Đồ Án Xây dựng dây chuyền sản xuất Bia

Phần i: mở đầu

Bia là loại đồ uống giải khát mát, bổ được chế biến từ Malt đại mạch, gạo, hoa houblon và nước. Dịch đường sau lên men có hương thơm vị đắng đặc trưng do các chất trong nguyên liệu mang lại. Sản phẩm này chứa độ cồn thấp, nhiều CO2 nên có tác dụng giải khát, được nhiều người ưu chuộng.
Bia ra đời cách đây 7000 năm trước công nguyên. Nhưng mãi đến năm 1875 nhà bác học Pháp Louis Pasteur khám phá và khẳng định nấm men là loại vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của nó đã làm nên quá trình lên men bia, mở ra một bước ngoặt mới cho công nghệ sản xuất bia.
Công nghệ sản xuất bia du nhập vào Việt nam và được sử dụng phổ biến là khá muộn so với các nước trên thế giới. Mặc dù vậy sản lượng cũng như chất lượng không ngừng được nâng lên trong những năm gần đây: năm 1990 là 100 triệu lit, 1997 là 670 triệu lit, đến nay bình quân đầu người khoảng 10 lít/người/năm, là khá bé so với các nước phát triển trên thế giới như: Mĩ, Hà lan .( khoảng 130-200lit/người/năm). Vì vậy việc xây dựng một nhà máy bia với năng suất phù hợp và chất lượng đảm bảo là cần thiết,chắc chắn đạt hiệu quả kinh tế cao.


Phần ii lập luận kinh tế - kĩ thuật

Nhu cầu về bia của người dân ngày càng tăng nên việc xây dựng một nhà máy bia là rất cần thiết. Trước đây ở nước ta bia được xem như một loại đồ uống cao cấp, nhưng giờ đây khi cuộc sống đã được cải thiện thì nhu cầu về bia đã trở nên bình thường. Nó là loại đồ uống có giá trị dinh dưỡng cao và thích hợp với mọi tầng lớp.
Tuy có những khó khăn về nguồn nguyên liệu chính sản xuất bia là malt và hoa houblon nhưng ta đã dùng nguyên liệu thay thế (gạo: chiếm 30ữ40%) malt nên giá thành được giảm đáng kể trong khi đó chất lượng vẫn bảo đảm, được thị trường chấp nhận. Như vậy một nhà máy bia sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần tăng ngân sách quốc gia.

1.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Dựa vào nguyên tắc chọn địa điểm xây dựng và thực tế hiện nay tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại thị xã Cửa Lò. Với dân số trên 3 triệu người, trong khi đó chỉ có một nhà máy bia (VIDA) năng suất 10 triệu lít/năm. Nên không thể đáp ứng nhu cầu về số lượng cũng như chất lượng( hiện nay Nghệ An vẫn tiêu một lượng lớn bia ngoại tỉnh).
ở đây diện tích rộng, dân cư đông đúc, đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao nên nhu cầu về bia rất lớn. Mặt khác địa điểm này nằm trên quốc lộ 1A, có bến cảng(Cửa Lò) nên thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu cũng như vận chuyển sản phẩm đi tiêu thụ. Ngoài ra về mùa hè, lượng người nghỉ mát, tham quan khu du lịch ngày càng đông.
Thị xã Cửa Lò là địa điểm sát thành phố Vinh, sát huyện Nghi Xuân(Hà Tĩnh) nên việc tiêu thụ không chỉ gói gọn tại chỗ mà có thể tiêu thụ ở các vùng phụ cận.

2.Đặc điểm thiên nhiên vị trí cần xây dựng
Tình hình địa chất ổn định, mặt bằng phẳng khô ráo. Thời tiết nắng nóng kéo dài, kết hợp với gió Tây Nam oi bức nên yêu cầu tiêu thụ lớn rất phù hợp để xây dựng một nhà máy bia.


