Thiết kế nhà máy sản xuất bia không cồn

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà [9]. Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước và men bia với một quy trình công nghệ khá đặc biệt cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người đó là hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, nhiều nhà máy sản xuất bia còn sử dụng các loại nguyên liệu thay thế khác như gạo, tiểu mạch, đại mạch chưa nảy mầm, ngô đã tách phôi…để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng khác nhau.

Bia có giá trị dinh dưỡng cao. Trong bia có chứa nhiều vitamin, các chất khoáng, nguyên tố vi lượng. Ngoài các chất dinh dưỡng, trong bia còn có CO2, chất đắng từ hoa houblon có tác dụng kích thích tiêu hóa, có tính diệt khuẩn cao, đặc biệt CO2 bảo hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống. Trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza. Vì vậy, khi uống một lượng bia thích hợp sẽ cho ta cảm giác ngon miệng khi ăn, tiêu hóa thức ăn tốt hơn…Nhờ những ưu điểm như vậy mà ngày nay bia được sử dụng rộng rãi như một loại nước giải khát ở hầu hết các nước trên thế giới.

Với 3,4 tỷ lít bia năm 2015, Việt Nam là quốc gia tiêu thụ bia cao nhất Đông Nam Á, đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản, Trung Quốc và nằm trong top 25 của thế giới. Về mức tiêu thụ rượu bia, Việt Nam xếp thứ 5/10 nước châu Á. Trong khi đó, tính về tổng thu nhập quốc nội và thu nhập bình quân đầu người, Việt Nam chỉ xếp thứ 8/10 các nước trong khu vực Đông Nam Á. Lượng rượu bia trung bình sử dụng trên thế giới không tăng trong 10 năm qua, trong khi ở Việt Nam lại tăng trưởng theo chiều "thẳng đứng". Thống kê cho thấy, năm 2008, Việt Nam mới đứng thứ 8 châu Á về tiêu thụ bia, nhưng đã đứng thứ 3 châu Á sau Nhật Bản và Trung Quốc 7 năm sau đó [10].

1/ Tên đề tài:

Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 91,8 triệu lít sản phẩm/năm.

2/ Các thông số ban đầu:

- Nhà máy sản xuất 2 loại bia với năng suất là:

+ Bia có cồn, năng suất 81,8 triệu lít sản phẩm/năm

+ Bia không cồn, năng suất 10 triệu lít sản phẩm/năm

- Một số thông số ban đầu tự chọn.

3/ Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

Lời mở đầu

Phần 1: Lập luận kinh tế và kỹ thuật

Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu

Phần 3: Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Phần 4: Tính cân bằng dây chuyền

Phần 5: Tính chọn thiết bị

Phần 6: Tính tổ chức

Phần 7: Tính xây dựng

Phần 8: Tính điện – hơi – nước - lạnh

Phần 9: Tính kinh tế

Phần 10: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy

Kết luận

NỘI DUNG:

