Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy bia 10 triệu lít/năm

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

MỞ ĐẦU

Bia là loại nước giải khát lên men rất bổ dưỡng. Bia có nồng độ rượu nhẹ

(hàm lượng rượu khoảng 3% -ỉ- 6%), có ga (hàm lượng C02 khoảng 3 -ỉ- 4 gam/lít),

có bọt mịn, xốp & có hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Ngoài ra, bia còn chứa một

số chất bổ dưỡng.

Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm (8 -H 10)% chất tan bao gồm

prôtêin, peptit, aminoaxit.

Gulucit: glucit tan (70% là dextrin, pentosan - sản phẩm caramen

hoá).

Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin Bls B6).

Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng các enzim khác nhau. Đặc biệt C02

hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp

tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo

nếu người uống sử dụng một liều lượng thích hợp. Nhờ những đặc điểm nêu trên,

bia được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng

ngày càng tăng.

Nước ta là một nước gần xích đạo nên nóng và oi bức. Vì vậy nhu cầu về

nước giải khát chiếm một vị trí quan trọng trong mùa hè, ngành công nghiệp nước

giải khát nói chung và ngành bia hiện nay nói riêng rất được quan tâm. Ngoài các

nhà máy bia có công suất lớn là nhà máy bia Hà Nội, nhà máy bia Hà Tây và nhà

máy bia Sài Gòn với tổng công suất khoảng 400 triệu lít/năm, gần đây đã xuất hiện

rất nhiều nhà máy sản xuất bia liên doanh với nước ngoài. Các nhà máy này cùng

với những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước nhằm

đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bia ngày càng tăng của mọi người. Vào khoảng những

năm 80 của thế kỉ trước bia có thể coi là đồ uống xa xỉ đối với người lao động,

nhưng hiện nay đời sống của người lao động đã dần được cải thiện, mức sống ngày

càng cao hơn nên việc sử dụng bia hàng ngày càng trở nên phổ biến. Để đáp ứng

nhu cầu này thì việc xây dựng thêm các nhà máy bia là rất thích hợp. PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ

Bia là một trong những loại nước uống giải khát được ưa chuông nhất hiện

nay. Trên thế giới bia được phổ biến rộng rãi và luôn được tiêu thụ với sản lượng

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

lớn. Có thể ví dụ cụ thể theo thống kê trước đây thì các nước Đức, Mỹ có sản lượng

bia lớn hơn 10 tỉ líựnăm. Còn ở Châu Á thì sản lượng bia của Nhật & Trung Quốc

cũng gần bằng vái sản lượng bia của Đức & Mỹ là khoảng 7-10 tỉ lít/năm.

Hiện nay ở Việt Nam đời sống của mọi người đều được nâng cao nên việc

dùng bia làm nước giải khát hàng ngày trở nên thông dụng hơn. Tuy nhiều nhà máy

mới mọc lên và đang áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, sử dụng dây truyền thiết bị

hiện đại để tăng năng suất, nâng cao chất lượng nhưng vẫn không đáp ứng đủ nhu

cầu tiêu thụ. Chính điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản

xuất nước giải khát nói chung và công nghệ sản xuất bia nói riêng. Giữa sự phát

triển ngành công nghiệp bia & tăng trưởng kinh tế có sự tác động tương hỗ lẫn

nhau. Phát triển công nghiệp bia tạo công ăn việc làm cho rất nhiều người lao động,

đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, có doanh thu lớn, góp phần vào tăng trưởng kinh tế.

Ngược lại, nền kinh tế phát triển tạo điều kiện cho đầu tư mở rộng sản xuất, mở

rộng thị trường tiêu thụ cả trong nước và nước ngoài.

Để thiết kế và xây dựng một nhà máy bia hoạt động có hiệu quả, việc đầu

tiên là phải chọn được một địa điểm xây dựng thích hợp, thuận tiện về giao thông

đường thuỷ, đường bộ để dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu và sản

phẩm. Phải gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước họp lí không ảnh

hưởng đến vệ sinh môi trường, đến sức khoẻ của người dân trong vùng. Phải gần

nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phảm thuận lợi. Từ

những yêu cầu trên thì Thi Xã Sơn Tây là một nơi có đầy đủ các tiêu chuẩn để có thể

xây dựng một nhà máy bia.

Thị Xã Sơn Tây đang dần trở thành khu đô thị tiềm năng của đất nước. Thị

Xã Sơn Tây năm bên dòng sông Hồng cách Hà Nội khoảng 40km có đường quốc lộ

đi qua rất thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển. Ngoài ra

Thị Xã Sơn Tây còn có khu du lịch Ao Vua - Khoang Xanh và sân gôn Đồng Mô

thu hút một lượng khá lớn khách du lịch vào các ngày nghỉ cuối tuần và lễ tết. Bên

cạnh đó khu công nghệ cao Phú Cát đang phát triển với một số lượng lớn lực lượng

lao động, đây là nguồn tiêu thụ bia rất lớn. Thị Xã Sơn Tây là nơi có nhiều cảnh đẹp

rất thanh bình nhưng lại mang dáng dấp của một đô thị đầy tiềm năng phát triển.

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt & hoa houblon đều được nhập từ

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

nước ngoài như úc, Sec và Slovakia, Trung Quốc, Đức, Đan Mạch ... các nguồn

nguyên liệu này từ các cảng biển theo đường quốc lộ chuyển về nhà máy rất dễ

dàng. Nguyên liệu thay thế được thu mua trong tỉnh và các tỉnh lân cận.

Thị Xã Sơn Tây có nhiều con sông nhỏ chảy trong thị xã và con sông Hồng

lớn vào bậc nhất nước ta chảy qua, ngoài ra còn có nguồn nước ngầm rất lớn. Và

Thị Xã Sơn Tây còn có 2 nhà máy nước nên cung cấp đủ nước sạch cho sản xuất bia

và phục vụ sinh hoạt. Tuy nhiên trong sản xuất bia cần thiết phải có một lượng nước

rất lớn và đạt yêu cầu kỹ thuật, để chủ động nhà máy có thể khoan giếng và lắp đạt

hệ thống lắng, lọc, xử lý độ cứng để ổn định sản xuất.

Nhà máy sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện

thị xã và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình cứu

hoả, cửa thoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ để khắc phục vụ nhà máy

không bị gián đoạn sản xuất.

Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than. Có

hai lò hơi làm việc đồng thời, người vận hành lò hơi phải có trình độ chuyên môn

cao, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụ tùng

ngay khi cần thiết.

PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA

I. MALT ĐẠI MẠCH

Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản phẩm

nhân tạo: cho hạt đại mạch nảy mầm và sự nảy mầm dừng lại ở sấy khô. • Hạt đại mạch bao gồm:

- Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán thăm, chỉ cho nước thấm vào bên

trong hạt đồng thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Vỏ hạt

chiếm một giá trị khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ sản

xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi là vì trong vỏ chứa các chất màu,

các chất đắng & chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch đường sẽ làm giảm

chất lượng của sản phẩm. Mặt lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong

quá trình tách bã khỏi khối cháo.

- Nội nhũ: là phần lớn nhất đổng thời là phần giá tĩị nhất của hạt. Cấu trúc của

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,

xelluloza, chất béo, đường.

- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so

vói trọng lượng của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những

đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá

trình chế biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay sự phát triển

của phôi. Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và

tích luỹ hoạt lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất

enzyme, nếu thiếu nó thì cơ sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.

Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất bia, Malt được sản xuất từ

đại mạch. Quá trình quan trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình nảy

mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại mạch thành sản phẩm giàu các

enzim xúc tác sinh học, có hương vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ

sản xuất. Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim chủ yếu có trong đại mạch, ứng

dụng thuỷ phần hợp chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch (dịch

chiết, dịch lên men) khi hoạt lực enzim tăng dễ dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo

nhiệt độ, độ ẩm và môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ phân

trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do,

tăng cường hoạt động tích luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim

khác. Nhờ lượng tích tụ trong hạt kết quả là sự thuỷ phân tinh bột, protit,

hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ diễn ra triệt để hơn. Sau quá trình nảy mầm đem

sấy khô tách rễ và làm sạch.

l. Thành phần hoá học của đại mạch.

Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hoá

học là nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó có

đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không. Đối vói cộng nghệ sản xuất bia, các hợp

phần sau quan trọng hơn cả: a. Nước (thuỷ phần).

Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo

quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai

quá trình này là nhân tố quan trọng nhất làm hao tổn chất khô. Thuỷ phần cao quá

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt nguy hiểm

là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt. b. Gluxỉt.

- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.

- Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.

- Trisaccharit là đường raphinoza.

- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt

đại mạch bao gồm: tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan.

• Tinh bột.

Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng giống

có chất lượng cao có thể đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có 2

chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi & thứ hai là nguồn cung cấp

chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột được phân bố chủ yếu ở

nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể, có kích

thước khá bé gọi là “hạt tinh bột”. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh

bột đã được hồ hoá sẽ đường hoá nhanh hơn và triệt để hơn.

Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đường

glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy a-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng.

Amylopectin bao gồm các gốc đường glucoza liên kết vói nhau qua cầu oxy a-1,6

và a-1,4 glucozid và tạo mạch nhánh.

Mạch amyloza được xoắn theo vòng và có cấu trúc không gian giống như

chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch I2 thì chúng bị hấp thụ vào khoảng không

của chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh. Khi cấu trúc lò xo bị

phá vỡ thì tính chất này cũng không còn. Đối với tác dụng của enzyme amylaza,

mạch amyloza bị phân cắt thành các đường đơn giản maltoza và glucoza.

Amylopectin là chất vô định hình, nó không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành

hổ, với dung dịch I2 amylopectin chuyển thành màu tím.

Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza

để tạo thành dextrin, đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit.

Các oligosaccharit này cùng với một ít dextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào

nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên men.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công nghệ

sản xuất malt và bia vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ sở lí

thuyết của quá trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoá nguyên liệu.

• Xelluloza.

Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của

vỏ. Phân tử xelluloza gồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và khó

bị phân cắt trong môi trường bình thường.

Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và

cấu trúc trong suốt tiến trình sản xuất bia. Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong

quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo lớp màng lọc phụ lý tưởng.

• Hemixelluloza.

Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ gồm

pentoza, hexozan và axit uronic.

Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ phân

thành hexoza và pentoza. Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào dịch

đường và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm

men.

• Các hợp chất pectin và hợp chất keo.

Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có độ

nhớt cao. Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường mang

tính 2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường có độ nhớt cao, khó lọc, còn mặt tích

cức là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm.

• Saccharit thấp phân tử.

Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Các loại

đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối

vói sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm. c. Các hợp chất chứa Nitơ

Hàm lượng các hợp chất chứa N2 trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô

của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát

triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.

• Protit.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ

tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất khó

bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đâm

đà và kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho sản xuất bia là

8-10%.

Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ

thuộc trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Không những thế các thông số này

còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ

phân.

Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit

- Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong quá

trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào dịch

đường và tổn tại trong bia còn các cấu tử khác bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã

malt và cặn lắng.

- Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử

khác có bản chất phi protein. Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan

không bền vững. Trong sản xuất bia, proteit gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến

chất lượng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường là công việc cần

thiết nhưng cũng rất khó khăn.

• Các hợp chất chứa N2 phi protit.

Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm

tăng vị đẫm đà của bia. Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của bia

vì chúng chính là tác nhân gây đục.

Peptit được tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan vào

dịch đường để tạo dung dịch bền vững và tổn tại trong bia như những thành phần

dinh dưỡng.

Acit amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản

xuất bia, là nguồn cung cấp N2 cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham

gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan trọng. d. Các hợp chất không chứa Nỉtơ.

Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp vói protit cao phân

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

tử tạo phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt khác sự ho à

tan của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu đi hương và vị của bia.

Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó

chịu cho bia.

Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric, khi

bị thuỷ phân tạo inozit và axit phosphoric. Hợp chất này là nguồn cung cấp photpho

cho năm men đồng thời làm tăng độ chua của dịch cháo ở giai đoạn đường hoá, đây

là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân.

Vitamin: Bj, B2, B6, c, pp2, tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acit

pholievic và những dẫn xuất vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng

của mầm.

Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: p205 35%; Si02 26%; K20

21%; MgO 9%; CaO 2,8%; Na20 2,4%; Fe203 1,5%; C1 1%... Các chất khoáng

đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia: nguyên tố p tham gia

hình thành hệ thống đệm của dịch đường. e.Pherment (enzyme).

Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn ươm

mầm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% thì hệ enzyme được giải phóng khỏi trạng

thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ươm mầm hoạt lực

enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng thuỷ

phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ phân

được hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại mạch

gồm 2 nhóm enzyme chính là hyđrolaza và decmolaza. - Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:

- Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin gồm

2 enzyme: a - amylaza và p - amylaza. Enzyme a - amylaza phân cắt tinh bột thành

glucoza và dextrin, là enzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ thích

hợp 70°c, pH = 5,7. Enzyme p - amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch

nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đường maltoza và dextrin,

nhiẹt độ thích hợp là 63°c, pH = 4,7.

- Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thuỷ phân

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

hemixelluloza thành các sản phảm trung gian, còn enzyme sau thuỷ phân các sản

phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza. Nhờ có quá trình

phân cắt này, thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzyme khác xâm nhập

vào và nâng cao hoạt lực.

- Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó

chúng tiếp tục bị phân cắt thành peptit và polypeptit. Độ chua thích hợp cho nhóm

enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0, nhiệt độ 50°c.

- Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên

phân tử của các đipepti và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin. Peptidaza

hoạt động manh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ 50-52°C.

- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc

cao. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của lipaza là 35°c, pH = 5.

- Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối

liên kết este của axit phosphoric trong phân tử amylopectin. Nhờ quá trình này tinh

bột được hổ hoá một cách dễ dàng hơn. nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 70°c, pH

= 5,6.

- Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng

tham gia thuỷ phân fitin. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia vì

H3PO4 được giải phóng sẽ tăng độ chua tác dụng và tăng cường lực đệm của dịch

đường.

- Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải

yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu) nghĩa là chúng tham gia trực

tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết

đinh trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm. 2. Chỉ tiêu chất lượng của malt trong sản xuất bia:

• Hình dáng bên ngoài của hạt:

Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt óng ánh (giống như màu rơm),

hạt có màu xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt có chấm màu

nâu hoặc xám (đặc biệt là hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng nảy

mầm, hạt có mùi thơm đặc trưng (giống màu rạ tươi).

Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: với một loại giống đại

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

mạch có chế độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu. Trong sản xuất chỉ chấp

nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.

- Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 -T- 9)% trọng lượng hạt, không dùng

hạt có chỉ số lớn hơn 9% (10% -H 12%). - Dung trọng:

Đại mạch loại 1 dung trọng > 680g/l hạt.

Đại mạch loại 2 dung trọng (650 -T- 680)g/l hạt.

Đại mạch loại 3 dung trọng (630 -n650)g/l hạt.

- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 -T- 45)g/1000 hạt.

Đại mạch loại nặng > 44g/1000 hạt.

Đại mạch loại trung = (44 -r- 45)g/1000 hạt.

Đại mạch loại nhẹ = (35 -T- 40)g/1000 hạt.

Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ nhất

định thông thường không quá (15 -T- 20)%.

- Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 -T- 15)%. Khi bảo quản tốt

nhất w = (12 -T- 13)% & không vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép

là 10%. Trên 13% (nhất là > 15% -T-16% hạt dễ bốc nóng, khó bảo quản, nếu độ

ẩm < 10% hạt nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.

- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 -T- 14)% chất khô của hạt.

Protit càng nhiều, tinh bột càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp.

Đại mạch có nhiều prôtit quá thì khó chế biến. Nhung ngược lại protit < 8% thì

không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid

chiếm từ (9 -ỉ-11)% chất khô.

- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 -H 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch dùng

để sản xuất bia phải có lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 65)%

tính theo chất khố.

Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc

khác, tất cả phải thuộc một nhổm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không

có vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên dùng để sản xuất bia vàng.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

II. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ.

Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được

lâu dài, trong sản xuất bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm

hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc mầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc

các loại đường (gluco, saccaro, malto ...) để làm nguyên liệu thay thế.

Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nước phương đông như Việt Nam,

Trung Quốc, Nhật, Triều Tiên ..., thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ (70 -T-

75)% chất khô, các loại đường chiếm từ (2 -T- 5)% chất khô, protit từ (7-r- 8)% chất

khô, chất béo từ (1 -T- 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 -T- 1,2)% chất khô. Ta

nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu

được một lượng lớn các chất hoà tan (khoảng 90% chất khô).

Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu kết

hợp với malt (tỷ lệ thường là 20%) & thu được những loại bia có chất lượng cao.

Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế. Tuy

nhiên tiểu mạch không có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein

của chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá để tạo thành phức chất keo tụ. Phức chất

này có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi là gluten. Vì tính

chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ, vạn bất tắc dĩ

mới sử dụng chúng trong sản xuất bia. Còn với ngô thì trong công nghệ sản xuất

bia, loại ngô được dùng thay thế malt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng

tinh bột cao, protein thấp) và được sử dụng dưới dạng bột đã nghiền nhỏ. Một trở

ngại lớn khi đưa ngô vào sản xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lượng chất

béo nhiều, khó lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia. Để sử

dụng loại cốc này có hiệu quả, trước lúc đưa vào chế biến dịch đường ngô phải qua

một công đoạn tách phôi và vỏ.

III. HOA HOUBLON.

Hoa houblon là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây leo, chiều cao trung

bình của cây houblon thường từ (10 -H 15) m, lá cây hình bàn tay. Hoa houblon

gồm hoa đực và hoa cái. Trong ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái

chưa thụ phấn, hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

lupulin.

Cấu tạo của hoa houblon có những thành phần chính sau: cuống hoa, cánh

hoa và những hạt lupulin vàng óng tựa phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa chất

đắng và chất thơm của hoa houblon. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều

kiện trổng hoa houblon. Người ta đã chứng minh rằng ở điều kiện thời tiết nhiều

ánh nắng mặt trời thì hoa sẽ có nhiều hạt lupulin hơn.

Hoa houblon có hình dạng quả trứng, dài từ (3 -T- 4) cm, màu hoa khi chín

thường từ vàng đến vàng óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa

(66 -T- 67)%, hạt lupulin (19 -T- 20)%, cuống hoa (7 -T- 8)% và những cuống con

của cánh hoa (5 V 6)%. Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.

Thành phần chủ yếu trong hoa houblon: trong hoa houblon có chứa đựng

những hợp chất đặc trưng cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm ... những

hợp chất này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật trong sản xuất bia. Ngoài những hợp

chất đặc trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng tự các loại thực

vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật.

Thành phần hoá học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:

-Nước: (11 - 12)%.

-Chấtđắng: (12-H21)%.

- Tanin: (2,5 H- 6)%.

-ChấtcóN: (10-H21)%.

- Cellulo: (12 H-14)%.

- Chất tro: (5 H- 8)%.

- Những chất hoà tan không có N: (26 -H 28)%.

l. Chất đắng.

Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Nó tạo cho bia vị

đắng đặc biệt và dễ chịu, tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà tan

vào dịch đường và tồn tại trong bia. Các chất đắng là những hợp chất có hoạt tính

sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất lâu. Với nồng

độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát triển của vi

sinh vật. Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

học của bia thành phẩm.

Thành phần chất đắng trong hoa houblon gổm nhiều hợp chất (tính theo %

chất khô): a - acid đắng: 6-9%.

p - acid đắng: 3-4%.

Nhựa mềm: 5-6%.

Nhựa cứng: 1-2%.

• a - acid đắng.

Cấu tử chất đắng quan trọng số một này bao gồm 6 hợp chất: humulon,

cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon & 4 - deoxyhumulon.

Khả năng hoà tan của a - acit đắng trong nước khoảng 500 mg/l, trong dịch

đường thì ít hon và trong bia thì hầu như không đáng kể. Ở giai đoạn đun sôi dịch

đường với hoa houblon các hợp chất humulon không hoà tan trực tiếp vào mà

chúng phai trải qua giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá. Sau đó các chất

đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn

nhiều so với hợp chất nguyên thuỷ.

• p - axit đắng.

Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon. Lupulon là

hợp chất dạng tinh thể, màu trắng dạng lãng kính hoặc que dài, nóng chảy ở 92°c.

So vái humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng tính kháng khuẩn cao hơn.

Nếu bị oxy hoá p - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng kéo dài

hulupon sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng.

• Nhựa mềm.

Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được xác

định về thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường cao

hơn p - axit đắng vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là hợp

phần có giá trị của chất đắng.

• Nhựa cứng.

Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so

với nhựa mềm. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử này

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

hầu như không hoà tan vào nước và dịch đường, chúng thải ra ngoài theo cặn lắng.

Đây là hợp phần không có giá trị bong công nghệ sản xuất bia.

2. Tỉnh dầu thơm.

Tinh dầu của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra

cho nó một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm là chất lỏng

trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất manh. Tỷ trọng của

chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Trong nước tỷ lệ hoà tan

của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường.

Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh

dầu bay ra ngoài theo hơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với bia vàng

thì lượng tinh dầu 2% này quyết định hương thơm của chúng.

3. Chất chát.

Chất chát (tanin) bong hoa houblon có ý nghĩa nhất định trong quá trình kỹ

thuật và ảnh hưởng tới chất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và làm kết

tủa những chất protit không bền vững, làm tăng độ bền vững của bia. Với lượng

chất chát vừa phải nó gây bia có vị chát nhẹ, dễ chịu, nếu lượng này nhiều sẽ gây

cho bia chát và đắng. Người ta sử dụng tanin của hoa houblon để loại các cấu tử

protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong bia sẽ

gây đục sau này.

4. Chất có chứa Nitơ.

Trong hoa houblon có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit,

albumin, pepton, axitamin, muối amon ... trong số này có khoảng 44% những chất

chứa N có khả năng kết tủa với axit phospho - wolfram. Tiếp đến khoảng 20% là

muối amon, amit và 19% amin và những chất khác.

IV. NƯỚC.

Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 -T- 90)%

trọng lượng bia thành phẩm. Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh

hưởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh hưởng rất lớn tới đặc điểm, tính

chất và chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng

nước rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men,

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

rửa thiết bị và nấu hơi. Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có

thành phần và tính chất thích hợp nhất định.

Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường chứa

nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc vào thành

phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua, những dòng nước mạch có những

lượng muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau.

Đặc biệt acit cacbonat rất thừa thãi trong đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và

những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng bicacbonat. Nước thiên nhiên rất

giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion Ca, Mg,

Na, K, Fe, AI... và các anion -OH, -HC03, -N02 ...

Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là

nước dùng để nấu dịch lên men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến

quá trình hồ hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối của chúng đi vào thành phần của

dịch đường và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính chất của bia.

Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của

dịch đường và bia. Các bicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những chất

đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gây cho dịch đường và bia có vị đắng khó

chịu. Đặc biệt Na2C03 và NaHC03 hoà tan cả các chất chát của malt gây ảnh hưởng

xấu đến chất lượng của bia.

Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các

hợp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh

hưởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuật sản xuất bia, phải thường xuyên kiểm

tra dưới kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước, nếu lượng này

nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng. Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa

NH3 và các nitrit. Tốt nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung

bình, về mặt cảm quan nước phải thoả mãn yêu cầu giống như đối với nước dùng để

uống.

Chất lượng của nước:

- Độ cứng của nước < (4 4 10)°Đ.

- Độ pH = (6,5 4- 7)%.

- Hàm lượng muối COl~ < 50 mg/1.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Hàm lượng muối Mg2+ < 100 mg/1. - Hàm lượng muối Cl~: (75 4 150) mg/1.

- Hàm lượng CaS04: (150 4 200) mg/l.

- Hàm lượng Fe2+ < 0,3 mg/1.

- Vi sinh vật < 100 tế bào/lít.

- Các kim loại nặng: không có.

- Các vi sinh vật gây bệnh: không có.

- Ecoli < 2% (2 tếbào/lít).

V. NẤM MEN.

Nấm men dùng để sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống

Saccharomyces. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là (25 -H 30)°c, nhưng

một số loài trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 -H 3)°c. Nấm men

bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40°c và có thể chết dần ở nhiệt độ này nhưng

chúng lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ -180°c chúng vẫn sống.

Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển trong môi trường có

oxy lẫn môi trường không có oxy. Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường

mới có oxy hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho

sinh sản và phát triển. Khi đã trải qua một giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn

dần thì tế bào năm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzim đặc biệt của mình qua phản

ứng oxy hoá khử các cơ chất. Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì

quá trình trao đổi chất của tế bào nẩin men bia chính là quá trình chuyển hoá

nguyên liệu thành sản phẩm.

Căn cứ vào tính chất của quá trình lên men bia, người ta chia nấm men ra

làm 2 loại: nấm men nổi và nấm men chìm.

Nấm men nổi thuộc loại Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển

và tạo quá trình lên men bia ở nhiệt độ tương đối cao từ (12 -T- 13)°c trở lên. Sở dĩ

người ta gọi chúng là nấm men nổi vì trong quá trình lên men, tế bào của chúng nổi

lơ lửng trong dịch lên men và tập chung ở bề mặt dịch. Do trải đều trên toàn khối

dịch lên men nên tế bào có điều kiện tiếp xúc rộng lớn với cơ chất trong môi trường,

tác động đều lên cơ chất ở khắp mọi nơi, xúc tiến quá trình lên men nhanh chóng và

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

manh mẽ. Tuy nhiên sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kem theo biện pháp lọc cẩn

thận mới có sản phẩm trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vởn trong dịch lên men

ngay cả ở cuối thời kỳ lên men phụ.

Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này phát

triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng (6 -H 7)°c. Công nghệ sản xuất bia bằng loài

nấm men chìm đang được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh & thành phố của cả

nước. Nấm men chìm có khả năng đặc biệt là trong quá trình phát triển, tế bào của

chúng dính vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên men thành lớp chặt,

thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó làm nấm men giống cho đợt sản xuất tiếp sau.

Do tính chất này mà bề mặt tiếp xúc giữa môi trường vái tế bào năm men bị hạn chế,

khả năng tiêu hao nguồn cơ chất để tạo thành các sản phẩm lên men chậm. Đây là lý

do để người ta ít sử dụng loại năm men chìm vào mục đích rút ngắn thời gian lên

men bia hay còn gọi là công nghệ sản xuất bia ngắn ngày trừ trường hợp lên men có

khuấy trộn. Vì nấm men lắng xuống đáy thiết bị thành lớp dính chặt nên thông

thường đến cuối giai đoạn lên men phụ, bia đã trong, khâu lọc thành phẩm trở nên

đơn giản và dễ dàng.

VI. NGUYÊN LIỆU PHỤ.

l. Chế phẩm enzyme Termamyl.

Dùng chế phẩm enzyme Termamyl để phá vỡ màng tinh bột biến chúng

thành trạng thái hoà tan của dung dịch và thuỷ phân một phần tinh bột.

Chế phẩm enzyme Termamyl có bản chất là enzyme a- amylaza chịu nhiệt,

pH trung tính, ở dạng lỏng, được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus

licheniíòrmiss trong phân tử có Ca2+. Nó có khả năng chịu nhiệt cao hon các chế

phẩm enzyme a- amylaza từ nấm men và nấm mốc, nhiệt độ tối ưu là 90-95°C, điều

này rất thuận lợi cho dịch hoá tinh bột gạo vì nhiệt độ hồ hoá gạo là 86°c. Enzyme

này thuỷ phân tinh bột ở mối liên kết a-1,4 glucozit trong phân tử amyloza và

amylopectin. Vì vậy tinh bột sẽ chóng bị phân giải thành dextrin tan trong nước.

Hàm lượng sử dụng enzyme này là 0,1% so với nguyên liệu thay thế. Khi sử dụng

enzyme có thể tăng hiệu suát thu hồi chất hoà tan, tăng tỷ lệ nguyên liệu thay thế,

giảm giá thành sản phẩm.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

2. Chế phẩm enzyme Cereflo.

Đây là tên thương mại của enzyme p - glucanaza, hoạt động tối ưu ở pH =

5,5 - 6,0, nhiệt độ 50 - 60°c, có tác dụng làm giảm độ nhớt dịch đường, tăng hiệu

suất lọc, tăng khả năng trích ly các chất vào dịch đường. Vì vậy đưa ngay chế phẩm

này vào đầu quá trình đường hoá, nồng độ 0,06% so với nguyên liệu thay thế.

3. Chế phẩm enzyme Fungamyl.

Đây là enzyme 1,4 a D - glucan glucanohydrolaza, sản phẩm thuỷ phân chủ

yếu là đường maltoza và làm tăng khả năng lên men của dịch đường từ 2-5%. Nó hỗ

trợ đắc lực cho Termamyl trong vai trò đường hoá tinh bột đã dịch hoá, nhất là khi

tỷ lệ nguyện liệu thay thế lớn (từ 35-65%).

4. Các nguyên liệu khác.

Axit lactic để điều chỉnh pH đến pH = 5,3 - 5,5 khi đường hoá.

Các hoá chất vệ sinh tấy rửa thiết bị, thùng chứa, đường ống: HN03, NaOH,

nước vô trùng, nước p3 chứa trong các thùng CIP.

Không khí sạch dùng cho quá trình lên men sơ bộ nên cần qua bộ phận làm

sạch không khí, lọc tách dầu, bụi đất cát, vi sinh vật. Đó là thiết bị lọc túi.

C02 thu được từ quá trinh lên men cho qua máy nén vào kho thu hồi

C02.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

PHẦN 3. CHỌN DÂY CHUYÊN SẢN XUẤT.

I. NGHIỀN NGUYÊN LIỆU.

Do gạo có cấu trúc hạt tinh bột cứng, chưa bị tác động bởi enzyme, khó bị

hồ hoá nên cần chọn phương pháp nghiền phá vỡ màng tinh bột, phá vỡ một phần

cấu trúc hạt tinh bột, bọt nghiền càng mịn càng tốt.

Chọn thiết bị là máy nghiền búa. Cấu tạo của máy nghiền búa bao gồm một

sàng phân loại hình trụ khuyết (có thể hình dạng khác), trong đó có một roto quay,

trên rôto lắp nhiều đĩa, trên mỗi đĩa được gắn nhiều lưỡi dao bằng thép. Bằng lực cơ

học, khi rôto quay (thông thường 2940 vòng/phút) các lưỡi dao sẽ chém hạt nát

vụn.

Kết quả nghiền gạo: - Tẩm lớn <25%.

- Tăm nhỏ > 35%.

- Bột mịn > 75%.

Nghiền malt có nhiều phương pháp khác nhau: chia làm 2 dạng lớn.

• Nghiền khô với các phương pháp:

+ Nghiền khô thường.

+ Nghiền khô có phun ẩm vỏ.

+ Nghiền khô mịn.

Ưu điểm chung của nghiền khô là nghiền theo ngày, có thể nghiền trước khi

nấu một ngày.

• Nghiền ướt với các phương pháp:

+ Nghiền ướt có ngâm.

+ Nghiền ướt không ngâm.

Ưu điểm của nghiền ướt là vỏ malt được giữ nguyên vẹn, hạn chế trích ly

các chất gây mùi vị lạ vào trong dịch đường.

• Thiết bị nghiền malt:

Chọn thiết bị nghiền malt là máy nghiền bốn trục, một sàng. Máy nghiền

bốn trục, một sàng được dùng trong trường hợp malt có độ nhuyễn tốt, hoặc sản

xuất các loại bia phổ thông. Cấu tạo của máy nghiền trục có hai cặp trục phân bố

trên và dưới, ở giữa là sàng rung phân loại. Malt sau khi được nghiền qua cặp rulô

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

thứ nhất, bột nghiền được đổ xuống sàng, lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé. Hai pha

này được thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm lại trên sàng được

đổ vào cặp rulô thứ hai để nghiền lại một lần nữa.

Chiều dài của rulô rất khác nhau, dao động trong khoảng 350 - 1250 mm

phụ thuộc vào công suất của máy, còn đường kính từ 200 - 300 mm. Rulô nghiền

được sắp xếp theo từng cặp. Hai rulô trong một cặp chuyển động ngược chiều nhau

và chúng quay với tốc độ góc khác nhau (để tạo ra lực xé), thông thường là khoảng

250 - 300 vòng/phút. Mức độ nghiền malt được xác định bằng cách điều chỉnh

khoảng cách giữa hai rulô. Khoảng cách này thông thường là khoảng 0,0 - 2,5 mm.

Máy nghiền phải sử dụng rulô nhẵn vì sau này dùng loại thùng lọc đáy bằng để lọc

bã.

Thiếu sót lớn nhất của máy nghiền trục kiểu này là ở cặp rulô thứ hai, tấm

lớn và vỏ đều được nghiền cùng một chế độ như nhau mà đáng ra nếu chúng được

nghiền với lực ma sát khác nhau thì kết quả sẽ tốt hơn.

Yêu cầu của malt sau nghiền là:

+ Vỏ trấu: 15-18%.

+ Tăm thô: 18-22%.

+ Tấm mịn: 30-35%.

+Bột: 25-35%.

