BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT RƯỢU VANG ĐỎ NĂNG SUẤT 5 TRIỆU LÍT/ NĂM
Ngành:
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn
Sinh viên thực hiện
: Phạm Trường Huy
MSSV: 1151100155 Lớp: 11DTP01
TP. Hồ Chí Minh, 2015
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan kết quả của đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang
đỏ năng suất 5 triệu lít/năm là do em thực hiện hoàn toàn trung thực dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn. Em cam đoan không
sao chép, gian lận dưới mọi hình thức. Mọi tài liệu tham khảo và trích dẫn
đều đã được liệt kê đầy đủ ở phần tài liệu tham khảo.
Phạm Trường Huy
LỜI CẢM ƠN
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm Môi Trường của trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu trong một môi trường học tập khoa học, những người đã cho em kiến thức để em có thể chuẩn bị hành trang cho tương lai.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn, thầy là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện đồ án này.
Đồ án tốt nghiệp của em là “Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang đỏ năng suất 5 triệu lít/năm”. Đây là bản đồ án có khối lượng công việc tương đối lớn và do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy, cô để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 8 năm 2015
Sinh viên thực hiện Phạm Trường Huy
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ................................................. 3
1.1 Khái quát về rượu vang, vùng nguyên liệu, giới thiệu về nguyên liệu chính ....... 3
1.1.1 Khái quát về rượu vang ................................................................................ 3
1.1.2 Phân tích thị trường ...................................................................................... 4
A. Tình hình phát triển ngành rượu vang trên thế giới ..................................... 4
B. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang ở Việt Nam ................................. 5
C. Định hướng phát triển ................................................................................... 6
1.1.3 Vùng nguyên liệu ......................................................................................... 6
1.1.4 Giới hiệu về nguyên liệu chính .................................................................... 7
A. Nguồn gốc ..................................................................................................... 7
B. Đặc tính .......................................................................................................... 7
C. Một số giống nho phổ biến hiện nay ............................................................. 7
1.2 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy ......................................................................... 8
1.2.1 Giao thông .................................................................................................... 9
1.2.2 Nguồn nguyên liệu ..................................................................................... 10
1.2.3 Nguồn nhân lực ......................................................................................... 10
1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh ............................................................... 10
1.2.5 Nguồn cấp và thoát nước ............................................................................ 10
1.2.6 Xác định năng suất và cơ cấu sản phẩm của nhà máy ............................... 11
1.2.7 Ý nghĩa kinh tế ........................................................................................... 11
CHƯƠNG 2: CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ CÂN BẰNG NGUYÊN VẬT LIỆU ................................................................................................................. 13
2.1 Giới thiệu về nguyên vật liệu ............................................................................... 13
2.1.1 Nho nguyên liệu sản xuất rượu vang ......................................................... 13
2.1.2 Nước ........................................................................................................... 15
2.1.3 Chế phẩm enzyme ...................................................................................... 17
2.1.4 Hệ vi sinh vật có trong vang ...................................................................... 17
A. Nấm men trong sản xuất rượu vang ............................................................ 17
i
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
B. Vi khuẩn ...................................................................................................... 18
2.1.5 Rượu etylic ................................................................................................. 20
2.1.6 Axit hữu cơ ................................................................................................. 20
2.1.7 Đường ......................................................................................................... 20
2.1.8 SO2 .............................................................................................................. 21
2.1.9 Các chất hỗ trợ quá trình ............................................................................ 21
2.2 Chọn quy trình công nghệ .................................................................................... 22
2.2.1 Thuyết minh quy trình ................................................................................ 23
2.2.1.1 Nguyên liệu .......................................................................................... 23
2.2.1.2 Phân loại ............................................................................................... 23
2.2.1.3 Rửa ....................................................................................................... 24
2.2.1.4 Nghiền, xé và tách cuống ..................................................................... 24
2.2.1.5 Quá trình sulfit hoá .............................................................................. 25
2.2.1.6 Quá trình chuẩn hóa ............................................................................. 25
2.2.1.7 Quá trình hoạt hóa nấm men và bổ sung nấm men ............................. 25
A. Quá trình hoạt hóa nấm men khô ............................................................ 25
B. Quá trình bổ sung nấm men ..................................................................... 25
2.2.1.8 Quá trình lên men ................................................................................. 25
2.2.1.9 Quá trình ép, tách bã ............................................................................ 26
2.2.1.10 Quá trình tàng trữ ............................................................................... 27
2.2.1.11 Quá trình lọc ....................................................................................... 27
2.2.1.12 Quá trình chiết chai và đóng nắp ....................................................... 28
2.2.1.13 Quá trình thanh trùng ......................................................................... 28
2.2.1.14 Quá trình dán nhãn và in hạn sử dụng ............................................... 28
2.2.1.15 Quá trình đóng hộp và xếp thùng ...................................................... 28
2.2.2 Sơ đồ nhập liệu, biểu đồ sản xuất .............................................................. 28
2.2.2.1 Sơ đồ nhập nguyên liệu........................................................................ 28
2.2.2.2 Biểu đồ sản xuất ................................................................................... 29
2.3 Tính cân bằng nguyên vật liệu ............................................................................. 31
ii
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
2.3.1 Tính cân bằng vật chất cho 100 Kg nguyên liệu sản xuất vang đỏ ........... 31
2.3.1.1 Phân xưởng sơ chế ............................................................................... 32
2.3.1.2 Phân xưởng lên men ............................................................................ 33
2.3.1.3 Phân xưởng chiết rót ............................................................................ 34
2.3.2 Tính cân bằng vật chất theo năng suất của nhà máy ................................. 35
2.3.2.1 Phân xưởng sơ chế ............................................................................... 36
2.3.2.2 Phân xưởng lên men ............................................................................ 37
2.3.2.3 Phân xưởng chiết rót ............................................................................ 38
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ, BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG VÀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY ................................................................................... 40
3.1 Tính toán chọn thiết bị ......................................................................................... 40
3.1.1 Băng tải phân loại ....................................................................................... 40
3.1.2 Cân nguyên liệu .......................................................................................... 41
3.1.3 Thiết bị rửa dạng thổi khí ........................................................................... 42
3.1.4 Thiết bị nghiền xé, tách cuống ................................................................... 43
3.1.5 Thiết bị sunfit hóa ....................................................................................... 43
3.1.6 Thiết bị chuẩn hóa ...................................................................................... 45
3.1.7 Thiết bị lên men .......................................................................................... 47
3.1.8 Máy ép dịch ................................................................................................ 50
3.1.9 Thùng tàng trữ ............................................................................................ 51
3.1.10 Thiết bị lọc thô.......................................................................................... 53
3.1.11 Thiết bị lọc tinh ........................................................................................ 54
3.1.12 Thiết bị rửa, chiết, đóng chai 3 trong 1 .................................................... 55
3.1.13 Thiết bị thanh trùng .................................................................................. 56
3.1.14 Thiết bị dán nhãn ...................................................................................... 57
3.1.15 Thiết bị đóng thùng .................................................................................. 58
3.1.16 Bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa ............................................................ 59
3.1.17 Bơm dịch nho vào bồn lên men ............................................................... 60
3.1.18 Bơm dịch lên men vào máy ép ................................................................. 61
3.1.19 Thùng chứa bã .......................................................................................... 61
iii
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.1.20 Bơm vận chuyển rượu vang vào máy lọc thô .......................................... 62
3.1.21 Bơm rượu vang vào máy lọc tinh ............................................................. 63
3.1.22 Bồn trữ trước chiết rót .............................................................................. 63
3.1.23 Bơm vận chuyển từ bồn trữ rượu đến máy chiết rót ................................ 64
3.2 Bố trí mặt bằng các phân xưởng .......................................................................... 67
3.2.1 Phân xưởng sơ chế...................................................................................... 67
3.2.1.1 Kho nguyên liệu chính ......................................................................... 67
3.2.1.2 Kho nguyên liệu phụ ............................................................................ 67
3.2.2 Phân xưởng lên men – tàng trữ .................................................................. 68
3.2.2.1 Phân xưởng lên men ............................................................................ 68
3.2.2.2 Phân xưởng tàng trữ ............................................................................. 68
3.2.3 Phân xưởng hoàn thiện ............................................................................... 68
3.2.3.1 Kho bao bì – kho thành phẩm .............................................................. 68
3.3 Bố trí mặt bằng nhà máy ...................................................................................... 69
3.3.1 Phân xưởng sơ chế...................................................................................... 69
3.3.2 Phân xưởng lên men – tàng trữ .................................................................. 69
3.3.3 Phân xưởng hoàn thiện ............................................................................... 69
3.3.4 Bãi xe công nhân viên ................................................................................ 69
3.3.5 Phòng trưng bày ......................................................................................... 69
3.3.6 Nhà nghỉ...................................................................................................... 69
3.3.7 Phòng thay đồ ............................................................................................. 69
3.3.8 Phòng y tế ................................................................................................... 70
3.3.9 Khu xử lí bã thải và nước thải .................................................................... 70
3.3.10 Khu xử lí rác ............................................................................................. 70
3.3.11 Công viên và khu giải trí .......................................................................... 70
3.3.12 Phòng vệ sinh ........................................................................................... 70
3.3.13 Bãi xe tải ................................................................................................... 70
3.3.14 Nhà ăn ....................................................................................................... 70
3.3.15 Hội trường ................................................................................................ 71
iv
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.3.16 Hành chính ................................................................................................ 71
3.3.17 Phòng kiểm soát chất lượng ..................................................................... 71
3.3.18 Bảo vệ ....................................................................................................... 71
3.3.19 Trạm biến áp ............................................................................................. 71
3.3.20 Nhà nồi hơi ............................................................................................... 71
CHƯƠNG 4: TÍNH ĐIỆN, NƯỚC VÀ NĂNG LƯỢNG ..................................... 72
4.1 Tính điện ............................................................................................................... 72
4.1.1 Điện động lực ............................................................................................. 72
4.1.2 Điện sinh hoạt và chiếu sáng ...................................................................... 73
4.1.3 Xác định hệ số công suất ............................................................................ 74
4.1.4 Chọn máy biến áp ....................................................................................... 74
4.1.5 Lượng điện tiêu thụ hàng năm ................................................................... 75
A. Điện sinh hoạt và chiếu sáng ...................................................................... 75
B. Điện động lực .............................................................................................. 75
4.2 Tính nước .............................................................................................................. 76
4.2.1 Nước dùng trong sản xuất .......................................................................... 76
4.2.2 Nước dùng cung cấp cho nồi hơi ............................................................... 76
4.2.3 Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng và đường ống ........................................ 76
4.2.4 Nước cung cấp cho thiết bị rửa chai .......................................................... 76
4.2.5 Nước cung cấp cho sinh hoạt ..................................................................... 76
4.2.6 Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy ................................................... 77
4.3 Tính hơi ................................................................................................................ 77
4.3.1 Tính nhiệt dùng để đun nước nóng ............................................................ 77
4.3.2 Tính nhiệt cho phân xưởng hoàn thiện ...................................................... 77
A. Nhiệt đun nước nóng dùng để rửa chai ....................................................... 77
B. Nhiệt dùng để hấp vỏ chai ........................................................................... 78
C. Nhiệt dùng để thanh trùng rượu vang chai ................................................. 78
4.3.3 Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu ................................................................. 78
A. Lượng hơi dùng để đun nước nóng vệ sinh ................................................ 79
v
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
B. Lượng hơi đun nước nóng dùng để rửa chai ............................................... 79
C. Lượng hơi dùng để hấp vỏ chai................................................................... 79
D.Lượng hơi để thanh trùng rượu vang chai ................................................... 79
4.3.4 Chọn nồi hơi ............................................................................................... 79
A.Tổng lượng hơi cung cấp cho các quá trình ................................................ 79
B.Chọn thông số nồi hơi .................................................................................. 80
4.3.5 Tính nhiên liệu dùng cho nồi hơi ............................................................... 80