3.Nguồn cung cấp nguyên liệu
a. Nguyên liệu chính để sản xuất
Malt dại mạch và hoa houblon là hai loại nguyên liệu chính để sản xuất bia. Hai nguyên liệu này có thể nhập từ nước ngoài như Pháp, úc, Đan Mạch, Đức thông qua ngoại thương về cảng Cửa Lò hoặc đường bộ.
b. Nguyên liệu thay thế
Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế là 30%. Gạo có thể nhập từ địa phương trong nước như: An Giang, Thái Bình .
c.Các nguyên liệu phụ
Men giống: sử dụng nấm men chìm Saccharomyces Carlsbergensis đã được nuôi cấy huấn luyện và thuần hoá để có thể lên men ở nhiệt độ cao.
Các chất sát trùng: Cloramin ,cồn,axit, NAOH, KMnO4 .

4.Nguồn cung cấp nguyên liệu
a.Nguồn nước
Trong sản xuất bia cần một lượng nước lớn và phải đạt yêu cầu kỹ thuật. Nhà máy sẽ sử dụng nước của công ty cấp nước thị xã Cửa Lò, ngoài ra cần khoan giếng để chủ động trong sản xuất và giảm giá thành sản phẩm .
b.Nguồn điện
Sử dụng nguồn điện quốc gia là chính. Nhưng đề phòng khi mất điện mà không làm gián đoạn quá trình xản xuất cần có nhà máy phát điện đủ công suất sử dụng cho toàn nhà máy.
c.Nguồn hơi
Dùng hơi nước bão hoà từ lò hơi của nhà máy. Nguyên liệu đốt lò hơi có thể dùng: than, than được mua ở Quảng Ninh và chuyển về qua cảng Cửa Lò.
d.Nguồn lạnh
Dùng máy có tác nhân lạnh là NH3, chất tải lạnh là rượu 30%.

5.Giao thông vận tải
Nhà máy được xây dựng cạnh trục đường chính, bến cảng nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm đến các vùng phụ cận cũng như ngoại tỉnh.
6.Môi trường
Địa điểm xây dựng cụ thể khô ráo sạch sẽ, môi trường không bị ô nhiễm để không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng như sức khoẻ của công nhân, người dân xung quanh, đồng thời nhà máy cũng phải đảm bảo vệ sinh như: xử lý nước thải, chất thải rắn, khói lò .

7.Nguồn nhân lực
Là một tỉnh đang phát triển, đội ngũ trí thức, công nhân lành nghề rất phong phú. Chắc chắn đáp ứng được nhân lực cho nhà máy

8.Thị trường tiêu thụ
Bia hơi của nhà máy đựơc chiết bock, tiêu thụ ngay tại thị xã, hoặc vận chuyển đi các vùng như: thành phố Vinh, Hà Tĩnh. Còn bia chai cũng tiêu thụ trong tỉnh và tỉnh bạn
Với tất cả những đặc điểm trên, tôi thấy việc xây dựng nhà máy bia là khả thi. Chắc chắn mang lại hiệu quả kinh tế.