II. PHƯƠNG PHÁP NẤU GẠO.

Trong nấu gạo để tăng hiệu suất trích ly thì sử dụng enzyme hoặc sử dụng

malt lót. Nếu sử dụng malt lót 10% thì enzyme trong malt lót không giữ được hoạt

lực (bị vô hoạt) khi ở nhiệt độ hồ hoá của gạo là 86°c. Vì vậy, phải sử dụng kết hợp

với enzyme có nhiệt độ hoạt động cao hơn 86°c. Chế phẩm enzyme trên thị trường

thoả mãn điều kiện này là Termamyl.

• Thiết bị nấu cháo

Nồi nấu cháo thân hĩnh trụ, đáy cầu và đỉnh cầu, được làm bằng thép không

gỉ, cấu tạo hai vỏ có bao hơi bên ngoài để nấu. Nồi nấu có cánh khuấy để tăng

cường quá trình truyền nhiệt và chống cháy cháo. Có nhiệt kế để đo nhiệt độ, van

an toàn áp lực, đồng hồ đo áp suất, một đường nước lạnh vào, một đường nước

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

nóng vào, một đường cháo sang nồi malt, một đường nước thải, van xả nước

ngưng.

III. CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HOÁ

Đường hoá có mục đích phân cắt các hợp chất có phân tử lượng lớn thành

đường có khả năng lên men. Nó trải qua 3 quá trình: hồ hoá, dịch hoá, đường hoá,

mỗi quá trình diễn ra ở một nhiệt độ khác nhau trong một thời gian khác nhau. • Có hai phương pháp đường hoá là:

- Phương pháp đường hoá toàn khối: tăng dần hoặc giảm dần nhiệt độ.

- Phương pháp nấu từng phần: tam phân đoạn, nhị phân đoạn, nhất phân

đoạn.

Cả hai phương pháp trên đều có khả năng nâng cao được hiệu suất đường

hoá bằng các biện pháp:

- HạpH.

- Làm mềm nước.

- Bổ sung chế phẩm enzyme. • Phương pháp đường hoá toàn khối:

- Ưu điểm: thời gian ngắn, thao tác đơn giản.

- Nhược điểm: cần điểm dừng ở các nhiệt độ trung gian. Tuy nhiên, các hạt

tinh bột khó hoà tan vẫn không được thuỷ phân triệt để làm giảm hiệu suất đường

hoá. • Phương pháp đun sôi từng phần:

- Ưu điểm: tạo bước nhảy nhiệt độ, tránh dừng ở nhiệt độ trung gian. Đun sôi

một phần dịch đường để dịch hoá hoàn toàn tinh bột khó hoà tan, tăng hiệu suất hoà

tan lên một đến hai lần, do đó làm tăng hiệu suất đường hoá. - Nhược điểm: thao tác phức tạp, thời gian kéo dài.

Vì sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ 35% nên chọn phương pháp

đường hoá đun sôi một lần có bổ sung chế phẩm enzyme Termamyl tỷ lệ 0,075%

so với gạo để dịch hoá, đường hoá nguyên liệu, enzyme Cereflo tỷ lệ 0,06% so với

gạo để tăng hiệu suất trích ly các chất vào trong dịch đường.

• Thiết bị đường hoá:

Thiết bị đường hoá là một nồi hình trụ, đáy lồi và được chế tạo bằng thép

không gỉ. Nồi đường hoá được trang bị vỏ áo hơi ở dưới đáy nồi để cung cấp hơi

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

cho quá trình đường hoá. Mỗi mảnh có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát ra

riêng biệt. Áp suất hơi trên đường ống trục có áp lực khoảng 4-5 Kg/cm2, còn áp

suất hơi giữa hai lớp vỏ của áo hơi thường phải đạt khoảng 2,5-3 Kg/cm2. Có hệ

thống chuyển động và cánh khuấy của nồi đường hoá được đặt ở dưóri. Tất cả các

thiết bị phụ kiện như đường ống nước nóng, nước lanh, cửa quan sát, van an toàn,

nhiệt kế, áp kế, chuông báo thức đều được trang bị đầy đủ ở nổi đường hoá. IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LỌC BÃ MALT.

Có hai phương pháp lọc dịch đường là:

• Lọc ép khung bản:

- Ưu điểm:

+ Thời gian lọc nhanh.

+ Hiệu suất thu hồi chất hoà tan cao.

+ Dịch đường trong hơn.

+ Thể tích nước rửa bã ít, diện tích chiếm chỗ nhỏ.

+ Năng suất ổn đinh, không phụ thuộc độ nhuyễn của malt.

- Nhược điểm:

+ Dùng nhiều lao động thủ công cho tháo, lắp máy, tháo bã, rửa, vệ

sinh thiết bị.

+ Dễ bị oxy hoá bởi oxy không khí khi tháo dịch lọc.

+ Lượng dịch đường phải đủ lớn. Phụ thuộc vào mức độ nghiền càng

mịn càng tốt. • Lọc bằng thùng lọc đáy bằng:

- ƯU điểm:

+ Có khả năng tự động hoá lọc rửa bã và tháo bã.

+ Dung tích làm việc của thùng lọc 220 kg/m3, tốc độ lọc

nhanh.

+ Dịch lọc không bị oxy hoá bởi oxy không khí.

- Nhược điểm:

+ Thời gian lọc dài hơn.

Xem xét về những ưu nhược điểm của hai thiết bị lọc thì việc sử dụng

phương pháp lọc bằng thùng lọc đáy bằng là tiện lợi hơn.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Thiết bị lọc đáy bằng:

Thiết bị lọc đáy bằng là một thùng hình trụ (chế tạo bằng đồng hoặc thép

trắng) có hai đáy: đáy thật và đáy giả. Trên độ cao 10-15 cm từ đáy, thùng lọc được

ghép một đáy giả thứ hai. Đáy giả bao gồm nhiều mảnh kim loại đục lỗ mắt sàng

ghép lại. Hình dạng của các mảnh ghép thông thường là hình rẻ quạt. Trên đáy giả

có lỗ hở, đường kính từ 200 - 300 mm dùng để tháo bã malt ra ngoài.

V. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LẮNG TRONG.

Sau quá trình nấu hoa, tách bã hoa, dịch đường vẫn còn nhiều cặn nóng, cặn

này gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men và tạo sản phẩm, cần phải tách

cặn nóng và làm nguội đến nhiệt độ lên men. Quá trình tách cặn ở đây là tách cặn

nóng, lượng cặn nóng tạo ra phụ thuộc vào:

- Phương pháp nấu.

- Phương pháp đường hoá.

- Cường độ đun sôi dịch đường.

- Loại và hàm lượng hoa houblon (loại hoa cánh cho cặn nhiều hơn cao hoa). - Chất lượng lọc dịch hèm.

- Độ nhuyễn malt.

Mức độ tách cặn nóng càng nhiều càng tốt vì nếu để lâu thì thường rất dễ

dàng bị kết lắng, làm đục bia, cặn nóng còn tạo nhiều mùi vị không tốt cho bia nên

cần tách triệt để. Tuy nhiên, cặn mịn thì dễ dàng bám vào thành thiết bị, loại bỏ cặn

mịn kéo theo một số chất khác nữa làm cho bia rất nhạt. Cặn mịn làm cho khả năng

đảo trộn bia tốt, góp phần giữ bọt nên ta cần tách một phần cặn mịn.

Các phương pháp tách cặn:

• Phương pháp cổ điển: Gồm hai bộ phận thiết bị là bể làm nguội đến 60°c và

máy làm lanh dịch đường đến nhiệt độ lên men.

- Ưu điểm: thao tác đơn giản, ở 60°c là nhiệt độ mà hầu hết các cặn thô đã

kết lắng.

- Nhược điểm: dịch đường được bão hoà oxy nhưng lại không tiếp xúc với

không khí vô trùng. Vì để bể hở trong không khí nên dễ nhiễm tạp vi sinh vật. • Phương pháp hiện đại: làm nguội và tách cặn trong hệ thống kín.

- Ưu điểm: khắc phục được các nhược điểm của phương pháp cổ điển vì dịch

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

đường được bão hoà oxy trong không khí vô trùng, không bị nhiễm tạp vi sinh vật

ở không khí. - Nhược điểm: thao tác phức tạp, hệ thống thiết bị nhiều hơn và cầu kì.

• Lắng trong hiện đại có ba phương pháp:

- Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 90°c.

- Tách cặn cục bộ dịch đường ở nhiệt độ cao 60°c.

- Tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt độ thấp.

Nếu tách cặn toàn bộ, bớt được thao tác chuyển thùng, bớt thiết bị ly tâm mà

hiệu qủa ly tâm vẫn đạt được tương tự.

Nếu tách cặn ở nhiệt độ thấp thì máy ly tâm và đường ống có áo lạnh, máy

làm lanh dễ bị tắc vì cặn nóng chưa được tách.

Nếu tách cặn bằng máy lọc với bột trợ lọc điatomit thì cho chất lượng dịch

đường cao nhưng chất trợ lọc đắt, phức tạp khi thao tác.

Từ những xem xét ữên thì phương pháp tách cặn toàn bộ dịch đường ở nhiệt

độ 96°c sử dụng thùng lắng xoáy. • Thùng lắng xoắy.

Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, chiều cao từ đáy đến vai thùng

bình thường là lớn gấp 1,2 - 1,3 lần đường kính. Đáy thùng có độ nghiêng 8-10%.

Trên thân thùng có cửa vệ sinh, có nhiệt kế, có ống thuỷ báo mức, còn trên vai

thùng có cửa quan sát và đèn báo tín hiệu. Nối tiếp cổ thùng là ống thoát hơi, cao từ

4-5m hoặc hơn nữa. Bề mặt bay hơi rộng, ống thoát hơi cao sẽ tạo ra sức hút rất

manh. Với độ cao như vậy việc hạ nhiệt độ của dịch từ 100°c xuống 90°c chỉ xảy ra

trong 15-20 phút.

VI. MÁY LẠNH NHANH TẤM BẢN.

Máy lanh nhanh tăm bản có cấu tạo là những tăm bản gấp sóng, chế tạo từ

thép không gỉ. Các tăm bản có hình chữ nhật, có bốn tai ở bốn góc. Trên mỗi tai đục

thủng một lỗ tròn. Vái cấu tạo của từng bản như vậy, khi lắp chúng lên khung máy

thì sẽ tạo thành bốn mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, tác

nhân lạnh vào máy, tác nhân lạnh ra khỏi máy. Thông thường thì dịch đường nóng

được bơm vào một trong hai mương dẫn phía trên, còn lúc đi ra khỏi máy thì theo

mương dẫn dưới ngược phía. Tác nhân lanh đi vào mương dẫn kia ở phía trên,

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

ngược chiều với dịch đường và đi ra mương dẫn ở phía dưới. Máy lanh nhanh tấm

bản có thể là một cấp cũng có thể là hai cấp.

VII. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN.

l. Lên men cổ điển.

Lên men cổ điển là quá trình mà sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn phân

tử lượng của các chất trong nguyên liệu, thu được bằng các phản ứng dị hoá xảy ra

trong quá trình lên men.

• Các phương pháp lên men cổ điển gồm có:

- Lên men chìm, gián đoạn, trong thiết bị hở.

- Lên men nổi.

- Lên men trong thiết bị kín thu hồi C02.

• Ưu điểm: bia có chất lượng cao, mùi vị hài hoà. • Nhược điểm:

- Chu kì lên men kéo dài.

- Diện tích chiếm chỗ lớn, chi phí thiết bị và làm lanh lớn.

- Năng suất và hiệu quả không phù họp vì tổn thất quá lớn. 2. Lên men hiện đại.

Lên men hiện đại là những quá trình lên men mà sản phảm thu được phức

tạp hơn, không thể thay thế bằng các phương pháp hoá học, thực chất đó là các quá

trình sinh tổng hợp.

• Các phương pháp lên men hiện đại ra đời gồm có:

- Lên men gia tốc trong thiết bị thân trụ đáy côn.

- Lên men một pha trong thiết bị có kích thước lớn.

- Lên men theo phương pháp liên tục và bán liên tục.

• Ưu điểm:

- Chu kỳ lên men được rút ngắn 50 - 70%, tăng năng suất.

- Chất lượng bia tiệm cận được với bia cổ điển.

- Công nghệ không phức tạp, dễ tự động hoá.

- Mặt bằng chiếm chỗ ít.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- An toàn và vệ sinh tốt.

• Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không bằng chất lượng bia lên men cổ

điển từ dịch đường.

• Điểm khác nhau giữa lên men một pha và lên men gia tốc:

- Lên men một pha diễn ra trong các thùng kích thước lớn.

- Chất lượng sản phảm sẽ tốt hơn.

- Chế độ công nghệ khác nhau.

Từ các đặc điểm của các phương pháp lên men, cộng với điều kiện sản xuất

thực tế thì việc lựa chọn phương pháp lên men một pha là hợp lí. Phương thức lên

men gián đoạn với chủng Saccharomyces carlsbergensis, nhiệt độ lên men chính là

14°c, lên men phụ l°c, thời gian lên men chính 8 ngày, thời gian lên men phụ 12

ngày.

3. Thỉết bị lên men.

Thiết bị lên men theo phương pháp lên men một pha là thiết bị thân trụ đáy

côn. Lên men chính và lên men phụ được thực hiện trong cùng một thiết bị.

Thiết bị thân trụ đáy côn được được chế tạo từ thép không gỉ, phụ thuộc vào

thể tích số áo lanh trên thân có thể là một hoặc nhiều hơn. Phần côn thiết bị có thể

trang bị áo lạnh hoặc không có áo lanh. Thiết bị được ốp bằng các vật liệu cách

nhiệt: xốp hoặc thuỷ tinh, ngoài cùng được bọc bằng các lá kim loại. Góc của đáy

côn là 70°, trên thiết bị có của quan sát. Dưới đáy côn có đường ống xả năm men và

đường lấy dịch ra.

VIII. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LỌC BIA NON.

Sau khi lên men, bia non thu được còn cặn lanh là xác tế bào nấm men và

một số hợp chất không tan vào dịch đường nhưng chưa được tách triệt để trước khi

lên men.

Có các phương pháp lọc sau:

• Lọc có chất trợ lọc:

- Ưu điểm: lọc triệt để, hiệu quả.

- Nhược điểm: chi phí cao hơn, thiết bị cấu tạo phức tạp.

• Lọc không có chất trợ lọc:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Ưu điểm: chi phí lọc thấp, thiết bị đơn giản.

- Nhược điểm: nhanh bị bít, chỉ dùng để lọc hoàn thiện.

Máy lọc có chất trợ lọc lại có nhiều loại khác nhau:

• Máy lọc đĩa:

- Ưu điểm: bia lọc bằng thiết bị này có thể đạt đến độ trong tinh thể.

- Nhược điểm: chu trình lọc ngắn, vệ sinh khó khăn, luôn phải bổ sung vật

liệu lọc sau mỗi lần tái sử dụng vì bị hao phí. • Máy lọc khung bản:

- Ưu điểm: bề mặt lọc lớn, lọc trong và loại bỏ được nấm men, vật liệu lọc dễ

kiếm, dễ thay thế, không yêu cầu trình độ cao.

- Nhược điểm: bia dễ bị oxy hoá, khó giữ nhiệt độ lạnh cho bia trong quá trình

lọc nên làm giảm tính ổn định các hạt keo tạo độ nhớt. Phải thay thế vải lọc nhiều

lần, chi phí cao.

Từ đặc điểm của các máy lọc trên cộng với thực tế sản xuất thì việc lựa chọn

máy lọc khung bản có sử dụng bột trợ lọc (diatomit) là hợp lí hơn cả.

• Thiết bị lọc:

Máy lọc bia dùng bột trợ lọc diatomit là máy lọc bản, có tấm lọc là vải lọc

công nghiệp. Bộ phận chính của máy lọc ép là các khung và bản, chế tạo bằng gang

hoặc các kim loại khác.

Khung là một hình hộp vuông, rỗng, phía trên mỗ khung có một lỗ tròn,

phía trong củ nó có một hoặc hai vách liên thông với khoảng không ở trong khung.

Các lỗ tròn, hổng của khung sẽ tạo thành một mương kín khi các khung và bản

được xếp khít vào nhau. Mương kín này đóng vai trò như một đường ống, và nười

ta sử dụng đường ống này để bơm dịch vào máy lọc. Dịch theo các vách liên thông

sẽ tràn vào khoảng không của khung. Nhờ được che kín bằng bằng hai bản ở hai

bên cho nên khoảng không này trở thành một camera chứa dịch.

Bản của máy lọc cũng có kích thước tương ứng như khung nhưng bề dày bé

hơn, phía trong lòng của bản không rỗng như khung mà đặc, trên đó được khía rãnh

để tạo mương chảy cho dịch. Ở hai đỉnh của một đường chéo có hai lỗ tròn. Các lỗ

hòn của bản có số thứ tự là lẻ được liên thông với bề mặt của bản, còn bản có số thứ

tự chẵn thì các lỗ tròn không có vách liên thông. Khi các bản được lắp khít với

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

khung, các lỗ tròn này sẽ tạo thành hai đường ống kín gọi là đường ống canh trên và

dường ống canh dưới. Hai đường ống canh này dùng để bơm nước rửa vào máy lọc.

Phía góc dưới của đười chéo kia có gắn rôbinê để tháo dịch đường. Các rãnh trên

hai mặt của bản có thể được bố trí rất khác nhau nhưng các dòng chảy này phải

được tập trung về phía góc và có vách liên thông với rôbinê dẫn dịch.

Toàn bộ khung và bản được xếp liên tục và xen kẽ lên giàn máy nhờ có hai

tai treo ở hai canh bên. Giàn máy gồm hai vai dọc, thớt thủ và thớt đuôi. Thớt thủ

được lắp cố định, còn thớt đuôi có thể chuyển động tịnh tiến: tiến - lùi dọc theo hai

vai của máy nhờ vitme trung tâm, qua bộ phận tay quay hoặc bơm thuỷ lực. Phía

dưới gầm máy có hai máng: một để hứng dịch lọc và một hứng bã. Dọc theo máng

hứng bã có vít tải để đẩy bã ra ngoài. Khi tiến hành lọc bã, tất cả các bản được bọc

kín hai mặt bằng vải lọc.

IX. THIẾT BỊ THU Hổi & LỌC KHÍ CƠ2

Để thu hồi toàn bộ lượng khí C02 dư thừa trong quá trình lên men, sau đó

làm sạch khí C02 để đến công đoạn cuối cùng khi đã lọc bia xong thì người ta kiểm

tra lượng C02 trong bia cần thiết, nếu thiếu sẽ tiến hành sục khí C02 vào.

Nguyên lý hoạt động: C02 sinh ra ở quá trình lên men tự động đi vào balon,

khi balon đầy thì bộ phận cảm biến đo báo về trung tâm điều khiển máy hút C02 qua

hệ thống lọc C02 được đưa qua một cột nước rửa để giữ lại các tạp chất, sau đó đưa

qua hai cột than hoạt tính để lọc sạch khí. Sau đó khí sạch được đưa vào téc chứa

khí sạch để sử dụng.

Sau quá trình lên men ta thu được bia, nhưng nó có nồng độ chưa đạt yêu

cầu nên phải lọc để đạt yêu cầu nhất định theo yêu cầu của bia thành phẩm.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

sa sổ B&Y TRHYỂR CÔRS RSIịỆ

Lọc dịch đường

Đun sôi dịch đường

với hoa houblon

Lắng trong

Căn nóng

Men sữa

Làm lanh nhanh

CO,

Thu hồi CO,

Cặn men

Lọc trong bia

Xử lý CO,

Bão hoà CO,

Chiết bock

Xuất xưởng

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

PHẦN 4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA

I. NGHIỀN NGUYÊN LIỆU

1. Nghỉền malt

a. Mục đích:

Để dập nát malt thành nhiều mảnh, làm tăng bề mặt tiếp xúc vói nước nhằm

thúc đẩy quá trình thuỷ phân và đường hoá xảy ra nhanh & triệt để hơn. b. Tiến hành:

Malt được cân cho từng mẻ nấu, thường được nghiền bằng máy nghiền trục.

Máy gồm 2 đôi trục quay ngược chiều nhau, hạt malt cần nghiền nhỏ rơi vào khe

giữa 2 trục. Mức độ nghiền nhỏ rất quan trọng vì hạt được nghiền nhỏ thì diện tích

chịu ảnh hưởng của enzim lớn hơn tạo điều kiện tăng tốc độ cho quá trình thuỷ phân

và đường hoá. Nhưng đối với malt ta phải nghiền sao cho phần vỏ càng ít bị nát

càng tốt, về phần bột cần phải nhỏ để tăng thu hồi chất chiết. Nếu vỏ malt bị nghiền

nát thì khi nấu các chất amin sẽ hoà tan vào nhiều sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của

bia. Mặt khác nếu vỏ chấu nhỏ sẽ khó lọc vì lớp vỏ chấu là màng lọc phụ. Tuy nhiên

mức độ nghiền còn phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu và dạng thiết bị lọc.

Yêu cầu về thành phần bột sau khi nghiền:

Vỏ trấu: (15 ^ 18)%.

Tấm thô: (18 H- 22)%.

Tấm mịn: (30 -T- 35)%.

Bột: (25 - 35)%.

(Bột & tấm mịn >2-^3 lần tấm thô).

2. Nghỉền gạo

a. Mục đích:

Gạo được nghiền nhỏ để quá trình nấu được nhanh chóng & dễ dàng. b. Tiến hành:

Gạo được cân cho từng mẻ nấu sau đó được nghiền bằng máy nghiền búa.

Do gạo chứa nhiều hàm lượng tinh bột nên càng được nghiền nhỏ thì diện tích chịu

ảnh hưởng của enzim càng lớn và chuyển thành dạng hoà tan trong nước một cách

triệt để.

Malt và gạo sau khi nghiền được chuyển đến phân xưởng nấu để tiến hành

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

quá trình đường hoá. II. QUÁ TRÌNH HỒ HOÁ

1. Mục đích

Chuyển tinh bột của nguyên liệu thay thế gạo từ những thành phần tinh bột

không tan về dạng hoà tan và một phần mạch tinh bột cũng được phân tách. Ngoài

ra, còn có một số phản ứng thuỷ phân các hợp chất như khác như Protein,

Hemixellulo ... nhằm tạo điều kiện cho hệ en7,1 m của malt hoạt động triệt để.

2. Tỉến hành

Nguyên liệu được nấu trong nồi hai vỏ có cánh khuấy, dùng hơi để nấu phụ

thuộc vào nhiệt độ trong nồi.

Sau khi đã vệ sinh nồi ta cho nước (38 -T- 40)°c và nồi nấu theo tỷ lệ gạo :

nước = 1:5. Cho cánh khuấy hoạt động, cho toàn bộ lượng gạo vào hoà đều với

nước. Sau đó cho thêm 5% lượng malt lót, giữ trong 20 phút. Việc cho malt lót vào

lần một có tác dụng làm giảm bề dày lớp keo, tránh hiện tượng vón cục, làm sống

tinh bột.

Sau đó nâng nhiệt độ khối dịch lên 86°c, giữ nhiệt độ này trong thời gian 30

phút. Đây là nhiệt độ hồ hoá, ở nhiệt độ này hầu hết tinh bột được hồ hoá.

Tiếp theo cho thêm chế phẩm termamyl vào dịch trong 30 phút để thực hiện

quá trình dịch hoá. Chế phẩm enzyme này sẽ phân cắt nốt mạch tinh bột, làm giảm

độ nhớt cho dịch.

Tinh bột trong giai đoạn này tiếp tục được hoà hoá, độ nhớt giảm để đạt mục

đích đun sôi dễ dàng. Sau đó tiếp tục nâng nhiệt độ khối dịch lên 100°c & giữ ở

nhiệt độ này trong thời gian 40 phút với mục đích để bột chín hết, tạo điều kiện tốt

cho quá trình dịch đường hoá ở nồi malt. Trong quá trình nấu cánh khuấy luôn hoạt

động để tránh hiện tượng sinh nhiệt cục bộ gây cháy khét và tốc độ nâng nhiệt ở các

giai đoạn là l°c/phút.

III. QUÁ TRÌNH DỊCH ĐƯỜNG HOÁ: Nồi ĐƯỜNG HOÁ

l.Sự đường hoá

Mục đích là chuyển các chất không tan có trong thành phần chính của malt

và gạo thành những chất hoà tan. Trong hạt malt khô có 10% lượng chất khô là

những hợp chất phân tử dễ hoà tan sau khi đường hoá, ở trong dịch đường có (70 H-

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

75)% lượng chất khô ở trạng thái hoà tan. Có nghĩa là có (50 H- 60)% từ các hợp

chất chuyển thành các chất thấp phân tử dễ hào tan.

Vậy quá trình đường hoá là chuyển tất cả các chất cao phân tử ở trong

nguyên liệu thành những chất phân tử thấp hơn dễ hoà tan vào trong nước, các chất

hoà tan như các loại dịch đường, axit amin. Đường hoá là một quá trình sinh hoá

phức tạp xảy ra dưới tác dụng của enám. Quá trình này phụ thuộc nhiều vào các yếu

tố nhiệt độ, pH, độ pha loãng của hỗn hợp thuỷ phân.

- Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn, không chỉ đến tốc độ đường hoá, hiệu suất

dịch đường hoá mà có ảnh hưởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hoá.

Nếu tăng nhiệt độ thuỷ phân lên một nhiệt độ nhất định thì tốc độ đường hoá tăng

lên rất nhanh. Nhưng nếu tiếp tục tăng quá giới hạn thì các enzim sẽ bị giảm hoạt

lực, quá trình dịch đường hoá sẽ bị chậm lại hoặc ngừng. Nhiệt độ tối ưu cho enzim

p - amylaza là ở (63 -T- 65)°c. Nhiệt độ tối ưu cho a - amylaza là (72 -ỉ- 75)°c, nhiệt

độ giới hạn của a - amilaza là 78°c. Vì vậy điều chỉnh nhiệt độ là yếu tố quan trọng

cho quá trình dịch đường hoá để khống chế quá trình lên men về sau.

- Sự thuỷ phân tinh bột: tinh bột là nguồn cacbon chủ yếu để thu chất hoà

tan trong quá trình dịch đường hoá malt. Sự thuỷ phân tinh bột xảy ra dưới tác dụng

của hệ thống men thuỷ phân a, p - amilaza tại khoảng nhiệt độ (60 + 78)°c, sản

phẩm tạo thành là glucoza, maltaza, dextrin.

- Các enzim thuỷ phân protit là những enzim chịu nhiệt nếu nhiệt độ lớn

hơn 60°c thì hoạt lực của chúng giảm xuống rất nhanh, pH tối thích của enzim này

là 5,8 H- 6,2. Nếu pH < 4,5 thì hoạt lực của chúng giảm đi 80%, nhiệt độ thích hợp

cho enzim này là (50 -H 55)°c.

- Độ pH cũng có ảnh hưởng đến hoạt động của enzim, mỗi enzim có

pH tối thích riêng, pH tối ưu đối với amylophosphataza là 5,5 -H 5,7; với a -

amylaza thì pH tối ưu là 5,5 -H 5,7; với p - amilaza thì pH tối ưu là 4,8 5,0.

Độ pH của dịch đường thấp hơn làm cản trở sự hoạt động của nấm men là giảm hiệu

suất hoà tan, dịch đường bị đục, khó lọc, bia sẽ có màu sẫm và vị đắng khó chịu.

Vậy phải điều chỉnh pH phù hợp để bia có chất lượng cao.

- Nồng độ các chất: nồng độ các chất trong quá trình dịch đường hoá cũng

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình đường hoá. Nồng độ dịch đường có thể thay

đổi nhờ sự tăng giảm giữa khối lượng nước và bột malt.

- Những quá trình thuỷ phân khác: ngoài những quá trình trên, trong quá

trình đường hoá còn xảy ra sự thuỷ phân các axit béo, các hợp chất phospho và các

cao phân tử dưới tác động của nhiệt độ và môi trường còn có sự biến tính, keo tụ

của protein nhờ đó lại được những pha protein có phân tử lượng lớn ra ngoài, tránh

được sự kết tủa sau này làm đục bia.

Trong quá trình đường hoá có sự tạo thành melanoid do đó làm tăng cường

độ màu của dịch, tính cảm quan tăng, mùi thơm đặc trưng.

2. Tiến hành:

Khi cháo sắp chúi 30 phút trước khi quá trình hồ hoá kết thúc, ta tiến hành

ngâm malt. Bột malt được hoà với nước theo tỷ lệ maltmước = 1:5 ở nhiệt độ (38

-7- 40)°c. Khuấy đều trong 20 phút nhằm chiết các enzim trong malt khuyếch tán

vào nước và hoà đều trong nguyên liệu. Sau đó bơm 1/2 khối cháo đã nấu chín, lúc

này cánh khuấy làm việc với tốc độ lớn, đồng thời bơm từ từ để hạ nhiệt độ cháo

malt xuống và các men không bị phá huỷ.

Sau khi trộn phần cháo đã đun sôi với toàn bộ lượng malt, ta được hỗn hợp

dịch có nhiệt độ (50 -ỉ- 52)°c giữ ở nhiệt độ này thời gian 30 phút. Đây là nhiệt độ

tối ưu cho men proteaza hoạt động manh mẽ và sẽ tạo ra nhiều sản phẩm của protit

phân tử lượng thấp, peptit, aminoaxit.

Sau đó bơm nốt 1/2 khối cháo còn lại từ nồi hồ hoá sang nồi đường hoá

nhiệt độ sẽ đạt (60 -H 65)°c, duy trì ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút để thực

hiện quá trình đường hoá lần 1. Đây là nhiệt độ tối ưu cho enzim p - amylaza hoạt

động phân cắt amylopectin và amyloza thành đường maltoza và một ít dextrin. Tiếp

theo tăng nhiệt độ lên 75 °c và giữ trong thời gian 30 phút, đây là quá trình đường

hoá lần 2. Tại 75°c là nhiệt độ tối thích cho enzim a - amylaza hoạt động phân cắt

amylopectin dextrin là chủ yếu. Sau đó nâng nhiệt độ dịch đường hoá lên 76°c và

duy trì đén khi nào đường hoá hết. Dùng iod để thử đến khi thấy iod đổi sang màu

cánh dán thì kết thúc quá trình đường hoá và đưa dịch đường đi lọc.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

IV. LỌC DỊCH ĐƯỜNG

1. Mục đích

Quá trình này nhằm tách dịch đường ra khỏi bã malt và các tạp chất không

tan khác. Đặc trưng của dịch đường hoà tan trong đó có chứa rất nhiều phân tử rắn

nhỏ trong quá trình lọc các phân tử này sẽ tạo ra một lớp nguyên liệu lọc phụ làm

cho dịch đường trong hơn. 2. Tỉến hành

Quá trình lọc được tiến hành theo 2 giai đoạn:

- Tách lọc dịch trong (chứa các chất hoà tan của malt) khỏi bã malt.

- Dùng nước nóng (75 -T- 78)°c để thu hồi những phần tử hoà tan chủ yếu

còn bám ở phần bã malt.

Trước khi lọc ta tiến hành bơm nước lọc, nhiệt độ của nước từ (75 -T- 78)°c

vào dưới đáy sao cho chiều cao của nước cách mặt sàng là 1 -ỉ- l,5cm. Nước vào từ

dưới chiếm đầy các ống dẫn và khoảng không gian giữa đáy chính và lưới nên đẩy

được không khí ra ngoài. Sự có mặt của không khí trong đường ống gây khó khăn

cho quá trình lọc. Sau khi đường hoá song dịch đường được nâng lên nhiệt độ 76°c

và được bơm sang thùng lọc, vừa bơm dịch đường đồng thời bật hệ thống cánh

khuấy để cào và đảo trộn lớp bã lọc, phân bố đều bã trong thùng. Sau đó ngừng

khuấy và để thời gian lắng khoảng 20 H- 30 phút, ta mở van dẫn dịch xuống bình

trung gian. Lúc đầu dịch vẫn còn đục được hồi lưu về thùng lọc. Khi dịch lọc song

thì đóng van hồi lưu và mở van dẫn dịch sang nồi hoa.

Sau khi lọc hết dịch đầu tiến hành rửa bã theo khối lượng dịch cần phải đạt

tới. Mở van đáy và van xả cấp rửa bã, bơm nước nóng nhiệt độ (75 -H 78)°c vào

thùng lọc theo 2 đường cấp nước (đường CIP & sục đáy), cho hệ thống dao cào hoạt

động 10 phút, ngừng hệ thống dao cào 7 để lắng rửa tương tự như lọc dịch ban đầu.

Dùng nước cứng để rửa bã vì vỏ malt có tanin mà tanin thì tan nhiều trong

nước mềm sẽ làm cho bia bị đắng. Nếu dùng nước có nhiệt độ thấp thì dẫn đến hiệu

suất chiết đường thấp. Nếu nhiệt độ của nước quá cao sẽ dẫn đến vô hoạt enzim

amylaza và các tinh bột sót được hồ hoá nhưng không được đường hoá và khó lọc.

Kết quả làm cho dịch lọc bị đục dẫn đến bia bị đục.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Trong quá trình rửa bã nhiệt độ của nước rửa là (75 -T- 78)°c để hạn chế sự

xâm nhập của vi sinh vật, chú ý không để bã khô mới cấp tiếp nước lọc, để bã khô sẽ

gây chát bia và nhiều phản ứng phụ khác và để tránh hiện tượng oxy hoá chất tanin

của vỏ malt tạo màu sẫm cho bia. Thuỷ phân và thu hồi nốt lượng chất tan còn sót

lại trong bã, đây là nhiệt độ mà độ nhớt của dịch đường thấp nhất không gây cản trở

quá trình lọc.