CHƯƠNG 5: BỘ MÁY TỔ CHỨC, TÍNH LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH AN TOÀN NHÀ MÁY .................................................................................................... 82
5.1 Bố trí bộ máy tổ chức ........................................................................................... 82
5.1.1 Sơ đồ bộ máy tổ chức quản lý của nhà máy .............................................. 82
5.1.2 Chức năng của từng bộ phận ...................................................................... 82
5.1.2.1 Ban giám đốc ....................................................................................... 82
5.1.2.2 Công đoàn ............................................................................................ 83
5.1.2.3 Phòng tổ chức hành chính và nhân sự ................................................. 83
5.1.2.4 Phòng tài chính, kế toán ....................................................................... 83
5.1.2.5 Phòng kỹ thuật – sản xuất .................................................................... 84
5.1.2.6 Phòng kinh doanh ................................................................................ 84
5.1.2.7 Phòng kế hoạch và đầu tư .................................................................... 84
5.1.2.8 Phòng kiểm soát chất lượng và R&D .................................................. 85
5.1.2.9 Các phân xưởng và các tổ sản xuất .................................................... 85
5.2 Tính lao động ........................................................................................................ 85
5.2.1 Lao động gián tiếp (bộ máy quản lý nhà máy) .......................................... 85
5.2.2 Lao động trực tiếp (làm việc ở các phân xưởng, bộ phận) ........................ 85
5.3 Vệ sinh và an toàn nhà máy ................................................................................. 87
5.3.1 Vệ sinh nhà máy ......................................................................................... 87
5.3.1.1 Nguyên tắc chung ................................................................................ 87
5.3.1.2 Thông gió và hút bụi ............................................................................ 87
5.3.1.3 Vệ sinh thiêt bị và nhà xưởng .............................................................. 87
5.3.1.4 Vệ sinh công nhân ................................................................................ 87
vi
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
5.3.2 An toàn lao động ........................................................................................ 88
5.3.2.1 Chống khí độc ...................................................................................... 88
5.3.2.2 Chống ồn và chống rung ...................................................................... 88
5.3.2.3 An toàn cho thiết bị chịu áp ................................................................. 89
5.3.2.4 An toàn sử dụng điện ........................................................................... 89
5.3.2.5 An toàn khi sử dụng máy móc ............................................................. 89
5.3.2.6 An toàn trong phòng thí nghiệm .......................................................... 89
5.3.2.7 Phòng chống cháy nổ ........................................................................... 90
5.3.2.8 Công tác cụ thể về an toàn lao động của các cán bộ trong nhà máy... 90
5.3.3 Bảo vệ môi trường ...................................................................................... 90
5.3.3.1 Xử lý rác thải ........................................................................................ 90
5.3.3.2 Xử lý nước thải .................................................................................... 90
CHƯƠNG 6: SƠ BỘ TÍNH KINH TẾ ................................................................... 92
6.1 Vốn đầu tư cho nguyên liệu ................................................................................. 92
6.2 Vốn đầu tư xây dựng nhà máy ............................................................................. 93
6.2.1 Nhà trực tiếp sản xuất ................................................................................. 94
6.2.2 Nhà gián tiếp phục vụ sản xuất .................................................................. 94
6.2.3 Đường xá và công trình xây dựng khác trong nhà máy............................. 94
6.2.4 Khấu hao trung bình hằng năm về xây dựng ............................................. 94
6.3 Vốn đầu tư về thiết bị ........................................................................................... 95
6.3.1 Thiết bị chính .............................................................................................. 95
6.3.2 Thiết bị phụ ................................................................................................. 96
6.3.3 Thiết bị kiểm tra và điều chỉnh .................................................................. 96
6.3.4 Thiết bị vệ sinh công nghiệp ...................................................................... 96
6.3.5 Công lắp ráp thiết bị ................................................................................... 96
6.3.6 Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị ................................................. 96
6.3.7 Tổng số vốn đầu tư (tài sản cố định) và khấu hao hàng năm .................... 96
6.4 Chi phí nhiên liệu và nước ................................................................................... 96
6.5 Vốn đầu tư thuê đất của nhà máy ......................................................................... 97
vii
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
6.6 Tiền lương nhân viên............................................................................................ 97
6.7 Tính giá thành sản phẩm ...................................................................................... 97
6.7.1 Chi phí chủ yếu ........................................................................................... 97
6.7.2 Chi phí quản lý phân xưởng ....................................................................... 98
6.7.3 Giá thành phân xưởng ................................................................................ 98
6.7.4 Chi phí quản lý xí nghiệp ........................................................................... 98
6.7.5 Giá thành sản xuất ...................................................................................... 98
6.7.6 Chi phí ngoài sản xuất ................................................................................ 98
6.7.7 Giá thành toàn bộ........................................................................................ 98
6.7.8 Giá thành sản phẩm .................................................................................... 98
6.8 Lãi hàng năm và thời gian thu hồi vốn của xí nghiệp ......................................... 99
6.8.1 Lãi hàng năm .............................................................................................. 99
6.8.2 Tỷ suất lãi ................................................................................................... 99
6.8.3 Thời gian thu hồi vốn ................................................................................. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 101
1. Tài liệu tiếng việt .................................................................................................. 101
2. Tài liệu điện tử ...................................................................................................... 101
viii
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bản đồ địa điểm xây dựng nhà máy ......................................................... 9 Hình 3.1. Băng tải ký hiệu S800 do Trung Quốc sản xuất .................................. 41 Hình 3.2. Cân điện tử ký hiệu SCS2 do Trung Quốc sản xuất ............................ 41 Hình 3.2. Máy rửa dạng thổi khí ký hiệu MS-500 do Trung Quốc sản xuất. ... 42 Hình 3.3. Máy nghiền xé, tách cuống ký hiệu POLY-1 do Trung Quốc sản xuất ..................................................................................................................................... 43 Hình 3.4. Thiết bị sunfit hóa ký hiệu PSH-1 do Trung Quốc sản xuất ............. 45 Hình 3.5. Thiết bị chuẩn hóa kí hiệu CH-5 do Trung Quốc sản xuất. .............. 47 Hình 3.6. Tank lên men ký hiệu ZD-15000L do Trung Quốc sản xuất. ............ 50 Hình 3.7. Máy ép dịch nho ký hiệu PSP5 do Trung Quốc sản xuất. ................. 51 Hình 3.9. Thùng tàng trữ ký hiệu Prettech-01 do Trung Quốc sản xuất. ......... 53 Hình 3.10. Thiết bị lọc thô ký hiệu PFK-100 do Trung Quốc sản xuất. ............ 54 Hình 3.11. Thiết bị lọc tinh ký hiệu XMY-130 do Trung Quốc sản xuất. .......... 55 Hình 3.1. Thiết bị rửa, chiết rót, đóng nắp 3 trong 1 ký hiệu CGF-18 do Trung Quốc sản xuất. ........................................................................................................... 56 Hình 3.13. Thiết bị thanh trùng ký hiệu ALC-6 do Trung Quốc sản xuất. ...... 57 Hình 3.14. Thiết bị dán nhãn ký hiệu OPLM-AR do Trung Quốc sản xuất. . 58 Hình 3.15. Thiết bị đóng thùng ký hiệu DMT-120 do Trung Quốc sản xuất. .. 59 Hình 3.16. Bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa ký hiệu ESP-10 do Trung Quốc sản xuất. ..................................................................................................................... 60 Hình 3.17. Bơm dịch nho vào bồn lên men ký hiệu EPP-50 do Trung Quốc sản xuất. ............................................................................................................................ 60 Hình 3.18. Bơm dịch lên men vào máy ép ký hiệu EPP-12 do Trung Quốc sản xuất. ............................................................................................................................ 61 Hình 3.19. Bơm vang non vào máy lọc thô ký hiệu ESP-19 do Trung Quốc sản xuất. ............................................................................................................................ 62 Hình 3.20. Bơm vang non vào máy lọc tinh ký hiệu EPP-100 do Trung Quốc sản xuất ...................................................................................................................... 63 Hình 3.21. Bồn trữ trước chiết rót ký hiệu CR-15 do Trung Quốc sản xuất ... 64 Hình 3.22. Bơm vận chuyển từ bồn rượu đến máy chiết rót ký hiệu BCR-100 do Trung Quốc sản xuất. ......................................................................................... 64
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang đỏ ....................................... 23 Sơ đồ 5.1 Bộ máy tổ chức của nhà máy ................................................................. 82
ix
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc tính của một số giống nho mới ......................................................... 8 Bảng 2.1: Thành phần hoá học trong 100g nho [ ] ............................................... 13 Bảng 2.2: Thành phần của quả nho Cardinal [ ] .................................................. 13 Bảng 2.3: Thành phần hoá học của thịt quả nho Cardinal [ ] ............................. 14 Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng của nước [ ] ............................................................ 15 Bảng 2.5: Vai trò của một số vi sinh vật trong sản xuất rượu vang [ ] .............. 19 Bảng 2.6: Chỉ tiêu chất lượng của đường [ ] ......................................................... 21 Bảng 2.7: Sơ đồ nhập nguyên liệu .......................................................................... 29 Bảng 2.8: Biểu đồ sản xuất của nhà máy ............................................................... 31 Bảng 2.9 Tổn thất trong các quá trình đối với sản xuất rượu vang đỏ .............. 31 Bảng 2.10: Cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu sản xuất rượu vang đỏ . 32 Bảng 2.11 Cân bằng vật chất cho 11782,47 kg nguyên liệu cho 1 ca sản xuất rượu vang đỏ của nhà máy ...................................................................................... 36 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của băng tải ............................................................... 40 Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của cân ..................................................................... 41 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của máy rửa thổi khí ................................................ 42 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật của máy nghiền ......................................................... 43 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị sulfit hóa ............................................... 45 Bảng 3.6 Thông số bồn chuẩn hoá .......................................................................... 47 Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men .................................................. 49 Bảng 3.8 Thông số máy ép dịch .............................................................................. 50 Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật thùng tàng trữ .......................................................... 52 Bảng 3.10 Thông số cho thiết bị lọc thô. ................................................................ 53 Bảng 3.11 Thông số cho thiết bị lọc tinh. ............................................................... 54 Bảng 3.12 Thông số thiết bị rửa, chiết, đóng chai 3 trong 1. ............................... 55 Bảng 3.13 Thông số thiết bị thanh trùng. .............................................................. 56 Bảng 3.14 Thông số thiết bị dán nhãn .................................................................... 57 Bảng 3.15 Thông số thiết bị đóng thùng. ............................................................... 58 Bảng 3.16 Thông số kỹ thuật của bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa ................. 59 Bảng 3.17 Thông số kỹ thuật của bơm dịch nho vào bồn lên men. .................... 60 Bảng 3.18 Thông số kỹ thuật của bơm dịch lên men vào máy ép ....................... 61 Bảng 3.19 Thông số kỹ thuật của thùng chứa bã ướt ........................................... 62 Bảng 3.20 Thông số kỹ thuật của máy bơm vang non vào máy lọc thô. ............ 62 Bảng 3.21 Thông số kỹ thuật của máy bơm vang non vào máy lọc tinh ............ 63 Bảng 3.22 Thông số kỹ thuật của bồn trữ trước chiết rót ................................... 63 Bảng 3.23 Thông số kỹ thuật của máy bơm vận chuyển từ bồn trữ rượu đến máy chiết rót.............................................................................................................. 64 Bảng 3.24 Thời gian làm việc của mẻ 1 .................................................................. 64 Bảng 3.25 Thời gian lảm việc của mẻ 2 .................................................................. 66 Bảng 4.1 Tổng kết công suất thiết bị chính trong nhà máy. ................................ 72 Bảng 4.2 Bố trí điện chiếu sáng cho nhà máy. ....................................................... 73 Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật dự kiến của máy biến áp. ........................................ 75
x
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật dự kiến của máy phát điện dự phòng. ................... 75 Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật của máy bơm ............................................................ 77 Bảng 5.1 Số nhân viên làm việc trong ngày ........................................................... 86 Bảng 6.1 Giá thành nguyên liệu .............................................................................. 92 Bảng 6.2 Các công trình chính ................................................................................ 93 Bảng 6.3 Chi phí các thiết bị chính ......................................................................... 95 Bảng 6.4 Chi phí nhiên liệu và nước....................................................................... 96 Bảng 6.5: Bảng lương nhân viên của nhà máy. ..................................................... 97
xi
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại nền kinh tế thị trường thì rượu vang đã trở thành một sản phẩm thương mại có thể sản xuất và kinh doanh đem lại lợi nhuận rất lớn. Những năm gần đây khi mà đời sống nhân dân ta đã khá hơn trước rất nhiều thì nhu cầu không chỉ dừng lại ở việc ăn no mặc ấm mà đã được nâng lên một nấc mới là phải thưởng thức cái ngon, cái đẹp của văn hoá ẩm thực; người ta đang chuyển từ uống các loại rượu truyền thống và bia sang uống rượu vang.
Vang không chỉ là một thứ đồ uống, mà còn cả một nền văn hoá. Vì thế khi thưởng thức rượu vang không thể theo kiểu truyền thống mà từ xưa giờ ông cha ta vẫn làm đó là uống cả cốc một lần. Điều này không chỉ thô lỗ với rượu vang mà còn hại cho sức khỏe, hãy nhâm nhi từng ngụm để tận hưởng hết hương vị của rượu vang. Uống rượu vang phải tận dụng cả thị giác, khứu giác và vị giác để cảm nhận hết cái ngon của rượu. Thị giác để thu nhận màu sắc, khứu giác thưởng thức mùi hương và vị giác để cảm nhận mùi vị. Nhìn vào màu sắc có thể biết được rượu vang già hay trẻ, rượu già có màu đỏ đậm thiên về nâu, rượu trẻ có màu hồng ngọc hay đỏ nhạt. Mùi hương của rượu vang có tới hàng nghìn loại khác nhau, có thể là mùi vani, mùi hạt dẻ, mùi hoa quả… vị của vang chủ yếu có bốn vị là chua, ngọt, đắng và mặn.
Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới được thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ 20 và được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang mang nhãn hiệu “ Thăng Long” trên thị trường nội địa. Sau đó dần xuất hiện các sản phẩm mới như vang Đà Lạt, vang Vina wine, vang Tháp Chàm… Thực tế ngành sản xuất vang của Việt Nam mới chỉ đáp ứng được các loại vang phổ thông tức là có chất lượng không cao và cung cấp cho đại bộ phận người tiêu dùng trước kia, ngày nay do đời sống của nhân dân đã được nâng lên rất nhiều vì vậy mà sự thưởng thức đòi hỏi phải được nâng cao. Hơn nữa vang của Việt Nam còn được làm từ nhiều loại quả như: Nho, dâu, táo mèo, dứa, vải… nên chất lượng không có tiêu chuẩn rõ ràng. Để thương hiệu vang của Việt Nam có chỗ đứng tại thị trường trong nước cũng như tiến tới xuất khẩu thì nguyên liệu dùng làm rượu vang phổ biến mà thế giới dùng đó là nho. Ở Việt Nam nho được trồng nhiều có năng suất và chất lượng cao để sản xuất rượu vang tập trung ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận.