Mục lục
Trang
Phần i: mở đầu 1
Phần ii lập luận kinh tế - kĩ thuật 2
1.Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 2
2.Đặc điểm thiên nhiên vị trí cần xây dựng 2
3.Nguồn cung cấp nguyên liệu 3
4.Nguồn cung cấp nguyên liệu 3
5.Giao thông vận tải 4
6.Môi trường 4
Phần III: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ 5
A. Chọn nguyên liệu : 5
1. Malt đại mạch: 5
2. Gạo: 6
3. Hoa Houblon : 6
4. Nước : 7
5. Nấm men bia 8
B. Dây chuyền công nghệ. 9
Thuyết minh dây chuyền công nghệ. 10
A. Phân xưởng nấu 10
1. Nghiền nguyên liệu : 10
2. Nấu và đường hoá nguyên liệu : 11
3. Lọc trong dịch đường : 13
4. Đun sôi dịch đường với hoa houblon : 13
5. Lắng xoáy : 14
6. Làm lạnh nhanh dịch đường : 14
B. Phân xưởng lên men 15
I. Chọn phương pháp lên men 15
1. Theo thiết bị 15
2. Theo chủng nấm men 16
II. Chọn phương thức lên men 16
1. Lên men liên tục: 16
2. Lên men gián đoạn: 16
III. Lên men 17
1. Chuẩn bị men giống. 17
2. Lên men bia 19
C. Phân xưởng hoàn thiện 20
1. Lọc trong bia 20
2. Bão hoà CO2 21
3. Hoàn thiện sản phẩm 21
4. Thu hồi và xử lý CO2 23
5. Vệ sinh thiết bị 24
6. Đánh giá chất lượng bia. 24
C. Tính cân bằng sản phẩm 25
I. Tính cân bằng sản phẩm cho bia hơi 25
1. Lượng bia và dịch dường qua các giai đoạn : 25
2. Tính nguyên liệu : 26
3. Tính lượng chất không tan từ malt và gạo : 26
4. Tính lượng nước dùng cho nấu và rửa bã : 27
5. Các sản phẩm phụ : 28
II. Tính cân bằng nguyên liệu cho bia chai. 29
1. Lượng bia và dịch dường qua các giai đoạn : 29
2. Tính nguyên liệu : 29
3. Tính lượng chất không tan từ malt và gạo : 29
4. Tính lượng nước dùng cho nấu và rửa bã : 30
5. Các sản phẩm phụ : 31
D. Tính nguyên liệu phụ dùng cho sản xuất 32
Phần iv. lập kế hoạch sản xuất. 33
Phần v. tính và chọn thiết bị 35
1. Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu : 35
2. Thiết bị trong khâu đường hoá nguyên liệu : 35
3. Thiết bị trong khâu xử lý dịch đường sau nấu hoa : 35
4. Thiết bị trong phân xưởng lên men. 35
5. Thiết bị hoàn thiện sản phẩm. 35
6. Các thiết bị phụ khác : 36
V.1.Thiết bị trong khâu chuẩn bị nguyên liệu : 36
1. Cân nguyên liệu : 36
2. Máy nghiền malt : 36
3. Máy nghiền gạo : 37
4. Thiết bị vận chuyển : 37
V.2. Thiết bị trong khâu đường hoá nguyên liệu : 38
1. Nồi hồ hoá : 38
2. Nồi đường hoá : 38
3. Thùng lọc : 39
4. Nồi đun sôi dịch đường với hoa houblon : 40
V.3. Thiết bị trong khâu xử lý dịch đường sau nấu hoa: 41
1. Thùng lắng xoáy : 41
2. Thiết bị làm lạnh nhanh : 41
V.4. Tính toán thiết bị trong phân xưởng lên men 43
1. Chọn thiết bị lên men chính 43
2. Chọn thiết bị gây men giống. 44
3. Thiết bị rửa men sữa. 46
4. Máy lọc bia 46
V. 5. Phân xưởng hoàn thiện. 48
5.1 Hệ thống chiết 48
5.2 Các máy và thiết bị khác 49
V.6. Các thiết bị phụ khác : 51
1. Thùng nước nóng: 51
Phần VI: Tính Hơi - nước - điện - lạnh 52
I. Tính hơi cho nhà máy. 52
1. Lượng hơi tính cho nấu. 52
2. Tính nhiệt cho thanh trùng. 54
3. Tính lượng hơi. 55
II. Tính lạnh cho nhà máy. 57
1. Lượng nhiệt cần cho lắng xoáy (tính cho một mẻ). 57
2. Lượng nhiệt cần cho thiết bị lạnh nhanh (tính cho một mẻ). 58
3. Lên men chính. 58
4. Tính nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia từ 120C xuống 10C . 60
5. Lên men phụ. 60
6. Tính nhiệt lạnh cho thùng nhân men giống. 60
7. Chọn máy lạnh. 61
III. Tính nước cho nhà máy. 62
1. Nước dùng cho phân xưởng nấu. 62
2. Nước dùng để vệ sinh phân xưởng lên men. 62
3. Nước dùng cho nhân men giống và rửa men. 63
IV.Tính điện tiêu thụ cho nhà máy. 63
1. Tính phụ tải chiếu sáng. 63
2. Xác định phụ tải tính toán. 68
3. Xác định công suất và dung lượng bù. 68
4. Chọn máy biến áp cho nhà máy. 69
5. Tính điện tiêu thụ hàng năm. 70
Phần vii: tính toán xây dựng. 71
I. Giới thiệu chung 71
1- Các yêu cầu chung. 71
2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng. 71
3. Yêu cầu môi trường vệ sinh công nghiệp. 72
4. Mức tiêu thụ nhiên liệu, nguyên liệu. 72
5. Số công nhân : 73
6. Đặc điểm sản xuất của phân xưởng. 73
7. Thiết bị chính của phân xưởng. 73
thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 74
I. Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 74
1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 74
2. Các yêu cầu khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 74
II. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng. 75
1. Vùng trước nhà máy. 76
2. Vùng sản xuất. 76
3. Vùng các công trình phụ. 76
4. Vùng kho tàng và phục vụ giao thông. 77

