Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất bia chai xuất khẩu công suất 2 triệu lít/năm

ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất bia chai xuất khẩu công suất 2 triệu lít/năm

MỤC LỤC
Trang
PHẦNI : MỞ ĐẦU
PHẦN II: NỘI DUNG ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia 3
II. Các loại bia chủ yếu hiện nay .4
III. Quy tŕnh chung về sản xuất bia 5
CHƯƠNG II : LẬP LUẬN KINH TẾ
CHƯƠNG III : CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
1. Malt đại mạch . 8
2. Hoa houblon . . 10
3. Nước . 11
4. Gạo . . 12
5. Nấm men giống . . 13
6. Một số các chất phụ khác 13
CHƯƠNG IV : QUY TR̀NH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
I. Sơ đồ dây truyền công nghệ sản xuất bia theo công nghệ lên men mét pha 15
II. Thuyết minh quy tŕnh sản xuất .17
A. Phân xưởng nấu . .17
1. Nghiền nguyên liệu 17
2. Nấu và đường hoá nguyên liệu . 20
3. Lọc dịch đường 23
4. Nấu hoa 23
5. Lắng trong và làm nguội sơ bộ dịch đường . 24
6.Lạnh nhanh .25
B.Phân xưởng lên men 25
1. Quá tŕnh chuẩn bị men giống 25
2. Quá tŕnh lên men . 28
A. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm 31
a. Quy tŕnh rửa chai .33
b. Quy tŕnh chiết chai và dập nút .34
c. Thanh trùng bia .34
d. Dán nhăn và dập hạn sử dụng .35
e. Đóng kết và vận chuyển vào kho 35
I. Đánh giá chất lượng bia thành phẩm .36
CHƯƠNG V : TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM
I.Tính cân bằng vật liệu cho 100 lít bia thành phẩm. 38
1. Số lượng chai để chứa bia . 38
2. Lượng bia trước khi chiết chai . 38
3. Lượng bia trước khi băo hoà CO2 .38
4. Lượng bia trước khi lọc trong . 39
5. Lượng dịch đường đưa vào thùng trước khi lên men 39
6. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thiết bị lạnh nhanh .39
7. Lượng dịch đường ở 1000C 39
8. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng lắng Wirhlpool 39
9. Lượng dịch đường trước khi đưa vào thùng đun hoa 40
10. Khối lượng của dịch đường trước khi đun hoa . 40
11. Khối lượng chất chiết trong dịch đường 12oBX .40
12. Lượng chất chiết từ malt và gạo .40
II. Tính lượng nguyên liệu .40
1. Khối lượng malt 40
2. Khối lượng gạo 41
3. Lượng hoa houblon cần dùng 41
II. Tính lượng bă thải 41
1. Lượng bă thải malt 41
2. Lượng bă gạo 42
3. Tính lượng bă hoa .42
IV. Tính lượng nước 42
1. Trong nồi hồ hoá .42
2. Trong nồi nấu malt 43
III. Tính lượng mem giống . 44
IV. Một số nguyên liệu phụ khác . 44
1. Diatomit .44
2. Lượng chế phẩm Termamyl 44
3. Chất sát trùng Na2SiF6 .45
4. Lượng oxy để cung cấp cho dịch đường . .45
5. Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men . 45
6. Lượng NaOH và lượng H2SO4 . 45
7. Lượng nót chai cần dùng để đóng 100 lít bia 46
8. Nhăn chai 46
9. Lượng hồ dán nhăn . 46
10. Lượng két đựng bia 46
CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ
I. Các thiết bị trong phân xưởng nấu . 48
1. Cân . .48
2. Máy nghiền malt .48
3. Máy nghiền gạo 50
4. Thùng chứa bột malt và gạo 51
5. Gầu tải . 54
6. Nồi hồ hoá . 55
7. Nồi đường hoá . 61
8. Thiết bị lọc dịch đường . 67
9. Nồi nấu hoa . 68
10. Thùng lắng Wirhpool 69
11. Nồi đun nước nóng . 70
12. Thùng chứa bă malt và gạo .71
13. Thiết bị lạnh nhanh 71
II. Các thiết bị trong phân xưởng lên men. .73
1. Các tank lên men 73
2. Thùng chứa men thu hồi 74
3. Máy lọc bia 76
4. Thiết bị băo hoà CO2 . 77
5. Thiết bị gây men giống cấp II . 77
6. Thiết bị gây men giống cấp I 79
III. Các thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện sản phẩm . 80
1. Máy chiết chai và dập nút .80
2. Máy rửa chai .81
3. Thiết bị thanh trùng 82
4. Máy dán nhăn . 82
5. Máy dập hạn sử dụng 82
6. Chọn bơm 83
CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN ĐIỆN – HƠI – NƯỚC
A. Tính hơi nước dùng trong nhà máy . 85
I. Tính nhiệt cho phân xưởng nấu 85
1. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi hồ hoá .85
2. Lượng nhiệt cung cấp cho nồi đường hoá . 88
3. Nồi nấu hoa . 91
4. Nhiệt dùng để đun nước nóng . 92
II. Tính lượng nhiệt cho quá tŕnh thanh trùng và gây men 93
1. Lượng nhiệt dùng để thanh trùng bia 93
2. Lượng nhiệt dùng để hấp vỏ chai và thanh trùng đường ống, thiết bị.93
3. Tổn thất nhiệt do rửa thiết bị lên men giống . 93
B. Tính nước dùng cho nhà máy 96
1. Tính nước cho phân xưởng nấu .96
2. Lượng nước để làm lạnh dịch đường 97
3. Nước để vệ sinh bộ phận lên men .97
4. Lượng nước dùng cho gây men, rửa men . 98
5. Nước dung cho phân xưởng hoàn thiện . 98
6. Nước dùng cho nồi hơi 99
7. Nước dùng cho các việc khác 99
8. Tính đường ống và bể chứa nước 99
C. Tính hơi lạnh dùng trong nhà máy 100
1. Lượng nhiệt cần cung cấp cho thiết bị lạnh nhanh 100
2. Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá tŕnh lên men để duy tŕ nhiệt độ lên men 101
3. Nhiệt cho quá tŕnh tàng trữ 103
4. Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá tŕnh lên men giống . 103
5. Lượng nhiệt cần thiết để hạ nhiệt độ dịch đường từ 70C xuống 10C sau khi lọc và duy tŕ nhiệt độ trong thùng chứa bia thành phẩm .105
D. Tính lượng điện tiêu thụ cho toàn nhà máy .107
I. Tính phụ tải chiếu sáng 107
I.1. Cách bố trí đèn 107
I.2. Tính toán đèn chiếu sáng 108
1. Đèn chiếu sáng phân xưởng nấu . 108
2. Đèn chiếu sáng phân xưởng lên men 108
3. Phân xưởng hoàn thiện 108
4. Kho nguyên liệu 109
5. Kho sản phẩm . 109
6. Xưởng cơ điện . 110
7. Nhà nồi hơi 110
8. Băi than, xỉ 111
9. Trạm biến thế 111
10. Kho vá chai . 111
11. Nhà để xe 112
12. Nhà xử lư nước 112
13. Nhà hành chính . 112
14. Hội trường câu lạc bộ 113
15. Nhà ăn 113
16. Nhà giới thiệu sản phẩm 113
17. Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần áo 114
18. Pḥng bảo vệ và pḥng trực ban 114
19. Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà máy . 114
II. Tính phụ tải động lực . 115
III. Xác định phụ tảI tính toán .116
IV. Xác định công suất và dung lượng bù 116
1. Xác định hệ số cos . 116
2. Tín dung lượng bù . 117
V. Chọn máy biến áp 118
VI. Tính điện tiêu thụ hàng năm 119
1. Điện năng dùng cho thắp sáng 119
2. Điện động lực 119
3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm 120
CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG
I. Địa điểm xây dựng nhà máy . .121
II. Tổng quan thiết kế mặt bằng nhà máy . 122
III. Tính toán phân xưởng 124
A. Giải pháp khối mặt bằng khu sản xuất chính 124
1. Phân xưởng nấu . 124
2. Phân xưởng lên men 124
3. Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm 125
B. Giải pháp mặt bằng các phân xưởng phụ trợ .126
1. Kho nguyên liệu 126
2. Kho sản phẩm . 127
3. Xưởng cơ điện . 128
4. Nhà nồi hơi 128
5. Băi than, xỉ 129
6. Trạm biến thế 129
7. Kho chứa vỏ chai 129
8. Nhà để xe 129
9. Nhà hành chính . 130
10. Hội trường, câu lạc bộ 130
11. Nhà ăn 130
12. Nhà giới thiệu sản phẩm . 131
13. Nhà vệ sinh, thay quần áo . 131
14. Pḥng bảo vệ và pḥng giao ca 131
15. Nhà để máy phát điện 131
16. Nhà khách 131
CHƯƠNG IX : TÍNH KINH TẾ
A. Mục đích và ư nghĩa 133
B. Nội dung phần tính kinh tế 133
I. Chi phí tài sản cố định 133
1. Vốn đầu tư cho công tŕnh xây dựng . 133
2. Vốn đầu tư thiết bị 134
3. Tổng chi phí đầu tư của nhà máy 136
4. Chi phí nguyên liệu chính .136
5. Nguyên liệu phụ 136
6. Chi phí nhiên liệu và động lực . 136
7. Tiền lương . 136
8. Bảo hiểm xă hội .139
9. Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị, nhà xưởng .139
10. Tính tổng chi phí một năm .139
11. Tính giá thành toàn bộ 139
II. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả . 140
1. Tổng doanh thu của nhà máy 140
2. Doanh thu thuần 140
3. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả 142