Tiến hành rửa bã đến khi nào đủ lượng dịch sang nồi hoa theo yêu cầu, đồng

thời kiểm tra độ đường sót ở bã đạt mức thấp nhất là (1 -ỉ- l,5)°s thì sẽ kết thúc quá

trình lọc. V. ĐUN SÔI DỊCH ĐƯỜNG VỚI HOA HOUBLON

1. Mục đích

Để trích ly các thành phàn chính của hoa houblon vào dịch đường chủ yếu là

chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol. Trong những sản phẩm thuỷ phân của

protein có những chất cao phân tử, những chất này sớm hay muộn cũng sẽ bị thuỷ

phân và gây đục cho bia.

- Polyphenol trong hoa houblon có khả năng kết lắng vói các cấu tử này để

tạo ra kết tủa, để loại chúng ra ngoài làm tăng độ bền keo cho sản phẩm sau này,

lượng protein cao phân tử trong dịch đường được loại trừ tốt thì chất lượng bia càng

cao.

- Trong quá trình nấu hoa có một vài sự biến đổi về thành phần và tính chất

của dịch đường.

- Nồng độ dịch đường: do bay hơi nước khi đun sôi dịch đường mà nồng độ

dịch đường tăng lên thích hợp với từng loại bia.

- Độ màu của dịch đường: làm cho màu sắc nước thay đổi từ nhạt sang đậm

vì hiện tượng caramen hoá các sự hình thành melanol và các chất màu của hoa

houblon chuyển từ hoa vào dịch.

- Do tanin và chất đắng hoà tan vào dịch đường nên khi đun sôi các chất này

kết hợp vói protid tạo thành kết tủa lắng xuống dưới và kéo theo các chất khác làm

cho dịch đường trong hơn. 2. Tỉến hành

Khi dịch đường được bơm từ thùng lọc sang thùng đun hoa thì lập tức gia

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

nhiệt độ, nâng nhiệt độ của dịch đường lên (70 -T- 75)°c cho amylaza kịp thuỷ

phân hết các tinh bột còn sót lại đến khi kết thúc rửa bã thì dịch đường ở trong mỗi

nồi đun hoa cùng vừa sôi, khi dịch đường sôi ta phải tăng cường hơi sao cho khối

lượng dịch đường sôi ở cường độ manh nhất đảm bảo lượng nước bay hơi trong quá

trình đun nấu từ (4 -T- 8)%. Nồng độ dịch đường sau khi rửa bã thường thấp hơn

nồng độ dịch đường yêu cầu cho men từ (1,5 + 2)% thời gian đun hoa còn phụ

thuộc vào nồng độ dịch đường đã đạt chưa.

Toàn bộ quá trình kết thúc là lúc nhiệt độ phải đạt (100 -ỉ- 106)°c. một số

protein sẽ bị kết tủa ở nhiệt độ này do đó làm tăng độ trong và độ bền của bia. Hoa

được cho vào dưới dạng hoa viên tuỳ theo yêu cầu mà lượng hoa khác nhau, vì hoa

này rất quý hiếm nên phải tiết kiệm khi sử dụng. Thời gian nấu trung bình từ 1- 2

tiếng, gia nhiệt nhanh nhằm đạt hiệu suất kết tủa protein không đông tụ cao nhất và

nhằm cô đặc giảm thể tích dịch đường.

Kết thúc quá trình nấu hoa dịch đường trong hơn, sẫm màu hơn, có hương

đặc trưng và có vị đắng pha ngọt. Dịch này sẽ được bơm vào thùng lắng xoáy nhằm

loại bỏ bã hoa.

VI. NỔI LẮNG XOÁY

1. Mục đích:

Tách căn bã malt, căn hoa, căn thô ra khỏi dịch đường tránh cho bia khỏi bị

đục.

2. Tỉến hành:

Dịch đường bơm vào thùng theo tiếp tuyến với thân thùng tạo dòng xoáy

dồn căn lắng vào đáy thùng và hứng ở đáy thiết bị. Nguyên tắc tách cặn là dựa vào

sức hút của lực hưởng tâm, thời gian lắng khoảng 30 phút. Mặt khác quá trình lắng

xoáy cũng là quá trình làm lạnh nhanh sơ bộ dịch đường từ 100°c xuống 85 °c

trong thời gian ngắn. Kết thúc quá trình lắng, dịch đường được đưa đi làm lạnh

nhanh.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

VII. QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH NHANH

l. Mục đích

Quá trình làm lanh nhanh là đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp

cho quá trình lên men bia theo yêu cầu kỹ thuật, làm lạnh nhanh để tránh các vi sinh

vật trong môi trường nhiễm vào dịch đường lên men.

Mặt khác tạo điều kiện cho việc kết lắng các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt

và tạo điều kiện cho việc bão hoà oxy cần thiết cho quá trình lên men.

2. Tiến hành

Phần làm lanh sơ bộ dùng nước làm lạnh giảm nhiệt độ dịch đường từ (65 +

73)°c xuống còn (25 -ỉ- 30)°c (nước làm lanh ở đây là 2°C).

Phần làm lanh thứ 2 lanh nhanh dùng dung dịch glycol làm chất tải lanh, hạ

nhiệt độ từ (25 -T- 30)°c xuống còn (15 -T- 16)°c. Nhiệt độ dịch đường sau khi qua

thiết bị làm lạnh nhanh đạt đến nhiệt độ tối ưu cho nấm men phát triển rồi trộn với

men giống (tỷ lệ men giống là 10% tổng lượng dịch lên men) rồi bơm vào tank lên

men. Trước khi bơm vào tank lên men người ta bão hoà dịch đường bằng oxy đã

khử trùng.

Vin. QUÁ TRÌNH LÊN MEN

l. Lên men chính a. Mục đích

Quá trình lên men chính là biến đường thành rượu etylic, CƠ2 và một số sản

phẩm phụ khác tạo thành bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm.

b. Tỉến hành

Quá trình lên men chính được diễn ra trong 5 v7 ngày ở điều kiện nhiệt độ

14°c. Trong 3 ngày đầu (không tính ngày chuyển dịch đường sang) lượng đường

giảm nhanh, tốc độ lên men trung bình giảm (1,5 -ỉ- 2)°Bx một ngày. Nhiệt độ do

đó phải thường xuyên kiểm tra và khống chế ở nhiệt độ 14°c. Sau đó tốc độ lên men

giảm dần đến độ đường còn (2 -T- 3)% ta hạ nhiệt độ chuyển sang lên men phụ.

Men giống được đưa vào yêu cầu phải là nấm men thuần khiết, không lẫn tế

bào lạ. Truyền men giống vào nước nha là cho giống men vào đường để cho men

cùng chảy vào thùng lên men, để cho tế bào nấm men phân bố đều trong toàn bộ

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

khối dịch đường ban đầu tạo điều kiện cho men sinh trưởng và phát triển.

Một điều kiện cần lưu ý là trong quá trình lên men nhiệt độ của dịch đường

tăng lên do đó phải thường xuyên làm lanh thùng lên men. Nếu nhiệt độ tăng sẽ gây

ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia vì vậy phải khống chế nhiệt độ trong một thời

hạn nhất định.

Trong quá trình lên men người ta thường xuyên kiểm tra độ đường, độ màu,

sự tạo bọt, khi lên men chính được một ngày thì tiến hành thu hồi CƠ2, khi lên men

được 24h thì kiểm tra độ đường.

Để kiểm tra xem quá trình lên men kết thúc hay chưa người ta sử dụng

phưong pháp:

- Quan sát độ bọt: khi quá trình lên men chính kết thúc thì trên bề mặt bia

có một lớp bọt đều.

- Nồng độ chất hoà tan: nếu sau 1 ngày nồng độ chất hoà tan trong bia giảm

(0,1 H- 0,2)% thì quá trình kết thúc

- Độ trong : nếu sau 24h bia trong hoàn toàn thì quá trình lên men chính kết

thúc.

Lên men chính kết thúc ta hạ nhiệt độ xuống 4°c trong 24h rồi hạ nhiệt độ

xuống 2°c để lên men phụ và tách men sữa ra.

2. Lên men phụ & tàng trữ

a. Mục đích

Là quá trình lên men tiếp các loại đường cao phân tử chủ yếu là maltoza,

dextrin ... ngoài ra nó có tác dụng sau:

- Ổn định thành phần chất lượng của bia, tạo ra hương vị bia và giữ bọt.

- Khử rượu bậc cao và aldehyt đến mức cho phép.

- Một số este đặc trưng được tạo thành do axit tác dụng với rượu làm cho

bia thơm.

- Nhiệt độ và áp suất tương đối cao làm cho bọt bia được tạo ra ở dạng liên

kết bền vững hơn, lâu tan và mịn.

- Do tiến hành ở nhiệt độ thấp, thời gian kéo dài dẫn đến các chất hữu cơ,

xác men, bã men lắng xuống làm cho bia trong, thuận tiện cho quá trình lọc bia. b. Tiến hành

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Quá trình lên men phụ được thực hiện ngay trong cùng một thiết bị lên men

chính. Sau khi kết thúc quá trình lên men chính tiến hành hạ nhiệt độvà thu hồi nấm

men. Sau thu hồi năm men tiến hành hạ nhiệt độ xuống 1 - 2°c và quá trình lên men

phụ bắt đầu. Toàn bộ quá trình lên men phụ được tiến hành khoảng 12 ngày, mỗi

ngày đều xả cặn men do còn trong dịch bia non lắng xuống. Với điều kiện nhiệt độ

thấp, nồng độ chất hoà tan nhỏ đảm bảo cho C02 hoà tan tốt trong bia. Trong toàn bộ

quá trình lượng chất hoà tan giảm (2 -ỉ- 2,5)°Bx.

IX. QUÁ RÌNH LỌC TRONG BIA

1. Mục đích

Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được làm trong một cách tự

nhiên nhưng chưa đạt đến mức độ cần thiết. Nguyên nhân là trong bia còn có nấm

men, các hạt phân tán cơ học, các hạt dạng keo, phức chất protein - polyphenol,

nhựa đắng và nhiều hạt ly ty khác. Vì vậy làm trong bia để tăng giá trị cảm quan, ổn

định thành phần cơ học, làm tăng độ bền sinh học và độ bền keo của bia.

Nguyên tắc lọc trong bia được xây dựng trên hai quá trình:

- Giữ chặt bằng lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗ

hổng của vật liệu.

- Hấp phụ các hạt có kích thước bé hơn, thậm chí các hạt hoà tan dạng keo và

các hạt hoà tan dạng phân tử. Hiệu quả của quá trình hấp phụ phụ thuộc trước hết

vào bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, sau đó là thời điểm của quá trình

lọc.

2. Tỉến hành lọc

Trước khi lọc phải tiến hành vệ sinh máy lọc và chuẩn bị bằng cách: giấy lọc

được giặt sạch bằng nước lã và luộc bằng nước sôi, sấy khô, lắp vào máy ép chặt,

lúc này cho nước 95°c chạy trong 1 giờ để thử độ kín và khử trùng, sau đó cho nước

lanh vô trung để làm giảm nhiệt độ của máy lọc xuống.

Khi lọc thì hoà trộn bia và bột diatomit vào thùng hoà trộn và được khuấy

thành huyền phù, sau đó bơm quay vòng vào máy lọc nhiều lần để tạo màng trên

lưới lọc. Sau khi tạo được màng rồi thì bắt đầu tiến hành lọc.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

X. BÃO HOÀ C02.

Trong quá trình lên men một lượng lớn C02 thoát ra nhưng vẫn còn nhiều

C02 hoà tan trong bia. Quá trình lọc, C02 thoát đi nhiều, để bia thành phẩm có lượng

C02 theo yêu cầu cần thiết thì phải nạp thêm C02 vào bia.

Sau khi lọc xong nhiệt độ bia lên đến 7 - 8°c, cho nên thùng nạp C02 phải có

hệ thống nước muối bao quanh nhằm hạ nhiệt độ bia non xuống 1 - 3°c. Bia được

bơm vào theo đường ống từ dưới lên để tránh sủi bọt, chiếm 80% thể tích thùng.

Khi đã bơm xong, đóng các van lại, mở van nạp C02 vào thùng. C02 trước khi đưa

vào thùng đã được xử ly qua bình chứa KMn04 0,1%, bình chứa bông và than hoạt

tính, áp suất nạp C02 là 4 - 5kG/cm3. Thời gian tăng áp lực là 15 - 30 phút, giữ ở áp

suất này trong khoảng 12 giờ. Để lượng C02 hoà tan tối đa tiến hành nạp 2-3 lần, sau

khi nạp lượng C02 đạt 3,5 g/1.

XI. CHIẾT BOCK.

Thùng bock là dụng cụ để chứa bia thành phẩm, có hình tang trống, được

chế tạo bằng gỗ hoặc kim loại. Mục đích của việc đóng bia vào thùng bock là để vận

chuyển đến các cơ sở tiêu thụ ngay trong ngày. Trong chiết bock thì bia không cần

bổ sung C02 mà phải đảm bảo 3 yêu cầu:

- Rót đầy thể tích thùng bock.

- Rót không sủi bọt.

- Hao phí bia ít nhất.

Chiết bia vào thùng bock theo nguyên tắc đẳng áp.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

PHẦN 5. TÍNH CÂN BANG SẢN PHÀM

I. CÁC THÔNG SỐ.

• Các chỉ số yêu cầu đối vái nguyên liệu chính cho sản xuất bia là:

- Malt có độ ẩm w = 7%, hiệu suất hoà tan là 70% so với chất khổ.

- Gạo có độ ẩm w = 14%, hiệu suất hoà tan là 80% so với chất khô.

- Tỷ lệ nguyên liệu: malt là 65%, gạo là 35%.

• Tổn thất tính theo % của từng công đoạn sản xuất:

- Nghiền: tổn thất 0,5% so vái trọng lượng nguyên liệu.

- Nấu, đường hoá, lọc: 1,75% so với chất khô.

- Nấu hoa: 7% so với thể tích trước nấu.

- Lắng trong và làm lanh nhanh: 1% so vái chất khô.

- Lên men chính, phụ: 4% so với thể tích bia.

- Lọc bia: 1% so với thể tích bia.

- Bão hoà C02: 0,5%.

- Chiết bock: 1%.

II. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM CHO 100L BIA HƠI.

100 =101,01(0

1-0,01

1. Trước khi chiết bock, thể tích bia là:

2. Quá trình sục C02 tổn thất 0,5%, thể tích bia trước bão hoà C02:

= 101,51(0

101,01

1-0,005

3. Thể tích bia non trước lọc:

= 102,543(0

101,51 1-0,01

4. Thể tích dịch trước lên men chính, phụ:

102,543 =106,81(0 1-0,04

5. Thể tích dịch trước lắng trong và làm lanh nhanh:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 107,89(0

106,81 1-0,01

6. Thể tích dịch nóng sau nấu hoa:

= 112,384(0

107,89 1-0,04

7. Tại 20°c dich lanh có d = 1,039 kg/1 nên khối lượng dịch sau nấu

hoa là:

107,89 X 1,039= 112,1 (kg)

Dịch đường có nồng độ 10°s nên lượng chất chiết là:

10% X 112,1 = 11,21 (kg)

8. Lượng chất chiết trước nấu, đường hoá, loc:

= 11,41(0

11,21 1-0,0175

9. Tính khối lượng malt & gạo:

- M là khối lượng malt cần dùng, lượng chất chiết có trong malt là:

M X 0,995 X 0,93 X 0,7 = 0,647M

- Lượng gạo cần thiết là:

0,65

^ - M X 0,995 X 0,93 X 0,8 = 0,368M 0,65

-► lượng chất chiết có trong gạo:

- Tổng lượng chất chiết thu được từ malt & gạo là:

0,647M + 0,368M= 11,41

1,015M= 11,41

=> lương malt là: M = 1M1 = 11,23 (kg)

=> lương gao là:

X11,23 = 6,05 (kg)

0,65

10. Tính lượng men.

- Thể tích len giống bằng 10% thể tích dịch trước lên men:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

0, 1 X 106,81 = 10,681 (1)

- Thể tích men sữa bằng 1 % thể tích dịch trước lên men:

0, 01 X 106,81 = 1,0681 (1)

11. Tính lượng bã malt và gạo:

- Khô malt: 11,23 X 0,995 X 0,93 = 10,391 (kg) - Khô gạo: 6,05 X 0,995 X 0,86 = 5,176 (kg)

=> tổng khô gạo + khô malt: 10,391 + 5,176 = 15,567 (kg)

- Ta có: tổng lượng chất chiết từ gạo & malt là 11,41 kg.

+ Lượng bã khô = tổng khô gạo & malt - tổng chiết gạo & malt

= 15,567-11,41 =4,157 (kg)

+ Bã ẩm thuỷ phần 80%: 4,157 = 20,785(£g)

+ Lượng nước trong bã: 20,785 - 4,157 = 16,628 (kg)

12. Tính lượng nước nấu và rửa bã.

• Nồi hồ hoá: nước cho vào = 5(bột gạo + 5% malt lót)

-►Nước cho vào: 5 X (6,05 X 0.995 + 0,05 X 6,05 x0,995) = 31,6 (1) - Nước có sãn trong gạo và 10% malt lót:

6,05 X 0,995 X 0,14 + 6,05 X 0,995 X 0,07 X 0,05 = 0,863 (1)

- Tổng lượng dịch hồ hoá:

31,6 + 0,863 + (6,05 X 0,995 + 6,05 X 0,995 X 0,05) = 38,78 (1)

- Sau đun bay hơi 5% nên dịch sau đun có khối lượng:

38,78 X 0,95 = 36,84 (1).

• Nồi đường hoá:

- Nước thêm vào:

5 X (0,995 X 11,23 - 0,05 X 6,05 X 0,995) = 54,364 (1) - Nước có sẵn:

(0,995 X 11,23 - 0,05 X 6,05 X 0,995) X 0,07 = 0,761 (1)

- Tổng lượng dịch đem đường hoá:

36,84 + 54,364 + 0,761 + (0,995 X 11,23 - 0,05 X 6,05 X 0,995) = 102,84

- Sau đường hoá bay hơi 4%, vây tổng lượng dịch sau đường hoá:

102,84 X 0,96 = 98,72 (1)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Lượng nước trong dịch trước khi lọc:

[(31,6 + 0,863) X 0,95 + 54,364 + 0,761] X 0,96 = 82,52 (1)

• Lượng nước trong dịch sau đun hoa: 112,1 X 0,9 = 100,89 (1)

Vnưức riu bã H" Vnuớc trong dịch trước lọc ^nuớc trong bã "t" ^nuớc bong dịch nấu hoa ^ VIIước riu bã Vnước

trong bã ^nuớc bong dịch nấu hoa - ^nuớc bong dịch trước lọc

-►lượng nước trong dịch trước đun hoa: 100,89 + 112,1 X 0,07 = 108,737 (1)

= 16,628 + 108,373 - 82,52 = 42,845 (1)

13. Tính các nguyên liệu khác.

• Lượng chế phẩm enzyme Termamyl bằng 0,1% nguyên liệu thay thế:

0,1% X 6,05 X 1000 = 6,05 (g)

- Cho vào nồi hổ hoá: 6,05 X 0,25 = 1,51 (g)

- Cho vào nồi đường hoá: 6,05 X 0,75 = 4,54 (g)

• Lượng chế phẩm enzyme Cereílo bằng 0,06% nguyên liệu thay thế: 0,06% X 6,05 X 1000 = 3,63 (g)

• Lượng chế phẩm enzyme Fungamyl bằng 0,08% nguyên liệu thay thế:

0,08% X 6,05 X 1000 = 4,84 (g)

• Lượng hoa houblon cần dùng tính theo tỉ lệ 2g hoa cánh/lít bia hơi:

2 X 100 = 200 (g) = 0,2 (kg)

- Dùng 30% cao hoa, 70% hoa viên vì lượng cao hoa tương đương với 6kg

hoa cánh & lkg hoa viên tương đương với l,4kg hoa cánh.

+ Lương cao hoa là: 30/°x0>2 = 0,01(&g)

6

+ Lượng hoa viên là: ------ —— = 0,l(£g)

Ij4

14. Tính các sản phẩm phụ.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Bã hoa có độ ẩm 85%: 0,2 x 0,6 = 0,8(kg)

1-0,85

• Cặn lắng bằng 1,75% nguyên liệu, độ ẩm 80%:

1,75% X(11,23 + 6,05) 1-0,85

• Men sữa bằng 1,53% sản phẩm, độ ẩm 85%:

1,53% X100

= 10,2(0

1-0,85

• Lượng C02:

CnH22On + 02 -► 4QH5OH + 4C02 342g 176g

- Thể tích dịch trước khi lên men là 106,81(1), khối lượng riêng d = 1,039

kg/1. Vậy khối lượng dịch trước lên men là: 106,81 X 1,039= 110,975 (kg)

- Lượng chất chiết trong dịch lên men 10°S:

110,975x0,1 = 11,098 (kg)

- Coi toàn bộ lượng đường trong chất chiết là đường maltoza với hiệu suất lên

men là 55%, khối lượng C02 thu được là:

= 3,14 (kg)

11,098 X 0,55 X — 342

- C02 hoà tan vào bia non 2g/l nên khối lượng C02 hoà tan là:

2 X 102,543 = 0,205 (kg).

- Khối lượng C02 thoát ra thu hồi được 70% khối lượng C02 thoát ra:

70% X (3,14 - 0,205) = 2,05 (kg)

- Khối lượng riêng của C02 ở 20°c là 1,832 kg/m3, thể tích C02 thu hồi được

là:

= l,12(/w3)

2,05 1,832

- Độ bão hoà C02 trong bia là 3,5g/l bia non nên lượng C02 cần bổ sung là: 101,51 X 3,5 - 2 X 102,543 = 150,199 (g)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Thể tích C02 bổ sung là:

0,08 l(/w3)

0,15 1,832

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

EÃRQ Tốm TẮT CftH EằRQ SẲR Plịásr BỈB 503

Hạng mục

Đơn vị

1001 bia

10001/mẻ 400001/ngày

lOtriệu 1/năm

11,23

112,3

Malt

4492

1123000

Gạo

6,05

60,5

2420

605000

Termamyl

6,05

60,5

2420

605000

Cereílo

3,63

36,3

1452

363000

Fungamyl

4,84

48,4

1936

484000

Cao hoa

0,01

0,1

1000

Hoa viên

0,1

10000

Men giống

4272,4

10,681

106,81

1068100

Men sữa

427,24

Dịch nóng

1,0681 112,384

10,681 1123,84

44953,6

106810 11238400

Dịch lanh

42724

Bia non

106,81 102,543

1068,1 1025,43

41017,2

1068100 10254300

Bia đã lọc

101,51

1015,1

40604

10151000

Bia bão hoà

40404

Bã ẩm

1 kg

101,01 20,785

1010,1 207,85

8314

10101000 2078500

Bã hoa

320

Cặn lắng

0,8 1,512

8,0 15,12

604,8

80000 151200

Sữa men

4080

10,2

102,0

1020000

C02 thu hồi

1 m3

448

1,12

11,2

112000

C02 bổ sung Nước nấu

0,081 31,6

0,81 316,0

32,4 12640

8100 3160000

1 1

5436400

54,364

543,64

21745,6

Nước đường hoá

Nước rửa bã

42,845

428,45

17138

4284500

PHẦN 6. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

• Lập kế hoạch sản xuất.

Giả thiết 1 năm nhà máy sản xuất 300 ngày, những ngày còn lại là thời gian

nghỉ để sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị, máy móc và vệ sinh nhà xưởng...

Mỗi năm chia ra là 4 quý, mỗi quí 3 tháng, mỗi tháng sản xuất 25 ngày, mỗi

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

ngày sản xuất 4 mẻ, thời gian nấu xong 1 mẻ là 6 giờ.Bia sản xuất quanh năm nhưng

Quí

III

Năng suất (%)

20%

30%

20%

Năng suất (1)

3000000

2000000

Số lít / tháng

666666

Số mẻ / ngày

1000000 40000

Số mẻ / ngày

26666 4

Số lít / mẻ

10000

6666

sản lượng bia nhiều hay ít phụ thuộc vào thời tiết trong năm: mùa nóng hay mùa lanh. • Bảng kế hoạch sản xuất theo năng suất 10 triệu lít / năm.

6666 • Kế hoạch sản xuất theo các quý như sau:

- Quý I, IV vào mùa lạnh, số ngày sản xuất là 75 ngày/quý: sản xuất 2 triệu lít mỗi quý.

- Quý II, III vào mùa nóng, số ngày sản xuất là 75 ngày/quý: sản xuất 3 triệu lít

mỗi quý.

• Lựa chọn phương án sản xuất:

- Dùng 1 dây truyền làm việc trong phân xưởng nấu.

- Sau 4 mẻ nấu của mỗi ngày đem lên men một lần vào một thùng lên men.

- Dây truyền sản xuất được tính toán và lựa chọn theo dựa trên cơ sở năng suất

hoạt động cao nhất của nhà máy: tính toán thiết bị theo mẻ làm việc của của quý II và

III. I. THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG NGHIÊN.

Nguyên liệu được cân riêng rẽ từng loại, mỗi máy nghiề dùng một cân.

• Cân gạo:

- Lượng gạo lớn nhất trong 1 mẻ là: 605 kg.

- Lượng gạo lớn nhất trong 1 ngày là: 2420 kg.

• Cânmalt:

- Lượng malt lớn nhất nhất trong 1 mẻ là: 1123 kg.

- Lượng malt lớn nhất trong 1 ngày là: 4492 kg. 1. Chọn cân.

- Chọn cân điện tử chỉ thị số digital.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Khả năng cân 2 tăn, độ chính xác 0,1%.

- Các thiết bị cảm biến của cân, hệ thống khuyếch đại tín hiệu được tính toán

đảm bảo chống nhiễu để cân hoạt động chính xác.

2. Chọn máy nghiền.

a. Máy nghiền malt.

- Loại máy nghiền 2 trục, công suất 1500 kg/h.

- Có một phễu chứa malt chưa nghiền.

- Vật liệu chế tạo: thép CT3 dày 3mm.

- Công suất động cơ 2 kw.

- Số lượng: chọn 1 máy nghiền. b. Máy nghiền gạo.

- Loại máy nghiền búa, công suất 1000 kg/h.

- Có một phễu chứa gạo chưa nghiền, có hệ thống tách lắng bụi.

- Vật liệu chế tạo: thép không rỉ dày 3mm.

- Công suất động cơ 1.5 kw.

II. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ Hổ HOÁ.

l. Tính kích thước nổi:

• Chọn thiết bị hồ hoá:

Chọn thiết bị hồ hoá có 2 vỏ, đáy và nắp hình nón có các kích thước như sau

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 0,6D.

- Đáy hình nón có góc nhọn dị = 15°c, chiều cao hi. - Nắp hình nón có góc nhọn a2 = 25°c, chiều cao h2.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Tính toán:

- Lượng nguyên liệu đưa vào nồi nấu gạo, gồm có bột và malt lót bằng 5%

lượng bột gạo là: 605 X 0,995 + 5% X 605 X 0,995 = 632,07 (kg)

- Lượng nước đưa vào nồi hồ hoá 3160 lít, vậy tổng khối lượng dịch hồ hoá là:

3160 + 632,07 = 3792,07 (kg) - Khối lượng riêng của dịch là 1,08 kg/m3, vậy thể tích dịch nấu là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 3511,18(/) = 3,5 (m 3)

^792 07 V d = — 1,08

= 4,667(»í3)

vt =

0,75

- Hệ số chứa của nồi là 0,75, vậy thể tích của nồi là:

- Vậy thể tích nồi là:

\

T. 7ẩ)2 TT 1 7ĩD2 / V. = ------- H + —X ------ (h +h7 ) = 4,667 ‘

4 v ^

h = —tga. = — tgl5° = —0,268 = 0,134D 2 2 2

h2 = — tga2 = —tg25° = —0,466 = 0,233D

vt = —0.6 D + -X — (0,134£) + 0,233D) = 4,667(ffí3) v = Ọ J 2 a D ì =4j667(OT3j

14,667x4

.

„ £) - 3

’

----- = 2(»j)

V 0,72x^r

=> Chọn đường kính nồi là D = 2000mm.

Lớp vở áo hơi dày lOOmm Đường kính ngoài: Dn = 2000 + 2 X 100 =

2200mm Chiều cao trụ: H = 2000 X 0,6 = 1200mm Chiều cao đáy: hj = 2000 X 0,134 =

300mm Chiều cao nắp: h2 = 2000 X 0,233 = 500mm Chọn cánh khuấy cong có dạng

hình mỏ neo. Tra sổ tay hoá công 1 có đường kính cánh khuấy là: d = D/1,2 = 2000/1.2 = 1600 mm.

2. Tính diện tích truyền nhiệt.

Ô (m2)

F =

kAt,

- Công thức tính diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Q: tổng lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ dịch cháo lên các điểm dừng

nhiệt độ. + K: hệ số truyền nhiệt từ hơi đến dịch, kcal/m"h.độ.

+ Attb: hiệu số nhiệt độ trung bình.

Q = Q m + Q“ {kcal/h)

T: thời gian On,: lượng nhiệt cần cung cấp cho dịch cháo trong giai

đoạn nhất định.

Qtt = 5% Qm: lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung

quanh.

a. Tính Q:

- Q được xác định bởi chu kì tải nhiệt lớn nhất, đó là chu kì nâng nhiệt độ nồi

dịch hoá từ 50°c lên 90°c trong 45 phút.

Q = mCÀt = (n^Q + n^CyAt + m^

khối lượng chất khô trong dịch (kg)

mt = 605 X 0,995 X 0,86 + 0,05 X 605 X 0,995 X 0,93 = 545,69

(kg)

+ m2: khối lượng nước trong dịch (kg)

m2 = 3160 + [605 X 0,995 X 0,14 + 0,05 X 605 X 0,995 X 0,7] = 3246,38

(kg)

+ C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

Cj tỷ nhiệt của chất hoà tan: C1 = 0,34 (kcal/m".h.độ) Q tỷ nhiệt của nước: Q = 1 (kcal/m".h.độ)

=> Qmi = (545,69 X 0,34 + 3246,38 X 1) (90 - 50)

= 137276,58 (kcal)

- Nhiệt tổn thất:

Qttl = 5% Qml = 0,05 X 17276,58 = 6863,83 (kcal)

Vậy lượng nhiệt cần cung cấp là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Qm l

137276,58 + 6863,83 THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 192187,21(kcaỉ/h)

Q = Đổ ÁN TỐT NGHIỆP +Qtt ư T

b. Tính K:

- Công thức tính hệ số truền nhiệt k

----- 1- H 1-r2-\ ----

ax Ẳ a2

+ 0^: hệ số cấp nhiệt từ hơi nước nóng vào vỏ thiết bị.

(Xi = 6000 kcal/m".h.độ +

a2: hệ số cấp nhiệt của dịch

a2 - 2 0 0 0 \ p : áp suất của hơi nước Để đảm bảo vận hành

sản xuất cần áp suất hơi p = 2at => a2= 2000V2 = 2828,42

(kcal/m".h.độ)

+ 5 = 5mm = 0,005m: bề dầy của vỏ thiết bị.

+ X: hệ số dẫn nhiệt của vỏ thiết bị, vỏ thiết bị làm bằng thép không rỉ nên:

ri r2

X = 300 kcal/m".h.độ + —, —: hệ số dẫn nhiệt trung bình của cặn bẩn bám vào 2 phía vỏ

thiết bị.

r, = —-— đối với hơi nước 5000

r, = —— đối với chất hữu cơ, dung dịch muối

l 5000 2828,42

l 6000 5000

k = ---------------------- -------------------- 0,005 l 300

k = 1067,3 63(kcal/m2 ,h.dò)

c. Tính At:

- Thực chất hình thức trao đổi nhiệt ở đây là hình thức trao đổi nhiệt kiểu gián

tiếp.

Công thức tính:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

90°c.

- Atx: hiệu số lớn nhiệt độ hơi nóng và nhiệt độ khối dịch cần đun tới

(°C) At1 = 119.6-90 = 29,6

- Àt2: hiệu số giữa nhiệt độ hơi nóng và khối dịch cần đun.

(°C) At1 = 119.6-50 = 69,6 Vậy ta có:

A^ = 69’6~29’6=47°C

29,6

d. Tính F:

F = -g-=

= 3,8(ffĩ2)

kAítb 1067,63x47

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

- Hệ số an toàn là 1,2 nên diện tích truyền nhiệt thực là:

3,8 X 1,2 = 4,6 (m2)

3. Đặc tính kỹ thuật của nồi hồ hoá:

- Nồi thân trụ, đáy và nắp hình côn được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ.

- Đường kính nồi 2000mm, chiều cao phần thân trụ 1200mm, đun nóng bằng

hơi nước bão hoà áp suất 4 bar.

- Hộp giảm tốc công suất 5 kw, tốc độ 1430 vòng/phút, tốc độ đầu ra 15/30

vòng/phút. Kết cấu hệ thống cánh khuấy kín, chắc chắn, êm.

- Bề dày thân nồi d = 4mm, đáy nồi d = 5mm, nắp nồi d = 4mm. Thân và đáy

dưới bọc cách nhiệt bông thuỷ tinh dày lOOmm, bên ngoài bọc thép không rỉ, có

cầu cách nhiệt với thân nồi.

- Nắp hinh côn, có cửa người tiêu chuẩn, có công tắc an toàn, có đèn chiếu sáng

halogen 24V, 100W, có quả cầu CIP vệ sinh.