III. Mặt bằng khu sản xuất chính. 77
1. Phân xưởng nấu. 77
2. Phân xưởng lên men . 77
3. Phân xưởng hoàn thiện. 78
IV. Thuyết minh các phân xưởng phụ trợ. 79
1. Kho nguyên liệu. 79
2. Kho sản phẩm. 79
3. Phân xưởng cơ điện. 80
4. Nhà nồi hơi. 80
5. Bãi than, xỉ. 80
6. Trạm biến thế. 80
7. Kho vỏ chai, bock. 80
8. Gara ôtô. 81
9.Khu xử lý nước và bể nước . 81
10. Nhà lạnh và thu hồi CO2. 81
V. Các công trình phục vụ sinh hoạt. 81
1. Nhà hành chính. 81
2. Hội trường, câu lạc bộ. 81
3. Nhà ăn ca. 82
4. Nhà giới thiệu sản phẩm. 82
5. Nhà để xe đạp, xe máy. 82
6. Nhà vệ sinh 82
7. Phòng bảo vệ. 83
Phần viii: Tính toán kinh tế. 85
I. Mục đích và ý nghĩa. 85
A. Nội dung phần tính toán kinh tế. 85
I. Vốn đầu tư cho nhà máy . 85
1. Vốn đầu tư cho công trình xây dựng. 85
2. Tổng chi phí đầu tư cho nhà máy. 88
II. Tính giá thành cho sản phẩm . 88
1. Chi phí nguyên liệu chính.( Bảng VIII-3 ) 88
2. Nguyên liệu phụ(Gp). 88
3. Chi phí nhiên liệu và động lực. ( Bảng VIII-4 ) 88
4. Tiền lương( Bảng VIII-5 ). 89
5. Bảo hiểm tính theo lương. 90
6. Chi phí sử dụng nhà xưởng, thiết bị (khấu hao tài sản cố định). 90
7. Tính giá thành toàn bộ. 91
III. Đánh giá các chỉ tiêu kết quả và hiệu quả. 92
1. Tổng doanh thu của nhà máy. 92
2. Doanh thu thuần= GT-VAT. 92
3. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả. 93
4. Thời gian thu hồi vốn. 93
5. Nhận xét. 94

Phần IX: Môi trường và phương pháp xử lý 95
1. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến môi trường. 95
2. Phương pháp xử lý nước thải. 96
Phần x: Vệ sinh và an toàn lao động. 98
I Vệ sinh. 98
1. Vệ sinh cá nhân. 98
2. Vệ sinh thiết bị . 98
3. Vệ sinh công nghiệp . 99
II Bảo hộ và an toàn lao động. 99
1. Chống độc trong sản xuất. 99
2. Chống ồn và rung động. 100
3. An toàn thiết bị chịu áp. 100
4. An toàn điện trong sản xuất. 100
5. An toàn khi thao tác vận hành một số thiết bị phòng cháy chữa cháy. 100
Kết luận 101
Tài liệu tham khảo 102