LỜI MỞ ĐẦU 1

PHẦN 1 LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KĨ THUẬT 3

1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia của Việt Nam 3

1.2. Bia không cồn 5

1.3. Sự cần thiết của việc đầu tư 6

1.4. Địa điểm xây dựng nhà máy 6

1.4.1. Vị trí xây dựng nhà máy 6

1.4.2. Đặc điểm tự nhiên 8

1.4.3. Hệ thống giao thông vận tải 9

1.4.4. Nguồn nguyên liệu 9

1.4.5. Nguồn cung cấp điện 9

1.4.6. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu 9

1.4.7. Nguồn cung cấp nước 10

1.4.8. Hệ thống thoát nước 10

1.4.9. Nguồn tiêu thụ sản phẩm 10

1.4.10. Nguồn nhân lực 10

1.4.11. Hợp tác hoá 10

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 11

2.1. Nguyên liệu chính 11

2.1.1. Malt đại mạch 11

2.1.2. Hoa houblon 16

2.1.3. Nước 20

2.1.4. Nấm men 21

2.2. Nguyên liệu thay thế 22

2.2.1. Mục đích 22

2.2.2. Sử dụng nguyên liệu gạo thay thế 22

2.3. Các chất phụ gia 23

PHẦN 3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 24

3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ 24

3.2. Thuyết minh quy trình 25

3.2.1. Làm sạch 25

3.2.2. Nghiền nguyên liệu 25

3.2.3. Nấu nguyên liệu 27

3.2.4. Lọc địch đường 30

3.2.5. Houblon hóa 31

3.2.6. Lắng xoáy 33

3.2.7. Làm lạnh nhanh 33

3.2.8. Chuẩn bị men giống 34

3.2.9. Lên men 35

3.2.10. lọc bia 37

3.2.11. Tách cồn (đối với bia không cồn) 39

3.2.12. Bão hòa CO2 39

3.2.13. Chiết chai 40

3.2.14. Thanh trùng 40

3.2.15. Hoàn thiện sản phẩm 41

3.2.16. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 42

PHẦN 4 TÍNH CÂN BẰNG DÂY CHUYỀN 44

4.1. Lập kế hoạch sản xuất 44

4.2. Các thông số ban đầu 44

4.3. Tính cân bằng dây chuyền 46

4.3.1. Tính lượng tổn thất lượng bia và dịch đường qua các công đoạn 46

4.3.2. Tính lượng nguyên liệu cần dùng 48

4.3.3. Tính lượng bã ẩm 49

4.3.4. Lượng nước cần dùng trong quá trình nấu và rữa bã 50

4.3.5. Tính các nguyên liệu khác 53

4.3.6. Tính chi phí bao bì 56

PHẦN 5 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 61

5.1. Xylo chứa 61

5.1.1. Xylo chứa malt 62

5.1.2. Xylo chứa gạo 63

5.2. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu vào xylo chứa 63

5.2.1. Gàu tải vận chuyển malt lên xylo malt 63

5.2.2. Gàu tải vận chuyển gạo lên xylo gạo 64

5.3.Vít tải vận chuyển nguyên liệu từ xylo đến khu nấu 65

5.3.1. Vít tải vận chuyển malt 65

5.3.2. Vít tải vận chuyển gạo 66

5.4. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu lên máy làm sạch 66

5.5. Máy làm sạch nguyên liệu 67

5.5.1. Máy làm sạch malt 67

5.5.2. Máy làm sạch gạo 68

5.6. Gàu tải vận chuyển nguyên liệu lên máy nghiền 68

5.7. Thiết bị nghiền 69

5.7.1. Thiết bị nghiền malt 69

5.7.2. Thiết bị nghiền gạo 69

5.8. Bunke chứa 70

5.8.1. Bunke chứa malt 71

5.8.2. Bunke chứa gạo 71

5.9. Vít tải vận chuyển malt sau khi nghiền đến gàu tải vận chuyển vào nồi nấu 72

5.10. Gàu tải vẩn chuyển bột malt và bột gạo vào nồi nấu 72

5.11. Vít tải 73

5.12. Nồi hồ hóa 74