- Ống thoát hơi Ộ300, d = 2mm làm bằng thép không ri, cao quá mái l,5-2m, có

chụp ngăn mưa, lưới chống chim, chuột.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

III. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ĐƯỜNG HOÁ

l. Tính kích thước nồi.

• Chọn thiết bị đường hoá:

Chọn thiết bị hồ hoá có 2 vỏ, đáy và nắp hình nón có các kích thước như sau

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 0,6D.

- Đáy hình nón có góc nhọn = 15°c, chiều cao hj. - Nắp hình nón có góc nhọn a2 = 25°c, chiều cao h2.

• Tính kích thước nồi - Tổng lượng dịch đem đường hoá là 10284 kg.

= 10284 = 9522 22(/) = 9 5(w3 ) d 1,08

- Khối lượng riêng d = 1,08 nên thể tích của dịch đường hoá là:

- Hệ số sử dụng nồi là T| = 0,8 vậy thể tích thực của nồi là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

3 = 9j522 = '0,8

- Vậy thể tích nồi là:

y. = + ỉ X ^(A, + *,) = 12(m

h. = — (ga, = —
= — tga2 = —tg25° = —0,466 = 0,233D

„

„

ĩtD2

4

„ 1 7iD2

F, = -- 0.6 D + -X - (0,134 D + 0,233D) = 12(w3)

4

3

4

r,=^-D3=l2(m3) D = 3 Ị 1 2 x 4 = 2,8(ffí) V 0,72 X ^

=> Chọn đường kính nồi là D = 2800mm.

Lớp vở áo hơi dày lOOmm Đường kính ngoài: Dn = 2800 + 2 X 100 =

3000mm Chiều cao trụ: H = 2800 X 0,8 = 2300mm Chiều cao đáy: hj = 2800 X 0,134 =

400mm Chiều cao nắp: h2 = 2800 X 0,233 = 700mm Chọn cánh khuấy cong có dạng

hình mỏ neo. Tra sổ tay hoá công 1 có đường kính cánh khuấy là: d = D/1,2 = 3000/1.2 = 2500 mm.

2. Tính diện tích truyền nhiệt.

- Công thức tính diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

/„_2 (m2)

F = _ổ kAt

+ Q: tổng lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ dịch cháo lên các điểm dừng nhiệt độ. + K: hệ số truyền nhiệt từ hơi đến dịch, kcal/m"h.độ.

+ Àttb: hiệu số nhiệt độ trung bình.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

56

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Q = Qm+Q“ (kcaỉ/h)

T: thời gian

Qi„: lượng nhiệt cần cung cấp cho dịch cháo trong giai

đoạn nhất định.

Qtt = 5% Qm: lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung

quanh. a. Tính Q:

- Q được xác định bởi chu kì tải nhiệt lớn nhất, đó là chu kì nâng nhiệt độ nồi

dịch hoá từ 65°c lên 76°c trong 10 phút.

Q = mCÀt = (n^Q + n^CyAt + mt: khối lượng chất khô

trong dịch (kg) m1 = 545,69 + 1123 X 0,995 X 0,93 + 0,05 X 545,69 X 0,995 X

0,93 = 1559,61 (kg)

+ m2: khối lượng nước trong dịch (kg) m2 = m2 = 3160 +

86,3 + 5436,4 + 76,1 = 8758,8 (kg)

+ C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

Cj tỷ nhiệt của chất hoà tan: C1 = 0,34 (kcal/m".h.độ) Q tỷ nhiệt của nước: Q = 1 (kcal/m".h.độ)

=> Qm = (1559,61 X 0,34 + 8758,8 X 1) (76 -65)

= 102179,74 (kcal)

- Nhiệt tổn thất:

Qtt = 5% Qm = 0,05 X 102179,74 = 5108,99(kcal)

Vậy lượng nhiệt cần cung cấp là:

=* e=&±& =i02m74,5108,99 =Mm2?ma!/h)

60 b. Tính K:

- Công thức tính hệ số truền nhiệt k

a1 Ẳ a2

+ ax: hệ số cấp nhiệt từ hơi nước nóng vào vỏ thiết bị.

--- 1- H ---- 1-r2-\ ---

= 6000

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

57

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

a2 = 2000-yỊp \p: áp suất của hơi nước Để đảm bảo

kcal/m".h.độ + a2: hệ số cấp nhiệt của dịch

2000V2 = 2828,42 (kcal/m".h.độ)

vận hành sản xuất cần áp suất hơi p = 2at => a2 =

+ 5 = 5mm = 0,005m: bề dầy của vỏ thiết bị.

+ k: hệ số dẫn nhiệt của vỏ thiết bị, vỏ thiết bị làm bằng thép không rỉ

nên: k = 300 kcal/m".h.độ

ri r2

+ —, —: hệ số dẫn nhiệt trung bình của cặn bẩn bám vào 2 phía vỏ

r. = —— đối với hơi nước

5000

thiết bị.

5000

1

1

0,005 _J_

1 6000 + 5000 + 300 + 5000 + 2828,42 k =

1067,3 63(kcal/m2 .h.dó)

r, = —— đối với chất hữu cơ, dung dịch muối 2

c. Tính At:

Thực chất hình thức trao đổi nhiệt ở đây là hình thức trao đổi nhiệt kiểu

11Q.6°

--------------------------------- 119,6°

A _ Aíj - At2 ^ Attb - In 1

gián tiếp. Công thức tính:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

58

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Atị. hiệu số lớn nhiệt độ hơi nóng và nhiệt độ khối dịch cần đun tới

76°c.

Ati= 119.6-65 = 54,6 (°C)

- At2: hiệu số giữa nhiệt độ hơi nóng và khối dịch cần đun.

=

54,6 - 43,6 =

‘b 54,6

Atj= 119.6-76 = 43,6 (°C) Vậy ta có:

43,6

ln-

d. Tính F:

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

g-i 6f7^38 = 12,4(m2) kAttb 1067,63x49

- Hệ số an toàn là 1,2 nên diện tích truyền nhiệt thực là:

12,4 X 1,2= 15 (m2)

3.

Đặc tính kỹ thuật của nồi đường hoá:

- Thiết bị nấu malt là thiết bị gia nhiệt loại hai vỏ thân trụ, đáy và nắp hình côn

được làm bằng vật liệu thép không rỉ.

- Đường kính nồi 2000mm, chiều cao phần thân trụ 1700mm, thể tích nồi

170hl, đun nóng bằng hơi nước bão hoà áp suất 4 bar.

- Hộp giảm tốc công suất 5 kw, tốc độ 1430 vòng/phút, tốc độ đầu ra 15/30

vòng/phút. Kết cấu hệ thống cánh khuấy kín, chắc chắn, êm.

- Bề dày thân nồi d = 4mm, đáy nồi d = 5mm, nắp nồi d = 4mm. Thân và đáy

dưới bọc cách nhiệt bông thuỷ tinh dày lOOmm, bên ngoài bọc thép không rỉ, có cầu

cách nhiệt với thân nồi.

- Nắp hình côn, có cửa người tiêu chuẩn, có công tắc an toàn, có đèn chiếu sáng

halogen 24V, 100W, có qủa cầu CIP vệ sinh.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

59

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Ống thoát hơi Ộ300 d = 2mm làm bằng thép không ri, cao quá mái l,5-2m, có

chụp ngăn mưa, lưới chống chim, chuột. IV. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ LỌC DỊCH ĐƯỜNG

• Chọn thùng lọc đáy bằng.

Thùng hình trụ, làm bằng thép không gỉ, có các thông số kỹ thuật sau:

- Khoảng cách từ đáy thật đến đáy giả là 20 cm.

- Hệ số đổ đầy thân trụ là 0,8.

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 0,4D, chiều cao đỉnh h = 0,15D.

- Tạo góc nghiêng ở đáy giả là 1,5°.

• Tính toán

- Sau đường hoá lượng nước bay hơi khoảng 4%. Theo phần tính toán cân bằng

vật liệu, để sản xuất được 1001 bia ta có lượng dịch sau khi đường hoá là 98,72 kg.

=> Vậy lượng dịch sau khi đường hoá của 1 mẻ là: vd -

98,72x1,07x100= 1056^/) (1,07 là khối lượng riêng của dịch đường)

- Tính chiều cao của thòng lọc: khi dùng thùng lọc, theo kinh nghiệm thực tế thì

cứ 1 kg bã khô cho từ 1,81 bã (độ ẩm bã chiếm 80%). Theo tính cân bằng sản phẩm,

khi tạo ra thành phẩm 1001 thì thu được 20,785 kg bã ướt. Vậy lượng bã lọc 1 mẻ là:

2078,5 X 1,8 = 3741,3 lít (khoảng 3,7413 m3).

- Thực tế muốn lọc xảy ra bình thường thì chiều cao lóp bã nằm trong khoảng

0,3-0,5 m. Chọn chiều cao lớp bã hj = 0,4m.

=> Diện tích phần bã lọc là:

- Chiều cao phần dịch trên bã 0,6m.

=> Diện tích phần dịch lọc trên bã là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

60

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM 6,8 (m z)

_ 10,563-3,7413 1 _

0,6 + 0,4

- Tổng diện tích thùng lọc là: s = Sj + S2 = 6,8+ 9,4 = 16,2 (m2) Từ công

= 4,5 (m)

4

V 7Ĩ V 7Ĩ

thức:

- Chiều cao thùng: H = 0,4D = 0,4 X 4,5 + 0,2 = 2(m)

- Chiều cao đỉnh: h = 0,15D = 0,15 X 2,6 = 0,4 (m)

1 ống dẫn dịch ra (chọn 0,8).

- Tính số ống dẫn dịch: theo thực tế sản xuất thì cứ 0,8-1,2 m2 diện tích lọc cần

=> Số ống dẫn dịch là:

^ = 6,5 0,8

Chọn số ống dẫn dịch là 7 ống, đường kính ống dẫn (|) = 60 mm.

- Chọn dao: chiều cao dao h2 = 0,5H = 0,5 X 2,5 =1,3 (m)

Đường kính trục dao: d = 0,8D = 0,8 X 2,6 = 2 (m)

Động cơ 5 kw.

- Dải quạt gồm: tấm lưới dày 5 mm, tổng diện tích của các lỗ chiếm 8- 10% diện

tích đáy, lỗ lưới có hình múi cam cắt ngang. • Đặc tính kỹ thuật của thùng:

- Thiết bị này là thiết bị lọc đáy bằng có răng cào, dung tích 220hl, đường kính

4500mm, chiều cao 2000mm. Độ dày nắp, thân d = 4mm, đáy d = 6mm.

- Thời gian một mẻ lọc không quá 90 phút, có hệ thống điều chỉnh tốc độ lọc, có

hệ thống định lượng nước rửa bã từng giai đoạn. Nắp nồi có khe cửa để tháo, lắp lưới

lọc.

- Mô tơ giảm tốc công suất 5kw cho cánh khuấy, hệ thống cánh khuấy, đảo bã,

cắt gạt bã có kết cấu dạng đặc biệt, tốc độ quay 0,8 - 8 vòng/phút, trục ngang và 12 dao

gạt bã bằng inox, 12 cánh cắt bã, bạc thau, bệ đỡ, chèn

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

61

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

làm kín bằng cao su thực phẩm chịu nhiệt, mô tơ 2kw, hộp giảm tốc để nâng hạ cánh

khuấy có hệ thống an toàn và đèn báo vị trí lệ xuống cánh khuấy.

- Vòng tròn CIP trên nắp nồi đường kính 1500 gắn 5 vòi phun rửa đặc biệt bằng

inox. Hệ thống CIP dưái đáy nổi gồm 16 vòi phun inox, van điều chỉnh áp lực.

- Vòng tròn gom dịch đường kính 1200mm, ống đường kính 60 nối với 7 đầu

gom dịch từ đáy nổi. Thùng trung gian sau lọc có kính quan sát độ trong, thể tích 0,6

m3, van lấy mẫu ộ 10.

- Bảo ôn thân và đáy bằng bông thuỷ tinh dày lOOmm, bên ngoài bọc bọc inox

tấm dày 1,5mm có cầu cách nhiệt.

- Van xả bã 600 bằng thép không rỉ có vít đinh vị, có đèn chiếu sáng halogen

24 V, 100W, cửa người tiêu chuẩn, có kính quan sát.

- Bơm sang nồi nấu hoa hoạt động tự động theo mực nước trong thùng trung

gian, ống thoát hơi (|)300, d = 2mm làm bằng thép không rỉ, cao quá mái l,5-2m, có

chụp ngăn mưa, lưới chống chim, chuột. V. CHỌN THÙNG CHỨA BÃ GẠO VÀ BÃ MALT.

- Lượng bã lọc 1 mẻ là 2,0785 m3.

- Chọn thùng chứa bã: dự trù bã được lấy đi hết sau mỗi ngày làm việc, tức là

vc = 4x2,0785 = 8,314(m3)

chứa được 4 mẻ. Vậy thể tích lượng bã phải chứa là:

= 8^314 =104(B|3Ị

0,8 v '

(0,8 là hệ số đổ đầy của bã trong thùng chứa).

- Chọn 1 thùng chứa bã duy nhất cho nhà máy có hình trụ, đáy hình nón có các

thông số:

Đường kính D, chiều cao trụ H = 1,5D. Đáy hình nón có góc a = 60°, chiều cao đáy h.

Ta có công thức:

vt =-H + -x — h = 10,4(ffí3) v ' 3

4

4

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

62

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

vt =— l,5D + - x — 0,87£> = 10,4(»í3)

h, = —tga = —tg 60° = —1,73 = 0,87D 2 2 2

4

3

4

Vậy chiều cao trụ là: H = 1,8 X 1,5 = 2,8 (m).

Chiều cao đáy là: h = 0,87 X 1,8 = 1,6 (m).

Độ dày của thiết bị ô = 5 mm.

Thiết bị có 4 chân, có khung gia cố, chiều cao đáy cách mặt đất khoảng 1 m,

van xả bã có đường kính 250 mm.

VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ NẤU HOA.

l. Tính kích thước nồi.

• Chọn thiết bị nấu hoa:

Chọn thiết bị nấu hoa có 2 vỏ, đáy và nắp hình nón có các kích thước như sau

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 0,6D.

- Đáy hình nón có góc nhọn ax = 15°c, chiều cao hj.

D

H

- Nắp hình nón có góc nhọn a2 = 25°c , chiều cao h2.

J

h .

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

63

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Tính kích thước:

- Thể tích nồi nấu hoa phải chứa được lượng dịch sau khi lọc và nước rửa bã.

Hệ số đổ đầy của nồi phải thấp vì dịch khi sôi ở nhiệt độ cao sẽ trào lên chiếm một thể

tích lớn, chọn hệ số đổ đầy là 0,7.

- Lượng dịch đường trước khi đưa vào nấu hoa là 108,7371 tính cho 1001 bia

thành phẩm cùng vái lượng nước rửa bãlà 4284,2 lít. Vậy 1 mẻ sẽ là: V = 108,737 X 100 + 4284,2 = 15,2 (m3)

=> vt = — = 22(m3) 0,7

'

3\

- Vậy thể tích nồi là:

__ ĩd)2 TT 1 ĩẩ)2 /, , \ vt =-H + ^x^-{hl +h2) = 22[m )

A, = — tgax = — tg\ 5° = —0,268 = 0,134£> h2 =

_

_

,

„ 1 7ĨD2

—tga2 = —Íg25° = —0,466 = 0,233£> ĩtD2

vt = ---- 0.6 D + - X ----- (0,134 D + 0,233D) = 22(m3) 4

4

3

072^^3 = 22^ 3)

'

4

v ’

D = 3 ị- 2 2 x 4 = 3, 6(m)

\ 0,72 X ^

=> Chọn đường kính nồi là D = 3600mm.

Lớp vở áo hơi dày lOOmm Đường kính ngoài: Dn = 3400

+ 2 X 100 = 3800mm Chiều cao trụ: H = 3600 X 0,6 =

2200mm Chiều cao đáy: hj = 3600 X 0,134 = 500mm

Chiều cao nắp: h2 = 3600 X 0,233 = 800mm

2. Tính diện tích truyền nhiệt.

- Công thức tính diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

F = Q kAttb

(m2)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

64

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Q: tổng lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ dịch cháo lên các điểm dừng

nhiệt độ. + K: hệ số truyền nhiệt từ hơi đến dịch, kcal/m"h.độ.

+ Attb: hiệu số nhiệt độ trung bình.

Q = Qm+Q“ {kcal/h)

T: thời gian On,: lượng nhiệt cần cung cấp cho dịch cháo trong giai

đoạn nhất định.

Qtt = 5% Qm: lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung

quanh.

a. Tính Q:

- Q được xác định bởi chu kì tải nhiệt lớn nhất, đó là chu kì nâng nhiệt độ nồi

dịch hoá từ 70°c lên 100°c trong 30 phút.

Q = mCÀt

+ m: khối lượng dịch đường trước khi nấu hoa cho 1 mẻ nấu (kg)

m! = 108,737 X 100 = 10873,7 (kg)

100 -W w

+ C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

c = c, -— c2 (kcal/m".h.độ)

100 1 100 2

Ci tỷ nhiệt của chất hoà tan: C1 = 0,34 (kcal/m".h.độ)

Q tỷ nhiệt của nước: Q = 1 (kcal/m".h.độ) W: độ ẩm của dịch, %

^>W = 10874-1728 X100% = 84%

10874

^ c= 100-84 x0,34 + —xl = 0,9 100 100

w = ^100% -» Mn = m - Mck m Mck = 1123 + 605 = 1728(Ag)

=> (^ = 10873,7 X 0,9 X (100 -70) = 293589,9 (kcal)

Qtt = 5% Qm = 0,05 X 293589,9 = 14679,5(kcal)

- Nhiệt tổn thất:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

65

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 293589,9+14679,5 =6l65ìmkcal/h)

Vậy lượng nhiệt cần cung cấp là:

=> Q =

60

b. TínhK:

+ r i + T + r2 + ax Ả a2

- Công thức tính hệ số truền nhiệt k

+ ax: hệ số cấp nhiệt từ hơi nước nóng vào vỏ thiết bị.

(Xi = 6000 kcal/m".h.độ +

a2: hệ số cấp nhiệt của dịch

a2 = 2000TỊP \p: áp suất của hơi nước Để đảm bảo vận hành

sản xuất cần áp suất hơi p = 2at => a2 = 2000V2 = 2828,42

(kcal/m".h.độ)

+ 5 = 5mm = 0,005m: bề dầy của vỏ thiết bị.

+ X: hệ số dẫn nhiệt của vỏ thiết bị, vỏ thiết bị làm bằng thép không rỉ nên:

ri r2

X = 300 kcal/m".h.độ + —,—: hệ số dẫn nhiệt trung bình của cặn bẩn bám vào 2 phía vỏ

r, = —-— đối với hơi nước

5000

r7 = —-— đối với chất hữu cơ, dung dịch muối 2

5000

thiết bị.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

66

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

1

1

0,005

1

1

6000 + 5000 + 300 + 5000 + 2828,42 k =

1067,3 63(kcal/m2 .h.do)

c. Tính At:

Thực chất hình thức trao đổi nhiệt ở đây là hình thức trao đổi nhiệt kiểu gián

-

119.6

119,6°

A 4 _ tb ° In-p- At21

70°

tiếp. Công thức tính: ~At2

- Atx: hiệu số lớn nhiệt độ hơi nóng và nhiệt độ khối dịch cần đun tới

100°c.

Atx= 119.6-100= 19,6 (°C)

- Àt2: hiệu số giữa nhiệt độ hơi nóng và khối dịch cần đun.

19,6

A,^ 49,6-19,6 tb 49,6 ln-

Atx= 119.6-70 = 49,6 (°C) Vậy ta có:

d. Tính F:

kAtib 1067,63x32

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

- Hệ số an toàn là 1,2 nên diện tích truyền nhiệt thực là:

18 X 1,2 = 22 (m2)

3. Đặc tính kỹ thuật của nồi nấu hoa:

- Thiết bị nấu là loại thiết bị hình trụ, gia nhiệt kiểu ống chùm, dung tích 260hl,

chiều cao 1800mm, đường kính trụ 3000mm làm bằng thép

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

67

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

không rỉ, thân d = 4mm, đáy d = 5mm, đun nóng bằng hoi bão hoà. Hệ thống phun xịt

nớc dùng vệ sinh nồi với 4 đầu phun CIP 20 m3/h.

- Nắp côn ở đỉnh 25°, có của vệ sinh đường kính 450mm, đèn chiếu sáng 24V,

100W, có công tắc. ống thoát hơi Ộ300, d = 2mm làm bằng thép không rỉ, cao quá mái

l,5-2m, có chụp ngăn mưa, lưái chống chim, chuột.

- Gia nhiệt chùm ống bên trong, mặt sàn dày lOmm, có nón ngăn sôi trào và đảo

dịch; thời gian nấu sôi 70 - 80 phút, có quả cầu vệ sinh. Bảo ôn thân và đáy bằng bông

thuỷ tinh dày lOOmm, bên ngoài bọc inox dày l,5mm.

- Chân nồi bằng ống inox, đáy nổi bằng thép không rỉ dày 6mm. một đẳờng ống

nạp theo phương tiếp tuyến với thành nồi làm bằng thép không rỉ, được hàn vào thành

nồi. VII. THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG.

l.Tính kích thước nồi.

Nước nóng trong quá trình nấu bao gồm:

- Nước vệ sinh: nước rửa thiết bị.

- Nước công nghiệp: nước dùng để nấu và rửa bã. • Tính nước vệ sinh:

- Sau khi hoàn thành một mẻ nấu ta cần vệ sinh nồi nấu bằng nước nóng.

- Mỗi nồi cần 3001 với hệ thống nấu và mỗi hệ thống gồm các nồi: hồ hoá, nồi

đưòng hoá, nồi lọc đáy bằng, nồi nấu hoa, thùng lắng xoáy; có tất cả 5 thùng cần vệ

sinh.

Vậy lượng nước cần dùng là: Nvs = 4 X 5 X 300 = 6000 (1).

• Tính nước cho dây truyền nấu:

- Lượng nước dùng cho rửa bã là: Ni = 4284,5 (1).

- Lượng nước dùng để nấu và đường hoá:

N2 = 3160 + 5436,4 = 8596,4 (1)

Vậy lượng nước dùng cho công nghiệp là:

Ncn= Ni + N2 = 8596,4 + 4284,5 = 12880,9 (1)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

68

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

=^> Vậy tổng lượng nước cần dùng là:

N = 6000 + 12880,9 = 18880,9 (1) = 18,88(m3)

• Chọn thiết bị:

- Thiết bị được chọn dạng thân trụ, nắp hình chỏm cầu có các thông số kỹ thuật:

Đường kính D, chiều cao trụ H = 2D.

Chiều cao nắp: h = 0,15D.

24(»í3)

Hệ số đổ đầy của thùng: 0,8. —» Vậy thể tích thực của thùng là:

18,88 0,8

3\

71D2 TT 1 7ỈD2 . H + — X ----- h = 241/M3 ) A V /

3

4

3

4

v '

- Ta có công thức:

= 2,5(m)

vt =— 2D + - X — 0,15JD = 24Ím3) ' 4

2 ẹ^D>=2 4^D = ị^ỉ± -

4

\ 2,05 X n

Vậy đường kính thùng D = 2,5 m. Chiều cao trụ: H = 5 m; chiều cao nắp h = 0,4 m.

2. Tính diện tích truyền nhiệt.

- Công thức tính diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

F = -0—(m2) kAtlb

K

+ Q: tổng lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ dịch cháo lên các điểm dừng

nhiệt độ. + K: hệ số truyền nhiệt từ hơi đến dịch, kcal/m"h.độ.

- (kcal / h)

Q = + Àttb: hiệu số nhiệt độ trung bình.

Qm + Qtt

T: thời gian

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

69

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Q™: lượng nhiệt cần cung cấp cho dịch cháo trong giai

đoạn nhất định.

Qtt = 5% Qm: lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung

quanh. a. Tính Q:

- Q được xác định bởi chu kì tải nhiệt lớn nhất, đó là chu kì nâng nhiệt độ từ

25°c lên 50°c trong 30 phút.

Q = mCÀt

IĨIỊ = 18880,9 (kg)

+ m: khối lượng dịch đường trước khi nấu hoa cho 1 mẻ nấu (kg)

+ C: nhiệt dung riêng của khối nước, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

c = 1 (kcal/m".h.độ)

=> Qm = 18880,9 X 1 X (50 -25)

= 472022,5 (kcal)

- Nhiệt tổn thất:

Qtt = 5% Qm = 0,05 X 472022,5 = 23601,125 (kcal)

Vậy lượng nhiệt cần cung cấp là:

a. g = = 47202^5 + 23601,125 =991247>25(MM)

60

b. Tính K:

- Công thức tính hệ số truền nhiệt k

—+ rl +z7 + r2 + — ax Ẵ a2

+ a,: hệ số cấp nhiệt từ hơi nước nóng vào vỏ thiết bị.

a, = 6000 kcal/m".h.độ +

a2: hệ số cấp nhiệt của dịch

a2 = 2000y[p \p: áp suất của hơi nước Để đảm bảo vân

hành sản xuất cần áp suất hơi p = 2at => a2 = 2000V2 =

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

70

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

2828,42 (kcal/m".h.độ)

+ 8 = 5mm = 0,005m: bề dầy của vỏ thiết bị.

+ k: hệ số dẫn nhiệt của vỏ thiết bị, vỏ thiết bị làm bằng thép không rỉ nên: k

= 300 kcal/m".h.độ

ri r2

+ — , — : hệ số dẫn nhiệt trung bình của cặn bẩn bám vào 2 phía vỏ

thiết bị.

5000

r, = —-— đối với hơi nước

5000

1

1

1

0,005 1 6000 + 5000 + 300 + 5000 + 2828,42 k =

1067,3 63(kcal/m2 h.dò)

r, = —— đối với chất hữu cơ, dung dịch muối 2

c. Tính At:

Thực chất hình thức trao đổi nhiệt ở đây là hình thức trao đổi nhiệt kiểu gián

119.6°

---------------------------------- 119,6°

A _ Aíj - At2 ^ Attb - In 1

tiếp. Công thức tính:

- At,: hiệu số lớn nhiệt độ hơi nóng và nhiệt độ khối dịch cần đun tới 50°c. (°C) At1 = 119.6-50 = 69,6

- At2: hiệu số giữa nhiệt độ hơi nóng và khối dịch cần đun.

(°C)

Vậy ta có: At1= 119.6-25 = 94,6

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

71

69,6

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

d. Tính F:

Q _ 991247,25

Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

kAttb 1067,63x81

= 12(»í2)

Hệ số an toàn là 1,2 nên diện tích truyền nhiệt thực là:

12 X 1 , 2 = 14 (m2)

3. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Thiết bị được chế tạo bằng thép không gỉ, hình trụ tròn, cấu trúc hàn đứng, có

kết cấu bảo ôn tốt.

- Thiết bị dùng để chứa nước đã xử lý từ hệ thống xử lý nước, cung cấp cho nhà

nấu để dùng cho nấu bia, rửa bã và vệ sinh thiết bị.

- Dung tích 24 m3.

- Đường kính 2500 mm.

- Chiều cao 5000 mm.

- Bề dày vật liệu: 5 mm.

- Trang bị của bồn gồm có: cửa người đường kính 400 mm, có 1 nhiệt kế và có

ống đo mức nước. VIII. TÍNH VÀ CHỌN THÙNG LẮNG XOÁY.

l.Tính kích thước thùng.

- Lượng dịch sau đun hoa cho mỗi mẻ là 11,210 m3.

- Sử dụng thùng lắng xoáy để lắng cặn và làm lanh nhanh sơ bộ với hệ số đổ đầy

11210

0,7. - Thể tích thực của thùng là:

0,7

ló(»í3)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

72

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Nồi lắng xoáy đáy bằng khi lắp đặt phải để nghiêng (8-10%) để dịch được tháo

ra hêt, các thông số kỹ thuật của nồi:

Đường kính D.

Chiều cao trụ H = 0,6D. Nắp hình nón có góc nhọn a = 25°c, chiều cao nắp h.

/ 3\

„ _ 7lD2 1 7lD2 V. = ------- H + -j-x ------- h = 161/72 1

4

3

4

v '

h = —tga2 = —tg25° = —0,466 = 0,233£>

V' = —0,6D + - X — 0,233D = lóím3)

4

4

3

v ;

' ỵ Ọ ^ Đ s = l 6 ^ Đ = ^ 4 = 3 ( m )

'

4

]Ị 0,68^ v 1

- Thể tích thùng tính theo công thức:

Vậy đường kính nồi lắng xoáy D = 3 m.

Chiều cao trụ H = 0,6 X 3 = 1,8 m.

Chiều cao nắp h = 0,233 X 3 = 0,7 m.

2. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Thiết bị này rất đơn giản chỉ là một thiết bị hình trụ có dung tích 16m3, đường

kính 3000mm, chiều cao 1800mm.

- Thân trụ d = 4mm, nắp thùng d = 4mm côn ở đỉnh 25°, lốc trên máy chuyên

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

73

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

dụng; đáy phảng d = 5mm, cửa người chui tiêu chuẩn.

- Đèn chiếu sáng 24V, 100W, có bảo vệ, có công tắc. ống thoát hoi 300, d =

2mm làm bằng thép không rỉ, cao quá mái l,5-2m, có chụp ngăn mưa, lưới chống

chim, chuột.

- Đáy nồi phẳng, nghiêng về phía cửa xả 2%, inox dày 6mm, có quả cầu vệ

sinh. Có các ống thuỷ để kiểm tra mức, dễ vệ sinh, dễ kiểm tra. IX. TÍNH VÀ CHỌN HỆ THỐNG CIP CHO NHÀ NẤU BIA.

Hệ thống CIP cho nhà nấu bia có 3 thùng gồm:

- 1 thùng chứa NaOH 2%.

- 1 thùng chứa axit HNO3 0,1%.

- 1 thùng chứa nước.

Mỗi mẻ nấu xong thường được vệ sinh với thể tích chất lỏng bằng 5% thể tích

thùng nấu. Có 4 mẻ trong 1 ngày, tuy nhiên chỉ tính cho một mẻ nấu.

Vì thùng nấu hoa lán nhất nên tính thể tích mỗi thùng CIP theo thể tích

thùng nấu hoa.

Thể tích thùng nấu hoa: V = 16 m3.

Hệ số sử dụng của thùng CIP là 0,9, vậy thể tích của mỗi thùng CIP là:

1 6 x 0 1 5 ^ / 3 ) '

0 , 9

’

Chọn cấu tạo thùng:

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 1,5D.

- Đáy hình nón có góc nhọn a, = 15°c, chiều cao hj.

„ _ nD1 1 ĩĩD1 Ị Ị \_i( 3\ Vt=^-H + ịx^-(h1+h2) = l{m ) h = —tgal = —tg\5° = —0,268 = 0,134D 2 2 2

vt = —1,5 D + - X — (o,l 34D + 0,134£>) = l(m3)

- Đáy hình nón có góc nhọn a2 = 15°c, chiều cao h2. Công thức tính thể tích thùng:

„ \,6JC . „

^ /1X 4 „/• \

Vậy đường kính nồi lắng xoáy D = 1 m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

74

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Chiều cao trụ H = 1,5 X 1 = 1,5 m.

Chiều cao đáy hj = 0,134 X 1 = 0,134 m.

Chiều cao nắp h2 = 0,134 X 1 = 0,134 m.

- Trên nắp thùng có cửa đưa hoá chất vào thùng theo từng mẻ, có đường ống

dẫn nước đã xử lý để hoà tan và pha loãng hoá chất.

- Nhược điểm của thùng là không tự động hoá, phải pha hoá chất theo từng mẻ.

- Ưu điểm là thiết bị gọn, không cồng kềnh, dễ vận hành thao tác.

X. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ LÀM LẠNH NHANH.

1. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Máy trao đổi nhiệt tấm bản 1 cấp làm bằng thép không ri, có kết cấu khung với

cơ cấu ép bọc thép không rỉ, tấm bản bằng thép không ri dày 0,lmm, gioăng bằng cao

su, các bích nối bằng thép không rỉ.

- Có bộ điều chỉnh lưu lượng nước đá tan để đảm bảo nhiệt độ ra luôn ổn định

theo yêu cầu.

- Máy có thể hạ nhiệt độ của dịch đờng nóng từ 96°c xuống 8°c bằng cách trao

đổi nhiệt với nước đá tan từ 2° lên 80°c với công suất 200hl/h. - Có chỉ thị đo nhiệt độ dịch đến hệ thống lên men.

2. Tính diện tích truyền nhiệt.

- Công thức tính diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

75

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Q: tổng lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ dịch cháo lên các điểm dừng

nhiệt độ. + K: hệ số truyền nhiệt từ hơi đến dịch, kcal/m"h.độ.

+ Attb: hiệu số nhiệt độ trung bình.

Q = Qm+Q“ {kcal/h)

T: thời gian

On,: lượng nhiệt cần cung cấp cho dịch cháo trong giai

đoạn nhất định.

Qtt = 5% Qm: lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung

quanh.

a. Tính Q:

- Q được xác định bởi chu kì tải nhiệt lớn nhất, đó là chu kì giảm nhiệt độ khối

dịch từ 96°c xuống 8°c trong 120 phút.