Vì vậy, Em chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho năng suất 5 triệu lít/năm “, nhà máy được đặt tại tỉnh Ninh Thuận nơi có nguồn nguyên liệu phong phú, nho chất lượng cao và có nhiều điều kiện thuận lợi để sản xuất rượu vang.
1
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Nhiệm vụ và mục đích của đề tài:
1. Lập luận kinh tế kỹ thuật xây dựng nhà máy. 2. Tổng quan về tài liệu liên quan về rượu vang trong và ngoài nước. 3. Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ. 4. Tính toán và cân bằng sản phẩm. 5. Tính thiết bị, điện, hơi, lạnh và nước. 6. Chọn thiết bị và tính toán nhà xưởng. 7. Sơ bộ tính kinh tế. 8. An toàn lao động, vệ sinh và xử lý môi trường trong nhà máy.
2
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1 Khái quát về rượu vang, vùng nguyên liệu, giới thiệu về nguyên liệu chính
Rượu vang đã được xuất hiện cách đây từ rất lâu khoảng 3000 năm trước công nguyên. Khi xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu về rượu vang ngày càng được tăng cao. Trên thế giới hiện nay có hàng trăm loại rượu vang khác nhau, công nghiệp chế biến rượu vang cũng phát triển mạnh. Nhưng ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công, lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí dẫn đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chưa cao. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất rượu vang cũng đã có sự phát triển mạnh mẽ. Những năm gần đây khi nền công nghiệp phát triển mạnh thì ngành vi sinh ứng dụng đã trở thành công nghệ khá vững mạnh, đạt được những thành tựu đáng kể nhất là trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Đó là những quy trình sản xuất thực phẩm lên men truyền thống với những dây chuyền thiết bị hiện đại của công nghệ sản xuất rượu vang, rượu sâm banh, cồn thực phẩm, các loại rượu cao cấp như whyski, vodka, sake… Bên cạnh đó rượu vang nho là một loại rượu được lên men từ dịch ép trái cây có nồng độ cồn thấp, được nhiều người ưa thích và được sản xuất từ công nghệ vi sinh. Đặc biệt là rượu vang nho được xem là thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe. Rượu vang quả nói chung và vang nho nói riêng là thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, vì thế rượu vang nho là loại thức uống rất được mọi người ưa chuộng đặc biệt là người phương Tây. Do rượu vang nho là loại rượu thu được không qua chưng cất, có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng và có độ cồn nhẹ nên rất thích hơp đối với phụ nữ và người cao tuổi.
1.1.1 Khái quát về rượu vang Rượu vang nho được phân làm hai loại chính là rượu vang đỏ và rượu vang trắng • Rượu vang đỏ - Rượu vang đỏ thường được lên men từ nước ép và vỏ quả nho. Các chất như tannin, pigment có trong vỏ trái nho đã tạo cho rượu vang một màu đỏ tự nhiên.
- Các loại rượu vang đỏ tiêu biểu như: Firriato Sicilia, Kaiken Cabernet
Sauvignon by Montes, Montes Mertot Reserva…
3
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
• Rượu vang trắng - Rượu vang trắng được lên men từ nước nho, hầu hết được làm từ các giống nho trắng khác nhau, ngoại lệ có một vài loại không làm từ giống nho trắng. Màu của rượu vang trắng không hoàn toàn là màu trắng mà còn có màu vàng, vàng rơm…Một số loại được làm từ nho đỏ.
- Các loại vang trắng tiêu biểu như: Chablis, Passion, Reserva Chardonnay ❖ Tác dụng của rượu vang: Rượu và các chất kích thích thường không có lợi cho sức khoẻ, tuy nhiên có những loại rượu nếu sử dụng điều độ và khoa học sẽ mang lại nhưng hiệu quả bất ngờ - đó là rượu vang.
✓ Giúp ăn ngon miệng: kích thích vị giác của người sử dụng. Đặc biệt vị thơm của hoa quả và vị chát của rượu khi chạm vào môi sẽ tăng cảm giác thèm ăn.
✓ Ngoài ra rượu vang còn giúp tiêu hoá thức ăn, nâng cao chất lượng bữa ăn,
giúp thoải mái tinh thần.
✓ Bồi bổ sức khoẻ: rượu vang còn chứa các hợp chất chống lại các phản ứng oxy hoá trong quá trình trao đổi chất. Các tác hại này là những nhân tố dẫn tới một số bệnh như đục thuỷ tinh thể, tim mạch, lão hoá, xơ vữa động mạch…và giúp kéo dài tuổi thọ.
✓ Tốt cho tiêu hoá: trong dạ dày có 60-100g rượu vang có thể làm tăng dịch vị dạ dày thêm 120ml, có lợi cho tiêu hoá và phòng ngừa táo bón. Do đó có thể điều tiết chức năng của ruột, điều trị viêm ruột.
✓ Giảm béo: sau khi uống, rượu vang có thể được hấp thu trực tiếp, tiêu hao
hết trong vòng 4h mà không làm tăng cân.
✓ Lợi tiểu. ✓ Sát khuẩn: rượu vang chứa các chất gây ức chế, tiêu diệt vi khuẩn. ✓ Ngăn ngừa ung thu vú. ✓ Ngăn chặn sự hấp thu chất béo. ✓ Làm đẹp, ngăn ngừa lão hoá: các thành phần hữu cơ chứa nhiều phenol giúp hạ mỡ máu, ngăn ngừa các cholesterol có hại, làm mềm huyết quản, tăng cường chức năng tim mạch, ngăn ngừa lão hoá giúp làm đẹp.
✓ Giảm nguy cơ mắc bệnh loãng xương: phụ nữ sau mãn kinh uống 19g rượu
mỗi ngày giúp duy trì sức khoẻ và giữ xương luôn chắc khoẻ.
1.1.2 Phân tích thị trường
A. Tình hình phát triển ngành rượu vang trên thế giới
Trước kia ngành sàn xuất và tiêu thụ rượu vang chỉ tập trung ở các nước Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Úc do rượu vang còn quá đắt đối với đại bộ phận
4
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
nhân dân trên thế giới, chỉ đến nay, khi kinh tế của các nước đang dần xích lại và đời sống nhân dân được cải thiện đáng kể thì nhu cầu thưởng thức rượu vang không chỉ đơn thuần như một lọai đồ uống mà nó còn đặc trưng văn hoá ẩm thực đã tăng lên đáng kể. Theo thống kê của hiệp hội vang quốc tế: năm 1995 mức tiêu thụ bình quân theo đầu người của một quốc gia như sau: CH.Pháp ~ 62lít/năm; Italia ~ 62 lít/năm; Bỉ ~ 60 lít/năm; Bồ Đào Nha ~ 60 lít/năm; Argentina ~ 45 lít/năm. Ở thị trường Châu Á và Châu Úc năm 1995 với sản lượng 1 tỷ lít thì: Trung Quốc 300 triệu lít, Úc khoảng 500 triệu lit, Newzealand 50 triệu lít, Nhật Bàn 50 triệu lít còn lại là một số quốc gia khác như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippines đều đạt trên 10 triệu lít. Trong vài năm gần đây, rượu vang của Ấn Độ và Trung Quốc đã xâm nhập thị trường quốc tế và bước đi sắp tới họ sẽ tấn công các quốc gia vốn nổi tiếng về sản xuất rượu vang như Pháp. Hiện nay, mỗi năm Ấn Độ xuất khẩu hơn 250.000 chai vang hảo hạng. Con số này đánh dấu bước tiến trong ngành sản xuất rượu vang của Ấn Độ vì chỉ vài chục năm trước ở quốc gia này hầu như chẳng có chai vang nào có thể uống được.
B. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang ở Việt Nam
Việt Nam là một nước Đông Nam Á, có vùng nhiệt đới khí hậu ẩm nên nghề trồng nho sản xuất rượu vang chỉ phát triển ở một số vùng khí hậu thích hợp như Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. Vang của Việt Nam thường sản xuất từ nhiều loại quả và lên men bằng siro dịch quả nên chất lượng không cao (do mất đi hương, vị của quả tươi). Trong một vài năm trở lại đây, tại Việt Nam, rượu vang đã trở thành thức uống phổ biến. Chính vì sự phổ biến ấy mà rượu vang đang được bày bán khắp nơi, từ cửa hàng, siêu thị cho đến các nhà hàng, khách sạn, quán bar…. Theo thống kê của Hiệp hội Rượu Bia và Nước giải khát Việt Nam, hiện cả nước có hơn 15 doanh nghiệp sản xuất và đóng chai rượu vang với sản lượng mỗi năm tăng khoảng 12 – 13 triệu lít. Một số nhà sản xuất rượu vang trong nước như: Công ty thực phẩm Lâm Đồng (vang Đà Lạt), công ty Rosa Vạn Đạt, công ty cổ phần vang Thăng Long… Số liệu của Tổng cục Thống kê cho thấy, kể từ năm 2004 đến nay, rượu vang nhập khẩu đã tăng khoảng 25%/năm. Riêng năm 2010, tổng kim ngạch nhập khẩu rượu vang đạt 53,2 triệu USD, tăng 85% so với năm 2009. Số lượng rượu vang tăng dần hằng năm.
5
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vì vậy mục tiêu đặt ra cho ngành sản xuất rượu vang cần thực hiện là: Xây dựng ngành sản xuất rượu vang có chỗ đứng trên thị trường nội địa. Sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới. Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, rượu vang có chất lượng gần với rượu vang quốc tế.
C. Định hướng phát triển
Về thiết bị công nghệ: hiện đại hoá công nghệ, ứng dụng những thiết bị công nghệ hiện đại của thế giới để đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước. Về đầu tư: tập trung vào các nhà máy có công suất thiết kế lớn, phát huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực sản xuất của một số nhà máy hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn của các thành phần kinh tế trong nước, đẩy mạnh cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước.
1.1.3 Vùng nguyên liệu
Theo số liệu của FAO, 75.866km2 trên thế giới được dùng để trồng nho, Trong đó 71% sản lượng nho là dùng để sản xuất rượu vang, 27% để ăn tươi dưới dạng quả tươi, và 2% làm nho khô. Ở Việt Nam, tỉnh Ninh Thuận là nơi trồng nho quy mô lớn nhất nước. Diện tich trồng nho ở tỉnh Ninh Thuận hiện nay là 1700 ha trong đó có 400 ha nho giống mới, sản lượng 60-65 ngàn tấn, mỗi năm cung cấp khỏang 2500 tấn nho rượu. Hướng phát triển cây nho đến năm 2015 là ổn định diện tích 3200 ha, sản lượng mỗi năm là 85 ngàn tấn, với 3000 tấn nho rượu, đảm bảo cung cấp ổn định nguyên liệu cho nhà máy chế biến. Do nho được thu hoạch theo thời vụ chỉ có 6 tháng trong năm nên các tháng còn lại trong năm nhà máy sẽ nhập nho từ các vùng lân cận. Khu vực Bắc Bình Thuận và Nam Khánh Hòa cũng có diện tích trồng nho tăng đáng kể nên nhà máy sẽ nhập nho từ các vùng này để đảm bảo hoạt động sản xuất của nhà máy cũng như đảm bảo công nhân không phải nghỉ việc vào các tháng nho ở Ninh thuận đã hết mùa. Giống nho rượu truyền thống được trồng với số lượng lớn ở Ninh Thuận là nho đỏ Cardinal và nho trắng NH01-48. Tuy nhiên, hai giống nho này dần
6
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
dần thái hoá, năng suất giảm sút và không còn phù hợp nữa. Hiện tỉnh đang xúc tiến trồng một số giống nho mới cho năng suất cao hơn (NH02-75, NH02-04, Shiraz, Saw-Blan, Merlot, Cabernet và Caladoc, Canelina, Chenin Blanc, Colombard,…)
1.1.4 Giới hiệu về nguyên liệu chính
A. Nguồn gốc
Nho có nguồn gốc ở các miền ôn đới khô Âu, Á, (Acmeni – Iran) và một số loài có nguồn gốc ở Châu Âu. Cây nho du nhập vào Việt Nam từ những năm đầu thập niên 70 của thế kỷ 20, được trồng chủ yếu ở miền nam, tuy sản lượng chưa cao nhưng chất lượng không kém các giống cây khác.
B. Đặc tính
Đối với nước ta, cây nho thích hợp với vùng khí hậu khô nhiều nắng, độ ẩm không khí thấp. Nho thường được trồng ở các vùng mùa khô kéo dài 4-5 tháng, không bị úng nước vào mùa mưa, do rể là nơi dự trữ nước của cây, rất mẩn cảm với tình trạng thiếu oxy. Vùng có gió to có thể làm dập lá, chùm nho, ngoài ra có thể làm đổ giàn, nho có thể trồng những nơi hứng nắng, nhưng được che chắn kỹ. Trồng nho rượu không cần đòi hỏi kỹ thuật quá cao, chỉ cần trồng đúng giống tốt, mật độ, tuân thủ kỹ thuật canh tác để đảm bảo sản phẩm có chất lượng tốt, không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Tại thời điểm hiện nay, trồng nho rượu lãi gấp 2 đến 3 lần trồng các loại nho ăn tươi truyền thống.
