ai Cập. Các bộ tộc của Đức đã biết sản xuất bia từ lâu trước khi có sự xâm chiếm của đế chế La Mã. Ban đầu người ta sử dụng các loại thảo mộc và gia vị khác vào việc sản xuất bia. Tuy nhiên vào khoảng 1000 năm trước công nguyên bia mới thâm nhập vào các tu viện và các tu sĩ đã sử dụng hoa houblon thay cho các thảo mộc vào quá trình sản xuất bia. Bia thật sự được trở nên phổ biến nhờ vào các tu viện. Các tu sĩ là những người đầu tiên đã xây dựng các nhà máy bia. Họ cung cấp nơi ở, thức ăn và bia cho những người đi hành hương và những người đi du lịch. Cho đến giữa thế kỷ XVI, bia chỉ được sản xuất chủ yếu trong các gia đình và còn chưa mang tính thương mại. Từ năm 1833, nhờ các nghiên cứu của Pasteur về quá trình lên men rượu vang, Hansen đã đề nghị phương pháp nhân giống nấm men từ một tế bào thuần khiết ban đầu trong canh trường. Đến năm 1881 – 1883 nấm men đã được đưa vào sử dụng sản xuất bia lần đầu tiên ở Đan Mạch. Từ đó đến nay ngành công nghiệp bia ngày càng được hoàn thiện, phát triển và đã đạt được nhiều thành tựu rực rỡ.
Bia là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dịch nha, không qua chưng cất, dịch nha được nấu từ malt đại mạch, các hạt giàu tinh bột, protein (như gạo, ngô, đại mạch, ), hoa houblon và nước.
So với các loại thức uống khác bia có nhiều ưu điểm như: [7]
ã So với các loại rượu uống thì bia có nồng độ cồn rất thấp (2 – 6%). Do đó nếu sử dụng bia đúng mức sẽ giúp cơ thể cảm thấy thoải mái, dễ chịu và tăng sức lực cho cơ thể.
ã So với trà, cà phê thì bia không có chứa các kim loại có hại.
ã Bia là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1 lít bia có thể cung cấp cho cơ thể 400 – 800 KCal.
ã Với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l), bia giúp cơ thể giảm nhanh cơn khát, kích thích quá trình tiêu hóa tốt hơn.
ã Khoảng 80% chất hòa tan trong bia là glucid, 8 – 10% là các hợp chất chứa nitơ, 3 – 4% là các chất khoáng. Ngoài ra trong bia còn có chất chát, chất đắng, glycerin, acid hữu cơ, một số vitamin như B1, B2, PP.
ã Ngoài ra, những nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng nếu uống một lượng bia vừa phải mỗi ngày thì sẽ có tác dụng tốt cho tim mạch và não, giúp cơ thể hưng phấn hơn và hiệu quả làm việc cao hơn.
Nhờ có những ưu điểm này mà bia được sản xuất ở khắp nơi trên thế giới với sản lượng và chất lượng ngày càng được nâng cao.
1.2. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là tại khu công nghiệp Loteco, tọa lạc tại Thành phố Biên Hòa - thuộc tỉnh Đồng Nai. Tỉnh Đồng Nai nằm trong địa bàn kinh tế trọng điểm phía Nam là trọng điểm đầu tư của chính phủ. Trung tâm của tỉnh là Thành phố Biên Hòa, cách TP. Hồ Chí Minh 30 km về phía Tây, một trung tâm kinh tế - khoa học kỹ thuật - văn hoá giáo dục lớn của cả nước. [19]
Đồng Nai là tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, có diện tích 5.862,37 km2 chiếm 1,76% diện tích tự nhiên cả nước và 25,5% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ. Đồng Nai có hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20 với tổng chiều dài 244,5 km đã và đang được mở rộng nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp I, II đồng bằng (Quốc lộ 1, 51), cấp III đồng bằng (Quốc lộ 20) có nhiều tuyến đường liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc - Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với cảng ở TP. Hồ Chí Minh, Bà Rịa - Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất . đáp ứng tốt cho nhu cầu lưu thông hàng hoá. [19]
Đồng Nai nằm trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam:
- Đông giáp tỉnh Bình Thuận.
- Đông Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng.
- Tây Bắc giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước.
- Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
- Tây giáp TP. Hồ Chí Minh.
Khu công nghiệp Loteco : [19]
Diện tích: 100 ha cho giai đoạn đầu gồm cả 40 ha của khu chế xuất trong khu công nghiệp. Diện tích dùng cho thuê 72 ha, diện tích đã cho thuê 35,29 ha đạt 49,01%.
Vị trí: Phường Long Bình, TP Biên Hòa.
Kết cấu hạ tầng:
- Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh.
- Cấp điện: trạm biến áp 3,2 MW, điện lưới quốc gia 6 MW.
- Cấp nước: 6.000 m3/ngày.
- Thông tin liên lạc: thuận tiện trong và ngoài nước.
- Xử lý chất thải lỏng: có nhà máy xử lý chất thải công suất 1.500 m/ngày.
1.3.Năng suất nhà máy và thị trường tiêu thụ.
Theo Bộ Công nghiệp, đầu tư vào sản xuất bia lại bắt đầu bùng nổ, với nhiều đề nghị xây dựng mới, mở rộng nhà máy, liên doanh, liên kết của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. [29]
Hiện nay, tổng năng suất sản xuất bia của cả nước ước tính khoảng 1.300 triệu lít/năm, trong khi nhu cầu lên đến gần 1.800 triệu lít/năm. Riêng tại TP.HCM, lượng bia sản xuất chiếm khoảng 1/3 tổng lượng bia cả nước, trong khi khả năng tiêu thụ tăng trung bình từ 10-15%/năm. [29]
Ngoài ra, hiện nay tổng công suất của các nhà máy bia trong cả nước đã lên tới 1,5 tỷ lít/năm. Riêng 10 tỉnh miền Trung là trên 500 triệu lít. Nhưng một số địa phương vẫn đang chuẩn bị triển khai những dự án sản xuất bia tương đối lớn, quy mô từ 100 đến 150 triệu lít/năm. [30]
Từ các thông tin trên ta thấy nhu cầu thị trường cho việc tiêu thụ bia trong nước là khá lớn, đó là chưa kể đến tiềm năng xuất khẩu sang các nước trong khu vực. Một số công ty sản xuất bia trong nước hiện đang có kế hoạch tăng năng suất, mở rộng quy mô sản xuất.
Công ty Bia Huế đang có kế hoạch tăng năng suất lên 100 triệu lít/năm và bên cạnh đó là hợp tác với nhà máy Bia Đông Hà (Quảng Trị) để tăng năng suất của nhà máy này lên 30 triệu lít/năm. Tại Nghệ An một dự án sản xuất bia với năng suất trên 100 triệu lít/năm sắp đi vào hoạt động. [30]
Một nhà sản xuất bia lớn trong nước là Tổng Công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (Sabeco) cũng đang chuẩn bị tăng công suất trên cơ sở hiện có và xây dựng cơ sở mới, với năng suất tăng thêm khoảng 100 triệu lít/năm. [30]
Trước tình hình chung của việc sản xuất bia trong cả nước, với dự án thiết kế nhà máy sản xuất bia 100S có năng suất 30 triệu l/năm với thị trường tiêu thụ chủ yếu tại Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận trong khu vực miền Đông Nam Bộ, khu vực đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh miền Trung, là hoàn toàn phù hợp với nhu cầu thực tế của nước ta.