Q = mCÀt

+ m: khối lượng dịch đường sau lắng xoáy của 1 mẻ, coi quá trình bay hơi

không đáng kể, (kg)

mj = 10789(kg)

p = l , 0 7

=^> m = 10789 X 1,07 = 11544,23 + C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

c = 0,95 (kcal/m".h.độ)

=> Qm = 11544,23 X 0,95 X (96 -8)

= 965097,63 (kcal)

Qtt = 5% Qm = 0,05 X 965097,63 = 48254,88 (kcal) Vậy

- Nhiệt tổn thất:

lượng nhiệt cần cung cấp là:

= 506676,26(kcallh)

=>Ô =

120 60

Qm+Qtt _ 965097,63+ 48254,88 T

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

76

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

b. Tính K:

- Công thức tính hệ số truền nhiệt k

--- 1- H --- 1-r2-\ ----

a1 Ẳ a2

+ 0^: hệ số cấp nhiệt từ hơi nước nóng vào vỏ thiết bị.

(Xi = 6000 kcal/m".h.độ +

a2: hệ số cấp nhiệt của dịch

a2 = 2000TỊP \p: áp suất của hơi nước Để đảm bảo vận hành

sản xuất cần áp suất hơi p = 2at => a2 = 2000V2 = 2828,42

(kcal/m".h.độ)

+ 5 = 5mm = 0,005m: bề dầy của vỏ thiết bị.

+ X: hệ số dẫn nhiệt của vỏ thiết bị, vỏ thiết bị làm bằng thép không rỉ nên:

X = 300 kcal/m".h.độ

ri r2

+ —, —: hệ số dẫn nhiệt trung bình của cặn bẩn bám vào 2 phía vỏ

thiết bị.

5000

r. = —— đối với hơi nước

5000

6

1

1

0,005

1

1

6000 5000

300

5000 2828,42

k = 1067,3 63(kcal/m2 .h.dò)

r7 = —-— đối với chất hữu cơ, dung dịch muối 2

c. Tính At:

Thực chất hình thức trao đổi nhiệt ở đây là hình thức trao đổi nhiệt kiểu gián

tiếp. Công thức tính:

ầtì - Át2 Átì ln

^21

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

77

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Atx: hiệu số lớn nhiệt độ giữa hơi lanh và khối dịch.

Ati = 96 - 2 = 94

(°C)

- At2: hiệu số giữa nhiệt độ giữa nước và khối dịch.

Atj = 80 - 8 = 72

(°C)

94-72

= 81°c

At'b =

Vậy ta có:

h," 72 d. Tính F:

F = -Sl = 506676,26

,

kAítb 1067,63x81

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

6 X 1,2 = 7,2 (m2)

- Hệ số an toàn là 1,2 nên diện tích truyền nhiệt thực là:

=> Số tấm là: ——— = 15 (tấm)

0,6 X 0,8

- Chọn diện tích mỗi tấm truyền nhiệt là 0,6 X 0,8 (m2)

XI. TÍNH VÀ CHỌN MÁY NÉN KHÍ.

Không khí được nén qua máy nén khí, sau đó được lọc qua màng siêu lọc để

lọc bụi.

• Tính toán:

- Lượng khí cần cung cấp đảm bảo cung cấp 6 mg 02/lít dịch lên men. Ta biết

phần khối lượng mà 02 chiếm so với không khí sạch (ở nhiệt độ thường là 0,23). Vậy

khối lượng không khí sạch cần cung cấp là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

78

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

MKK =Õ^3 = 26>ữ9b»g")

- Tính cho 1 mẻ nấu:

M= 26,09 X 10681 = 278667,29 (mg) = 279 (kg)

- Qui đổi ra thể tích riêng:

P = P o ^ f { k g / m 3 )

o

Khối lượng riêng của không khí được tính như sau:

Trong đó p, p0 lần lượt là khối lượng riêng của không khí sạch tại điều kiện

nhiệt độ là 0°c và 20°c và cùng áp suất khí quyển.

Tra sổ tay hoá công I ta có p0 = 1,293 (kg/ m3)

= 1,2{kgIm 3)

p = 1,2937 2 7 3 \

(273 + 20)xl vs '

= 232,5(ms)

- Qui định thời gian bơm dịch vào lên men là 30 phút, đây chính là thời gian

phải hoà trộn hết lượng không khí trên, cũng là khoảng thời gian máy phải nén đủ

/

3

lượng khí. - Năng suất của máy nén khí cần đạt:

232,5 X 60

\

N = ----- — ---- = 4651/72 /h1

30

v

'

XII. TÍNH VÀ CHỌN THÙNG LÊN MEN.

l.Tính kích thước nồi.

• Chọn thiết bị lên men:

- Thùng lên men hình trụ, nắp hình chỏm cầu, đáy côn, có các kích thước:

+ Đường kính D. + Chiều cao trụ H = 3D.

+ Nắp hình chỏm cầu, chiều cao nắp hj = 0,15D.

+ Đáy hình nón có góc nhọn a = 70°c, chiều cao h2.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

79

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

D

H

h-

• Tính kích thước:

- Thể tích hữu ích của thùng lên men bằng lượng dịch đường chứa trong thùng,

3

= 42/724 0,8

h2 = —tga = — tg70° = —2,747 = 1,37D

ở đây ta chọn lượng dịch đường cho cả ngày sản xuất:

vd = 4Vdịchlạiứl=4 X 10681 = 42724 (1) = 42,724 (m3)

- Hệ số đổ đầy thùng là 0,8 vậy thể tích thực của thùng lên men là:

Thể tích cả thùng tính theo công thức:

=> Chọn đường kính thùng D = 3m.

+ Chiều cao trụ H = 3D = 9m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

80

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Chiều cao nắp hj = 0,5m.

+ Chiều cao đáy h2 = 4,2m.

- Chiều cao thùng lên men: thùng lên men đặt cách nền lm, vậy chiều cao thùng

tính từ nền nhà là:

Ht = 0,8 + hj + H + h2 = 1 + 4,2 + 9 + 0,5 = 14,7 (m).

• Diện tích bề mặt truyền nhiệt: cứ lm3 dịch cần 0,7 m2 mặt truyền nhiêt: F =

0,7V = 0,7 X 42,724 = 29,9 (m2)

2. Tính số thùng lên men:

- Số thùng lên men tính theo công thức:

A r _ V x T 1 N = ——— + 1 V,

T: chu kì lên men, ngày.

Chọn thời gian lên men chính: 6 ngày.

Chọn thời gian lên men phụ: 10 ngày. -► Chu kì lên men: T = 6 + 1 0 + l = 17 (ngày)

- Mỗi thùng lên men chứa lượng dịch lên men bằng lượng dịch đường nấu được

trong một ngày nên coi vt = V.

Vậy số thùng là N = 17 +1 = 18 (thùng)

3. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Tank lên men là thiết bị hình trụ nón gồm 18 chiếc, được đặt ngoài trời trên

sàn bê tông cao > lm, đảm bảo chịu được tải trọng, gió bão.

- Nhiệt độ môi trường không ảnh hưởng đến công nghệ lên men, tổn thất nhiệt ít

nhất, kín tuyệt đối, không để nước mưa, nước vệ sinh ngấm vào lớp bảo ôn.

- Vật liệu chế tạo các tank bằng thép không rỉ, áp suất làm việc 1,5 bar; áp suất

thử nghiệm 2 bar; độ chân không 0,1 mmHg.

- Dung tích sử dụng 53 m3; đáy 70°; nhiệt độ từ (-3 -T- -5)°c.

- Đường kính thùng D = 3m.

- Chiều cao trụ H = 3D = 9m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

81

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Chiều cao nắp hj = 0,5m.

- Chiều cao đáy h2 = 3,9m.

- Bảo ôn bằng bọt PU tỷ trọng 30-35 kg/m3, lớp bọc bảo ôn đợc sơn chống

thẩm, bọc nilon 2 lớp và văn chặt bằng dây nhựa tổng hợp trước khi bọc lớp bảo vệ bên

ngoài.

- Bọc kim loại cho phần trụ bằng inox sóng 0,7mm; bọc kim loại cho phần đáy

và đỉnh bồn hình côn bằng tăm inox lmm. chiều dày đáy 6mm, thân 5mm, đỉnh 6mm,

lớp áo lạnh 2,5mm.

XIII. TÍNH VÀ CHỌN THÙNG GÂY MEN CẤP 2.

l.Tính kích thước thùng.

- Chọn thùng giống hình trụ, làm bằng thép không rỉ.

- Thể tích thùng chứa vừa đủ cấp giống cho 1 ngày lên men, biết lượng giống

dùng cho 1 mẻ bằng 10% thể tích dịch đường của 1 thùng lên men. - Lượng giống cần dùng là: V = 42,724 X 10% = 4,3 (m3)

=> Vậy thể tích thực của thùng là:

vt = ^ = 4,8(m3) ' 0 , 9 v '

(hệ số chứa đầy thùng lên men là 0,9)

- Chọn thùng gây men có các thông số kỹ thuật:

+ Đường kính D.

+ Chiều cao trụ H = 3D.

+ Nắp hình chỏm cầu, chiều cao nắp hj = 0,15D.

+ Đáy hình nón có góc nhọn a = 70°c, chiều cao h2. - Công thức tính thể tích thùng:

vt =

ĩd)2 TT 1 ĩĩD1 , - - - H + ^ x - - - - h , 4

4

3

h2 =

„„„ iđỷ

.. 1,37.

ĩĩD2,

1

— tga = — tg70° = — 2,747 = 1,37D 2 2 2 ĩĩD2 _^ -------- 3 D + - X -------- 1,372? = ---------- (3 + —) = 2,7 D

„„^3 3

4

3

4

4

3

K =

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

82

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Từ công thức tính thể tích thùng ta có:

= l,2(m)

Í4~8 D = 3 V 2,7 + Đường kính thùng D = 1,2 m.

+ Chiều cao trụ H = 3D = 3,6 m.

+ Chiều cao nắp hj = 0,2 m.

+ Chiều cao đáy h2 = 1,6 m.

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt: cứ lm3 dịch cần 0,7 m2 mặt truyền nhiêt: F =

0,7V = 0,7 X 4,8 = 3,4 (m2)

2.Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Thùng gây men cấp 2 hình trụ, nắp hình chỏm cầu, đáy côn.

+ Dung tích 4,8 m3,

+ Đường kính thùng D = 1,2 m.

+ Chiều cao trụ H = 3,6 m.

+ Chiều cao đáy hj = 1,6 m.

+ Chiều cao nắp h2 = 0,2 m.

- Bên trong thùng: áp lực vận hành 2 bar, nhiệt độ vận hành tối đa là 127°c. - Vỏ làm lạnh: áp lực vận hành 2 bar, nhiệt độ vận hành là 2 + -4°c.

- Thùng được bảo ôn bằng polyurethane 100 mm, ngoài bọc inox.

- Trang bị ở phần đỉnh: có 1 cửa vệ sinh; 1 đèn halogen 24V, 100W; 1 ống vòi

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

83

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

với đầu phun CIP; có van an toàn, van chân không. - Trang bị phần trụ: 1 van lấy mẫu; có đầu vào và ra glycol làm lanh.

- Trang bị phần đáy: 1 đầu vòi cho sục khí; một đầu cho cặp nhiệt Pt 100; 1 đầu

van xả bã. XIV. THÙNG GÂY MEN CẤP 1.

l.Tính kích thước thùng.

- Chọn thùng giống hình trụ, làm bằng thép không rỉ.

- Thể tích thùng chứa vừa đủ cấp giống cho 1 ngày lên men, biết lượng giống

dùng cho 1 mẻ bằng 10% thể tích dịch đường của 1 thùng gây men cấp 2. - Lượng giống cần dùng là: V = 4,3 X 10% = 0,43 (m3)

'

0,9 v '

=> Vậy thể tích thực của thùng là:

(hệ số chứa đầy thùng lên men là 0,9)

- Chọn thùng gây men có các thông số kỹ thuật:

+ Đường kính D.

+ Chiều cao trụ H = 3D.

+ Nắp hình chỏm cầu, chiều cao nắp hj = 0,15D.

,

„ _ 7ĨD2 ư 1 7ĨD2 vt = ----------------- H + - X -------------- h 1

3

4

4

h2 = —tga = —tg70° = —2,747 = 1,37D

+ Đáy hình nón có góc nhọn a = 70°c, chiều cao h2. - Công thức tính thể tích thùng:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

84

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

ĩtD

1^7) = 2,7 D3 3

1,37 D =

3D + — X

- Vậy ta có thể tích thùng:

4

1 7ĨD 3

0,48 '

D =

0,6 (m)

2,7

vt =

+ Đường kính thùng D = 0,6 m. +

Chiều cao trụ H = 3D = 1,8 m. +

Chiều cao nắp hi = 0,1 m.

+ Chiều cao đáy h2 = 0,8 m.

2.Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Thùng gây men cấp 2 hình trụ, nắp hình chỏm cầu, đáy côn. +

Dung tích 0,48 m3,

+ Đường kính thùng D = 0,6 m.

+ Chiều cao trụ H = 1,8 m.

+ Chiều cao nắp hj = 0,1 m.

+ Chiều cao đáy h2 = 0,8 m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

85

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Bên trong thùng: áp lực vận hành 2 bar, nhiệt độ vận hành tối đa là 127°c. - Vỏ làm lạnh: áp lực vận hành 2 bar, nhiệt độ vận hành là -4 -i- -10°c.

- Thùng được bảo ôn bằng polyurethane 100 mm, ngoài bọc inox.

- Trang bị ở phần đỉnh: có 1 cửa vệ sinh; 1 đèn halogen 24V, 100W; 1 ống

vòi với đầu phun CIP; có van an toàn, van chân không. - Trang bị phần trụ: 1 van lấy mẫu; có đầu vào và ra glycol làm lanh.

- Trang bị phần đáy: 1 đầu vòi cho sục khí; một đầu cho cặp nhiệt Pt 100; 1

đầu van xả bã.

XV. THÙNG RỬA MEN VÀ BẢO QUAN MEN DÙNG LẠI.

l.Tính kích thước thùng.

- Khi chọn thùng do tính toán đến cả trường hợp sau lên men nấm men bị

nhiễm tạp cần phải xử lý bằng axit H3PO4 0,6% hoặc bằng kiềm nhẹ. Do vậy vật liệu

làm bằng thép không rỉ, chịu được độ pH dao động từ 4 - 8.

- Chọn thùng chứa men có các thông số kỹ thuật:

+ Đường kính D.

+ Chiều cao trụ H = 3D.

+ Nắp hình chỏm cầu, chiều cao nắp hi = 0,15D. + Đáy hình nón có góc nhọn a = 70°c, chiều cao h2.

- Lượng men thu được thường bằng khoảng 2% so với lượng dịch lên men.

Dịch lên men của 1 thùng khoảng 42,724 m3, chọn thu men trong cả 1 ngày rồi mới

đưa đi xử lý. V = 2% X 42,724 = 0,85 (m3)

Hệ số đổ đầy bằng 0,8, ta có:

P>5£ = 1,07M 0,8 ' '

1 ĩĩD2 u

V, = - - - H + - X -------------k ‘ 1

- Công thức tính thể tích thùng:

3 4 4

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

86

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

D

D D jtga = y #70° = y 2,747 = 1,37D

1 7ĨD 2

7ĨD2

1,37 D = —(3 + l-^~) = 2,7D3 4

h2 =

-3D + — X 4 4 3

D =

vt = 3

- Vậy từ công thức trên ta có:

+ Đường kính thùng D = 0,8 m. +

Chiều cao trụ H = 3D = 2,4 m. +

Chiều cao nắp ht = 0,1 m.

+ Chiều cao đáy h2 = 0,8 m.

2.Đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

- Thùng gây men cấp 2 hình trụ, nắp hình chỏm cầu, đáy côn. +

Dung tích 0,48 m3,

+ Đường kính thùng D = 0,6 m.

+ Chiều cao trụ H = 1,8 m.

+ Chiều cao nắp hj = 0,12 m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

87

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Chiều cao đáy h2 = 1,1 m.

- Vỏ làm lạnh: áp lực vận hành 2 bar, nhiệt độ vận hành là 0 -4°c.

- Thùng được bảo ôn bằng polyurethane 100 mm, ngoài bọc inox.

- Trang bị ở phần đỉnh: có 1 cửa vệ sinh; 1 đèn halogen 24V, 100W; 1 ống vòi

với đầu phun CIP; có van an toàn, van chân không.

- Trang bị phần trụ: 1 van lấy mẫu; có đầu vào và ra glycol làm lạnh; một bộ

cánh khuấy.

- Trang bị phần đáy: 1 đầu vòi cho sục khí; một đầu cho cặp nhiệt Pt 100; 1 đầu

van xả bã. XVI. TÍNH VÀ CHỌN HỆ THỐNG CIP TRUNG TÂM.

• ƠP trung tâm gồm 2 hệ thống: CIP nóng và CIP lạnh.

- CIP lạnh có 3 bồn chứa H20, NaOH và Oxonia.

- CIP nóng có 2 bổn chứa H20 và NaOH.

Thể tích của hoá chất rửa thiết bị bằng 5% thể tích dịch lên men, hệ số chứa

của thùng bằng 0,9. Thể tích thùng lên men V = 53,405 m3, vậy thể tích của thùng

chứa là:

53,405x0,05^3)

0,9 ' '

• Chọn cấu tạo thùng:

- Đường kính D.

- Chiều cao trụ H = 1,5D.

- Đáy hình nón có góc nhọn a, = 15°c, chiều cao hj.

- Đáy hình nón có góc nhọn a2 = 15°c, chiều cao h2.

V t = — H + ^x — {hỉ+h1) = ?(m )

\ = — tgal = —tg\5° = —0,268 = 0,134D

vt = —1,5 D + - X — (o,l 34D + 0,134T>) = 3(m3)

• Công thức tính thể tích thùng:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

88

= ỊĨ6 Z)3 = 09

‘

4

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM => D =

Vậy đường kính nồi lắng xoáy D = 1,4 m.

- Chiều cao trụ H = 1,5 X 1,4 = 2 m.

- Chiều cao đáy hj = 0,134 X 1,4 = 0,2 m.

- Chiều cao nắp h2 = 0,134 X 1,4 = 0,2 m.

• Hệ thống CIP lanh và CIP nóng được chế tạo gần giống nhau gồm: cửa vệ

sinh tiêu chuẩn, ống xả tràn và hệ thống đập bọt hoá chất. Riêng hệ thống CIP nóng

có thêm bộ phận gia nhiệt bằng hơi gồm: ống gia nhiệt, van cấp hơi tay, van cấp hơi

tự động, bộ thu nước ngưng ... XVII. HỆ THỐNG THU Hồi C02.

Từ bảng tính cân bằng sản phẩm có lượng C02 thu hổi trong 1 ngày là 448

kg.

Hệ thống thu hồi C02 bao gồm các thiết bị: máy rửa khí; bộ lọc, sấy; máy nén

khí, bình cầu chứa khí C02. l.Máy rửa khí.

- Máy rửa khí là một bồn chứa có nắp dùng để loại các tạp chất có khả năng

hoà tan trong nước ra khỏi C02.

- Thực chất quá trình thu khí C02 chủ yếu thực hiện trong giai đoạn sau của

quá trình lên men chính (thu khoảng 90% khí trong thời gian 3 ngày).

- Luôn có 3 thùng lên men được thu khí trong 1 ngày. Để giảm số máy làm

việc tối đa, tại công đoạn này cần bố trí 3 máy làm việc 100% thời gian. - Trong 1 ngày máy thu khí phải hoạt động để thu hết lượng khí là:

90% X 448 X 3 = 1209,6 (kg)

Năng suất thu hồi khí cần đạt:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

89

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Chọn máy rửa khí có quy cách kỹ thuật:

- Năng suất 20 kgCCVh.

- Đường kính 100 mm.

- Chiều cao 1500 mm.

- Lượng nước tiêu thụ 301/h.

- Thời gian làm việc 24 h/ngày. 2.BỘ xử lý C02.

- Mục đích: để loại các hợp chất không hoà tan trong nước cũng như hơi ẩm

không hoà tan trong khí C02.

- Chọn bộ lọc, sấy C02 có các quy cách kỹ thuật sau:

+ Năng suất lọc: 20kg CCVh.

+ Thời gian làm việc: 24 h/ngày.

+ Vật liệu: thép không rỉ.

+ Thời gian hoàn nhiệt: 5 h.

- Tính số lượng tháp:

+ Lượng C02 lọc và sấy trong 1 ngày là:

50 X 24 = 1200 (kg/ngày)

+ Sau quá trình rửa khí còn lại khoảng 50% lượng C02 ban đầu:

= 0,5

m =

1209,6 X 50% = 604,8 (kg/ngày)

604,8 1200

+ Số tháp làm việc là:

chọn 1 tháp làm việc.

3.

Máy nén khí.

Máy nén khí là 1 máy nửa kín được truyền động trực tiếp. Quy cách kỹ thuật

của máy: - Tốc độ: 2000 vòng/phút.

- Nhiệt độ ngưng tự của íreon: +40°c.

- Nhiệt độ bốc hơi của íreon: -30°c.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

90

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Công suất: 5 kw.

- Công suất tiêu thụ: 4 kw.

- Nhiệt độ nước làm mát: 20°c.

- Lượng nước làm mát tiêu thụ 1 m3/h. 4. Bình cầu chứa khí

- Dung tích: 5 m3.

- Đường kính: 1570 mm.

- Chiều dài: 3140 mm.

- Áp suất làm việc tối đa: 200 mm cột nước. - Vật liệu: vỏ được chế tạo bằng cao su bọc vải polyester.

XVIII.

TÍNH VÀ CHỌN MÁY LỌC BIA.

Chọn máy lọc kiểu bản có bột trợ lọc DIATOMIT để tăng cường chất lượng

lọc bia.

l.Tính máy lọc bản.

- Từ bảng cân bằng vật liệu: trong 1 ngày lượng bia cần lọc là 41017,2 lít.

Trên thực tế theo bố trí dây truyền công nghệ chọn biện pháp lọc như sau:

v _ 41017,2

12818( l l h )

4x0,8

- Tiến hành lọc mỗi thùng bia trong 1 ngày, 2 ca làm việc thời gian hoạt động

của máy 4 h, hệ số sử dụng của máy là 0,8. Vậy năng suất lọc là: - Tính số bản:

+ Máy khung bản thực tế chỉ lọc khoảng 1000 1/ m2 bề mặt lọc. Vậy diện

12,818(»í2)

12818 1000

tích bề mặt lọc tổng số là:

+ Chọn bản lọc có kích thước

là D X R = 800 X 800 (mm), bề dày 40 mm. Vậy số bản cần có là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

91

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Để tăng thêm chât lượng sản phẩm cần lắp thêm fần lọc tinh gồm 20 bản

có bề dày 10 mm. Vậy chiều dài thực của máy là: 20 X 0,04 + 20 X 0,01 + 1,2 = 2,2 (m)

(1,2 m là chiều dài của 2 đầu máy lọc).

+ Chọn chiều cao của cả chân máy là lm.

2.Tính thùng hoà bột trợ lọc.

- Bột trợ lọc DIATOMIT vái chất lượng thường dùng khoảng lkg/ioooiít bia

lọc. Vậy lượng bột dùng để lọc là:

41017,2 = 1000

- Lượng bột được hoà trộn với nước dủ dùng cho mỗi lần lọc: chọn tỷ lệ hoà

41,017 X 30 = 246|102(;)

trộn là 5 kg bột/ 30 lít nước. Lượng nước cần dùng là:

- Do bột dạng rắn nên thể tích dịch sau hoà trộn giảm chỉ còn khoảng:

0,8x246.102= 197 (1).

- Để thuận tiện cho quá trình làm việc liên tục kết hợp với khuấy trộn cần

chọn 2 thùng làm việc, mỗi thùng có thể tích: vt = 100 (1).

• Kích thước của thùng được chọn là thùng hình trụ có:

- Đường kính 500 mm.

- Chiều cao: 800 mm.

- Thùng được chế tạo bằng thép không rỉ, bố trí cánh khuấy dạng răng cào,

đường kính cánh khuấy 400 mm (công suẩt 0,4kw, vân tốc khuấy 90 vòng/phút), bề

dày thùng 3 mm.

- Chân đỡ cao khoảng 500 mm.

XIX. CHỌN THÙNG CHỨA BIA VÀ BÃO HOÀ C02.

l.Chọn thùng chứa.

Chọn thùng chứa bia chứa được toàn bộ lượng bia trong cho một lần lọc bia, mỗi

ngày chứa vào 2 thùng và chọn thêm 2 thùng dự trữ. Vậy số

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

92

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

lượng có 4 thùng chứa, hệ số chứa đầy mỗi thùng là 0,8. thể tích thùng chứa là:

40,604 = 50(m3)

0,8 ' '

Các thông số kỹ thuật của thùng là:

- Đường kính D.

- Chiều cao H = 2D.

- Nắp hình chỏm cầu, chiều cao h = 0,15D.

„ _ ĩĐ1 „ 1 ĩĩD2 3 \ V = -------H + — X --- h = 50lw 1 3

v '

4

4

2D + - X — 0,15D = 5 0

- Ta có:

— 4

3

4

2,05D = 50 => D = 3 l^ĩ = 3,2(m)

— 4

\2,05«- v ’

Vậy đường kính thùng D = 3,2 m.

+ Chiều cao thùng H = 3,2 X 2 = 6,4 m.

+ Chiều cao nắp: h = 0,15 X 3,2 = 0,5 m.

2.Đặc tính kỹ thuật của thùng.

Số lượng gồm 4 thùng, mỗi thùng gồm: - Vật liệu bằng thép không rỉ, áp suẩ là việc là 1,5 bar; áp suất thử là 3

bar.

- Đường kính trong 3200 mm, chiều cao thùng 6400 mm.

- Nắp trên dạng vòm, thân trụ, tất cả các mối nối đều được bảo vệ, bên trong

được mài mịn các mối hàn bằng khí argon, mài phẳng đánh bóng các mối ghép phía

trong mặt tiếp xúc với dịch.

- Ở phần thân trụ có 2 vùng làm lanh có các đường hình xoắn ốc là các đường

ống làm lanh.

- Ngoài ra thùng còn có 1 đường ống tẩy rửa CIP, 1 cặp nhiệt độ, 1 van lấy

mẫu, 1 ống báo mức bia trong thùng, van an toàn ...

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

93

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

XX. CHỌN MÁY RỬA BOCK.

- Thể tích bia hơi cần chiết trong ngày cao nhất là 40604 lít. Sử dụng bock

812 ịbock)

40604 50

dung tích 50 lit —> vậy số bock sử dụng trong 1 ngày là:

- Mỗi ngày làm việc hai ca, mỗi ca 5h, hệ số sử dụng máy là 0,8. vậy năng suất

máy rửa là:

• Chọn máy rửa bock có các thông số:

- Năng suất: 150 bock/h.

- Công suất động cơ: 2 kw.

- Nhiệt độ nước rửa: 70°c.

- Lưu lượng nước rửa: 0,5 m3/h. XXI. CHỌN MÁY CHIẾT BOCK.

- Vì rửa và chiết cùng trên một dây truyền tự động nên năng suất của máy rửa

bằng năng suất máy chiết.

- Thể tích bia chứa trong 150 bock là 150 X 50 = 7500 (1), vậy năng suất máy

chiết bia là 75001/h.

• Chọn máy chiết có các thông số:

- Năng suất: 150 bock/h.

- Lưu lượng bia: 75001/h.

- Công suất động cơ 2 kw.

XXII. CHỌN CÁC THIẾT BỊ VẬN CHUYÊN.

Các thiết bị vận chuyển bao gồm: gầu tải và vít tải chuyển nguyên liệu lên

các nồi nấu, các bơm dẫn dịch, dẫn nước.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

94

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

l.Chọn gầu tải.

Chọn 4 gầu tải để vận chuyển nguyên liệu cho cả dây truyền nấu gồm 2 gầu

tải trong quá trình vận chuyển malt và 2 gầu tải trong quá trình vận chuyển gạo.

Các thiết bị phụ trợ cần có bao gồm: phễu chứa, bốn ống dãn bề mặt trơn có

độ nhẵn cao, đường kính ộ = 150 mm, làm bằng thép không rỉ và các van khoá điều

chỉnh lượng bột vào nổi nấu cháo và nổi đường hoá.

• Gầu tải vận chuyển malt.

Lượng nguyên liệu cần vận chuyển là 1123 kg và cần vận chuyển trong 30

phút. Vậy năng suất của thiết bị là:

il^ = 2246( k g / h )

Trên cơ sở đó chọn gầu tải:

- Năng suất thực tế: 2500 (kg/h).

- Số gầu múc là 2 gầu cho mỗi thiết bị, 1 xích kéo chịu lực, tốc độ quay của

xích là 4 vòng/phút.

- Khối lượng 1 lần múc là 50 kg/lgầu.

- Chiều cao của gầu: 4 m.

- Công suất động cơ: 2kw. • Phễu chứa malt.

Chọn phễu chứa malt có các thông số kỹ thuật:

- Thể tích: 600 X 700 X 600 (mm).

- Kết cấu đáy kiểu hình chóp máng dốc, dễ chảy.

- Vậy liệu thép không rỉ.

- Có van điều chỉnh dòng hạt. • Gầu tải vận chuyển gạo.

Lượng nguyên liệu cần vận chuyển là 605 kg và cần vận chuyển trong 30

phút. Vậy năng suất của thiết bị là:

^^ = 1300(fe/A) Trên cơ sở đó chọn gầu tải:

- Năng suất thực tế: 1500 (kg/h).

- Số gầu múc là 2 gầu cho mỗi thiết bị, 1 xích kéo chịu lực, tốc độ quay của

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

95

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

xích là 4 vòng/phút.

- Khối lượng 1 lần múc là 25 kg/lgầu.

- Chiều cao của gầu: 4 m.

- Công suất động cơ: 1,5 kw.

• Phễu chứa gạo. Chọn phễu chứa gạo có các thông số kỹ thuật:

- Thể tích: 500 X 600 X 600 (mm).

- Kết cấu đáy kiểu hình chóp máng dốc, dễ chảy.

- Vậy liệu thép không rỉ. - Có van điều chỉnh dòng hạt.

2. Chọn vít tải.

• Vít tải malt.

- Để vận chuyển malt đã nghiền vào nổi nấu.

- Công suất: 3 tấn/h. - Vật liệu thép không rỉ.

- Động cơ: 2 kw, có hộp giảm tốc.

• Vít tải gạo.

- Để vận chuyển gạo đã nghiền vào nồi nấu.

- Công suất: 2 tấn/h.

- Vật liệu thép không rỉ.

- Động cơ: 2 kw, có hộp giảm tốc.

3. Lựa chọn bơm.

Do dịch bột có độ nhớt không cao nên có thể sử dụng bơm ly tâmlà loại bơm

phổ biến và dễ sử dụng. Các bơm được sử dụng cho toàn bộ dây truyền sản xuất

gồm có các bơm:

- Bơm sử dụng cho phân xưởng nấu.

- Bơm sử dụng cho phân xưởng lên men.

- Bơm dùng cho phân xưởng hoàn thiện sản phẩm.

- Bơm dùng cho bơm nước và xử lý nước.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

96

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

a. Các bơm sử dụng cho nhà nấu.

• Bơm cháo và bơm dịch đường hoá.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 75 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm từ lọc sang nấu hoa.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 20 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm đi lắng xoáy.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 50 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm bã.

- Bơm kiểu trục vit để đẩy bã ra ngoài

- Công suất 8 m3/h, cột áp 20m.

- Sau đó thổi bằng khí nén đến thùng chứa.

- CÓ 1 vít tải bã ướt, vận chuyển bã bằng khí, áp suất làm việc 4 bar, tiêu thụ

khí 1,5 m3/phút, gắn trục tiếp vào thùng chứa bã. - Động cơ 5 kw, 1450 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm dịch nóng đi lạnh nhanh.

- Bơm ly tâm.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

97

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Công suất 20 m3/h, cột áp lOm.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 3 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm nước lạnh.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 25 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 4,5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm tuần hoàn nước lạnh.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 25 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 4 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm nước sạch.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 30 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm nước nóng.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 30 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

b. Bơm sử dụng cho xưởng lên men.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

98

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Bơm dịch sau khi đi làm lạnh lạnh.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 20 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 5 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm định lượng men.

- Bơm sử dụng loại đặc biệt bằng bánh răng có thể điều chỉnh được lưu lượng

để phối trộn nấm men vào dịch đường.

- Công suất 5001/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 0,5 kw, 50 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm giống nấm men mới vào thùng nhân giống cáp I.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 1 m3/h, cột áp 4m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 0,5 kw, 50 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm dịch từ thùng nhân giống cáp I sang cấp II. - Bơm ly tâm.

- Công suất 2 m3/h, cột áp 8m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ lkw, 90 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm sử dụng để rửa men.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 5 m3/h, cột áp 6m.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

99

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 150 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

c. Bơm sử dụng cho nhà hoàn thiện sản phẩm.

• Bơm dịch sau lên men đi lọc.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 20 m3/h, cột áp 5 m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 150 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm cho thùng hoà bột trợ lọc.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 2 m3/h, cột áp 6m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 50 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm vào bồn chứa bia trong.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 50 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 2500 vòng/phút. - CÓ chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

• Bơm bia để đẩy tăng áp cho bia trong đến máy chiết bock.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 1,5 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ. - Động cơ 2 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

100

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

d. Bơm sử dụng cho bơm nước vệ sinh.