C. Một số giống nho phổ biến hiện nay
- Giống NH.02 – 04 được xem là giống nho rượu có triển vọng nhất, được nhập từ Pháp, năm 1994. Cây có sức sống cao, lá tròn màu xanh nhạt, ít lông. Chùm hoa có hình dạng dài, ít phân nhánh; chùm quả hình nón thuôn dài, khối lượng chùm quả 200 – 250g. Quả hình cầu, khi chín quả có màu xanh hơi vàng, độ axit và độ đường cao 16 – 18o Brix, vỏ quả mỏng; năng xuất khá cao 15 – 18 tấn/ha.
- Giống Cardinal (nho đỏ): là giống quan trọng của Việt Nam và các nước quanh vùng như Philippines, Thái Lan v.v… có nhiều ưu điểm: mã đẹp, dễ vận chuyển, sinh trưởng nhanh, chất lượng khá, năng suất thực thu đạt trên 10 tấn/ha/vụ. Độ Brix trên 17% và các chỉ tiêu chất lượng phù hợp cho sản xuất rượu vang theo tiêu chuẩn chất lượng của cơ sở sản xuất vang nho.
7
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
- Giống nho ăn tươi NH01-93: có thời gian sinh trưởng từ 110 – 125 ngày kể từ khi cắt cành, dài hơn so với giống Cardinal cả về thời gian sinh trưởng và thời gian chín. Giống có khả năng sinh trưởng tương đương giống Cardinal, khả năng kháng một số đối tượng sâu bệnh hại chính tương đương hoặc cao hơn so với Cardinal và cao hơn so với NH01-48. Giống có khối lượng quả to hơn hẳn so với hai giống Cardinal và NH01-48, có độ Brix tương đương với Cardinal, có mùi hương đặc trưng, quả có màu tím đen, hình ô van rất phù hợp thị hiếu người tiêu dùng. - Giống nho ăn tươi NH01-96: có thời gian sinh trưởng của từ 115 – 120 ngày kể từ khi cắt cành, dài hơn so với giống đối chứng Cardinal. Giống có khả năng sinh trưởng tốt hơn so với giống Cardinal, khả năng kháng một số đối tượng sâu bệnh hại chính tương đương so với Cardinal. Khối lượng quả biến động từ 5,5 – 7,2 g cao hơn nhiều so với giống Cardinal và NH01-48, năng suất bình quân đạt 12 tấn/ha/vụ, vượt đối chứng từ 1-2 tấn, có độ Brix khá cao (16-17%), cao hơn so với Cardinal, có mùi hương đặc trưng, quả có màu xang vàng. - Giống nho NH01-48: là giống nho ăn tươi, khi chín quả có màu xanh, hạt ít (từ 1 đến 2 hạt/quả), độ đường cao (độ Brix 17-19%, giống Cardinal từ 13- 14%), dễ cho bông, năng suất cao và ổn định. Chất lượng của giống này tương đương so với sản phẩm nhập khẩu cùng loại.
Bảng 1.1: Đặc tính của một số giống nho mới
Giống nho Màu sắc
Độ Brix (%) pH dịch quả Năng suất (tạ/ha/vụ)
Shiraz Đỏ tím 15 – 18 3,5 – 4 110 – 120
Canelina Đen ≥ 18 3,2 – 4 130 – 200
Xanh nhạt 15 – 18 3,5 – 4 70 – 100
Sauvignon Blanc
Chenin Blanc Xanh ≥ 20 3,5 – 4 150 – 200
Colombard Xanh ≥ 18 3,4 – 4 150 - 200
1.2 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy - Cụm công nghiệp Thành Hải nằm ở giao điểm của 3 trục giao thông chiến lược là Quốc lộ 1A, đường sắt thống nhất Bắc Nam, Quốc lộ 27 lên Nam Tây Nguyên, đến
8
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
các thành phố lớn như Đà Lạt, Nha Trang và Thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm thành phố Phan Rang – Tháp Chàm khỏang 4 km. Phan Rang cách Thành phố Hồ Chí Minh 350 km, cách Đà Lạt 110 km, cách Nha Trang 105 km và cách Hà Nội 1388 km. Có diện tích 26,7 ha.
Hình 1.1 Bản đồ địa điểm xây dựng nhà máy
1.2.1 Giao thông
Hệ thống đường giao thông: được quy hoạch khép kín liên hòan, liên thông với hệ thống giao thông bên ngoài bằng việc đấu nối trực tiếp với tỉnh lộ 704 và với quốc lộ 1A. Tổ chức mạng lưới đường nội bộ, các tuyến đường đều bố trí tiếp cận với từng lô đất, từng khu chức năng. Có lộ giới từ 21,5m đến 33m, mặt đường rộng 7,5m và vỉa hè rộng 3m. Đường sắt Bắc Nam và 100% xã có đường ô tô đến trung tâm xã. Ngoài ra gần sân bay Cam Ranh và cảng hàng hóa Ba Ngòi là một trong 10 cảng biển lớn của cả nước. Từ các tỉnh, thành phố trong cả nước có thể đến Ninh Thuận bằng đường sắt, đường bộ và đường hàng không.
9
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
1.2.2 Nguồn nguyên liệu Ninh Thuận có điều kiện khí hậu về đất đai phù hợp với quá trình phát triển của cây nho. Nông dân Ninh Thuận đã có kinh nghiệm trồng nho qua nhiều năm. Ở Việt Nam, tỉnh Ninh Thuận là nơi trồng nho quy mô lớn nhất nước. Diện tích trồng nho của tỉnh Ninh Thuận hiện nay khoảng 2000 Ha trong đó 800 Ha nho giống mới, sản lượng 60 – 65 ngàn tấn, mỗi vụ cung cấp khoảng 2180 tấn nho rượu, một năm cung cấp khoảng 6540 tấn nho rượu cho thị trường sản xuất vang. Hướng phát triển cây nho đến năm 2015 là ổn định diện tích 3200 Ha (trong đó có khoảng 1000 ha trồng giống nho mới), sản lượng mỗi năm khoảng 85 ngàn tấn, với 3000 tấn nho rượu mỗi vụ, đảm bảo cung cấp ổn định nguyên liệu cho nhà máy chế biến. Sở Khoa học và Công nghệ Ninh Thuận cũng đang vào cuộc hỗ trợ nhà vườn ứng dụng khoa học kỹ thuật, sử dụng phân bón hữu cơ và các chế phẩm sinh học để canh tác nhằm nâng cao năng suất, chất lượng nho an toàn.
1.2.3 Nguồn nhân lực
Dân số toàn tỉnh Ninh Thuận khoảng 567900 người vào năm 2014. Trong đó, nguồn lao động: dân số trong độ tuổi lao động có khoảng 310 nghìn người, chiếm khoảng 54,3%; dự kiến đến năm 2015 có khoảng 336 nghìn người. Tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt khoảng 14% và sẽ tăng lên khoảng 25 – 30% năm 2015. Với nguồn lao động dồi dào trên sẽ đáp ứng nhu cầu lao động cho các nhà máy và dự án đầu tư trên địa bàn.
1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh
- Bao gồm điện động lực và điện sinh họat, chiếu sáng. Nguồn điện cung cấp lấy từ trạm biến áp 110/22KV Tháp Chàm ổn định phục vụ nhu cầu sử dụng điện, đảm bảo khoảng cách an tòan đối với công trình khác và phù hợp với quy hoạch chung cả khu vực. - Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cấp điện khu công nghiệp và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình cứu hỏa, cửa thoát hiểm và dữ trữ máy phát điện với công suất vừa đủ để cho nhà máy hoạt động liên tục mỗi khi mất điện. - Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than. - Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là NH3.
1.2.5 Nguồn cấp và thoát nước
Hệ thống cấp nước: Nguồn nước cấp cho tòan bộ cụm công nghiệp lấy từ nhà máy nước Phan Rang, tuyến ống chính chạy dọc quốc lộ 1A với tổng lưu lượng cấp tính tóan là Qtb = 48,8 l/s. Trạm cấp nước trong cụm công nghiệp có công
10
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
suất 2000m3/ngày-đêm, gồm bể chứa 1000 m, kết cấu chủ yếu của bể chứa bằng bê tông cốt thép. Trạm bơm cấp 2 có công suất 228 m3/h. Ngoài ra trên các trục đường còn bố trí các trụ cứu hỏa khoảng cách từ 120 – 150m. Hệ thống thóat nước mưa: Nước mưa ngọai lai được thu gom về hệ thống kênh hở bằng đá xây, nước mưa trong khu vực dự án được thu gom về rãnh thoát nước có nắp đậy bằng bê tông cốt thép, hướng thoát ra phía mương Bầu. Hệ thống thoát nước thải: Đường ống bằng bê tông cốt thép tròn miệng đặt tại nhà máy, đường kính D = 300 – 400 mm, tổng chiều dài 1.469m. Trạm xử lý nước thải: Trạm xử lý có công suất 1.400 m3/ngày-đêm. Nước thải sản xuất và sinh họat được xử lý cục bộ, xả về hệ thống thoát nước thải và đưa về trạm xử lý. Yêu cầu chất lượng nước thải sau khi xử lý và trước khi thải phải đảm bảo nước nuôi được cá.
1.2.6 Xác định năng suất và cơ cấu sản phẩm của nhà máy
Ninh Thuận có điều kiện khí hậu về đất đai phù hợp với quá trình phát triển của cây nho. Nông dân Ninh Thuận đã có kinh nghiệm trồng nho qua nhiều năm. Ở Việt Nam, tỉnh Ninh Thuận là nơi trồng nho quy mô lớn nhất nước. Diện tích trồng nho của tỉnh Ninh Thuận hiện nay khoảng 2000 Ha trong đó 800 Ha nho giống mới, sản lượng 60 - 65 ngàn tấn, mỗi vụ cung cấp khoảng 2180 tấn nho rượu, một năm cung cấp khoảng 6540 tấn nho rượu cho thị trường sản xuất vang. Hướng phát triển cây nho đến năm 2015 là ổn định diện tích 3200 Ha (trong đó có khoảng 1000ha trồng giống nho mới), sản lượng mỗi năm khoảng 85 ngàn tấn, với 3000 tấn nho rượu mỗi vụ, đảm bảo cung cấp ổn định nguyên liệu cho nhà máy chế biến. Sở Khoa học và Công nghệ Ninh Thuận cũng đang vào cuộc hỗ trợ nhà vườn ứng dụng khoa học kỹ thuật, sử dụng phân bón hữu cơ và các chế phẩm sinh học để canh tác nhằm nâng cao năng suất, chất lượng nho an toàn Theo điều kiện nguyên liệu sẵn có cũng như nhu cầu của thị trường em dự kiến thiết kế nhà máy rượu vang nho năng suất 5 triệu lít/năm. Sản phẩm dự kiến cung cấp cho thị trường trong nước chủ yếu là Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và các khu du lịch khắp cả nước, có thể xuất khẩu sang một số nước vùng Đông Nam Á. Sản phẩm của nhà máy là rượu vang đỏ: 5 triệu lít / năm, độ cồn 11%, hàm lượng đường 4% (thuộc nhóm vang nửa ngọt).
1.2.7 Ý nghĩa kinh tế
Nho trồng ở vùng nhiệt đới chủ yếu dùng để ăn tươi. Nho được người tiêu dùng trong nước ưa chuộng bởi màu sắc, hương vị đặc trưng và một số giá trị
11
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
đối với sức khỏe của nó. Tuy nhiên, do sản lượng cung cấp cho thị trường cả hạn chế khiến nho trở thành loại cây đắt giá với người tiêu dùng. Vì vậy nho trở thành loại trái cây mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người Việt Nam, đặc biệt là tỉnh Ninh Thuận. Riêng đối với nho rượu, với thị trường rượu vang trong nước ngày càng phát triển, điều kiện canh tác giống nho rượu tương đối dễ hơn so với giống nho ăn tươi. Hiệu quả kinh tế mà giống nho rượu đem lại hứa hẹn sẽ không kém giống nho ăn tươi truyền thống.
12
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 2: CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ CÂN BẰNG NGUYÊN VẬT LIỆU
2.1 Giới thiệu về nguyên vật liệu
2.1.1 Nho nguyên liệu sản xuất rượu vang
Thành phần hoá học của nho thay đổi tuỳ thuộc từng giống nho. Các thành phần này có hàm lượng thay đổi ở những phần khác nhau của quả nho Bảng 2.1: Thành phần hoá học trong 100g nho [ ]
Nguồn: USDA Nutrient data base.
Bảng 2.2: Thành phần của quả nho Cardinal [ ]
Cuống Hạt Vỏ Thịt 2-5% 2-6% 7-11% 80-85%
13
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vỏ chứa nước, cellulose, polyphenol, acid hữu cơ… thành phần tannin tan trong nước (0,5-2%) có ảnh hưởng đến vị của sản phẩm. Ngoài ra vỏ còn có các chất màu là nhân tố tạo màu trong rượu vang đỏ. Thịt quả là phần chính trong quá trình chế biến rượu vang. Thành phần hoá học của quả nho được trình bày trong bảng:
Bảng 2.3: Thành phần hoá học của thịt quả nho Cardinal [ ]
Các hợp chất của nitơ một phần là amoniac (10-20%) được đồng hoá bởi nấm men. Phần khác tồn tại dưới dạng nitơ hữu cơ (acid amin, protein sẽ tủa một phần khi lên men dưới tác dụng của polyphenol và rượu. Hợp chất chứa pectin tồn tại dưới dạng keo khá bền trong dịch nho. Khoáng trong nho đáng kể nhất là kali, một phần kali sẻ bị tủa thành bitartratkali khi quá trình lên men kết thúc và khi bảo quản lạnh.