5.13. Nồi đường hóa 75

5.14. Thiết bị lọc đáy bằng 76

5.15. Thùng chứa trung gian 77

5.16. Thùng chứa bã 77

5.17. Nồi houblon hóa 79

5.18. Thùng lắng xoáy 80

5.19. Thiết bị làm lạnh 81

5.20. Tính và chọn thùng nước nấu và rửa bã 81

5.21. Chọn cân nguyên liệu 82

5.22. Chọn bơm 83

5.22.1. Bơm hội cháo 83

5.22.2. Bơm đi lọc 83

5.22.3. Bơm đi houblon hóa 84

5.22.4. Bơm đi lắng 84

5.22.5. Bơm dịch đường đi làm lạnh 85

5.22.6.Bơm nước nấu, lọc 85

5.22.7. Bơm vận chuyển bã 86

5.23. Hệ thống CIP cho nhà nấu 86

5.24. Thiết bị lên men 87

5.25. Thiết bị nuôi cấy nấm men 89

5.25.1. Thiết bị nuôi cấy cấp II 90

5.25.2. Thiết bị nuôi cấy cấp I 91

5.26. Thùng thu hồi men tái sinh 91

5.27. Thiết bị rửa và bảo quản sữa men 91

5.28. Thiết bị hoạt hóa men giống 92

5.29. Thiết bị lọc bia 93

5.30. Thùng phối trộn chất trợ lọc 94

5.31. Thùng chứa bia trong 94

5.32. Thiết bị gia nhiệt (dùng cho bia không cồn) 96

5.33. Thiết bị bài khí (dùng cho bia không cồn) 97

5.34. Thiết bị ngưng tụ hương sau bài khí 2 (dùng cho bia không cồn) 97

5.35. Thiết bị chưng (dùng cho bia không cồn) 98

5.36. Thiết bị phối trộn (dùng cho bia không cồn) 98

5.37. Thiết bị làm lạnh bia sau khi phối trộn 99

5.38. Bơm khu vực lên men 99

5.38.1. Bơm đi lọc 99

5.38.2. bơm chuyển men 99

5.38.3. Bơm ly tâm dùng cho cụm tách cồn 100

5.39. CIP lên men 100

5.40. Thiết bị chiết chai và đóng nắp 102

5.41. Máy rửa chai 102

5.42. Máy rửa két 102

5.43. Thiết bị thanh trùng 103

5.44. Máy dán nhãn 103

5.45. Máy gắp chai ra, vào két 103

5.46. Băng tải chai, két 104

Phần 6 TÍNH TỔ CHỨC 108

6.1. Sơ đồ tổ chức của nhà máy 108

6.2. Tổ chức lao động của nhà máy 109

6.2.1. Chế độ làm việc 109

6.2.2. Tổ chức nhà máy 109

PHẦN 7 TÍNH XÂY DỰNG 112

7.1. Kích thước các công trình 112

7.1.1. Phân xưởng nấu 112

7.1.2. Phân xưởng lên men 112

7.1.3. Phân xưởng chiết rót 112

7.1.4. Phân xưởng cơ điện 112

7.1.5. Kho thành phẩm 112

7.1.6. Kho chứa két và chai 114

7.1.7. Phân xưởng lò hơi 114

7.1.8. Nhà hành chính 114

7.1.9. Nhà xử lý nước 114

7.1.10. Đài nước 115

7.1.11. Trạm biến áp 115

7.1.13. Nhà ăn – căn tin 115

7.1.14. Nhà vệ sinh 115

7.1.15. Nhà để xe 115

7.1.16. Gara ôtô 116

7.1.17. Phòng bảo vệ 116

7.1.18. Kho nhiên liệu 116

7.1.19. Khu xử lý nước thải 116

7.1.20. Trạm bơm 116

7.1.21. Trạm làm lạnh – khí nén 116

7.1.22. Khu đất mở rộng 116

7.1.23. Khu đất dành cho thiết bị khu nấu ở ngoài trời 116

7.1.24. Khu trưng bày sản phẩm. 117

7.2. Tính khu đất xây dựng nhà máy 119

7.2.1 Diện tích khu đất nhà máy 119

7.2.2 Tính hệ số sử dụng 119

PHẦN 8 TÍNH ĐIỆN – HƠI – NƯỚC – LẠNH 121

8.1. Tính điện 121

8.1.1. Tính phụ tải chiếu sáng 121

8.1.2. Tính phụ tải động lực 125

8.1.3. Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế 127

8.1.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm 128

8.1.5. Chọn máy biến áp 129

8.1.6. Chọn máy phát điện dự phòng 129

8.2. Tính hơi 129