• Bơm đẩy CIP.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 20 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác. • Bơm hồi CIP.

- Bơm ly tâm.

- Công suất 20 m3/h, cột áp 20m.

- Thân bơm, cánh bơm và trục bơm bằng thép không rỉ.

- Động cơ 2 kw, 2500 vòng/phút.

- Có chân đế bảo vệ và các kết cấu khác.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

101

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

BÃR6 TổRQ lịỢP TẸĨỂT BỊ

2

tấn/mẻ

Đặc điểm kỹ thuật

Tên thiết bị

SỐ lượng

1500 kg/h

1000 kg/h

Cân điện tử chỉ thị số

Máy nghiền malt

Máy nghiền trục

3.5 m3/mẻ

Máy nghiền gạo

Máy nghiền búa

D = 2000 mm.

Nồi hồ hoá

H = 1200 mm.

9.5 m3/mẻ

F = 4,6 m2

D = 2800 mm.

K^n^/me

Nồi đường hoá

H = 1800 mm.

F = 15 m2

8,4 m3/mẻ

D = 4500 mm.

6 ■ Thùng lọc đáy bằng

H = 2000 mm.

16 m3/mẻ

D = 1800 mm.

Thùng chứa bã

H = 2800 mm.

D = 3600 mm.

24 m3/mẻ

Nồi nấu hoa

H = 2200 mm.

F = 22 m2

D = 2500 mm.

16 m3/mẻ 1

9 1 Thiết bị đun nước nóng 1

1

H = 5000 mm.

m3Ahùng

F = 14 m2

D = 3000 mm.

H = 1800 mm.

200 hl/h

D = 1000 mm.

QP cho nhà nấu

10 ■ Nồi lắng xoắy

H = 1500 mm.

SỐ tốn: 15

54 m3/ng 4,8

d = 0,1 mm

11 ■

F = 7,2 m2

m3/ng

D = 3000 mm.

H = 9000 mm.

12 1 Máy lanh nhanh

F = 30 m2

O^^ĩ^/ng

D = 1200 mm.

1

13 1 Thùng lên men

H = 3600 mm.

F = 3,4 m2

14 1 Thùng gây men cấp 2 1

ĩ!owÃi g

D = 600 mm.

1

H = 1800 mm.

D = 800 mm.

15 1 Thùng gây men cấp 11

16 ■ Thùng chứa men

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

102

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

H = 2400 mm.

QP trang tâm

3 m3/thùng

D = 1400 mm.

H = 2000 mm.

Thiết bị thu Cơ2

20kgCO2/h

Loại tạp chất

- Máy rửa khí

20kgCO2/h

Tách ẩm

- Tháp lọc khí

1 m3/h

- Máy nén khí

- Bình chứa khí

Máy lọc bia

D X R = 800 X 800

13 m3/h

Số bản lọc thô: 20

Số bản lọc tinh: 20

D = 3200 mm.

50m3/thùng

H = 6400 mm.

Sốbock: 812

150bock/h

Máy rửa bock

Lượng nước rửa: 1 m3/h

Sốbock: 812

Lượng nước rửa: 7,5

150bock/h

20 ■ Thùng chứa bia

m3/h

Khối lượng 1 lần múc:

50kg/gầu

Gầu tải

2500 kg/h

H = 4 m

mm

Vít tải - Vít tải malt

22 1 Máy chiết bock

- Vít tải gạo

- Tải malt sang nồi nấu - Tải gạo sang nồi nấu

3 tấh/h 2 tấh/h

Bơm

1 1 20

1 2 kw 1

24 1

1

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

103

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

PHẦN 7. TÍNH XÂY DỤNG

I. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỤNG NHÀ MÁY.

Việc xác đinh địa điểm là một trong những nhiêm vụ quan trọng hàng đầu

.Việc xác đinh này có ảnh hưởng lớn tới môi trường xung quanh và khu dân cư. Sau

đây là yêu cầu cơ bản để khi ta chọn địa điểm để xây dưng một nhà máy.

l.Yêu cầu chung:

a. vể quy hoạch:

- Phải hợp vói quy hoạch lãnh thổ,quy hoach vùng kinh tế công nghiệp đã

đựôc các cấp có thẩm quyền phê duyệt.

- Để tạo điều kiện phát huy tối đa công xuất của nhà máy và khả hợp tác với

các nhà máy xung quanh. b. Đỉều kiện tổ chức sản xuất:

- Phải gần vối các khu sản xuất nguyên liệucho sản xuất vá gần noi tiêu thụ

sản phẩm của nhà máy.

- Gần các nguồn cung cấp nguyên liệu,nhiên liệu,như điện nước..như vậy sẽ

hạn chế được tối đa chi phí vận chuyển để giảm giá thành sản phẩm. c. Đỉều kiện hạ tâng kỹ thuật:

- Phải đảm bảo được sự hoạt động liên tục của nhà máy,vì vậy cần chú ya tới

các yếu tố sau:

+ Phụ hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia,bao gôm

đương bộ,đường sông ...

+ Phụ hợp và tận dụng tối đa mạng lưới điện,thông tin liên lạc.

+ Nếu ở địa phương mà chưa có sẵn thì phải xét đên khả năng xây dựng

nó trước mắt. d. Vê điều kiện xây lấp và vận hành nhà máy.

Ta cần chú ý như sau:

+ Khả năng nguồn cung cấp ngyên vật liệu vật tư xây dựng.

+ Khả năng cung cấp nhân công trong quá trình xây dựng cũng như quá

trinhg sản xuất sau này.

2. Các yêu cầc về xây dựng:

a. Đia hình:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

104

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Khu đất phải có kích thước và hình dạng thuận lợi xây dựng trước mắt cung

như mở rộng sản xuất trong tương lai:

- Khu đất xây dựng nhà máy phải cao ráo để tránh ngập lụt trong mùa mưa

lũ,có mức nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ

dàng.

- Khu đất của nhà máy phải tương đối bằng phẳng và có độ dốc tự nhiên. b. Đỉa chất.

- Nhà máy không được nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất

không ổn đinh.

3. Yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp.

- Khi chọn địa điểm nhà máy cần xét đến mối quan hệ giữa khu dân cư và khu

- Công nghiệp: hạn chế được các chất độc thải khi đó phải thoả mãn các điều

kiện sau:

• Đảm bảo các khoảng cách bảo vệ,vệ sinh công nghiệp: phải thoả mãn yêu

cầu quy phạm quy định về bảo vệ môi trường vệ sinh cộng nghiệp.

• Vị trí xây dựng nhà máy: thường ở cuối hướng chủ đạo,nguồn nước thải của

nhà máy được xử lý phải ở phía hạ lưu và phải cách bể nước của khu dân cư tối thiểu

> 500m.

4. Các yêu cầu đặc biệt khác.

- Các xí nghiệp cần nhiều điện nên đặt tại các vung lưới điện quốc gia hoặc

xây thêm nhà máy riêng.

- Các xí nghiệp có nhu cầu sử dụng nước lớn cần phải đặt tại vùng có nhiều

nước như sông ngòi,hổ hoặc mỏ nước lớn.

- Các nhà máy cần nhiều nhân lực cần phải đặt tại gần trung tâm dân cư thành

phố lớn.

- Trong thực tế rất khó khăn khi lựa chọn địa điểm nhà máy mà cân nhắc

quyết đinh chọn địa điểm hợp lý và tối ưu nhất. II. BỐ TRÍ TỔNG MẶT BANG NHÀ MÁY.

l.Nhỉệm vụ chính:

- Đánh giá các điều kiện tự nhiên,nhân tạo của khu đất xây dựng nhà may làm

cơ sở cho các giải pháp bố trí cho các hạng mục công trình,công trình kỹ thuật, biện

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

105

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

pháp các vấn đề kỹ thuật,về khí hậu sao cho phù hợp với yêu cầu dây chuyền công

nghệ của nhà máy cũng như nhà máy khác trong vùng lân cận.

- Xác đinh cơ cấu mặt bằng, hình khôi kiến trúc của các hạng mục công trình

đinh hướng nhà.

- Giải quyết các vấn đề liên quan đến môi trường qua các giải pháp để đảm

bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, chống ổn, chống ô nhiễm, an toàn sản xuất...

- Giải quyết quan hệ về cảnh quan đô thị vói môi trường xung quanh tạo khả

năng hoà nhập của nhà máy với các nhà máy lân cận ...

- Đánh giá hiệu quả kinh kế kỹ thuật của các phương án thiết kế về phương

diện như hiệu quả sử dụng đất, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, chuyên ngành.

2. Yêu Cầu khỉ thiết kế tổng thể mặt bằng.

Phải đáp ứng được mức cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài

dây chuyền ngắn nhất, không trùng lặp, lộn xộn, hạn chế sự giao nhau. Bảo đảm mối

quan hệ giữa các mạng lưới kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy.

Phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất,

yêu cầu vệ sinh ... tạo điều kiện tốt cho công việc quản lý vận hành của các khu vực

chức năng.

Diện tích sử dụng thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ

trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình và định hướng mở rộng nhà máy

trong tương lai.

Tổ chức giao thông hợp lý và chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao

thông quốc gia cũng như các nhà máy lân cận.

Thoả mãn các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, vệ sinh môi trường bằng các

biện pháp phân các khu vực chức năng. Bố trí nhà máy họp lý theo hướng chủ đạo.

Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương

nhằm giảm tri phí làm nền, sử lý mặt đất tiêu huỷ...

Phân chia thời kỳ xây dựng họp lý, tạo điều kiện thi công nhanh sớm đưa nhà

máy vào sản xuất, nhanh hoàn vốn đầu tư.

Đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy, hoà nhập

đóng góp cảnh quan xung tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

106

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

3. Nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng.

a.Nguyên tắc phân vùng:

Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà ta áp dụng, biện pháp này chia

diện tích nhà máy thành 4 vùng chính: - Vùng trước nhà máy:

+ Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào

gara.

+ Diện tích vùng này tuỳ theo đặc điểm sản xuất, quy mô của nhà máy có

diện tích từ 4-20% diện tích toàn nhà máy.

- Vùng sản xuất:

+ Nơi bố trí nhà và các công trình nằm trong dây chuyền sản xuất

chínhcủa nhà máy như các xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ...

+ Diện tích vùng này chiếm từ 22-52% diện tích toàn nhà máy, đây là

vùng quan trọng nhất.

- Vùng công trình phụ:

+ Nơi đặt các nhà và công trình cung cấp năng lượng bao gồm các công

trình cấp điện, hoi, nước ...

+ Diện tích này chiếm từ 14-28% diện tích toàn nhà máy.

Phải bố trí hợp lý noi cung cấp và noi tiêu thụ năng lượng. Tận dụng các khu

đất không lọi về hướng giao thông. Các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất thải

bất lọi đều phải bố trí.

- Vùng kho tàng và phục vụ giao thông:

+ Bối trí hệ thống kho tàng, bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hoá,

sân ga...

+ Có thể bố trí trên vùng đất không ưu tiên về hướng nhưng phải phù hợp

với các noi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy. Diện tích chiếm từ

23-37%.

- Ưu điểm:

+ Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các công đoạn có đặc điểm sản xuất

của nhà máy.

+ Thích hợp với nhà máy có những xưởng, công đoạn có đặc điểm sản

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

107

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

xuất khác nhau.

+ Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông trong nhà máy. + Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng ở nước ta.

- Nhược điểm:

+ Dây chuyền sản xuất kéo dài.

+ Hệ thống đường ống tăng.

+ Hệ số xây dựng thấp. b.Nguyên tắc phối hợp:

- Mục đích là ứng dụng được các tiến bộ khoa học kỹ thuật tự động hoá sản

xuất, phù hợp với đinh hướng phát triển trong công tác thiết kế nhà công nghiệp trên

thế giới và Việt Nam trong giai đoạn hiện nay.

- Yêu câu:

+ Các xưởng sản xuất, các công trình kỹ thuật có đặc điểm sản xuất giống

nhau hoặc không ảnh hưởng lẫn nhau trong quá trình tổ chức vận hành sản xuất.

+ Đặc điểm vệ sinh công nghiệp giống nhau tương tự hoặc ít ảnh hưởng

đến nhau trong quá trình sản xuất.

+ Không có những công đoạn sản xuất gây ô nhiễm độc hại hoặc có sự cố

công nghiệp ảnh hưởng đến các bộ phận khác.

+ Các chế độ khí hậu bệ trong tương tự nhau.

+ Đặc điểm địa chất các khu đất cho phép các yêu cầu của sản xuất không

ảnh hưởng lẫn nhau, các phương thức tổ chức giao thông chiều đứng đơn giản có thể

áp dụng giải pháp nâng tầng.

- Ưu điểm:

+ Số lượng công trình giảm, thuận lợi cho quy hoạch chung.

+ Tiết kiệm đất xây dựng từ 10-30%.

+ Rút ngắn mạng lưới giao thông vận chuyển 20-25%.

+ Rút ngắn thời gian xây dựng 20-25%.

+ Giảm giá thành xây dựng 10-18%.

+ Năng xuất lao động tăng 20-25%. - Nhược điểm:

+ Không phù hợp với các xưởng, công đoạn sản xuất có đặc điểm tính

chất sản xuất khác nhau.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

108

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Điều kiện thông thoáng, chiếu sáng tự nhiên kém.

+ Gặp nhiều khó khăn trong tổ chức.

+ Nếu không thuận lợi địa hình, địa chất thì tốn kém cho chi phí sàn và gia

công nền móng.

Dựa vào ưu nhược điểm và điều kiện thực tế thì phương án phân vùng là

phương án tối ưu nhất để xây dựng nhà máy sản xuất bia.

III. TÍNH TOÁN KHU vực SẢN XUẤT.

l.Kho chứa nguyên liệu.

• Kho bao gồm:

- Khu vực chứa nguyên liệu: chứa đủ nguyên liệu trong 1 tháng sản xuất (25

ngày) được đặt trên các kệ kê và được vận chuyển bằng băng tải.

• Tính diện tích kho chứa:

- Lượng nguyên liệu cần sử dụng trong 1 ngày là: 4492 kg malt, 2420 kg gạo.

Nguyên liệu mua về được đóng trong bao 50 kg.

4492 - Số bao dành cho malt môi ngày là: — = 90(bao)

- Số bao dành cho gạo mỗi ngày là: 242^ = 48(bao)

- Nguyên liệu trong kho dùng cho cả tháng là: 2250 bao malt, 1200 bao gạo.

- Các bao sau khi nhập kho được xếp theo từng chổng, mỗi chồng 20 bao.

Vậy số chồng trong kho có là: 22~tá +1200 _ 173 (chồng).

- Diện tích chiếm chỗ của mỗi chồng khoảng 6 m2, chiều cao mỗi bao bằng

0,3m, khoảng cách giữa các chồng bao và diện tích thao tác chiếm khoảng 50% diện

tích kho. Vậy diện tích vùng chứa nguyên liệu là: s = 173 X 0,3 X 2 = 104 (m2)

- Chiều cao kho: H = 20 X 0,3 + 0.2 = 6,2 (m)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

109

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Dành khoảng 30 m2 cho khu vực vận chuyển nguyên liêu khi nhập hay xuất

khỏi kho. Khu vực dành cho bộ phận nghiền khoảng 20 m2 Tổng diện tích sử dụng

của kho là 154 m2.

2.Phân xưởng sản xuất

chính. a.Nhà nấu

Đặc điểm kỹ thuật

Số lượng 1

Tên thiết bị Nồi hồ hoá

Nồi đường hoá

D = 2000 mm. H = 1200 mm. D = 2800 mm. H = 1800 mm. D = 4500 mm.

Thùng lọc đáy bằng

H = 2000 mm. D = 3600 mm.

Nồi nấu hoa

H = 2200 mm. D = 3000 mm.

Nồi lắng xoắy

QP cho nhà nấu

H = 1800 mm. D = 1000 mm. H = 1500 mm. Số tấm: 15

Máy lanh nhanh

d = = 0,1 mm

• Phân xưởng nấu được tách riêng với phân xưởng lên men để quá trình nấu

1

không ảnh hưởng đến quá trình lên men. Các thiết bị trong nhà nấu:

Các thiết bị trong phân xưởng nấu được xắp xếp liên tục thành một khu

trong phân xưởng sản xuất chính. Dựa vào kích thước các thiết bị có thể xác định

được kích thước nhà nấu: - Chiều dài nhà nấu: 24 m.

- Chiều rộng nhà nấu: 12 m.

- Diện tích phân xưởng nấu: s = 24 X 12 = 288 (m2)

- Chiều cao của phân xưởng được tính theo chiều cao của thiết bị cao nhất:

nồi nấu hoa có chiều cao lớn nhất, chiều cao của nồi hoa là:

h = 2,2 + 0,8 + 0,5 + 1,5 = 5 (m)

(1,5 là chiều cao ống hơi)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

110

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Chiều cao từ đáy nồi xuống nền nhà: 1,2 m. Vậy tổng chiều cao của thùng

là: 6,2m. Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao nhà H = 7,2m.

• Chọn phương thức xây dựng:

- Khung nhà xây dựng bằng khung thép.

- Dầm mái dàn thép lắp ghép.

- Sử dụng tôn làm mái có hệ thống thông gió.

- Tường dày 220 mm, kích thước cột 400 mm X 600 mm. b. Nhà hoàn thiện sản phẩm:

Bao gồm máy lọc bia, các thùng chứa và bão hoà C02, khu vực xếp và vận

chuyển bock.

Dựa vào kích thước các thiết bị đã tính trong phần chọn thiết bị và dựa vào

các tiêu chẩn trong xây dựng, ta có kích thước của nhà hoàn thiện sản phẩm:

- Chiều dài nhà: 42m.

- Chiều rộng nhà: 24 m.

- Diện tích nhà: s = 42 X 24 = 1008 (m2). c. Khu vực dể các thùng chứa nước nóng và nước lạnh:

Thùng chứa nước nóng và nước lạnh cũng được đặt trong phân xưởng sản

xuất chính để cung cấp nước cho nhà nấu và nhà hoàn thiện sản phẩm.

Dựa theo phần tính và chọn thiết bị ta chọn kích thước của khu vực đặt thùng

chứa nước nóng, nước lạnh:

- Chiều dài: 24m.

- Chiều rộng: 5m.

- Diện tích là 24 X 5 = 120 (m2).

• Tổng diện tích phân xưởng sản xuất chính là: s = 1416 (m2) 3. Phân xưởng lên men.

• Phân xưởng lên men được đặt ngay cạnh phân xưởng sản xuất chính để tiện

cho việc đưa dịch đường đi lên men và đưa bia trở lại để lọc, bão hoà C02 và chiết

bock. Phân xưởng lên men bao gồm các thiết bị sau:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

111

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Tính toán xây dựng:

- Phòng hoá nghiệm: Si = 144 (m2)

- Khu vực để thùng lên men: s2 = 12 X 30 = 360 (m2)

- Khu vực đặt CIP trung tâm, máy cấp lạnh, thùng chứa men và các thùng gây

giống: s3 = 12 X 18 = 216 (m2) • Tổng diện tích phân xưởng lên men là: s = 720 (m2)

• Chọn hình thức xây dựng:

- Thùng lên men được đặt ngoài trời, có sàn thao tác với thang và lan can làm

bằng thép không rỉ. Sàn thao tác giữa các thùng lên men là các tấm kiểu ô vuông bàn

cờ.

- Nhà hoá nghiệm và khu vực đặt CIP trung tâm, máy cấp lanh, thùng chứa

men và các thùng gây giống được xây liền với khu vực để thùng lên men với kết cấu

nhà khung thép.

4. Kho chứa thành phẩm.

- Số lượng bock: 812 bock/ngày.

- Do bia thành phẩm được xuất kho đưa ra thị trường tiêu thụ ngay nểntong

kho chỉ chứa số lượng bock của 3 ngày sản xuất. Tổng số bock có trong kho chứa là:

812 X 3 = 2436 (bock).

- Trong nhà kho sẽ xếp thành 3 chồng, vậy mỗi chồng có 812 bock. Số bock

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

112

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

này sẽ được xếp thành 20 hàng, mỗi hàng có khoảng 41 bock - Mỗi bock có đường kính 600 mm, diện tích bock chiếm:

Si = 12 X 25 = 300 (m2)

- Diện tích thao tác bằng 50% diện tích để bock, vậy diện tích của kho chứa

là:

s = 300 + 300 X 50% = 450 (m2)

5. Các nhà phụ trợ trong nhà máy.

a. Nhà nấu hơi:

- Nhà nấu hơi bao gồm 2 khu vực: + Khu vực đặt lò hơi.

+ Khu vực chứa nhiên liệu (than).

- Diện tích nhà nổi hơi phải rộng, thông thoáng. Chọn kích thước nhà nấu hơi:

+ Chiều dài: 20 m.

+ Chiều rộng 10 m.

- Diện tích nhà nồi hơi là: s = 200 (m2)

b. Xưởng cơ điện:

Chọn kích thước xưởng cơ điện như sau:

- Chiều rộng: 8 m.

- Chiều dài: 15 m.

- Diện tích nhà: s = 120 (m2) c. Nhà nén khí và thu hồi C02:

- Phòng nén khí:

+ Chiều rộng: 8 m.

+ Chiều dài: 15 m.

+ Diện tích nhà: s = 120 (m2).

- Phòng thu hồi C02:

+ Chiều rộng: 8 m.

+ Chiều dài: 10 m.

+ Diện tích nhà: s = 80 (m2). d. Khu xử lý nước cấp:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

113

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Khu xử lý nước cấp bao gồm :

+ 2 bể chứa nước sạch.

+ 1 bể nước ngầm.

+ Khu chứa các tháp lọc.

- Diện tích khu xử lý nước:

+ Chiều rộng: 15 m.

+ Chiều dài: 25 m.

+ Diện tích: s = 375 (m2). e. Khu xử lý nước thải:

- Khu xử lý nước thải bao gồm :

+ 2 bể xử lý nước.

+ 1 bể nước ngầm chứa nước chưa xử lý.

- Diện tích khu xử lý nước:

+ Chiều rộng: 10 m.

+ Chiều dài: 15 m.

+ Diện tích: s = 150 (m2).

/. Nhà hành chính:

- Nhà hành chính là khu nhà hai tầng được nằm ngay gần cổng chính để tiện

cho nhân viên làm việc và tiếp khác đến giao dịch. Nhà hành chính được xây dựng

gồm các phòng:

+ 1 Phòng giám đốc.

+ 2 phòng phó giám đốc.

+ 1 phòng kế toán tài vụ.

+ 1 phòng kế hoạch.

+ 1 phòng kỹ thuật.

+ 1 phòng vật tư.

+ 1 phòng quản lý nhân sự + 1

phòng khách.

+ 1 hội trường.

- Diện tích của nhà hành chính như sau:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

114

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Chiều dài: 50 m.

+ Chiều rộng: 25 m.

+ Diện tích: s = 1250 (m2).

+ Chiều cao mỗi tầng 3,5 m, hành lang rộng 2 m, cầu thang bố trí ở giữa

nhà rộng 2 m. g. Nhà giới thiệu sẩn phẩm:

- Nhà giới thiệu sản phẩm được xây dựng sát cổng chính để thuận tiện cho

việc bán và giới thiệu sản phẩm.

- Chiều rộng: 8 m.

- Chiều dài: 12 m.

- Diện tích nhà: s = 96 (m2).

h. Nhà ăn ca và căng tin:

- Chiều rộng: 10 m.

- Chiều dài: 15 m.

- Diện tích nhà: s = 150 (m2).

Ù Gara ô tô: - Ô tô trong nhà máy bao gồm:

+ 1 ô tô phục vụ cho việc giao dịch và đi lai của ban giám đốc.

+ 1 ô tô đưa đón nhân viên.

+ 3 ô tô chở sản phẩm và các nguyên vật liệu.

- Diện tích gara ô tô:

+ Chiều rộng: 8 m.

+ Chiều dài: 15 m.

+ Diện tích: s = 120 m. j. Nhà để xe:

- Nhà để xe phải đảm bảo để được cả xe máy và xe đạp của công nhân.

- Diện tích nhà để xe:

+ Chiều rộng: 4 m.

+ Chiều dài: 10 m.

+ Diện tích: s = 40 m. k. Nhà bảo vệ:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

115

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Diện tích nhà bảo vệ:

+ Chiều rộng: 4 m.

+ Chiều dài: 6 m.

+ Diện tích: s = 24 m. l. Nhà vệ sinh:

- Diện tích nhà vệ sinh:

+ Chiều rộng: 6 m.

+ Chiều dài: 8 m. + Diện tích: s = 48 m.

PHẦN 8. TÍNH HƠI - LẠNH - ĐIỆN- NƯỚC

I. TÍNH HƠI CHO TOÀN NHÀ MÁY.

Hơi sử dụng trong quá trình nấu bia rất quan trọng. Hoi cần đảm bảo được

cung cấp đủ cho các quá trình: hồ hoá gạo, đường hoá, đun nước nóng để rửa bã,

houblon hoá dịch đường, vệ sinh thiết bị.

Sử dụng hơi bão hoà có áp suất p = 2 kg/ cm2 và có nhiệt độ 119,6°c. l.Tính

hơi cho nồi hồ hoá. • Tính hơi cho mỗi mẻ nấu.

10'

30'

30'

- Trong quá trình hồ hoá nhiệt độ được điều chỉnh như sau:

50C—^r-»90°c—»100°c

- Theo phần tính toán thiết bị ta có lượng dịch trong nồi hồ hoá là: 3,5 m3.

Quy ra khối lượng ta có: G = 3,5 X 1,07 X 1000 = 3745 (kg)

- Nhiệt dung riêng của dịch hồ hoá: c kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có: 100 -W w

c = c. -— c2 (kcal/m".h.độ)

100 1 100 2

Q tỷ nhiệt của chất hoà tan: C1 = 0,34 (kcal/m".h.độ) Q tỷ

w = ^2-100% —> Mn = m — Mck m Mck = 605 + 30,25 = 635,25(kg) Jw. 3745-635,25x100%'83%

nhiệt của nước: Q = 1 (kcal/m".h.độ) W: độ ẩm của dịch, %

3745

„

100-83 „„„

83 ,

=> c = — ------- X 0,34 + —— X1 = 0,9

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

116

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

100 100

• Giai đoạn 1: nhiệt độ khối dịch tăng từ 50°c lên 90°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 50°c lên 90°c (Q,):

Qi = Gj X c X At = 3745 X 0,9 X (90 - 50) = 134820 (kcal).

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 90°c trong 30 phút là:

Qi’ = i X Wj (kcal)

+ i: hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công có i = 539,4 (kcal/kg).

+ W1: lượng nước bay hơi trong 30 phút ở 90°c. Coi lượng nước chiếm

M„ = 3745 X — = 312l(Ả:g)

5/6 lượng dịch trong nổi và lượng nước bốc hơi khoảng 1,5%. Ta có:

6

w. =3121x-^- = 47(£g)

100

=í> Q' = 539,4X 47 = 2525l{kcaì)

+ Vậy:

• Giai đoạn 2: nhiệt độ khối dịch tăng từ 90°c lên 100°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 90°c lên 100°c (Q2):

Q2 = G2 X c X Àt G2 = Gx - Wi = 3745 - 47 = 3698 (kg) Q2 = 3698 X 0,9 X (100 - 90) = 33282 (kcal).

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 100°c trong 30 phút là: Q2’ = i X w2 (kcal)

+ i: hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công có i = 539,4

kcal/kg.

+ w2: lượng nước bay hơi trong 30 phút ở 100°c

w2 = 4%Mj

Mx = M - Wj = 3121 - 47 =3074 (kg)

=> w2 = 4% X 3074 = 123 (kg) Q2’ = 539,4 X 123 = 66297 (kcal)

- Lượng dịch trước khi bơm sang nồi đường hoá là:

G3 = G2 - w2 = 3698 - 123 = 3575 (kg) - Lượng nước trước khi bơm sang nồi đường hoá là:

M2 = M, - W2 = 3074 - 123 = 2951 (kg)

• Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình hồ hoá tính cho 1 mẻ nấu là:

QHH = QI + Qi’ + Q2 + Q2’

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

117

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

QHH =134820 + 25352 + 33282 +66297 = 259751 (kcal)

- Thực tế lượng nhiệt cung cấp không được sử dụng hoà toàn mà bị tổn thất

một lượng nhất định khoảng 4% bao gồm:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua thành thiết bị: 2%.

+ Tổn thất trên đường dẫn: 1 %.

+ Tổn thất do lượng hơi tiêu hao trong khoảng trống của thiêt bị:

1%.

Vây lương nhiêt thưc tế là: QT - 0™- = _ 2F]ữsidkcaí)

Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp vào.

D = ___ ^ _

- Lượng hơi cần cung cấp là:

H 0,96 XTX ịị h - ỉ)

+ ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg.

+ i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ, kcal/kg.

+ x: thời gian hồ hoá, h —> T = 2 h.

+ Tra bảng hơi nước bão hoà tại điều kiện p = 2 kg/cm2, t = 119.6°Cđược:

ih= 646,9 kcal/kg. i

DH = --------- Qĩ- ------ , = --------- , = 258 (kg hơi/h)

= 100 kcal/kg. Vậy ta có:

0,96 x T x ( i h - i ) 0,96x2x (646,9-100)

2.Tính hơi cho nồi đường hoá.

10'

20'

60'

10'

15'

• Tính hơi cho mỗi mẻ nấu. - Trong quá trình hồ hoá nhiệt độ được điều chỉnh như sau:

45°c —JT-»52°c —» 66°c — 7 2 ° c —ỹ—> 76°c

- Theo phần tính toán thiết bị ta có lượng dịch trong nồi hồ hoá là: 9,5 m3.

Quy ra khối lượng ta có: G = 9,5 X 1,07 X 1000 = 10165 (kg)

100 - w c = c, - —c2 (kcal/m".h.độ) 100 100

- C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có: w

Q tỷ nhiệt của chất hoà tan: C1 = 0,34 (kcal/m".h.độ) Q tỷ

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

118

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

nhiệt của nước: Q = 1 (kcal/m".h.độ) W: độ ẩm của dịch, %

Mck =1123 + 605 = 1728(&g)

=>w = 10165-1728 X100% = 83%

10165

=>c = 100-83 X0,34 + —xl = 0,9 100 100

w = ^100% -> Mn = m - Mck

• Giai đoạn 1: nhiệt độ khối dịch tăng từ 45°c lên 52°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 45°c lên 52°c thực chất là lượng

nhiệt mà dịch cháo mang vào, đây chính là sự trao đổi nhiệt nội tại. Yếu tố cần quan

tâm ở đây là lượng nước bay hơi và lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì nhiệt độ

52°c trong 20 phút. - Lượng dịch của nồi đường hoá sau khi pha trộn:

Gi = G + 3575 = 10165 + 3575 = 13740 (kg)

- Coi lượng nước bốc hơi trong giai đoạn này khoảng 2%. Vậy lượng hơi tạo

thành là: Wx = 2% X 13740 = 275 (kg) - Lượng dịch còn lại là: Gi’ = 13740 - 275 = 13465 (kg)

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 52°c trong 20 phút

Qj = ij X wỊ (kcal)

+ i 1. hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công i có: Ỉ! = 539,4

kcal/kg.

+ W1: lượng nước bay hơi trong 20 phút ở 52°c. Coi lượng nước chiếm

5/6 lượng dịch trong nổi và lượng nước bốc hơi khoảng 2%. Ta có:

M„ = 13465 x- = 1122l(Ảg)

6

+ Vậy:

w , = 11221x—= 225(Ag)

1 100 v '

=>ổ! = 539,4 X 225 = 121365(£cữ/)

• Giai đoạn 2: nhiệt độ khối dịch tăng từ 52°c lên 66°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 52°c lên 66°c thực chất là lượng

nhiệt mà dịch cháo mang vào, đây chính là sự trao đổi nhiệt nội tại. Yếu tố cần quan

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

119

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

tâm ở đây là lượng nước bay hơi và lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì nhiệt độ

66°c trong 60 phút.

- Coi lượng nước bốc hơi trong giai đoạn này khoảng 2%. Vậy lượng hơi tạo

thành là: w2 = 2% X 13465 = 270 (kg) - Lượng dịch còn lại là: G2 = 13465 - 270 = 13195 (kg)

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 66°c trong 60 phút là: Q2 = i2 X w3’ (kcal)

+ i2: hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công I có: i2 = 539,4

kcal/kg.

+ w2’: lượng nước bay hơi trong 20 phút ở 66°c. Coi lượng nước chiếm

Mn = 13195 X— = \Q996{kg)

5/6 lượng dịch trong nồi và lượng nước bốc hơi khoảng 2%. Ta có:

w' = 10996 X — = 220{kg) 100 v ' ^Q'2 = 539,4 X 220 = 118668(kcaỉ)

+ Vậy:

+ Lượng dịch còn lại là: G3 = 13195 - 220 = 12975 (kg)

• Giai đoạn 3: nhiệt độ khối dịch tăng từ 66°c lên 72°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 66°c lên 72°c (Qj):

Q3 = G3 X c X At = 12975 X 0,9 X (72 - 66) = 70065 (kcal).

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 72°c trong 10 phút là:

Q3’ = i3xW3(kcal)

+ i3: hàm nhiệt của hoi nước, tra sổ tay hoá công có i3 = 539,4

kcal/kg.