- Yêu cầu đối với nho làm rượu:
Nho phải được thu hoạch đúng thời điểm đạt độ chín kỹ thuật, tại thời điểm này, hàm lượng đường và hàm lượng acid phải đạt tỉ lệ cân đối và thích hợp nhất cho mục đích sản xuất vang nho. Trong quá trình thu hái, nho chín bao giờ cũng có một số chùm và quả nho bị dập, nên việc tách riêng và xử lý nho dập là rất cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng vang thành phẩm. Nho dùng làm nguyên liệu sản xuất rượu vang phải thoả các yêu cầu sau:
• Nho phải chứa nhiều nước • Hàm lượng đường lên men được cao
14
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
• Hàm lượng acid hữu cơ cao • Mang sắc tố đặc trưng
Dựa vào tình hình sản xuất nho, giống nho, trong phạm vi bài luận văn, nhà máy sử dụng giống nho làm nguyên liệu sản xuất rượu vang với đặc điểm như sau:
• Rượu vang đỏ: Nho đỏ Cardinal, độ cồn 11%, đường sót 0,3%, pH= 3,5
– 4.
• Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm rượu vang đỏ - Màu sắc: Màu đỏ đặc trưng của rượu vang đỏ - Mùi: Mùi thơm đặc trưng của nguyên liệu và sản phẩm lên men, không có mùi lạ. - Vị: Vị chát, ngon đặc trưng của rượu vang đỏ. - Trạng thái: Trong, không vẫn đục.
2.1.2 Nước
Nước cho quá trình lên men chiếm 80% khối lượng dung dịch, nước là nguyên liệu chính trong sản xuất vang nho. Nước sử dụng sẽ do Tháp Chàm cung cấp. Nước dùng trong rượu vang phải đạt tiêu chuẩn nước uống.
Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng của nước [ ]
STT 1 2 3 4 5 6 Đơn vị mg/l Pt NTU mg/l mg/l Mức, không lớn hơn 15 Không có mùi, vị lạ 2 6,5- 8,5 300 6
7 8 mg/l mg/l 1000 3
9 10 11 12 13 Tên chỉ tiêu Màu sắc Mùi, vị Độ đục pH Độ cứng, tính theo CaCO3 Hàm lượng oxi hòa tan, tính theo oxi Tổng chất rắn hòa tan Hảm lượng amoniac, tính theo nito Hàm lượng asen Hàm lượng antimon Hàm lượng clorua Hàm lượng chì Hàm lượng crom mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 0,01 0,005 250 0,01 0,05
15
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
1 1,5 0,7 – 1,5 3,0 0,3 0,2 50 3 0,3 0,001 0,001 0,07 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0,5 0,001 0 mg/l mg/l mg/l 26 27 28
Hàm lượng đồng Hàm lượng florua Hàm lượng kẽm Hàm lượng hydro sulfua Hàm lượng mangan Hàm lượng nhôm Hàm lượng nitrat, tính theo nito Hàm lượng nitrite, tính theo nito Hàm lượng sắt tổng số Hàm lượng thủy ngân Hàm lượng xyanua Chất hoạt động bề mặt, tính theo LAS Benzen Phenol và dẫn xuất phenol Dầu mỏ và các hợp chất của dầu mỏ
0 29 Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu mg/l
cơ
0 30 Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu mg/l
0 0 3 30 31 32 33 34 cơ Coliform tổng số E.Coli và Coliform chịu nhiệt Tổng hoạt độ α Tổng hoạt độ β MNP/100ml MNP/100ml pCi/l pCi/l
Chú thích:
1. NTU (Nephelometric Turbidity Unit): đơn vị đo độ đục. 2. MPN/100ml: mật độ khuẩn lạc trong 100mL. 3. PCi/l: đơn vịđo độ phóng xạ Picocuri trên lít.
http://www.biwase.com.vn/VBPL/QCVN%20012009BYT.pdf – Tài liệu tham khảo.
16
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
2.1.3 Chế phẩm enzyme
Để phân giải pectin trong dịch quả Pectinhydrolase: là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết este trong phân tử pectin hoặc axit pectinic, sự thủy phân chỉ xảy ra ở liên kết este liền kề với nhóm cacboxyl tự do, cho nên số liên kết este trong phân tử pectin và axit pectinic có thể bị thủy phân hoàn toàn hoặc 1 phần.
2.1.4 Hệ vi sinh vật có trong vang
Trong môi trường dịch quả trước lên men có chứa nhiều vi sinh vật, chúng sống chủ yếu ở quả, cành, cuống lá và môi trường xung quanh. Thông qua giai đoạn ép chúng được xâm nhập vào dịch nho, phức hệ vi sinh vật này gồm 70% nấm mốc, 15 – 20% nấm men (tham gia chính trong quá trình lên men rượu), còn lại là vi khuẩn. Nước nho có nồng độ axit cao không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nấm men có tỷ lệ nhỏ trong dịch quả nhưng có khả năng phát triển tốt trong điều kiện thiếu O2. Nên dịch nho là môi trường tốt cho nấm men, các vi sinh vật khác bị ức chế do độ cồn tăng, pH giảm dần trong quá trình lên men.
A. Nấm men trong sản xuất rượu vang
Các men dại có nhiều trong tự nhiên nhất là những nơi sản xuất rượu. Trên bề mặt quả, đặc biệt là quả chín. Khi phân loại các men tìm thấy ở nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy có nhiều loài, nhưng phổ biến hơn cả là một số loài như Saccharomyces ellipsoideus, Kloeckera apiculata. Một vài men sinh màng khác là Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giải axit malic thành axit lactic làm cho rượu có vị chát, ngoài ra còn có Hancelnula, Pichia… tạo màng trắng trên mặt rượu. Nếu để men dại phát triển tự nhiên thì quá trình lên men rất khó điều chỉnh và chất lượng rượu thu được không ổn định, lên men tự nhiên thường có độ cồn không cao, nhỏ hơn 10% theo thể tích và rất dễ bị nhiễm. Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển mạnh thì con người đã có những biện pháp cần thiết để diệt men dại, thay vào đó là men nuôi cấy thuần chủng, với những ưu điểm cao nhất định sẽ giúp cho quá trình chế biến rượu vang đem lại hiệu quả và chất lượng cao.
- Men nuôi cấy thuần chủng: Men nuôi cấy thuần chủng có các ưu điểm là lên men nhanh, cho độ cồn cao, vang thu được có hương vị thanh khiết hơn, màu sắc đẹp, dễ lắng và dễ tách cặn men. Do vậy việc sử dụng các chủng thuần khiết trong ngành
17
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
công nghiệp lên men nói chung và lên men rượu vang nói riêng đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới từ lâu.
Những chủng nấm men thuần khiết thường dùng lên men rượu vang là Saccharomyces cerevisiae. Nhằm mục đích chính là biến đổi đường thành rượu
• Saccharomyces cerevisiae: Nấm men này có tế bào hình trứng, ovan, kích thước vào khoảng (3-7) x (4-12) μm. Khi lên men trong một số trường hợp có thể tạo đến 18-20% cồn theo thể tích.
Một số ưu điểm của Saccharomyces cerevisiae so với các loài khác: • Lên men nhanh và sâu sắc các loại đường • Dễ tách sinh khối ra khỏi dịch lên men và tái sử dụng • Tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu vang • Bền vững trong môi trường rượu, acid
Lượng giống cấy là 2 ÷ 3 triệu tế bào/ml. thể tích dịch nấm men cho vào chiếm từ 2 ÷ 3% thể tích dịch nho. - Các yêu cầu chọn nấm men trong sản xuất rượu vang:
Nấm men có thể sử dụng trong sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng. Do đó khi sản xuất cần tiến hành tuyển chọn chủng phù hợp nhằm đạt được hiệu quả cao và chất lượng rượu tốt, để chọn chủng hoàn toàn thích hợp, người ta cấy chủng đó trên môi trường dịch qủa định dùng và đánh giá các chỉ tiêu sau. • Có thể lên men tốt trong môi trường có nồng độ đường cao, cho độ
cồn cao.
• Có thể lên men kiệt đường. • Chịu được độ cồn cao lên men tốt trong những khoảng pH nhất định. • Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ, không tạo
váng trên bề mặt rượu.
B. Vi khuẩn
Trong dịch nho cũng như trong rượu vang có chứa rất nhiều loại vi khuẩn. Những loại vi khuẩn này có tác dụng đến việc tạo hương vị cho rượu nho một phần cũng ảnh hưởng đến chất lượng của rượu nho như làm xấu hương vị hoặc có thể làm hỏng rượu vang. Ví dụ: loài Sherry beticus có tác dụng tạo hương vị cho vang, Leuconostoc oenos thúc đẩy quá trình lên men malolactic để chuyển axit malic thành axit lactic làm giảm pH và cải thiện hương vị cho rượu vang. Loài Lactobaccilus trichodes làm cho rượu vang có mùi khó chịu.
18
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vì vậy chúng ta phải tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn có lợi phát triển cũng như hạn chế sự phát triển của vi khuẩn có hại bằng cách xông SO2, tạo môi trường pH thấp.
Bảng 2.5: Vai trò của một số vi sinh vật trong sản xuất rượu vang [ ]
Vi sinh vật Vai trò Hiệu quả biến đổi hóa lý
S. cerevisiae
glucose, hóa -Chuyển fructose thành etanol và CO2
Podiococcus -Chuyển hóa Axit malic
- Lên men rượu chính - CO2 hóa rượu vang có gas bằng lên men thứ cấp. - Làm vẩn đục rượu vang ngọt. -Tham gia lên men Malolactic -Làm giàu hương vị -Tạo axit lactic và CO2
-Chuyển hóa etanol thành Acetandehit.
Leuconostoc Lactobaccilus Hệ nấm men Sherry S. beticus S. armenti S. cheresieusis Botryliscinerea
-Tạo hương vị cho vang -Phát triển thành lớp bề mặt dày -Tạo hương Sherry -Sinh trưởng trên bề mặt quả nho dùng sản xuất rượu vang ngọt.
-Làm khô quả nho -Axit malic bị oxi hóa thành CO2 và H2O -Tạo hương và màu cho rượu vang. -Chuyển hóa etanol thành axit axetic và CO2 -Tạo mùi hôi chuột. rượu vang
-Làm hỏng rượu vang do tiếp xúc với không khí. -Làm hỏng trong quá trình yếm khí.
Vi khuẩn Axetic và các nấm men tạo màng Vi khuẩn lactic Lactobaccilus trichodes Một số chủng vi khuẩn lactic thường dùng trong quá trình lên men phụ:
• Leuconostoc oenos có khả năng chuyển hóa axit malic (vị chua gắt) thành axit lactic (vị hài hòa) và chuyển hóa đường glucose thành etanol, axit lactic, CO2, và acetat.
• Các điều kiện thuận lợi cho Leuconostoc oenos phát triển
19
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
o Axit malic là chất cảm ứng cho quá trình lên men malolactic. o PH của môi trường thích hợp cho quá trình chuyển hóa axit malic
thành axit lactic 3,2-3,8.
o Đường fructose có tác dụng kích thích sinh trưởng mạnh của
Leuconostoc oenos
o Axit lactic với hàm lượng > 5g/l sẽ ức chế vi khuẩn lên men
malolactic
2.1.5 Rượu etylic Sản phẩm của quá trình lên men vang chủ yếu là rượu etylic mà vai trò của rượu etylic có liên quan rất nhiều tới việc tạo mùi của vang. Ngoài etylic là thành phần chủ yếu ra còn có các loại rượu bậc cao khác cũng được hình thành trong quá trình lên men vang, sự có mặt của các loại rượu bậc cao tuy chỉ có hảm lượng nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng trong việc tham gia các quá trình hình thành mùi thơm đặc trưng cho vang.
2.1.6 Axit hữu cơ Thành phần axit hữu cơ có trong vang thành phẩm đều có nguồn gốc từ các loại dịch quả và một phần khác là sản phẩm của quá trình lên men vang. Các axit hữu cơ đóng vai trò quan trọng đối với vị của vang. Sự có mặt của các axit hữu cơ trong sản phẩm có tác dụng rất tốt trong việc duy trì độ pH thấp, có tác dụng ngăn chặn việc xâm nhập của nhiều loại vi khuẩn vào vang, đồng thời tăng cường sự ổn định của vang.
2.1.7 Đường Trong quá trình lên men vang, nồng độ đường trong dịch nho thay đổi tùy giống nho, thời vụ thu hoạch và độ chín của nho. Điều này ảnh hưởng tới nồng độ cồn, hàm lượng đường sót sản phẩm sau cùng. Do đó cần có quá trình hiệu chỉnh hàm lượng đường trước khi lên men dịch nho. Đường dùng hiệu chỉnh trong nhà máy là saccharose tinh luyện (RE), bổ sung trong quy trình sản xuất rượu nho là đường tinh luyện dưới dạng hạt.