8.2.1. Tính hơi cho nồi gạo 129

8.2.2. Tính hơi cho nồi malt 135

8.2.3. Tính hơi cho nồi houblon hóa 142

8.2.4. Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu 147

8.2.5. Lượng hơi dùng trong phân xưởng chiết rót 147

8.2.6. Tổng cường độ hơi tiêu tốn cho sản xuất 147

8.2.7. Lượng hơi dùng trong vệ sinh, sát trùng thiết bị và mục đích khác 147

8.2.8. Tính và chọn lò hơi 148

8.2.9. Tính nhiên liệu 148

8.3. Tính nước 149

8.3.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu 149

8.3.2. Nước dùng cho lò hơi 150

8.3.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men 150

8.3.4. Nước dùng cho máy rửa chai 150

8.3.5. Nước dùng cho thanh trùng 150

8.3.6. Nước dùng cho hệ thống lạnh 150

8.3.7. Nước dùng cho sinh hoạt 150

8.4. Tính lạnh 151

8.4.1. Tính lạnh cho máy lạnh nhanh 151

8.4.2. Tính lạnh cho thiết bị lên men chính 152

8.4.3. Tính lạnh cho lên men phụ 153

8.4.4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống 155

8.4.5 Nhiệt lạnh cần để hoàn thiện sản phẩm. 158

8.4.6. Hệ thống lạnh 160

PHẦN 9 TÍNH KINH TẾ 161

9.1. Tính tiền lương cho cán bộ, công nhân viên nhà máy trong một năm 161

9.2. Tiền bảo hiểm xã hội 161

9.3. Vốn đầu tư xây dựng 161

9.3.1. Vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất chính 161

9.3.2. Vốn đầu tư công trình phụ 162

9.3.3. Vốn đầu tư cho đường đi – tường bảo vệ 162

9.3.4. Chi phí thăm dò và thiết kế công trình 162

9.3.5. Tổng vốn đầu tư xây dựng 162

9.3.6. Tổng khấu hao công trình xây dựng 162

9.4. Vốn đầu tư thiết bị 163

9.4.1. Tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính 165

9.4.2. Vốn đầu tư mua thiết bị phụ 165

9.4.3. Vốn đầu tư thiết bị kiểm tra chất lượng và máy móc phòng thí nghiệm 165

9.4.4. Chi phí lắp ráp vận chuyển 165

9.4.5. Tổng số vốn đầu tư thiết bị 165

9.4.6. Khấu hao thiết bị 165

9.5. Tính tiền đầu tư nguyên liệu và nhiên liệu 166

9.5.1. Chi phí trực tiếp 166

9.5.2. Chi phí gián tiếp 167

9.6. chi phí cho khu công nghiệp 168

9.6.1. Tiền thuê đất 168

9.6.2. Phí xử lý nước thải 168

9.6.3. Phí quản lí 169

9.7. Tiền bán sán phẩm phụ 169

9.7.1 Bã nguyên liệu 169

9.7.2. Men thải 169

9.7.3. CO2 170

9.7.4. Cồn 170

9.8. Tính hiệu quả kinh tế 170

9.8.1. Gía thành sản phẩm 170

9.8.2. Lợi nhuận hàng năm của nhà máy 170

9.8.3. Thời gian hoàn vốn 171

PHẦN 10 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 172

10.1. An toàn lao động 172

10.1.1. An toàn lao động cho người 172

10.1.2. An toàn về trang thiết bị 172

10.1.3. An toàn về điện sản xuất 172

10.1.4. An toàn sử dụng thiết bị 173

10.1.5. Phòng chống cháy nổ 173

10.1.6. An toàn với hoá chất 173

10.2. Vệ sinh công nghiệp 173

10.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân 174

10.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị 174

10.2.3. Vệ sinh xí nghiệp 174

10.2.4. Xử lý phế liệu của quá trình sản xuất 174

KẾT LUẬN 175

TÀI LIỆU THAM KHẢO 176

LINK DOWNLOAD