+ w3: lượng nước bay hơi trong 30 phút ở 90°c. Coi lượng nước chiếm 5/6

M„ = 12975 x- = 10813(£g)

lượng dịch trong nồi và lượng nước bốc hơi khoảng 1,5%. Ta có:

6

w, =10813x-^- = 162(£g)

3 100 v ' =} Ổ; = 539,4 X162 = 87383(kcaỉ)

+ Vậy:

+ Lượng dịch còn lại là G4 = 12975 - 162 = 12813 (kg)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

120

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Giai đoạn 4: nhiệt độ khối dịch tăng từ 72°c lên 76°c.

- Lượng nhiệt cần cung cấp để đun dịch từ 72°c lên 76°c (Qj):

Q4 = G4 X c X Àt = 12813 X 0,9 X (76 - 72) = 46127 (kcal).

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 72°c trong 10 phút là:

Q4’ = i4 X w4 (kcal)

+ i4: hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công có i4 = 539,4

kcal/kg.

+ w4: lượng nước bay hơi trong 30 phút ở 90°c. Coi lượng nước chiếm

Mn =12813x- = 10678(£g)

5/6 lượng dịch trong nồi và lượng nước bốc hơi khoảng 1,5%. Ta có:

6

w, = 10678 X —= 160(£g)

4 100 v '

=} Q'3 = 539,4 X160 = 86304(kcaỉ)

+ Vậy:

QHH = Ql + Q2 + Q2’ +Q3 + Q3’ +Q4+ Q4’

QHH= 121365 + 118668 + 70065 + 87383 + 46127 + 86304

QHH = 529912 (kcal)

• Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình hồ hoá tính cho 1 mẻ nấu là:

- Thực tế lượng nhiệt cung cấp không được sử dụng hoà toàn mà bị tổn thất

một lượng nhất định khoảng 4% bao gổm:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua thành thiết bị: 2%.

+ Tổn thất trên đường dẫn: 1 %.

+ Tổn thất do lượng hơi tiêu hao trong khoảng trống của thiêt bị:

1%.

Vây lương nhiêt thưc tế là: QT = 0™- = 529912 ^ 251ỌỌ2ịkcaí)

Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp vào.

- Lượng hơi cần cung cấp là:

H 0,96 X T X ịih - i)

D = Qĩ

+ ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg.

+ i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ, kcal/kg.

+ x: thời gian đường hoá, h —» T = 2 h 30’.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

121

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Tra bảng hơi nước bão hoà tại điều kiện p = 2 kg/cm2, t = 119.6°Cđược:

ih= 646,9 kcal/kg. i

= 100 kcal/kg.

Vậy ta có:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

122

QT _

= 421(kg hơi/h)

D

0,96 X T X (ih - i)

551992 551992 0,96 X 2,5 X (646,9 -1 oo)

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

3. Tính hoi cho nồi đun nước nóng.

• Nồi đun nước nóng có vai trò cung cấp nước ám cho các nồi hồ hoá, đường

hoá và nước nóng để vệ sinh. Theo phần tính toán thiết bị thì lượng nước cần đun

cho một lượt nấu là: 18881 lít. Trong đó:

- Nước cho vệ sinh:

+ Nước vệ sinh: 6000 lít.

+ Nước rửa bã: 4285 lít.

—»loại nước này được gia nhiệt đến nhiệt độ 80°c. - Nước dùng để nấu:

+ Nước cho nồi hồ hoá: 3160 lít.

—»loại nước này được gia nhiệt đến nhiệt độ 60°c.

+ Nước cho nồi đường hoá: 11221 lít.

—> loại nước này được gia nhiệt đến nhiệt độ 55°c.

• Vậy ta có:

Lượng nhiệt cần cấp để đun nước bình thường 25°c lên 80°c là: Qi = (6000 + 4285) X 1 X (80 - 25) = 565675 (kcal)

Lượng nhiệt cần cấp để đun nước bình thường 25°c lên 60°c để cho vào

nồi hồ hoá là: Q2 = 3160 X 1 X (60 - 25) = 110600 (kcal)

Lượng nhiệt cần cấp để đun nước bình thường 25°c lên 55°c để cho vào

nồi đường hoá là: Q3 = 11221 X 1 X (55 - 25) = 336630 (kcal)

Q = Qi + Q2 + Q3 = 565675 + 110600 + 336630 = 10121905 (kcal)

- Tổng lượng nhiệt cần phải cấp là:

• Thực tế lượng nhiệt cung cấp không được sử dụng hoà toàn mà bị tổn thất một

lượng nhất định khoảng 4% bao gồm:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua thành thiết bị: 2%.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

123

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Tổn thất trên đường dẫn: 1 %.

+ Tổn thất do lượng hơi tiêu hao trong khoảng trống của thiêt bị:

^ = 1om905 = 1054365lM)

Vậy lượng nhiệt thực tế là:

QT =

96%

96%

Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp vào. -

DH = Q: ^T _ 0,96 X ĩ- X ịih - ỉ)

Lượng hơi cần cung cấp là: + ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg.

+ i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ, kcal/kg.

+ T: thời gian, h —» T = 1,5 h.

+ Tra bảng hơi nước bão hoà tại điều kiện p = 2 kg/cm2, t = 119.6°Cđược:

ih= 646,9 kcal/kg. i

= 100 kcal/kg. Vậy ta có:

------- Ổz_ ----- = ----------- 10543651 -------- = 13388(kg hơi/h) 0,96 x T x { i h - i ) 0,96 X 1,5 X (646,9-100)

D H

4. Tính hơi cho nồi nấu hoa

• Khi lọc xong nhiệt độ khối dịch khoảng 65°c, quá trình nấu hoa được điều

chỉnh như sau:

• Các thông số đã biết ở phần tính thiết bị:

- Nhiệt dung riêng của khối dịch: c = 0,9 kcal/kg.

- Khối lượng dịch khi đưa vào nấu hoa: G = 10,873 X 1,07 X 1000 = 11634 (kg)

- Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình đun hoa từ 65°c lên 100°c là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

124

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Qi = 11634 X 0,9 X (100 - 65) = 366475 (kcal)

- Lượng nhiệt cần cung cấp để duy trì dịch cháo ở 100°c trong 70 phút là:

Q2 = i2 X w2 (kcal)

+ i2: hàm nhiệt của hơi nước, tra sổ tay hoá công có i2 = 539,4

kcal/kg.

+ w2: lượng nước bay hơi trong 70 phút ở 100°c. Coi lượng nước chiếm

Mn =11634x- = 9695(kg)

5/6 lượng dịch trong nồi và lượng nước bốc hơi khoảng 7%. Ta có:

6

W2 = 9596 X —= 679(kg) 2 100 v '

^>Q2 = 539,4 X 679 = 366064(fca/)

+ Vậy:

Qim = Qi + Q2

QHH = 366475 + 366064

QHH = 732539 (kcal)

• Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình hổ hoá tính cho 1 mẻ nấu là:

- Thực tế lượng nhiệt cung cấp không được sử dụng hoà toàn mà bị tổn thất

một lượng nhất định khoảng 4% bao gồm:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua thành thiết bị: 2%.

+ Tổn thất trên đường dẫn: 1%.

+ Tổn thất do lượng hơi tiêu hao trong khoảng trống của thiêt bị:

1%.

= 732539 _ 763062(kcaỉ) v ’

96%

96%

“7

Vậy lượng nhiệt thực tế là: QT =

Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp vào.

D = ^ H 0,96 X T X (ỉh - i)

- Lượng hơi cần cung cấp là:

+ ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg.

+ i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ, kcal/kg.

+ T: thời gian nấu hoa, h —> T — 2 h 30’.

+ Tra bảng hơi nước bão hoà tại điều kiện p = 2 kg/cm2, t = 119.6°Cđược:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

125

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

ih= 646,9 kcal/kg. i

Qj

763062

,,

,

,

DH = -----------—^"7 --- r = -------------- --------------- c = 727 (kg hơi/h)

0,96xrx(z'A -z)

0,96X2X(646,9-ìoo)

= 100 kcal/kg. Vậy ta có:

5. Tính hoi cho vệ sinh đường ống, thùng gây men và thùng lên men. • Lượng nhiệt dùng để vệ sinh các đường ống:

- Các đường ống cần vệ sinh là các ống dẫn trong phân xưởng lên men, tất cả

cần khoảng 50 kg hơi/h. • Lượng hơi dùng để gia nhiệt nước nóng để vệ sinh các thùng lên men:

- Thường mỗi ngày phải vệ sinh 1 thùng lên men, lượng nước dùng để vệ sinh

thùng khoảng 2,5 m3 (khoảng 2675 kg). Vậy lượng nhiệt cần cung cấp để đun khối

nước từ 25°c lên 75°c là: Q = G xC x At = 2675 X 0,9 X (75 - 25) = 120375 (kcal)

- Thực tế lượng nhiệt cung cấp không được sử dụng hoà toàn mà bị tổn thất

một lượng nhất định khoảng 4% bao gồm:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua thành thiết bị: 2%.

+ Tổn thất trên đường dẫn: 1%.

+ Tổn thất do lượng hơi tiêu hao trong khoảng trống của thiêt bị:

1%.

v '

“7

= 12539l(&ca/) Vậy lượng nhiệt thực tế là: QT = -0— = 96% 96%

Lượng nhiệt này bằng lượng nhiệt do hơi cung cấp vào.

- Lượng hơi cần cung cấp là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

126

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

QT 0,96xrx(ỉh -i)

ĐH

+ ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hoà, kcal/kg.

+ i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ, kcal/kg.

+ T: thời gian cấp nhiệt, h —> T = 30’.

+ Tra bảng hơi nước bão hoà tại điều kiện p = 2 kg/cm2, t = 119.6°Cđược:

ih= 646,9 kcal/kg. i

QT

_ 125391

= 478 (kg hơi/h)

= 100 kcal/kg.

0,96 X T X ( ỉ h - ỉ ) 0,96 X 0,5 X (646,9 -1 oo)

ĐH

Vậy ta có:

• Lượng hơi cấp cho vệ sinh thiết bị gây men và các thùng cấp nhân giống,

thùng rửa men:

- Coi lượng nước vệ sinh của mỗi thiết bị này bằng 1/3 của thùng lên men ta

có thể suy ra lượng hơi cấp cũng bằng 1/3 so với công đoạn cấp hơi ở thiết bị lên

D =

= 160 (kg hơi/h)

3

3

men. - Vây lượng hơi phải gia nhiệt là:

ó.Chọn nồi hoi

• Tổng lượng hơi phải cấp cho toàn bộ dây truyền sản xuất là:

D =258 + 421 + 13388 + 727 + 478 + 160 = 15432 (kg hơi/h). —> Chọn

2 lò hơi, công suất tối đa mỗi nồi hơi là 8000 kg hơi/h. + Áp suất làm việc: 8 at.

+ Diện tích bề mặt đốt nóng: 45 m2.

+ Thể tích nước trong lò: 5 m3.

+ Đường kính ống sinh hơi: 60 mm.

+ Đường kính nồi: 2200 mm.

+ Chiều cao: 4000 mm.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

127

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Hệ số hữu ích: 80%.

• Tính nhiên liệu cho nồi hoi:

D x ( h ~i”\kgih)

G =

- Tính lượng than:

Q * M

+ Q: nhiệt lượng của than, kcal/kg, Q = 6500 kcal/kg.

+ D: công suất lò hơi, kg/h, D = 8000 kg/h.

+ ih: hàm nhiệt của hơi nước ở áp suất 8 at. Tra sổ tay hoá công I được: ih

= 662,3 kcal/kg.

+ in: hàm nhiệt của nước đưa vào, tra sổ tay hoá công I được in = 30

kcal/kg. + |u: hệ số sử dụng của lò hơi, p = 0,75

=> lương than cần dùng là: G = 8000* (662,3-30) _ I038(£g//ỉ) 6500x0,75

- Hiệu suất đốt cháy của than là 0,9 nên lượng than cần dùng là:

^ = 115%/*)

- Nồi hơi làm việc 3 ca, mỗi ca 8h nên lượng than một ngày là:

1153 X 3 X 8 = 27672 (kg/ngày)

- Lượng than dùng trong 1 tháng là:

27672 X 25 = 694800 (kg/tháng)

- Lượng than dùng trong 1 năm là:

694800 X 12 = 8 301 600 (kg/năm)

II. TÍNH LẠNH CHO TOÀN NHÀ MÁY.

l.Tính lạnh cho máy lạnh nhanh.

Máy làm lanh nhanh là máy làm lanh một cấp, tác nhân trao đổi nhiệt với

dịch đường là nước đá 2°c. Dịch đường sau khi trao đổi nhiệt hạ từ 96°c xuống

nhiệt độ lên men 8°c, nước lanh tăng từ 2°c lên 80°c.

- Nhiệt toả ra từ dịch đường là: Q = m.C.At, kcal.

+ m: khối lượng dịch đường sau lắng xoáy của 1 mẻ, coi quá trình bay hơi

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

128

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

mi = 10789(kg)

không đáng kể, (kg)

p = l , 0 7 => m = 10789 X 1,07 = 11544,23

+ C: nhiệt dung riêng của khối dịch, kcal/kg°C. Tra sổ tay hoá công I có:

c = 0,95 (kcal/m".h.độ) ^>Q= 11544,23 X 0,95 X (96 -8)

= 965098 (kcal)

- Đây cũng nhiệt nước lanh nhận được nên khối lượng nước lanh cần dùng

Q

965098

= ——7— r = 13025 (1/mẻ)

„ C x A t 0,95 X (80-2)

theo phương trình Q = m.C.Àt, kcal là:

- Một ngày nấu 4 mẻ nên nhiệt lạnh cần cung cấp mỗi ngày cho máy lanh

nhanh là: 13025 X 4 = 52100 (1/ngày).

2.Tính lạnh cho thiết bị lên men chính. a.Nhỉệt lạnh để

bù vào nhiệt lượng sinh ra do lên men:

QH1206 -> 2C2H5OH + C02 + 37,3kcal

- Cứ 180g đường lên men thì toả ra 1 lượng nhiệt là 37,3 kcal. Vậy lượng

= 37,3x1000 = 207 22{kcaỉ)

180 v '

nhiệt toả ra khi lên men 1 kg đường là:

- G: Khối lượng dịch đường lên men trong một ngày: thường độ lên men là

1,5 - 2 % chất khô/ngày (chọn bằng 2%), thể tích dịch lanh đi vào lên men là 42724

lít/ngày. Lượng chất khô trong dịch đường lên men 10,5°s là:

G = 42724 X 1,048 X 0,105 X 2% = 94 (kg) - Nhiệt lanh để duy trì nhiệt độ lên men 2°c là: Q = G.q (kcal). Qi = 94 X 207,22 =19479 (kcal)

- Trong quá trình lên men cần đặc biệt chú ý cấp lạnh cho pha lên men logarit

(trong khoảng ngày thứ 2, thứ 3, thứ 4 của gia đoạn lên men chính). Trong phân

xưởng lên men luôn có 1 thùng ở giai đoạn lên men chính, do thời gian lên men

chính là 6 ngày nên cưa 1 ngày có 6 thùng lên men trong giai đoạn cấp nhiệt và có

khoảng 80% lạnh cấp vào các ngày thuộc pha logarit. Vậy năng suất lanh cấp cho

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

129

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 6 X Q _ = 6 X19479 = l62A{kcallh) 72

3x24

v '

các thùng lên men là:

b.Tổn hao qua lớp cách nhiệt:

- Với 1 thùng lên men: Q = f X K X (t„ -1).

- Với 6 thùng lên men trong giai đoạn lên men chính:

Q3 = 6 X f X K X (tn -1), kcal/h

Trong đó:

+ f: diện tích thùng lên men: f = TiD X (H + hi + 1/2 h2) = 371 X (9

+ 0,5 + 4,2) = 130 (m2)

+ K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/ m2oC.

+ L: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, tn = 32°c.

+ t: nhiệt độ bên trong thùng lên men, t = 8°c. Thay vào công thức ta có:

Q3 = 6 X 130 X 0,3 X (32 - 8) = 5616 (kcal/h)

c. Tổn hao lạnh khỉ rửa men:

- Trong phân xưởng lên men chỉ có 1 thùng lên men được rửa. Lượng nước

rửa men bằng 3 lần lượng men đặc thu được trong 1 thùng.

- Theo phần tính và chọn thiết bị thì lượng men thu được trong 1 thùng là 850

lít. - Lượng nước dùng để rửa men là: 850 X 3 = 2550 (lít).

- Lượng lạnh làm nước rửa men hạ từ 25°c xuống 4°c trong thời gian 1 giờ

là: Q4 = 2550 X 1 X (25 - 4) = 53550 (kcal/h).

- Tổn hao lạnh khi bảo quản men sữa: là lượng lạnh để hạ nhiệt độ nước

xuống l°c với khoảng 0,9 kcal/một hàm lượng bia ngày, cho 1 thùng.

Q5= 53550 X 0,9 = 48195 (kcal)

3. Tính lạnh cho lên men phụ.

a. Tính nhiệt lạnh dể hạ nhiệt độ bia non xuống nhiệt độ lên men

phụ:

- Nhiệt lanh cần cho quá trình hạ nhiệt độ từ 8°c xuống 2°C:

Q6 = G . c. (t2 - tj), kcal/h +

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

130

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

G: lượng dịch bia non khi lên men phụ:

G = 41017 X 1,041 = 42699 (kg)

+ C: nhiệt dung riêng của khối dịch: c = 0,9 kcal/kg°C.

+ tx = 2°c.

+ t2 = 8°c.

=> Q6 = 42699 X 0,9 X (8 - 2) = 230573 (kcal/h)

- Tổn hao qua lớp cách nhiệt:

Q7 = 6 x f x K x ( t n - t ) , kcal/h

Trong đó:

+ f: diện tích thùng lên men: f = TiD X (H + hj + 1/2 h2) = 371 X (9 +

0,5 + 4,2) = 130 (m2)

+ K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/ m2oC.

+ t„: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, L = 32°c.

+ t: nhiệt độ bên trong thùng lên men, t = 2°c. Thay vào công thức ta có:

Q7=130 X 0,3 X (32 - 8) = 5616 (kcal/h)

b. Tính lạnh cho quá trình lên men phụ:

- Thực tế cứ 1 lít bia non tiêu thụ 0,25kcal/ngày, lượng bia non trong 1 thùng

lên men là 41017 lít. Lanh cấp cho 1 thùng lên men phụ mỗi ngày là: Q8 = 41017 X 0,25 = 10254 (kcal/h)

- Tổn hao qua lớp cách nhiệt:

Q9 = f X K X (t„ -1), kcal/h

Trong đó:

+ f: diện tích thùng lên men: f = TiD X (H + hj + 1/2 h2) = 371 X (9 +

0,5 + 4,2) = 130 (m2)

+ K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/ m2oC.

+ tn: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, tn = 25°c.

+ t: nhiệt độ bên trong thùng lên men, t = 2°c. Thay vào công thức ta có:

Q9 =130 X 0,3 X (25 - 2) = 897 (kcal/h)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

131

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

4. Tính nhiệt lạnh cần dùng cho thùng gây men giống cấp II.

- Nhiệt lanh dùng cho gây men: Q10= G X q, kcal.

+ Lượng dịch đường gây men cấp II là: 43000 lít.

+ Lượng chất tan chiếm khoảng 10%, đường chiếm khoảng 75% do đó có

thể tính được lượng đường đã lên men trong thùng nhân giống là: 43000 X 10% X

75% = 323 (lít).

+ Khối lượng dịch đường là: G = 323 X 1,041 = 336 (kg)

+ Nhiệt lượng sinh ra khi lên men lkg đường là: q = 207,2 kcal. => Q10 =

336 X 207,2 = 69619 (kcal) - Tổn hao qua lớp cách nhiệt:

Qn = f X K X (t„ -1), kcal/h

Trong đó:

+ f: diện tích thùng lên men:

f = TiD X (H + hj + 1/2 h2) = 1,271 X (3,6 + 0,2 + 1,6) = 20 (m2)

+ K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/ m2oC.

+ L: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, tn = 25°c.

+ t: nhiệt độ bên trong thùng lên men, t = 8°c. Thay vào công thức ta có: Q„ =20 X 0,3 X (25 - 8) = 102 (kcal/h)

5. Tính nhiệt lạnh cho thùng gây men cấp I.

- Nhiệt lanh dùng cho gây men: Q12= G X q, kcal.

+ Lượng dịch đường gây men cấp II là: 4300 lít.

+ Lượng chất tan chiếm khoảng 10%, đường chiếm khoảng 75% do đó có

thể tính được lượng đường đã lên men trong thùng nhân giống là: 4300 X 10% X 75%

= 32,3 (lít).

+ Khối lượng dịch đường là: G = 32,3 X 1,041 = 34 (kg)

+ Nhiệt lượng sinh ra khi lên men lkg đường là: q = 207,2 kcal. => Q10 =

34 X 207,2 = 7045 (kcal)

- Tổn hao qua lớp cách nhiệt:

Qn = f X K X (t„ -1), kcal/h

Trong đó: + f: diện tích thùng lên men:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

132

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

f = TID X (H + hj + 1/2 h2) = 0,671 X (1,8 + 0,1 + 0,8) = 5 (m2)

+ K: hệ số cách nhiệt qua lớp cách nhiệt, K = 0,3 kcal/ m2oC.

+ L: nhiệt độ bên ngoài thùng lên men, L = 25°c.

+ t: nhiệt độ bên trong thùng lên men, t = 8°c. Thay vào công thức ta có:

Q11 =5 X 0,3 X (25 - 8) = 26 (kcal/h)

ó.Nhiệt lạnh cần thiết để hạ nhiệt độ bia sau lọc xuống l°c.

Sau khi lọc bia thì nhiệt độ tăng lên khoảng 7°c nên cần cho bia vào

thùng nạp C02 có hệ thống lanh nhằm hạ nhiệt độ bia xuống l°c để quá

trình nạp C02 đạt hiệu quả cao.

• Nhiệt lanh cần thiết cho 1 mẻ là:

Gx.Cx.it- -7,),, , Ô12 = ----------------------- --------------------- ■ (kcal 1

- G: lượng bia đã lọc, G = 40604 X 1,041 = 42269 (kg).

- C: nhiệt dung riêng của bia sau khi lọc, kcal/kg độ.

c = Cj.a + C2.(l-a)

+ a: hàm lượng chất khô trong bia, a = 2,5 °s.

+ Cx = 0,34 kcal/kg độ + Q = 1 kcal/kg độ

c = 0,34 X 0,025 + lx (1 - 0,025) = 0,98 (kcal/kg độ)

- T: thời gian trữ bia trước khi chiết bock, T = 12 h.

- t2 = 7°c, ti = l°c

aĩ = 42269 K0,98x(7-l) = 20712M/<|)

• Tổn hao qua lớp cách nhiệt là 5% nên lượng lanh cần nạp là:

Ổ,3 = ^211 = 21802(kcaỉ/h)

7.Chọn máy lạnh.

QT =2 Ôi =526498(kcaỉ/h)

- Tổng lượng lanh phải cấp là:

i=\

- Chọn máy lanh:

+ Năng suất máy lanh: 530000 kcal/h.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

133

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Công suất động cơ: 100 kw.

+ Số xi lanh: 6

+ Đường kính xi lanh: 400 mm.

III. TÍNH NƯỚC CHO TOÀN NHÀ MÁY

l.Lượng nước cho nhà nấu.

Theo phần tính và chọn thiết bị lượng nước dùng trong nhà nấu gồm: nước

cho nấu cháo, nước cho đường hoá, rửa bã và vệ sinh các thiết bị. - Lượng nước dùng cho rửa bã là: Nx = 4284,5 (1).

- Lượng nước dùng để nấu và đường hoá:

N2 = 3160 + 5436,4 = 8596,4 (1) Vậy lượng nước dùng cho công nghiệp là:

Ncn= Ni + N2 = 8596,4 + 4284,5 = 12880,9 (1)

- Tổng lượng nước cần dùng là:

N = 6000 + 12880,9 = 18880,9 (1/ngày) = 18,88(m3/ngày)

2. Lượng nước cho lên men.

- Lượng nước vệ sinh thùng lên men, thiết bị rửa men, thùng chứa và bão hoà

C02, máy lọc khung bản, nhà xưởng thường bằng khoảng 50% lượng bia sản xuất. Vx =0,5 X 40604 = 20302 (lít/ngày) = 20,302 (m3)

- Nước dùng cho nhân giống:

+ Thể tích dịch trong thùng nhân giống cấp II là 4,3 m3.

+ Thể tích dịch trong thùng nhân giống cấp I là 0,43 m3.

+ Biết nước chiếm khoảng 90% thể tích, vậy lượng nước cho nhân giống

là: v2 = 0,9 X ( 4 , 3 + 0,43) = 4,26 m3.

+ Lượng nước dùng cho vệ sinh khoảng 0,5 m3. - Tổng lượng nước dùng thực tế là:

V = 20,302 + 4,26 + 0,5 = 25 (m3)

3. Lượng nước dùng cho thu hồi C02.

Theo phần tính và chọn thiết bị:

- Lượng nước dùng cho máy rửa khí là 30 1/h. Vậy lượng nước dùng cho 1

ngày sản xuất là: Vi = 30 X 12 = 3601/ngày.

- Lượng nước dùng cho máy nén khí lm3/h, vậy lượng nước dùng cho 1 ngày

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

134

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

sản xuất là: v2 = 1 X 12 = 12 (m3/ngày). - Lượng nước vệ sinh: 1 m3/ngày.

- Tổng lượng nước dùng thực tế là:

V = 0,36 + 12 + 1 = 13,36 (m3/ngày)

4. Lượng nước dùng cho nổi hoi.

Theo thực tế thì lượng nước dùng cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho toàn nhà.

Nhưng 80% hơi ngưng tụ được đưa trở lại nồi hơi. Vì vậy

lượng nước sử dụng cho nồi hơi bằng 20% lượng hơi cung cấp cho toàn nhà máy.

Lượng hơi cưng cấp cho toàn nhà máy là 15432 kg hci/h. Lượng nước cần

cung cấp cho nồi hơi trong 1 ngày (một ngày làm việc 24h): V = 15432 X 20% X 24 = 74074 (lít/ngày) = 74 (m3/ngày).

5. Lượng nước dùng trong nhà hoàn thiên sản phẩm.

Nước dùng trong nhà hoàn thiện sản phẩm chủ yếu là nước để vệ sinh thiết

bị máy móc của dây chuyền chiết bock và vệ sinh nhà xưởng. Lượng nước sử dụng

khoảng 5 m3/ngày.

ó.Lượng nước dùng cho máy lạnh.

- Trung bình cứ 1000 kcal tiêu thụ hết 20 lít nước.

- Tổng nhiệt lanh cho toàn dây chuyền là Q = 526489 kcal/h.

- Lượng nước cần cấp cho máy lanh là:

V =------ —— --- = 10530 (líựngày)

1000 V = 10,53 m3/ngày

7.Lượng nước dùng cho sinh hoạt và các công việc khác.

- Nước dùng trong sinh hoạt: nhà máy làm việc liên tục 3 ca với khoảng 100

cán bộ công nhân viên với lượng nước tiêu thụ bình quân 50 lít/người ngày. Tổng

lượng nước tiêu thụ là: Vi = 100 X 50 = 5000 (lít/ngày) = 5 (m3/ngày)

- Lượng nước dùng cho các công việc khác: vệ sinh bên ngoài các phân

xưởng, tưới cây ... cần sử dụng khoảng 20 m3/ngày.

=> Tổng lượng nước tiêu thụ trong một ngày của toàn nhà máy là:

V = 18,88 + 25 + 13,36 + 74 + 5 + 10,53 + 5 + 20 = 171,77 (m3/ngày)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

135

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

IV. TÍNH ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY.

l.Tính phụ tải chiếu sáng.

• Cách bố trí: trong phân xưởng sản xuất việc bố trí đèn phụ thuộc và các thông

số:

- Chiều cao đèn phụ thuộc chiều cao thiết bị và vị trí làm việc (lựa chọn H =

2,5 - 4,5). - Khoảng cách giữa các đèn: L = 4m.

- Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường: 1 = 0,3 X 4 = 1,2 (m).

- Số đèn bố trí theo dọc nhà:

A - 2 x l , ---- - + 1 L

«1 =

- Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà:

B - 2 x l , --- - + 1

L

n

- Số đèn bố trí cho mỗi tâng nhà: n = ĩij X n2

- Nhà máy sử dụng bóng đèn có công suất pđ (đèn sợi đốt có công suất 100 w,

đèn neon có công suất 40 w) —> công suất chiếu sáng cho mỗi tầng nhà là: p = pđ X n. a.tính số đèn cho phân xưởng sản xuất chính:

24-2x1,2 ------ —

+ 1 = 7 (bóng) +1 = 7 (bó

4

• Tính số đèn chiếu sáng cho nhà nấu:

n

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 24 m; B = 12 m n - Số đèn chiếu sáng:

n = 7 X 4 = 28 (bóng)

p = 28 X 0,1 = 2,8 (Kw) - SỐ đèn trong các nồi nấu:

n’ = 5 (bóng)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

136

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

P’ = 5 X 0,1 = 0,5 (Kw)

• Tính số đèn cho nhà hoàn thiện sản phẩm:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 42 m; B = 24 m «! = ----- Ỵ— + 1 = 11 (bóng)

24-2x1,2 . n f . . >

n , = ------ ---—— + 1 = 7 (bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 11 X 7 = 77 (bóng)

p = 77 X 0,1 = 7,7 (Kw)

• Tính số đèn cho khu vực phụ trợ:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 15 m; B = 5 m

«! = ------- Ị-—+ l = 5(bóng)

X

5 - 2 X 1,2

+1 = 2 (bóng) «, = ---- — 4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 5 X 2 = 10 (bóng) p

= 10 X 0,04 = 0,4 (Kw) b.Tính số đèn cho nhà lên

men:

• Khu vục đặt thùng lên men: - Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 30 m; B = 12 m

30-2x1,2 Ì O Í U , X «1 = ------------ Ỵ ----- + 1 = 8 (bóng)

+1 = 4 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n = 8 X 4 = 32 (bóng)

p = 32 X 0,1 = 3,2 (Kw)

• Phòng hoá nghiệm:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 12 m; B = 12 m

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

137

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

V

12-2x1,2 «! = --------—

+1 = 4(bóng)

4

.

12-2x1,2

^ ------ +1 = 4 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n = 4 X 4 = 16 (bóng)

p= 1 6 x 0 , 1 = 1,6 (Kw)

• Khu vực phụ trợ:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 18 m; B = 12 m

^

+1 = 5 (bóng)

18-2x1,2 n , = -------— 4

.

12-2x1,2

n x =-------+1 = 4 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n = 5 X 4 = 20 (bóng)

p = 20 X 0,04 = 0,8(Kw) c. Tính số đèn cho kho chứa sản phẩm

- r u ' \

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 18 m; B = 12 m

+1 = 7 (bóng)

n , =

25 - 2 X 1,2 — 4

«1 = --------- - ----- + 1 = 5 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n = 5 X 7 = 35 (bóng)

p = 35 X 0,1 = 3,5(Kw) d. Tính số đền cho các nhà phụ trợ trong nhà máy:

• Nhà nấu hơi:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 20 m; B = 10 m

20-2x1,2

,

«! = --------ỵ ----- + 1 = 6 (bóng)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

138

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NĂM

, = 3(bóng)

10-2x1,2 ----- +1 4

«1 =

- Số đèn chiếu sáng:

n = 6 X 3 = 18 (bóng) p =

18 X 0,1 = l,8(Kw)

• Xưởng cơ điện:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 15 m; B = 8 m

15-2x1,2

X

+1 = 4(bóng)

n , = ------ — 4

8 - 2 X 1,2

X +1 = 3 (bóng)

n , = ——

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 4 X 3 = 12 (bóng) p=

1 2 x0 , 1 = l,2(Kw)

• Nhà nén khí và thu hồi C02:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 25 m; B = 8 m

X

25 - 2 X 1,2

«, =

—+ 1 = 7 (bóng) 4

8-2x1,2

«, = ——

X +1 = 3 (bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 7 X 3 = 21 (bóng) p =

21 X 0,1 = 2,l(Kw)

• Khu xử lý nước cấp:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 25 m; B = 15 m

«1 = ------- + 1 = 7 (bóng)

15-2x1,2

X

J ---- +1 = 4 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n = 7 X 4 = 28 (bóng)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

139

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

p = 28 X 0,1 = 2,8(Kw)

• Khu xử lý nước thải:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 15 m; B = 10 m

15-2x1,2

n, = ------—

. +1 = 4(bóng)

4

10-2x1,2

n, = ------—

. . +1 = 3 (bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 4 X 3 = 12 (bóng)

p= 1 2 x 0 , 1 = l,2(Kw)

• Nhà hành chính:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 50 m; B = 25 m

50-2x1,2

n, = ------—

\ +1 = 13 (bóng)

4

25 - 2X 1,2 n rw' \ n. =

-----------—

+1 = 7 (bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 13 X 7 = 91 (bóng)

p = 91 X 0,04 = 3,64(Kw)

• Nhà giới thiệu sản phẩm:

«1 = ------J ------ +1 = 4 (bóng)

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 12 m; B = 8 m

8 - 2 X 1,2 1

n, = ------—

\ +1 = 3(bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 3 X 4 = 12 (bóng)

p = 12 X 0,04 = 0,48(Kw)

• Nhà ăn và căng tin:

15-2x1,2 ,

,

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 15 m; B = 10 m

«! = -------—

+1 = 4(bóng)

4

10-2x1,2 ,

,

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

140

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NĂM

+1 = 3 (bóng)

n , = ------—

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 4 X 3 = 12 (bóng)

p = 12 X 0,04 = 0,48(Kw) • Gara ô tô:

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 15 m; B = 8 m

+1 = 4(bóng)

n , = ------—

4

8 - 2 X 1,2

«, = ——

. +1 = 3(bóng)

4

- Số đèn chiếu sáng:

n = 3 X 4 = 12 (bóng)

p = 12 X 0,04 = 0,48(Kw)

• Nhà để xe: - Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 10 m; B = 4 m

4

4 - 2 X 1,2

10-2x1,2 , , «, = — + 1 = 3 (bóng)

N + 1 = 2 (bóng)

«! =

- Số đèn chiếu sáng:

n = 3 X 2 = 6 (bóng)

p = 6 X 0,04 = 0,24(Kw)

• Nhà bảo vệ:

4 - 2 X 1,2 ,

- Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 6 m; B =4 m 6 - 2 X 1,2 ~ S U ' \ «! = y-^ + 1 = 2 (bóng)

^ s

- +1 = 2 (bóng) n, = ----- — 4

- Số đèn chiếu sáng:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

141

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

n = 2 X 2 = 4 (bóng)

p = 4 X 0,04 = 0,16(Kw)

• Nhà vệ sinh: - Ta có: L = 4 m; 1 = 1,2 m; A = 8 m; B =6 m

8 - 2 x1 , 2 . nI = —y— + 1 = 3 (bóng)

nI = Ỵ— + 1 = 2 (bóng)

- Số đèn chiếu sáng:

n =3 X 2 = 6 (bóng)

p = 6 X 0,04 = 0,24(Kw)

=> Số bóng tổng cộng là 457 bóng, công suất tổng cộng là

35,32Kw.