20
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.6: Chỉ tiêu chất lượng của đường [ ]
Tên chỉ tiêu Hàm lượng
Saccharose, %CK Độ ẩm, %KL Đường khử, %KL Tro, %KL Độ màu, (độ stame 0ST) Hình dạng tinh thể Mùi, vị
>99,8 < 0,05 < 0,03 < 0,03 <1,2 Đồng đều, tơi khô, không vón cục. Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không mùi lạ. Óng ánh. Màu sắc
http://www.bhs.vn/tabid/557/Default.aspx - Tài liệu tham khảo.
2.1.8 SO2 Lượng SO2 (E220 hay E224) cho vào có thể ở dạng lỏng nguyên chất hoặc ở dạng muối sunfit nhằm làm trong dịch nho, ức chế vi sinh vật dại có trong dịch nho hay bị nhiễm vào trong quá trình sản xuất (nhằm tránh tình trạng lên men tự phát). Đối với lên men rượu vang đỏ, hàm lượng SO2 sunfit hóa dịch nho còn ảnh hưởng đến hàm lượng chất màu, chất chát trong thực phẩm. Hàm lượng SO2 trong dịch nho 100-210mg/l dịch nho. Nhà máy nạp SO2 dưới dạng khí trước khi sử dụng là 210mg/l.
2.1.9 Các chất hỗ trợ quá trình Chất điều chỉnh pH: nếu pH cao, có thể bổ sung axit tartaric, nếu pH thấp ta chọn natri cacbonat để trung hòa. Bổ sung tannin để tủa protein nếu dịch quả có nhiều protein. Chất hỗ trợ cho quá trình lắng: sử dụng bentonit, gelatin, tannin, đất sét trắng. Nguồn Nitơ: Bổ sung nguồn nitơ cho nấm men phát triển mạnh tăng lượng sinh khối ở giai đoạn đầu. Màu thực phẩm: Sử dụng chất màu Anthoxyanin, lượng lớn chất này chiết xuất từ quả nho.
21
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Nho đỏ
Phân loại
Nho dập, hư
Rửa
Nghiền, xé
Sunfit hóa
SO2
Syrup
Phối chế
Lên men
Nấm men
Bã ướt
Tách, ép bã
Ép
Bã
Tàng trữ
Vang non
Lọc
2.2 Chọn quy trình công nghệ
22
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Chiết, đóng nắp
Chai, nút
Thanh trùng
Dán nhãn, in hạn sử dụng
Xếp hộp, thùng
Sản phẩm
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Sơ đồ 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang đỏ
2.2.1 Thuyết minh quy trình
2.2.1.1 Nguyên liệu
Yêu cầu nguyên liệu nho tím trong nhà máy: • Độ ẩm : 80% • Hàm lượng : 15% • Acid tổng :0,55%
2.2.1.2 Phân loại ❖ Mục đích:
• Loại bỏ những trái hư hỏng do quá chín, dập nát trong quá trình vận chuyển. Những quả này là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.
• Tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm. ❖ Biến đổi: không có biến đổi đáng kể.
23
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
❖ Cách tiến hành: nho được phân loại (theo độ chín, những quả hư, dập hay bị sâu bệnh). Ban đầu, nho được phân loại sơ bộ ngay tại vườn khi vừa hái xuống, sau đó nho được đưa vào nhà máy phân loại lần 2. Quá trình phân loại được thực hiện thủ công bởi công nhân.
2.2.1.3 Rửa
❖ Mục đích: làm sạch các tạp chất, thuốc trừ sâu và một số vi sinh vật bám trên
quả nho.
❖ Biến đổi: khối lượng giảm do một số chất hoà tan và chất bẩn thoát ra từ quả. ❖ Cách tiến hành: nho được xếp trên các băng tải, đi vào thiết bị rửa thổi khí. Không khí được quạt gió thổi vào buồn ngâm nguyên liệu giúp cho nước và nguyên liệu đảo trộn đều làm sạch các hợp chất bám trên quả nho. Giai đoạn này phải được thực hiện thật nhanh để tránh làm mất các chất hoà tan có trong nho đi vào nước rửa.
2.2.1.4 Nghiền, xé và tách cuống
❖ Mục đích: giảm kích thước quả nho, phá vỡ tế bào, giải phóng dịch nho, loại bỏ cuống và hạt khỏi dịch, trộn đều hỗn hợp, giúp hoà tan các hợp chất thơm.
❖ Biến đổi:
• Hoá lý: có sự hòa tan của oxy từ môi trường không khí vào trong dịch
nho
• Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất
- Nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt nho bị phá vỡ tạo
điều kiện cho dịch bào thoát ra ngoài.
- Nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhẹ do ma sát
• Hoá sinh: hàm lượng chất dinh dưỡng bị thất thoát, vi sinh vật gây hại sẽ
xâm nhập.
• Hóa học và hóa sinh: môt số hợp chất polyphenol sẽ bị oxy hóa.
❖ Cách tiến hành:
• Nho sau khi rửa được đưa vào máy đánh dập nho, các quá trình nghiền,
xé thực hiện trong cùng một thiết bị.
• Mức độ làm dập quả nho phụ thuộc vào độ chín của nho nguyên liệu. Quá trình này cần tiến hành nhanh để chống oxy hoá. Khi nghiền xé cần lưu ý tránh bâm quá nát các cuống và vỏ quả nho, không làm dập hạt và hạn chế việc gia tăng chất chát trong dịch nho. Tuy nhiên, thịt nho cần được nghiền kỹ nhằm thu được nhiều dịch nho nhất.
24
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
2.2.1.5 Quá trình sulfit hoá ❖ Mục đích: tiêu diệt hay ức chế sự phát triển của các vi sinh vật trong quá
trình ép tiếp theo.
❖ Biến đổi: vi sinh vật có trong nho bị tiêu diệt hay ức chế một phần. ❖ Cách tiến hành: hỗn hợp dịch nho được bơm qua thiết bị sulfit hoá. Lượng
SO2 cho vào khoảng 210mg/l dịch nho, thời gian 24h.
2.2.1.6 Quá trình chuẩn hóa
❖ Quá trình bổ sung saccharose và acid tartaric. ❖ Mục đích: nhằm hiệu chỉnh nồng độ đường trong dung dịch nước khi lên
men.
❖ Cách tiến hành: saccharose được cho từ từ vào bồn chuẩn hóa hình trụ đứng có cánh khuấy cùng với quá trình bơm dịch nho, sau khi đường tan hết, bổ acid tartaric vào tiếp tục khuấy. Kết thúc giai đoạn chuẩn hóa dung dịch có 220Bx và acid là 0,7 %.
❖ Các biến đổi: các chất dạng rắn sẽ hòa tan và phân bố đều trong môi trường.
2.2.1.7 Quá trình hoạt hóa nấm men và bổ sung nấm men
A. Quá trình hoạt hóa nấm men khô
❖ Mục đích: hoạt hóa nấm men, cho nấm men thích nghi với môi trường lên men một số tế bào nảy chồi và tăng sinh khối, hoạt tính của nấm men được cải thiện, để chuẩn bị cho quá trình lên men chính.
❖ Cách tiến hành: cho chế phẩm nấm men vào môi trường dịch nho có 220Bx
và 0,7% acid, nuôi lắc 220 vòng/ phút, nhiệt độ 28-300C, trong 30 giờ.
❖ Các biến đổi: chủ yếu là biến đổi sinh học, nấm men sẽ trao đổi chất và sinh
trưởng.
B. Quá trình bổ sung nấm men
❖ Mục đích: bổ sung lượng nấm men cần thiết chuẩn bị cho quá trình lên men. ❖ Cách tiến hành: nấm men sau khi hoạt hóa được bơm vào bồn chuẩn hóa sau quá trình bổ sung đường và acid để có 1 môi trường thích hợp cho nấm men phát triển.
2.2.1.8 Quá trình lên men
❖ Mục đích: chuyển lượng đường trong dịch nho thành rượu, CO2 và một số
sản phẩm trao đổi chất khác.
25
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
❖ Cách tiến hành:
• Hiệu chỉnh hàm lượng đường và các phụ gia khác cho cân đối trong bồn phối trộn. Sau đó bơm nhẹ nhàng phần dịch trong qua các bồn lên men để tiến hành lên men.
• Do quá trình lên men có lẫn xác quả nên lúc đầu các phần bã (vỏ, cuống dập và hạt…) nặng hơn, chúng có xu hướng nằm ở đáy bồn lên men, hoặc lơ lủng trong lớp dịch nho. Khi quá trình lên men xảy ra thì các bọt khí CO2 sinh ra sẽ làm cho các phần tử dần dần nổi lên trên bề mặt bồn lên men, tạo thành một lớp bã dày. Lớp bã này một phần ngập trong dịch nho, một phần trên tiếp xúc với không khí.
• Thời gian lên men chính khoảng 10 ngày. Đối với vang đỏ, quá trình lên men có xác quả. Nhiệt độ cần khống chế ở 20-250C để hoà tan chất màu và chất chát vào dịch lên men.
• Quá trình lên men có thể tiến hành trong các bồn inox. Bên ngoài bồn có thiết kế một ống dẫn để bơm hoàn lưu hỗn hợp dịch lên men ở phần dưới bồn, sau đó đưa qua cơ cấu phun đều dịch nho lên lớp bã ở phía trên. Dịch lên men chỉ chiếm tối đa 80% thể tích không gian trong thiết bị lên men để có đủ oxy cho giai đoạn đầu của quá trình lên men và chống trào bọt ra ngoài.
❖ Các biến đổi:
• Sinh học: nấm men sẽ trao đổi chất và sinh trưởng • Hóa sinh và hoá học:
- Đường sẽ chuyển thành ethanol và carbon dioxide - Nhiều sản phẩm trao đổi chất của nấm men sẽ xuất hiện trong canh
trường như aldehyde, rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester…
- Một số hợp chất polyphenol trong dịch nho sẽ bị oxy hóa vào cuối quá
trình lên men khi điều kiện kỵ khí không còn nghiêm ngặt.
• Hóa lý:
- pH giảm, nồng độ cồn trong canh trường tăng, xảy ra sự trích ly một số hợp chất polyphenol từ vỏ nho vào dịch lên men, từ đó làm tăng cường độ màu cho rượu vang.
- Một số protein bị đông tụ - Một phần CO2 do nấm men sinh ra sẽ hòa tan vào dịch lên men.
• Vật lý: nhiệt độ canh trường sẽ tăng dần trong quá trình lên men.
2.2.1.9 Quá trình ép, tách bã
❖ Mục đích: tách bã, cặn ra khỏi rượu vang non.
26
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
❖ Cách tiến hành: quá trình lên men được thực hiện trên dịch nho có lẫn bã, nên dịch lên men sẽ được đưa qua thiết bị lọc khung bản để tách rượu vang non ra khỏi bã. Quá trình này được thực hiện càng nhanh càng tốt để rượu vang non không bị oxy hoá khi tiếp xúc với không khí và được thực hiện một lần trước khi lên men dịch nho và trích ly hết các chất hào tan vào dịch nho.
2.2.1.10 Quá trình tàng trữ ❖ Mục đích: giúp cho quá trình lên men triệt để, tạo hương vị cho sản phẩm. ❖ Các biến đổi:
• Hóa học: hình thành một số sản phẩm phụ như aldehyde (aldehyde
acetic, diacetyl, aceton) acid hữu cơ, ester, hợp chất cao phân tử.
• Hóa lý: sự hòa tan CO2 vào dịch lên men và sự kết tủa cặn do sự thay đổi pH, một số chất như: tannin galic, chất mùi, đường, các chất khoáng sẽ được trích ly vào rượu.
• Vật lý: sự thay đổi nhiệt độ, tỉ trọng và hàm lượng chất khô. • Hóa sinh: một số phản ứng diễn ra trong quá trình trao đổi chất. Lên men malolactic: Vi khuẩn lactic thường có những biến đổi có hại như phân hủy đường và glycerin làm cho rượu có vị đắng và mùi hôi…Tuy nhiên có một thay đổi có ích là sự chuyển hóa acid malic thành malolactic làm giảm độ chua, và làm cho vị rượu dịu đi. Rượu vang đỏ thường không có hay cần rất ít đường nên không cần độ chua cao. Hơn nữa, acid malic tạo cho rượu vang có độ chua gắt cho sản phẩm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Vì vậy cần tạo điều kiện tốt cho lên men malolactic diễn ra. Phương trình lên men malolactic: HOOC-CH2-CH(OH)-COOH → CH3-CH(OH)-COOH + CO2
❖ Cách tiến hành: dịch lên men được cho qua các bồn trữ để làm lắng các chất không hòa tan, đặc biệt là xác nấm men. Thùng trữ có thể làm bằng thép inox, thời gian trữ kéo dài 3 tháng, nhiệt độ khoảng 15- 18oC.
2.2.1.11 Quá trình lọc
❖ Mục đích: loại bỏ cặn tạo ra trong quá trình tàng trữ, nhằm hoàn thiện sản
phẩm trước khi đưa vào quá trình triết rót.
❖ Cách tiến hành: rượu sau khi tàng trữ sẽ đi qua thiết bị lọc khung bản, gồm
các khung và bản xếp kế tiếp nhau qua các trục nằm ngang.
❖ Thiết bị:
• Lọc thô: thiết bị lọc khung bản • Lọc tinh: thiết bị lọc khung bản
27
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
2.2.1.12 Quá trình chiết chai và đóng nắp
❖ Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, tăng thời gian bảo quản, dễ dàng vận chuyển
và tiêu thụ.