CHƯƠNG X : VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG
1. Vệ sinh nhà máy 145
2. Vệ sinh cá nhân . 145
3. Vệ sinh thiết bị 145
4. Vệ sinh công nghiệp 146
I.Bảo hộ an toàn lao động . 146
1. Chống tiếng ồn và tiếng động 147
2. Chống khí độc trong sản xuất 147
3. An toàn về điện 147
4. An toàn khi thao tác và vận hành thiết bị 148
5. An toàn pḥng cháy và chữa cháy .148
PHẦN KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO










PHẦN I : MỞ ĐẦU
Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu chất dinh dưỡng, tạo cảm giác sảng khoái, mát và bổ. Nó được coi nh­ một loại nước giải khát. Ngoài ra uống bia c̣n cung cấp một lượng lớn calo cho người uống, theo tính toán th́ 1 lít bia cung cấp từ 400 ư 800 kcal cho người sử dụng nă. Trong bia c̣n chứa một hệ enzim phong phú, đặc biệt là hệ enzim tiêu hoá, các chất khoáng vi lượng, đa lượng, các vitamin, đặc biệt là các vitamin không thay thế.
Được sản xuất từ loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một quy tŕnh công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với mọi người : hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, màu vàng tươi, hàm lượng CO[SUB]2[/SUB] (5g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi ta uống. V́ vậy mà ngày nay bia là loại đồ uống được dùng rất phổ biến trên thế giới và có xu thế ngày càng tăng. Hơn nữa bia là loại đồ uống có giá cả rất rẻ nên ngày càng kích thích người tiêu dùng sử dụng nó.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghành công nghiệp thực phẩm nói chung và nghành công nghiệp sản xuất bia nói riêng ở nước ta đă có diện mạo mới. Năm 1997 sản lượng bia cả nước ta đạt 670 triệu lít/năm. Với mức sản xuất này th́ tiêu thụ b́nh quân đầu người chỉ đạt 7 ư 8 lít/người/năm. Đây là một tỷ lệ c̣n khá thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới. Một số nước phát triển trên thế giới con số này là khoảng 130 ư 200 lít/ người/năm như ở Mỹ, Séc, Hà Lan, Pháp, Đức, ư sản lượng bia sản xuất hằng năm của nước ta không ngừng gia tăng với tốc độ cao trong những năm gần đây đă góp phần thu hẹp khoảng cách chênh lệch này. Để góp phần vào việc xây dựng nhiều nhà máy sản xuất bia có chất lượng quốc tế góp phần đáp ứng cho nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu th́ việc học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực này kết hợp với việc chuyển giao công nghệ và việc tạo ra sự đặc trưng cho loại bia của nước ta là hết sức cần thiết, nó đ̣i hỏi sự cố gắng, nỗ lực hết sức của các nhà khoa học trong nước về lĩnh vực này và sự đầu tư thoả đáng của các cơ quan nhà nước có liên quan.
Chính v́ những yêu cầu và sự cần thiết trên mà trong kỳ tốt nghiệp này em được giao thiết kế nhà máy sản xuất bia chai giành cho xuất khẩu. Đây là một nhiệm vụ rất mới đối với em, nó đ̣i hỏi em phải cố gắng nghiên cứu tài liệu, tổng hợp kiến thức từ các lần đi thực tập vừa qua, cùng với sự hướng dẫn, chỉ bảo tận t́nh của các thầy cô giáo trong viện Công nghệ sinh học & công nghệ thực phẩm Trường đại học Bách Khoa hà nội. Đặc biệt là thầy giáo Ts.Khuất Hữu Thanh, em tin là ḿnh sẽ hoàn thành được bản đồ án này theo các yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên cũng không tránh khỏi được các thiếu sót. Kính mong sự hướng dẫn góp ư của các thầy cô giáo và bạn bè để em có thể thực hiên tốt hơn bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn.







PHẦN II : NỘI DUNG ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. Sơ lược về lịch sử phát triển và sản xuất bia
Theo các dấu tích t́m được trên đá các nhà khoa học đă chứng minh được bia đă xuất hiện vào khoảng 7000 năm trước công nguyên, nguồn gốc của bia vốn là lên men dịch cháo ngũ cốc và rất được ưa chuộng ở Babilon, Sumeric, Ai cập Với các tên gọi về bia khác nhau ở các địa danh khác nhau như : Sikanu, Shekar hay Zythum Kỹ thuật sản xuất bia sau thời kỳ này được các tầng lớp giáo sĩ ở Châu Âu tiếp thu vào thế kỷ XIII sau công nguyên. Họ đă đưa ra công nghệ cùng sự cải tiến là sử dụng hoa houblon để cải thiện hương thơm và mùi vị thay thế cho các gia vị khác tạo ra tính chất đặc trưng của bia mà đến tận ngày nay vẫn chưa có một loại nguyên liệu nào thay thế được.
Năm 1875 nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đă khám phá và khẳng định nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó làm nên quá tŕnh lên men bia. Từ đó công nghệ, thiết bị sản xuất bia luôn luôn được cải tiến, đă có nhiều công nghệ mới ra đời nhờ ứng dụng của khoa học kỹ thuật như : sử dụng máy làm lạnh, phân lập và nuôi cấy nấm man thuần khiết, sử dụng các hoá chất, các máy móc để tăng thời gian bảo quản bia như : acid ascorbic, H[SUB]2[/SUB]O, dietyl cacbonat, enzim hỗn hợp glucooxydaza, catalaza