2.Tính điện tiêu thụ cho sản xuất.

Thiết bị dùng điện

Số

lượng

STT 1

• Chọn công suất tiêu thụ Pt bằng công suất định mức p^.

pám (Kw)

Máy nghiền trục

1

2

3

Máy nghiền búa

1

2 1.5

4

Gầu tải

4

2

5

Vít tải

2

2

Nồi hồ hoấ

1

6

5

7

Nồi đường hoấ

1

5

Thùng chứa bã

1

8

5

9

Nồi lọc đáy bằng

1

5

Bơm cấc loại

20

3

2

Mấy rửa bock

1

11

2

Mấy chiết bock

1

12

2

Mấy lọc

1

13

0,4

1

Thiết bị thu hồi C02

5

Tổng

38,9

• Ngoài ra còn điện tiêu thụ cho quạt hút, quạt đẩy, máy chạy không tải, tủ điều

khiển động cơ ... lấy bằng 15% điện năng tiêu thụ cho sản xuất. Vậy tổng điện năng

tiêu thụ cho sản suất là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

142

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

psx = 38,9 + 38,9 X 0,15 = 44,735 (Kw)

• Tổng điện năng tiêu thụ cho thắp sáng và sản xuất là:

p = 35,32 + 44,735 = 80, 055 (Kw)

3. XÚC định phụ tải tính toán.

- Mục đích của quá trình này là để tính toán và chọn máy biến áp, máy phát

PIT = Ksx X Psx + Kcs X Pcs +

điện cho phù hợp. - Phụ tải tính toán được tính theo công thức:

Ksx: hệ số sản xuất, Ksx = 0,6 + KcS: hệ số chiếu

sáng, Kcs = 0,9 PTT = 0,6 X 44,735 + 0,9 X 80,055 = 99 (Kw)

4. Xác định hệ số công suất và dung lượng bù.

COS0 =

- Hệ số công suất được xác định theo công thức:

p , _ ________ VẼ^+Ẽẽĩ

£e, = P&Vi + Pitg

Chọn hệ số công suất là coscp = 0,7 thì tgcp = 1,02

- Thông thường các máy phát điện có hệ số công suất là 0,8-0,9. Để có được

hệ số công suất tối đa coscp = 0,95 thì trong mạch điện phải mắc thêm tụ điện. Dung

lượng bù được tính bằng: Qbù = Prr(tg
Trong đó:

+ tg(p,: tưong ứng với cosỌị là hệ số công suất ban đầu.

+ tg(p2: tưong ứng với cos
thì coscp2 = 0,95 => tg
^ Qbù = 99(1,02 - 0,33) = 68,31 (Kw)

• Chọn máy biến áp:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

143

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Công suất biểu kiến của máy biến áp tính theo công thức:

s = 7Pị+Ql = V9801 + 4666 = 120{Kw)

- Chọn máy biến áp:

+ Công suất 150 Kw.

+ Điện áp 5 KV.

5.

Tính điện tiêu thụ hàng

năm. a.Đỉện năng thắp sáng hàng

cs

năm:

Acs — Pcs X T X K,

- T: thòi gian thắp sáng trong năm, T = Tj X T2 X T3

- T2: thời gian thắp sáng trong ngày, T1 = 16 giờ.

- T2: thời gian làm việc mỗi tháng, T2 = 25 ngày.

- T3: SỐ tháng làm việc trong năm, T3 = 12 tháng.

=> Acs = 35,32 X 16 X 25 X 12 X 0,9 = 152582 (Kw)

b.Đỉện năng sản xuất hàng năm:

Asx = Psx X T X Ksx

. 40% các thiết bị làm việc 3 ca (mỗi ca hoạt động khoảng 7 giờ), thời gian làm

việc của các thiết bị này là: Tj = 3 X 7 X 25 X 12 = 6300 (giờ)

- 40% thiết bị làm việc 2 ca (mỗi ca làm việc khoảng 7 giờ), thời gian làm

việc của các thiết bị này là:

T2 = 2 X 7 X 25 X 12 = 4200 (giờ)

- 20% thiết bị làm việc 1 ca (mỗi ca làm việc khoảng 7 giờ), thời gian làm

việc của các thiết bị này là:

T3 = 1 X 7 X 25 X 12 = 2100 (giờ) => Asx = 44,735 X 0,6 X (40% X 6300 + 40% X 4200 + 20% X 2100)

=> Asx = 124005 (kw).

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

144

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

A 4- Â ị _ ^cs ^ ^sx

V

= --------------- —— ------------------ = 291144 (Kw/năm).

124005+152582 . 0,95

77 = 0,95 => A -

c. Tổng công suất tiêu thụ điện cả năm:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

145

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

PHẦN 9. TÍNH TOÁN KINH TẾ

I. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM vụ.

1. Mục đích.

Tính toán kính tế là một phần không thể thiếu trong một bản thiết kế hay một

dự án. Đây là một khâu đặc biệt quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính khả thi của của

dự án, đây cũng là cơ sở để người thiết kế lựa chọn phương án tối ưu trong điều kiện

kinh tế cho phép và lập kế hoạch phát triển sản xuất trong tương lai từ những kết quả

thu được từ hiện tại.

Đảm bảo độ chính xác, tính thực tiễn và hợp lý trong từng công đoạn là yêu

tố bắt buộc đối với một dự án vì sản xuất luôn gắn liền vói thị trường lao động, thị

trường cung ứng nguyên, nhiên vật liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm vốn có nhiều

biến động không thể dự đoán trước được nên cần phải tính toán trước để hạn chế rủi

ro ở mức thấp nhất khi nhà máy đi vào sản xuất.

2. Nhỉệm vụ.

- Tính toán kinh tế cần phải xét đến:

+ Tính toán cụ thể các khoản thu, chi trong một khoảng thòi gian nhất

đinh (thường là từng năm) để từ đó có thể huy động vốn từ ngân hàng và từ các cổ

đông.

+ Tính toán các khoản thuế phải đóng và tính lọi nhuận có thể thu được để

có kế hoạch phát triển sản xuất sau này.

+ Lập kế hoạch cụ thể cho sản xuất để có thể đẩy nhanh tiến độ khi sản

phẩm tiêu thụ nhanh, kéo giãn thời gian sản xuất khi nhu cầu tiêu thụ giảm. Từ tính

toán kinh tế giúp cho việc chi phí hợp lý trong việc mua bán nguyên vật liệu và đưa

ra thị trường giá sản phẩm hợp lý với người tiêu dùng mà vẫn thu được lãi. - Tính kinh tế gồm:

+ Tính vốn đầu tư xây dựng nhà xưởng.

+ Tính toán cho đầu tư thiết bị. +

Tính hiệu quả kinh tế. II. TÍNH CHI PHÍ CỐ ĐỊNH

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

146

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

l.Tính chỉ phí cho xây dựng nhà máy.

a. Vốn đầu tư chuẩn bị.

Để chuẩn bị xây dựng nhà máy cần đầu tư cho việc thiết kế và giải phóng

mặt bằng. Thực tế thì giá san ủi mặt bằng hiện nay là 50 000 đổng/m2.

Theo phần tính toán xây dựng thì tổng diện tích nhà máy là: 150 X 250 = 37500 (m2)

Vậy đầu tư giải phóng và san ủi mặt bằng là:

50 000 X 37500 = 1875000000 (đổng)

b. Vốn đầu tư xây dựng.

• Vốn đầu tư xây dựng là vốn để xây dựng các hạng mục công trình trong nhà

máy dwocj tính theo giá chung trên thị trường xây dựng.

+ Đơn giá xây dựng cho các nhà bao che khung thép có mái tôn trống

nóng là 1 triệu - 1,2 triệu đổng/m2. Chọn giá 1 triệu đồng/m2.

+ Đơn giá cho nhà để xe bến bãi là 300 000 - 400 000 đồng/m2. Chọn giá

300 000 đổng/m2.

+ Đơn giá cho nhà hành chính hội trường, căng tin ... là 1,5 - 1,7 triệu

Hạng mục

Diện tích Đơn giá

Giá tiền

154 m2 1416 m2

1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000

154 000 000 1 416 000 000 720 000 000 300 000 000

1 2 3 4 5

Kho nguyên liệu Phân xưởng sản xuất chính Phân xưởng lên men Kho chứa thành phẩm Nhà nấu hơi Xưởng cơ điện

120 m2

6 7

Nhà nén khí và thu hồi C02

200 m2

1 000 000 1 000 000 1 000 000

200 000 000 120 000 000 200 000 000

đồng/m2. Chọn giá trung bình 1,6 triệu đồng/m2. • Ta có bảng sau: STT

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

147

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Tổng số tiền đầu tư cho xây dựng nhà xưởng và văn phòng là: 6170000 000

đổng.

• Dành khoảng 15% số tiền so vói tổng số tiền đầu tư xây dựng nhà xưởng để

xây dựng hệ thống thoát nước, hệ thống giao thông, vườn hoa và các công trình phụ

trợ khác. Số tiền đó là: 15% X 6 170 000 000 = 925 500 000 (đổng)

• Vậy tổng số vốn đầu tư để xây dựng nhà máy là:

6 170 000 000 + 925 500 000 = 7 095 500 000 (đổng)

2.Tính chỉ phí cho lắp đặt thiết bị.

Với nhà máy sản xuất bia có sản lượng 10 triệu lít/năm thuộc loại nhà máy

trung bình lại được đặt ở khu vực phụ cận vói thủ đô, đối tượng phục vụ chủ yếu là

người dân trong vùng và khách du lịch nên thiết bị chủ yếu được chọn là thiết bị

được sản xuất tại Việt Nam được sản xuất theo công nghệ của Đức để giảm chi phí

đầu tư về thiết bị.

• Đon giá của thiết bị:

- Thiết bị nấu: 15 triệu/m3.

- Thiết bị lọc đáy bằng: 15 triệu/m3.

- Thùng có vỏ bảo ôn như thùng đun nước nóng, thùng đựng nước lanh, thùng

bão hoa cơ2: 6 triệu/m3.

- Thùng lên men: chọn giá trung bình cho cả thùng nhân giống và thùng lên

men là 10 triệu/m3.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

148

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

STT

SỐ lượng

Đơn giá

Giá tiền

10 000 000 8 000 000 5 000 000

1 2 3 4 5

20 000 000 16 000 000 10 000 000 20 000 000 8 000 000 75 000 000

20 000 000 8 000 000 75 000 000

6 7

180 000 000 225 000 000

180 000 000 225 000 000

8 9

Tên thiết bị Cân Thùng chứa bột malt Thùng chứa bột gạo Máy nghiền malt Máy nghiền gạo Nồi hồ hoá Nồi đường hoá Thùng lọc đáy bằng Thùng chứa bã Nồi nấu hoa

10 000 000 330 000 000 145 000 000

10 000 000 330 000 000 145 000 000

2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3

160 000 000 40 000 000

10 11 Thiết bị đun nước nóng 12 13 14 15

160 000 000 120 000 000 200 000 000 9 720 000 000

200 000 000 540 000 000

16 17

18 19

10 000 000 48 000 000 4 800 000 1 070 000

Nồi lắng xoắy CIP cho nhà nấu Máy lanh nhanh Thùng lên men Hệ thống nạp khí Thùng gây men cấp 2 Thùng gây men cấp 1 Thùng chứa men QP trung tâm

1 18 1 1 1 1 5

10 000 000 48 000 000 4 800 000 1 070 000 40 000 000

200 000 000

200 000 000 300 000 000

1 4

20 21 22 23 24 25

2 000 000 000 50 000 000 500 000 000

1 1 4

26 27

60 000 000 60 000 000 150 000 000

200 000 000 300 000 000 500 000 000 50 000 000 500 000 000 15 000 000 30 000 000 7 500 000

2 20 4

Máy lọc bia Thùng chứa bia Máy rửa bock Máy chiết bock Gầu tải Vít tải Bơm Hệ thống vệ sinh Hệ thống làm lanh Nồi hơi

8 000 000 700 000 000 500 000 000 500 000 000 700 000 000 1 500 000 000

2 000 000 700 000 000 500 000 000 500 000 000 700 000 000 1 500 000 000

28 29 30 31 32 Hệ thống sử lý nước cấp 33 Hệ thống sử lý nước thải 34 35

1 2 1 1 1 5

120 000 000

Hệ thống điện Xe ô tô Tổng

600 000 000 19 330 870 000

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

149

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

- Tính vốn đầu tư cho một số thiết bị phụ (đường ống và các phụ tùng thay

thể) bằng 8% tổng chi phí cho thiết bị chính: 8% X 19 330 870 000 = 1 546 469 600 (đổng)

- Tính thuế giá trị gia tăng bằng 10% tổng chi phí cho thiết bị:

10% X 20 877 339 600 = 2 087 733 960 (đồng)

- Tính chi phí vận chuyển và lắp đặt bằng 8% tổng chi phí cho thiết bị: 8% X 20 877 339 600 = 1 670 187 168 (đồng)

=> Vậy tổng vốn đầu tư cho lắp đặt và mua thiết bị là: 24635260738

(đồng).

3. Các chỉ phí phát sinh trong quá trình xây dựng và lắp đặt.

- Các chi phí phát sinh có thể xảy ra ở rất nhiều công đoạn trong quá trình xây

dựng nhà xưởng và lắp đặt thiết bị. Để đảm bảo tiến hộ cho việc xây dựng và lắp đặt

thiết bị thì phải tính đến các chi phí phát sinh này.

- Chi phí phát sinh bằng 15% tổng các chi phí xây dựng và chi phí lắp đặt

thiết bị. - Chi phí phát sinh khi xây dựng là:

15% X 7 095 500 000 = 1 064 325 000 (đồng)

- Chi phí phát sinh khi lắp đặt thiết bị:

15% X 1 546 469 600 = 231 970 440 (đồng)

=> Vậy tổng chỉ phí phát sinh là: 1 296 295 440 (đồng).

4. Tính chỉ phí sử dụng thiết bị, nhà xưởng:

- Dự tính nhà máy làm việc trong 10 năm thì khấu hao thiết bị máy móc, các

công trình xây dựng khấu hao trong 20 năm. - Vậy tổng tiền khấu hao trong 1 năm là:

0,1 X 24635260738 + 0,05 X 7095500000 = 2998301073,8 (đồng)

- Chi phí sửa chữa máy móc lấy bằng 5% khấu hao: 5% X 2998301073,8 = 1 499 150 536,9 (đổng)

=> vậy tổng kháu hao tài sẩn cố định là 4 497 451 610,9 (đồng)

5. Tính Yốn đầu tư cố đỉnh cho nhà máy.

- Vốn đầu tư cố đinh cho toàn nhà máy bằng tổng vốn đầu tư xây dựng, vốn

đầu tư thiết bị, vốn phát sinh và vốn sử dụng thiết bị. Tổng vốn đầu tư cố đinh là: 37

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

150

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

524 007 788,9 đổng.

- Dự tính thời gian hoàn vốn là 5 năm, trong đó có 1/2 số đầu tư là vốn tự huy

động coi là vốn lưu động, số vốn cố định là vay ngân hàng. - Số vốn đầu tư phải trả lãi suất là: 37 524 007 788,9 đồng.

- Lãi suất hàng năm là 12%, số tiền lãi phải trả mỗi năm là khác nhau. - Lãi suất phải trả năm đầu là:

T = 37 524 007 788,9 X 0,12 = 4 502 880 934,668 (đồng)

- Lãi suất phải trả đến năm cuối:

Tn = T x( l + r ) ”

+ r: lãi suất hàng năm + n: thời gian

dự định hoàn vốn

Tn = 4 502 880 934,668 X (1 + 0,12)5

= 7 924 970 444,9156 (đổng)

=> vậy tổng chi phí cho toàn bộ công trình xây dựng, thiết bị và toàn

bộ lãi suất vay vốn: 45 449 476 623,81568 (đổng).

III. CHI PHÍ SẢN XUẤT.

l.Chỉ phí cho nhiên liệu.

• Than:

- Lượng than cần cung cấp cho một năm với công suất tối đa là 8301600

(kg/năm). • Nước:

- Lượng nước cần thiết cho một ngày sản xuất là 18,88 (m3/ngày).

- Vậy trong 1 năm lượng nước cần dùng là:

18,88 X 25 X 12 = 5664 (m3/năm)

• Điện - lạnh:

- Điện sử dụng trong một năm là: 291144 (kw/năm).

- Lanh sử dụng trong một năm là:

STT Nguyên liệu Đơn vị

Đơn giá Khối lượng

Giá tiền

1

Than

Kg

700

8 301600

5 811 120 000

2400 X 25 X 12 = 720 000 (kw/năm)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

151

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

2

Nước

m3

7000

5 664

369 480 000

3

Điện

Kw

1600

291 144

465 830 400

4

Điện thoại

Phút

100

153 600

15 360 000

=> vậy tổng chi phí cho nhiên liệu là 6 800 030 400 (đồng).

2.Chỉ phí cho nguyên liệu. • Chi phí cho nguyên liệu chính:

STT Nguyên liệu Đơn vị

Đơn giá Khối lượng

Giá tiền

1

Malt

Kg

7 000

1 123 000

7 861000 000

2

Gạo

Kg

3200

605 000

1936 000 000

3

Hoa viên

Kg

60 000

10 000

600 000 000

4

Cao hoa

Kg

200 000

1000

200 000 000

=> vậy tổng chi phí cho nguyên liệu chính là 10 597 000 000 (đồng).

• Chi phí cho nguyên liệu phụ:

- Chi phí cho nguyên liệu phụ gồm enzyme, bột trợ lọc, hoá chất tẩy rửa ...

thường chiếm khoảng 5% chi phí của nguyên liệu chính. - Chi phí cho nguyên liệu phụ là:

5% X 10 597 000 000 =529 850 000 (đồng)

3. Chỉ phí tiền lương cho toàn nhà máy.

STT( Các phân xưởng 1 Số lao động/1 ca 1 Số ca trong ngày 1 Tổng số

- Tính tổng số công nhân trong toàn nhà máy:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

152

Nghiên

3

3

1 2 3

1 3 3

3 3

9 9

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

Nấu Hoá nghiệm Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

4 5

Hoàn thiện sản phẩm Lò hơi

5 3

3 3

15 9

Nhà lạnh

3

3

6 7

Xử lý nước cấp

1 2

6

Lái xe tải, xe nâng hàng

3

9

2 1 3

2 2 5 3

2 3

6 2 6 10 9

10 11 12 13 14

Lái xe con Sửa chữa Bốc vác Thường trực, bảo vê Xử lý nước thải Phân xưởng xử lý C02

1 3

2 3

2 1

15

Lên men Nhà ăn

2 4

3 3

16

Tổng

6 12 110

3

=> vây số công nhãn có mát trong môt ngày đêm là 110 người.

- Thời gian làm việc thực tế trong một năm (trừ ngày nghỉ lễ, ốm, phép ...) là

khoảng 285 ngày, thời gian làm việc của máy móc là 320 ngày. Vậy hệ số điều

K=TIỊL = 320 Tcn

= 1,12

285

khuyết là:

- Vậy số công nhân thực tế trong phân xưởng là:

110 X 1,12 = 123 (người)

=> vậy chọn sô' công nhân trong nhà máy là 125người.

- Số cán bộ quản lý trong nhà máy là:

+ Phòng giám đốc: 1 người.

+ Phòng phó giám đốc: 2 người.

+ Phòng tài vụ: 5 người.

+ Phòng kế hoạch: 5 người.

+ Phòng kỹ thuật: 25 người.

+ Phòng kinh doanh - maketting: 10 người.

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

153

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

+ Phòng tổ chức, hành chính: 6 người.

+ Phòng y tế: 2 người.

+ Nhân viên thu kho: 5 người.

+ Nhân viên nhà giới thiệu sản phẩm: 4 người. => vậy số cán bộ trong nhà máy là: 65 người

- Tổng số nhân viên trong nhà máy là:

125 + 65 = 190 (người)

=> vậy tổng số nhân viên trong nhà máy là 190 người.

- Tính quỹ lương cho toàn nhà máy:

+ Lương trung bình cho công nhân: 1 000 000 đồng/người.

+ Lương trung bình cho cán bộ quản lý: 2 000 000 đồng/người. + Tổng

quỹ lương là: L = 12x(125 X 1 000 000 + 65 X 2 000 000) = 3 060 000 000 (đồng)

4. Chỉ phí bảo hiểm xã hội.

- Nhà máy dùng 20% lương để đóng bảo hiểm xã hội:

20% X 3 060 000 000 = 612 000 000 (đồng)

=> Tổng chỉ phí sản xuất trong 1 năm có sản lượng bia cao nhất:

CT = 21 098 880 400

5. Tính giá thành sản phẩm.

- Giá thành của bia được tính theo công thức:

G = ^— (đồng) y T w

- Lượng bã hàng năm: 2 158 500kg được bán với giá1000 (đồng/kg). Số tiền

bán được là: 2 158 500 000 đồng.

- Khối lượng cơ2 dư thừa hàng năm: 112 000 - 8100 = 103 900 (kg). Giá bán

cơ2 là 5000 đồng/kg, vậy số tiền bán được là: 519 500 000 (đồng) - Tổng số tiền mà nhà máy phải chi là:

IT = 21 098 880 400- (2 158 500 000 + 519 500 000)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

154

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

= 18 420 880 400 (đồng)

Giá thành của một đơn vị sản phẩm là:

1842,088 (đổng/lít)

G = 18420880400

10000000

- Định giá bán thành phẩm:

Gb = G + (40%thuế tiêu thụ đặc biệt + 10% tiền lãi)xG

Gb= 1842,088 + (0,4 + 0,3) X 1842,088 = 3131,55 (đổng/lít)

=> Vậy giá của sản phẩm sẽ được bán ra thị trường là 3500 đổng/lít.

IV. DOANH THU Dự KIẾN.

Thi Xã Sơn Tây năm bên dòng sông Hồng cách Hà Nội khoảng 40km có

đường quốc lộ đi qua rất thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển. Ngoài ra Thi Xã

Sơn Tây còn có khu du lịch Ao Vua - Khoang Xanh và sân gôn Đồng Mô thu hút

một lượng khá lớn khách du lịch vào các ngày nghỉ cuối tuần và lễ tết. Bên cạnh đó

khu công nghệ cao Phú Cát đang phát triển với một số lượng lớn lực lượng lao

động, đây là nguồn tiêu thụ bia rất lớn. Thị Xã Sơn Tây là nơi có nhiều cảnh đẹp rất

thanh bình nhưng lại mang dáng dấp của một đô thị đầy tiềm năng phát triển.

Theo điều tra của uỷ ban dân số nhà nước thì thị xã Sơn Tây có khoảng

300000 người với mức thu nhập 800000 đồng một người. Ở Sơn Tây giá sinh hoạt

rất rẻ, rẻ hơn nhiều so với ở các thành phố lớn nói chung và thành phố Hà Nội nói

riêng nên với mức thu nhập như vậy thì cuộc sống của người Sơn Tây có thể nói là

khá cao so với một số khu vực khác ở nước ta. Với mức sống như vậy thì việc mọi

người sử dụng bia làm nước uống giải khát hàng ngày đã trở nên rất phổ biến và bia

không còn được coi là đồ giải khát xa xỉ với người lao động.

Theo thống kê, mức tiêu thụ bia của người Việt Năm năm 2000 là 8 lít/

người/ năm, tổng sản lượng của cả nước đạt khoảng 700 triệu lít. Dự kiến năm nay,

năm 2005 mức tiêu thụ bia của mỗi người khoảng 13 lít / người / năm, tổng sản

lượng bia có thể đạt 1300 triệu lít / năm. Đây là

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

155

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

những con số dự kiến cho cả nước ta nhưng trong thức tế thì sản lượng bia được sản

xuất ra luôn không đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ, điều này giải thích tại sao mà

những loại bia chất lượng thấp của các xưởng tư nhân vẫn tiêu thụ được.

Hiện nay ở thị xã Sơn Tây chưa có một nhà máy bia nào được xây dựng

trong khi nhu cầu sử dụng của người lao động là rất cao. Những nhà cung cấp bia tại

Sơn Tây hiện nay là bia hơi Hà Nội, bia hoi Á Châu và bia hơi của một số xưởng sản

xuất nhỏ ở Sơn Tây. Bia hơi Hà Nội có chất lượng cao nhưng không cung cấp đủ

cho như cầu người tiêu dùng. Cả thị xã Sơn Tây cũng chỉ có khoảng 2 đại lý bia hơi

Hà Nội, còn bia hoi Á Châu cũng mới đi vào sản xuất và nhà máy đặt tại Bắc Ninh

khá xa nên cũng chỉ mở một vài đại lý bia. Điều này có thể thấy rằng bia hoi bán ở

thị trường Sơn Tây không đáp ứng đủ nhu câù của người tiêu dùng. Việc xây dựng

nhà máy sản xuất bia hơi đặt tại thị xã Sơn Tây rất hợp lý và đây là một dự án có tính

khả thi rất cao

Thường thì khi nhà máy bắt đầu đi vào sản xuất thì công suất không thể đạt

tối đa.

+ Dự tính năm thứ nhất công suất chạy thử là 60% để vừa sản xuất vừa

hoàn thiện máy móc thiết bị nhà xưởng trước khi nhà máy đi vào hoạt động ổn đinh.

+ Năm thứ hai nhà máy chạy vói công suất 80% và năm thứ ba thì chạy

hết công suất.

l.Dự tính chỉ phí sản xuất sản lượng bia năm thứ nhất.

a.Chỉ phí nguyên vật liệu và tiền lương:

• Sản lượng bia hơi dự tính cho năm đầu tiên là 6 000 000 lít, vậy ta có bảng chi

STT Nguyên liệu Đơn vị

Đơn giá Khối lượng

Giá tiền

1

Than

Kg

700

4980960

3 486 672 000

2

Nước

m3

7000

3399

237 888 000

3

Điện

Kw

1600

174687

279 498 240

4

Điện thoại

Phút

100

92 160

92 160 000

5

Malt

Kg

7 000

673 800

4 716 600 000

6

Gạo

Kg

3200

363 000

1 161600 000

7

Hoa viên

Kg

60 000

6 000

360 000 000

phí nguyên liệu chính cho bia hơi năm đầu tiên là:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

156

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

8

Cao hoa

Kg

200 000

600

120 000 000

9

Tổng

đồng

10 472 418 240

• Chi phí nguyên liệu phụ: theo kinh nghiệm thì chi phí nguyên liệu phụ bẳng

4% chi phí nguyên liệu chính. Vậy ta có chi phí cho nguyên liệu phụ là: 418 896 730

đổng.

• Chi phí tiền lương cho toàn nhà máy theo tính toán ở trên là 3060000000

đồng.

• Tổng chi phí năm đầu là: 13 891 314 970 đổng.

b. Tính giá thành sản phẩm:

- Giá thành của bia được tính theo công thức:

G = ^— (đồng)

y T w

- Lượng bã năm đầu: 1 295 lOOkg được bán với giá1000 (đổng/kg). Số tiền

bán được là: 1 295 100 000 đồng.

- Khối lượng C02 dư thừa năm đầu: 62 340 (kg). Giá bán C02 là 5000

đồng/kg, vậy số tiền bán được là: 311 700 000 (đồng)

- Tổng số tiền mà nhà máy phải chi là:

IT = 13 891 314 970 - (1 295 100 000 + 311 700 000)

= 12 184 514 970 (đồng)

G = ————— = 2031 (đổng/lít)

- Giá thành của một đơn vị sản phẩm là:

6000000

c. Cân đối thu chỉ, tính lợi nhuận trong năm đầu tiên.

• Tính lãi trước thuế:

Tổng lợi nhuận = Doanh thu thuần - giá thành

- Doanh thu thuần = tổng doanh thu - thuế tiêu thụ.

RT = (Gb - Gb X thuế) X sản lượng

RT = (3500 - 3500 X 0,4) 6.106

RT = 12 600 000 000

=> LNT = 12 600 000 000 - 12 184 514 970 = 415 485 030 (đổng)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

157

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

• Tính lãi sau thuế:

LNS = 0,7 X 415 485 030 = 290 839 521 (đồng).

2.Dự tính chỉ phí sản xuất sản lượng bia năm thứ hai.

a.Chỉ phí nguyên vật liệu và tiên lương:

• Sản lượng bia hơi dự tính cho năm đầu tiên là 6 000 000 lít, vậy ta có bảng

chi phí nguyên liệu chính cho bia hơi năm đầu tiên là:

• Chi phí nguyên liệu phụ: theo kinh nghiệm thì chi phí nguyên liệu phụ bẳng

4% chi phí nguyên liệu chính. Vậy ta có chi phí cho nguyên liệu phụ là: 541 726 669

đồng.

• Chi phí tiền lương cho toàn nhà máy theo tính toán ở trên là 3060000000

đồng.

• Tổng chi phí năm đầu là: 17 144 893 389 đồng.

b.Tính giá thành sản phẩm:

- Giá thành của bia được tính theo công thức:

G = (đồng)

- Lượng bã năm đầu: 1 726 800kg được bán với giáiooo (đồng/kg). Số tiền

bán được là: 1 726 800 000 đồng.

- Khối lượng C02 dư thừa năm đầu: 83 120 (kg). Giá bán C02 là 5000

đổng/kg, vậy số tiền bán được là: 415 600 000 (đổng)

- Tổng số tiền mà nhà máy phải chi là:

XT = 17 144 893 389 - (1 726 800 000 + 415 600 000)

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

158

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

14902493389

- G =

— = 1863 (đồng/lít)

8000000

= 14 902 493 389 (đổng) - Giá thành của một đơn vị sản phẩm là:

c. Cân đối thu chỉ, tính lọi nhuận trong năm đầu tiên.

• Tính lãi trước thuế:

Tổng lợi nhuận = Doanh thu thuần - giá thành

- Doanh thu thuần = tổng doanh thu - thuế tiêu thụ.

RT = (Gb - Gb X thuế) X sản lượng

RT = (3500 - 3500 X 0,4) 8.106

RT = 16 800 000 000

=> LNT = 16 800 000 000 - 14 902 493 389 = 1

897 506 611 (đổng)

• Tính lãi sau thuế:

LNS = 0,7 X 1 897 506 611 = 1 328 254 628 (đồng).

3. Dự tính chỉ phí sản xuất sản lượng bia năm thứ ba trở đi.

Từ năm thứ 3 trở đi nhà máy sẽ sản xuất hể công suất nên tính toán chi phí

sản xuất giống như ở phần III. Tính lợi nhuận cho nhà máy từ năm thứ 3 trở đi là: - Tính doanh thu:

RT = (Gb - Gb X thuế)x sản lượng

RT = (3500- 3500x 0,4) 106 RT = 21 000 000 000 (đổng)

=> LNT = 21 000 000 000-18 420 880 400 = 2

579 119 600(đồng) - Tính lãi sau thuế:

LNS = 0,7 X 2 579 119 600= 180 543 720 (đồng).

y. TÍNH LỢI NHUẬN CHO NHÀ MÁY.

• Tính thời gian thu hổi vốn.

- Thời gan thu hổi vốn (PP): là một trong các chỉ tiêu quan trọng để đánh giá

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

159

Đổ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA 10 TRỆU LÍT/NÀM

pp = ------- — -----

p + LNSTB

tính khả thi của dự án.

+ Tổng vốn đầu tư ban đầu: V = 66 548 357 023 (đổng).

+ Khấu hao tài sản cố định: p = 4 497 451 610,9 (đổng).

290839521+1328254628 +180543720 t n n ( M ( ¥ l o n, M i X LNS TR = —

------------------------------------ = 599879289.7 (đồng)

pp = ------ — ----------------------- - X 5 (năm)

4497451610,9 + 5998798297

+ Lợi nhuận sau thuế trung bình:

SVTH: Nguyễn Minh Phương - CNSH-K45

160