❖ Cách tiến hành: chai trước khi chiết được rửa sơ bộ bằng nước nóng, dung dịch NaOH 1,5% ở 65oC, nước ấm ở 35oC và nước lạnh ở 8oC. Kiểm tra chai sau đó đưa vào máy chiết. Quá trình chiết được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Sau đó chai được kiểm tra độ dày và độ kín trước khi ra khỏi máy chiết đi vào máy đóng nắp.
2.2.1.13 Quá trình thanh trùng
❖ Mục đích: tiêu diệt nấm men, ức chế hoạt động của vi sinh vật, tránh hiện
tượng rượu bị chua khi bảo quản rượu trong thời gian dài.
❖ Cách tiến hành: các chai sau khi chiết sẽ được đưa qua thiết bị thanh trùng,
thời gian thanh trùng 45 phút, nhiệt độ thanh trùng 800C.
2.2.1.14 Quá trình dán nhãn và in hạn sử dụng
❖ Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, cung cấp thông tin về sản phẩm cho người
tiêu dùng.
❖ Cách tiến hành: chai rượu sau khi được thanh trùng sẽ đươc đưa vào máy
dán nhãn và in hạn sử dụng.
2.2.1.15 Quá trình đóng hộp và xếp thùng
❖ Mục đích: tạo đơn vị cho sản phẩm, dễ dàng vận chuyển và phân phối. ❖ Cách tiến hành: chai rượu sau khi in dán nhãn được đưa qua máy đóng hộp
và xếp thùng.
2.2.2 Sơ đồ nhập liệu, biểu đồ sản xuất
2.2.2.1 Sơ đồ nhập nguyên liệu
Đối với nguồn nguyên liệu giống nho Cardinal ở Ninh Thuận có thể thu hoạch vào các đợt chính:
• Vụ Xuân Hè: từ tháng 4 đến tháng 5 • Vụ Thu Đông: từ tháng 8 đến tháng 9 • Vụ Đông Xuân: từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau
28
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.7: Sơ đồ nhập nguyên liệu
Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nguyên liệu
Nho
Đường Axit tartaric Men sacharomices cerevisae Enzyme pectinhydrolase Bentonit
2.2.2.2 Biểu đồ sản xuất
Ta có thể sắp xếp lịch làm việc như sau: Các phân xưởng đều làm việc theo ca. Mỗi ngày làm việc 2 ca (mỗi ca 8 giờ) • Thời gian ca 1: 6 giờ - 14 giờ. • Thời gian ca 2: 14 giờ - 22 giờ.
Phân xưởng sơ chế:
Một năm làm việc 6 tháng (1, 4, 5, 8, 9, 12) Tổng số ngày trong 6 tháng: 184 ngày Các ngày nghỉ lễ theo quy định của Nhà nước: 10 ngày • Tết Dương Lịch: 1 tháng 1 • Tết Nguyên Đán: từ mùng 1 đến mùng 5 âm lịch • Giỗ tổ Hùng Vương: mùng 10 tháng 3 âm lịch • Ngày thống nhất đất nước: 30 tháng 4
29
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
• Ngày Quốc tế Lao Động: 1 tháng 5 • Ngày Quốc Khánh: 2 tháng 9
Tổng số ngày nghỉ lễ trong thời gian hoạt động của phân xưởng sơ chế: 5 ngày
Trong 6 tháng có 25 ngày Chủ nhật, công nhân được nghỉ theo quy định, phân xưởng không sản xuất. Thời gian vệ sinh và bảo dưỡng máy định kỳ trong phân xưởng: 2 ngày/tháng (cứ 2 tuần sẽ có 1 ngảy kiểm tra định kỳ)
12 ngày/ 6 tháng
Tổng cộng số ngày làm việc của phân xưởng sơ chế: 184 – 5 – 25 – 12 = 142 ngày
Phân xưởng sơ chế: 284 ca/ 6 tháng
Phân xưởng lên men – Phân xưởng chiết, hoàn thiện sản phẩm:
Một năm làm việc 12 tháng: 365 ngày Các ngày nghỉ lễ theo quy định của Nhà nước: 10 ngày • Tết Dương Lịch: 1 tháng 1 • Tết Nguyên Đán: từ mùng 1 đến mùng 5 âm lịch • Giỗ tổ Hùng Vương: mùng 10 tháng 3 âm lịch • Ngày thống nhất đất nước: 30 tháng 4 • Ngày Quốc tế Lao Động: 1 tháng 5 • Ngày Quốc Khánh: 2 tháng 9
Một năm có 52 ngày Chủ nhật, công nhân được nghỉ theo quy định, phân xưởng không sản xuất. Thời gian vệ sinh và bảo dưỡng máy định kỳ trong phân xưởng: 2 ngày/tháng (cứ 2 tuần sẽ có 1 ngảy kiểm tra định kỳ)
24 ngày/ 12 tháng
Tổng cộng số ngày làm việc của 2 phân xưởng: 365 – 10 – 52 – 24 = 279 ngày
Phân xưởng lên men - phân xưởng chiết, hoàn thiện sản phẩm: 558 ca/
năm.
30
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.8: Biểu đồ sản xuất của nhà máy
Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Phân xưởng
Phân xưởng sơ chế Phân xưởng lên men Phân xưởng chiết, hoàn thiện
2.3 Tính cân bằng nguyên vật liệu
2.3.1 Tính cân bằng vật chất cho 100 Kg nguyên liệu sản xuất vang đỏ
Bảng 2.9 Tổn thất trong các quá trình đối với sản xuất rượu vang đỏ
Quá trình
Tổn thất (%) 2 0,5 5 0,3 2 3 0,5 0,5 1 0,5 Phân loại Rửa Nghiền xé, tách cuống Sunfit hóa Lên men Ép, tách bã Tàng trữ và lắng cặn Lọc Chiết Thanh trùng
31
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.10: Cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu sản xuất rượu vang đỏ
Quá trình Đầu vào Tổn thất Đầu ra
98 97,51 92,63 92,36 Phân loại Rửa Nghiền xe, tách cuống Sunfit hóa Phân xưởng sơ chế (đơn vị Kg) 2 0,49 4,88 0,28 100 98 97,51 92,63
86,46 77,98 Lên men Lắng, ép tận thu Thể tích dịch trước lên men: 88.22 (lít) Phân xưởng lên men (đơn vị lít) 1,76 8,47 88,22 86,46
Phân xưởng chiết rót
78,3 77,59 76,43 76,05 Tàng trữ, lắng cặn Lọc Chiết rót Thanh trùng 77,98 78,3 77,59 76,43 0,39 0,39 0,77 0,38
2.3.1.1 Phân xưởng sơ chế
Khối lượng nguyên liệu ban đầu: G = 100 Kg.
* Quá trình phân loại: tổn thất 2% (khối lượng)
Lượng nguyên liệu còn lại: G1 = G x (1- 0,02) = 98 (kg)
Lượng nguyên liệu tiêu hao: G’1 = 2 (kg)
* Quá trình rửa: tổn thất 0,5% (khối lượng)
Lượng còn lại: G2 = G1 x (1-0,005) = 97,51 (kg)
Lượng tiêu hao: G’2 = 0,49 (kg)
* Quá trình nghiền, xé, tách cuống: tổn thất 5% (khối lượng)
Lượng còn lại: G3 = G2 x (1-0,05) = 92,63 (kg)
Lượng tiêu hao: G’3 = 4,88 (kg)
* Quá trình sunfit hóa: tổn thất 0,3% (khối lượng)
Lượng còn lại: G4 = G3 x (1-0,003) = 92,36 (kg)
Lượng tiêu hao: G4 = 0,28 (kg)
32
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
2.3.1.2 Phân xưởng lên men
Khối lượng dịch nho trước lên men: G5 = 92,36 (kg)
Nồng độ chất khô trong dịch nho ban đầu là 150 Bx. Giả sử quá trình bổ sung nước khi ép tận thu không làm thay đổi nồng độ chất khô, khối lượng riêng của dịch nho ở 150Bx là d15 = 1,06103 (kg/lit).
= 87,04 (lít) = 92,36 1,06103 Thể tích dịch nho trước lên men: V = 𝐺5 𝑑15
Thể tích dịch nấm men cho vào dịch nho:
Mật độ nấm men của dịch nho sau khi cấy là 2 triệu tế bào nấm men/lít.
Mật độ canh trường giống: 150 triệu tế bào nấm men/lít.
Cần bổ sung Vdnm(lít) vào V(lít) dịch nho. Lượng tế bào nấm men tính như sau:
(V + Vdm) x 3.106 = Vdnm x 150.106 → Vdnm = 1,18 (lít)
Lượng tế bào nấm men cho vào dịch nho chiếm 1,35% thế tích dịch nho
Lượng đường bổ sung vào dịch nho:
Sản phẩm rượu vang thu được có độ cồn 11%V, đường sót 3%
Phương trình lên men đường thành rượu như sau:
Độ cồn sản phẩm là 11%, khối lượng riêng của rượu là 0,78 kg/lít
m1 = VC2H5OH x DC2H5OH = 0,11 x 0,780 = 0,0858(kg)
Khối lượng C2H5OH trong 1 lít sản phẩm:
Dsp = 1,012 (kg/lit): khối lượng riêng của sản phẩm
Giả sử đường sót là 5% Khối lượng đường sót trong 1 lít sản phẩm:
m2 = 1 x 0,05 x dsp = 1 x 0,05 x 1,012 = 0,05 kg
dsp = 1,012 kg/ lít: khối lượng riêng của sản phẩm
Giả sử quá trình lên men đường hao hụt 5% Khối lượng đường cần thiết trong quá trình lên men:
x (1 + 0,05) + m2
x (1+ 0,05) + 0,05 = 0,23 kg m3 = m1 x 180 92 = 0,09 x 180 92
33
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Khối lượng đường trong 1 lít dịch nho là:
m4 = d15 x Cdn = 1,06103 x 0,15 =0,16 kg
Với Cdn = 15%: nồng độ đường của dịch nho (xem như nồng độ chất khô) Khối lượng đường C6H12O6 cần bổ sung là: m5 = m3 - m4 = 0,23 – 0,16 = 0,07 kg Khối lượng đường quy về saccharose:
m6 = m5 x (342/360) = 0,06 kg
Vậy 1 lít dịch nho cần bổ sung: 0,06 kg đường
Giả sử đường bổ sung có thể tích không đáng kể, thể tích dịch nho trước lên men:
V1 = V + Vdnm = 88,22 (lít)
* Quá trình lên men: tổn thất 2% (thể tích)
Lượng còn lại: V2 = V1(1-0,02) = 86,46 (lít)
Lượng tiêu hao: V’2 = 1,76 (lít)
* Quá trình lắng và ép tận thu:
+ Quá trình lắng, thể tích rượu non thu được là 80%V, bã ướt chiếm 17%, tiêu hao 3%V
Thể tích rượu vang non thu được: V3,1 = V2 x 0,8 = 69,16 (lit)
Thể tích bã ướt: Vbã ướt = V2 x 0,17 = 14,7 (lit)
Thể tích tiêu hao: V’3,1 =2,59 (lit)
+ Quá trình ép tận thu, thể tích rượu tận thu là 60%, bã khô chiếm 38%V, tiêu hao 2%V
Thể tích rượu tận thu: V3,2 = Vbã ướt x 0,6 = 8,82 (lít)
Thể tích bã khô: Vbã khô = Vbã ướt x 0,38 = 5,59 (lít)
Thể tích tiêu hao: V’3,2 = 0,29 (lít)
Tổng thể tích rượu non: V3 = V3,1 + V3,2 = 69,16 + 8,82 = 77,98 (lít)
Tổng thể tích tiêu hao: V’3 = V’3,1 + V’3,2 + Vbã khô = 2,59 + 0,29 + 5,59 = 8,47 (lít)
2.3.1.3 Phân xưởng chiết rót
* Quá trình tàng trữ và lắng cặn: tổn thất 0,5% V Thể tích còn lại: V4 = V3 x (1-0,005) = 77,59 (lít) Thể tích tiêu hao: V’4 = 0,39 (lít) * Quá trình lọc thô: tổn thất 0,3%
34
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Thể tích còn lại: V5 = V4 x (1-0,003) = 77,36 (lít) Thể tích tiêu hao: V’5 = 0,23 (lít) * Quá trình lọc tinh: tổn thất 0,2%V Thể tích còn lại: V6 = V5 x (1-0,002) = 77,20 (lít) Thể tích tiêu hao: V’6 = 0,16 (lít) * Quá trình chiết rót: tổn thất 1%V Thể tích còn lại: V7 = V5 x (1-0,01) = 76,43 (lít) Thể tích tiêu hao: V’7 = 0,77 (lít) * Quá trình thanh trùng: tổn thất 0,5%V Thể tích còn lại: V8 = V7 x (1-0,005) = 76,05 (lít) Thể tích tiêu hao: V’8 = 0,38 (lít)
2.3.2 Tính cân bằng vật chất theo năng suất của nhà máy
Năng suất của dây chuyền sản xuất rượu vang nho của nhà máy là 5 triệu lít/ năm. Theo phân xưởng chiết – hoàn thiện sản phẩm : Một năm làm việc 12 tháng: 365 ngày Các ngày nghỉ lễ theo quy định của Nhà nước: 10 ngày
• Tết Dương Lịch: 1 tháng 1 • Tết Nguyên Đán: từ mùng 1 đến mùng 5 • Giỗ tổ Hùng Vương: mùng 10 tháng 3 • Ngày thống nhất đất nước: 30 tháng 4 • Ngày Quốc tế Lao Động: 1 tháng 5 • Ngày Quốc Khánh: 2 tháng 9
Một năm có 52 ngày Chủ nhật, công nhân được nghỉ theo quy định, phân xưởng không sản xuất. Thời gian vệ sinh và bảo dưỡng máy định kỳ trong phân xưởng: 2 ngày/tháng (cứ 2 tuần sẽ có 1 ngày kiểm tra định kỳ)
24 ngày/ 12 tháng
Tổng cộng số ngày làm việc của phân xưởng: 365 – 10 – 52 – 24 = 279 ngày Mỗi ngày làm việc 2 ca (mỗi ca 8 giờ)
• Ca 1: 6 giờ - 14 giờ • Ca 2: 14 giờ - 22 giờ
Tổng số ca làm việc trong một năm theo phân xưởng chiết- hoàn thiện ra sản phẩm của nhà máy: 558 ca/năm. 5.000.000 lít/ 558 ca => 8842,29 lít/ ca (d=1,012)
Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm cho 1 ca sản xuất theo quy tắc:
35
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
100 kg nguyên liệu → 76,05 lít rượu vang 11782,47 kg nguyên liệu → 8842,29 lít rượu vang ( theo dự tính)
Bảng 2.11 Cân bằng vật chất cho 11782,47 kg nguyên liệu cho 1 ca sản xuất rượu vang đỏ của nhà máy
Quá trình Đầu vào Tổn thất Đầu ra
Phân xưởng sơ chế (đơn vị Kg)
11546,82 11489,09 10914,64 10881,90 Phân loại Rửa Nghiền xe, tách cuống Sunfit hóa 11782,47 11546,82 11489,09 10914,64 235,65 57,73 574,45 32,74
Thể tích dịch trước lên men: 10257,16 (lít) Phân xưởng lên men (đơn vị lít)
10052,02 9066,92 Lên men Lắng, ép tận thu 205,14 958,10
9021,59 8976,48 8886,72 8842,29 Tàng trữ, lắng cặn Lọc Chiết rót Thanh trùng 10257,16 10052,02 Phân xưởng chiết rót 9066,92 9021,59 8976,48 8886,72 45,33 45,11 89,76 44,43
2.3.2.1 Phân xưởng sơ chế
Khối lượng nguyên liệu ban đầu: G = 11782,47 Kg.
* Quá trình phân loại: tổn thất 2% (khối lượng)
Lượng nguyên liệu còn lại: G1 = G x (1-0,02) = 11546,82 (kg)
Lượng nguyên liệu tiêu hao: G’1 = 235,65 (kg)
* Quá trình rửa: tổn thất 0,5% (khối lượng)
Lượng còn lại: G2 = G1 x (1-0,005) = 11489,09 (kg)
Lượng tiêu hao: G’2 = 57,73 (kg)
* Quá trình nghiền, xé, tách cuống: tổn thất 5% (khối lượng)
Lượng còn lại: G3 = G2 x (1-0,05) = 10914,64(kg)
Lượng tiêu hao: G’3 = 574,45(kg)
* Quá trình sunfit hóa: tổn thất 0,3% (khối lượng)
Lượng còn lại: G4 = G3 x (1-0,003) = 10881,90(kg)
36
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn Đồ án tốt nghiệp
Lượng tiêu hao: G4 = 32,74(kg)
2.3.2.2 Phân xưởng lên men
Khối lượng dịch nho trước len men: G5 = 10881,90(kg)
Nồng độ chất khô trong dịch nho ban đầu là 150 Bx. Giả sử quá trình bổ sung nước khi ép tận thu không làm thay đổi nồng độ chất khô, khối lượng riêng của dịch nho ở 150Bx la d15 = 1,06103 (kg/lit).
= 10255,98(lít) = 10881,90 1,06103 Thể tích dịch nho trước lên men: V = 𝐺5 𝑑15
Thể tích dịch nấm men cho vào dịch nho:
Mật độ nấm men của dịch nho sau khi cấy là 2 triệu tế bào nấm men/ lít.
Mật độ canh trường giống: 150 triệu tế bào nấm men/lít.
Cần bổ sung Vdnm(lít) vào V(lít) dịch nho. Lượng tế bào nấm men tính như sau:
( V + Vdm) x 3.106 = Vdnm x 150.106 → Vdnm = 1,18 (lít)
Lượng tế bào nấm men cho vào dịch nho chiếm 1,35% thế tích dịch nho
Lượng đường bổ sung vào dịch nho:
Sản phẩm rượu vang thu được có độ cồn 11%V, đường sót 3%
Phương trình lên men đường thành rượu như sau:
Độ cồn sản phẩm là 11%, khối lượng riêng của rượu là 0,78 kg/lít
m1 = VC2H5OH x DC2H5OH = 0,11 x 0,780 = 0,0858(kg)
Khối lượng C2H5OH trong 1 lít sản phẩm:
Dsp = 1,012 (kg/lit): khối lượng riêng của sản phẩm
Giả sử đường sót là 5% Khối lượng đường sót trong 1 lít sản phẩm:
m2 = 1 x 0,05 x dsp = 1 x 0,05 x 1,012 = 0,05 kg dsp = 1,012 kg/ lít: khối lượng riêng của sản phẩm.
Giả sử quá trình lên men đường hao hụt 5% Khối lượng đường cần thiết trong quá trình lên men:
x (1 + 0,05) + m2 m3 = m1 x 180 92
37
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
x (1+ 0,05) + 0,05 = 0,23 kg = 0,09 x 180 92
Khối lượng đường trong 1 lít dịch nho là:
m4 = d15 x Cdn = 1,06103 x 0,15 =0,16 kg
Với Cdn = 15%: nồng độ đường của dịch nho ( xem như nồng độ chất khô) Khối lượng đường C6H12O6 cần bổ sung là: m5 = m3 - m4 = 0,23 – 0,16 = 0,07 kg Khối lượng đường quy về saccharose:
m6 = m5 x (342/360) = 0,06 kg
Vậy 1 lít dịch nho cần bổ sung: 0,06 kg đường
Giả sử đường bổ sung có thể tích không đáng kể, thể tích dịch nho trước lên men:
V1 = V + Vdnm = 10257,16 (lít)
* Quá trình lên men: tổn thất 2% (thể tích)
Lượng còn lại: V2 = V1(1-0,02) = 10052,02 (lít)
Lượng tiêu hao: V’2 = 205,14 (lít)
* Quá trình lắng và ép tận thu:
+ Quá trình lắng, thể tích rượu non thu được là 80%V, bã ướt chiếm 17%, tiêu hao 3%V
Thể tích rượu vang non thu được: V3,1 = V2 x 0,8 = 8041,62 (lit)
Thể tích bã ướt: Vbã ướt = V2 x 0,17 = 1708,84 (lit)
Thể tích tiêu hao: V’3,1 =301,56 (lit)
+ Quá trình ép tận thu, thể tích rượu tận thu là 60%, bã khô chiếm 38%V, tiêu hao 2%V
Thể tích rượu tận thu: V3,2 = Vbã ướt x 0,6 = 1025,304 (lít)
Thể tích bã khô: Vbã khô = Vbã ướt x 0,38 = 649,36 (lít)
Thể tích tiêu hao: V’3,2 = 34,18 (lít)
Tổng thể tích rượu non: V3 = V3,1 + V3,2 = 8041,62 + 1025,304 = 9066,924 (lít)
Tổng thể tích tiêu hao: V’3 = V’3,1 + V’3,2 + Vbã khô = 301,56 + 34,18 + 649,36 = 958,1(lít)
2.3.2.3 Phân xưởng chiết rót
* Quá trình tàng trữ và lắng cặn: tổn thất 0,5% V Thể tích còn lại: V4 = V3 x (1-0,005) = 9021,59 (lít)
38
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Thể tích tiêu hao: V’4 = 45,334 (lít) * Quá trình lọc thô: tổn thất 0,3%V Thể tích còn lại: V5 = V4 x (1-0,003) = 8994,53 (lít) Thể tích tiêu hao: V’5 = 27,06 (lít) * Quá trình lọc tinh: tổn thất 0,2% Thể tích còn lại: V6 = V5 x (1-0,002) = 8976,48 (lít) Thể tích tiêu hao: V’6 = 18,05 (lít) * Quá trình chiết rót: tổn thất 1%V Thể tích còn lại: V7 = V6 x (1-0,01) = 8886,72 (lít) Thể tích tiêu hao: V’7 = 89,76 (lít) * Quá trình thanh trùng: tổn thất 0,5%V Thể tích còn lại: V8 = V7 x (1-0,005) = 8842,29 (lít).
39
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ, BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG VÀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY
3.1 Tính toán chọn thiết bị
3.1.1 Băng tải phân loại Khi nho được chở đến nhà máy sẽ được băng tải vận chuyển vào để loại bỏ quả hư hỏng dập nát…trên thiết bị băng tải bố trí 7 công nhân đứng để làm nhiệm vụ này.
Lựa chọn máy vận chuyển băng tải nằm ngang . Vận chuyển 11782,47 kg nguyên liệu trên một ca hay sản xuất Thời gian làm việc: 2h30 phút => Năng suất băng tải= 11782,47/2,5 = 4713 kg/h
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của băng tải
Tên gọi Đơn vị Thông số
Công suất kW 1,6
Năng suất kg/h 5000
Chiều dài mm 5000
Chiều rộng mm 700
Chiều cao M 1
Số lượng Cái 2
40
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.1. Băng tải ký hiệu S800 do Trung Quốc sản xuất
3.1.2 Cân nguyên liệu Lượng nguyên liệu cần cân là: 4713kg/h
Hình 3.2. Cân điện tử ký hiệu SCS2 do Trung Quốc sản xuất
41
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của cân
Đơn vị kg Thông số 2000
Tên gọi Khối lượng tối đa Công suất Nguồn điện Kích thước Khối lượng Số lượng Thân kW V mm kg cái Vật liệu 0.5 220 1500x1500x222 60 3 Thép không gỉ
3.1.3 Thiết bị rửa dạng thổi khí Thời gian rửa: 2h50 phút Khối lượng cần rửa: 11546,82 kg/mẻ Năng suất máy rửa: 4043,58 kg/h Chọn thiết bị rửa dạng thổi khí.
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của máy rửa thổi khí
Tên gọi Năng suất Số lượng Kích thước Công suất Đơn vị kg/h Cái Mm kW Thông số 4500 1 2000x1000x1500 2
Hình 3.2. Máy rửa dạng thổi khí ký hiệu MS-500 do Trung Quốc sản xuất.
42
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.1.4 Thiết bị nghiền xé, tách cuống Thời gian nghiền xé nho: 3h10 phút Lượng nho đưa vào máy nghiền xé: 11489,09 kg/mẻ Năng suất: 3628,13 kg/h.
Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật của máy nghiền
Đơn vị kg/h Cái kW kg Mm Thông số 4000 1 1,5 108 2000x800x1000
Tên gọi Năng suất Số lượng Công suất Khối lượng Kích thước máy
Hình 3.3. Máy nghiền xé, tách cuống ký hiệu POLY-1 do Trung Quốc sản xuất
3.1.5 Thiết bị sunfit hóa Thời gian sulfit hóa: 24h Lượng dịch nho có lẫn xác cần sulfit hóa: 10914,64 kg/mẻ
Hệ số sử dụng bồn: 0.8
Ta biết 100 kg nho ép thu được 88,22 lít dịch trước khi lên men Vậy 1 mẻ 10914,64 kg nho thì lượng dịch thu được trước khi lên men là:
(lít) V dịch =
Vdịch = 9,63 m3
43
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Chọn hệ số đổ đầy của thùng bằng 0,8 do đó thể tích của thùng cần
(m3) V thùng =
V thùng = 13 m3 Chọn thùng thân trụ, đáy côn có góc 90o, trong thùng có các cánh khuấy đảo trộn, các cánh khuấy này được gắn vào trục giữa. Chọn các thông số của thùng: D: là đường kính của thùng (mm) H = 1,5D : là chiều cao của thùng phần trụ (mm) h: chiều cao phần nón cụt (mm)
h = .tg 45o= D/2
V thùng được tính theo công thức như sau:
V thùng =
thay số ta được: V thùng =
D = 2,15 m Chọn các thông số của thiết bị sunfit hóa như sau: Đường kính: D = 2150 mm Chiều cao phần trụ: H = 3225 mm Chiều cao đáy côn: h = 1075 mm Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị sunfit hóa:
Năng suất: 500 kg dịch nho/h Thể tích: 13 m3 Áp suất: 0,14 Mpa Công suất động cơ khuấy: 7,5 kW Hệ số chứa đầy: 0,8 Khối lượng: 6200 kg
Sử dụng thùng có cánh khuấy đảo trộn để bơm SO2 vào dịch sau khi nghiền.
44
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị sulfit hóa
Tên gọi Năng suất Công suất Chiều cao Đường kính bồn Số lượng Đơn vị Kg/h kW Mm Mm Cái Thông số 500 7,5 3225 2150 1
Hình 3.4. Thiết bị sunfit hóa ký hiệu PSH-1 do Trung Quốc sản xuất
3.1.6 Thiết bị chuẩn hóa
Thời gian chuẩn hoá: 20 phút Ta biết 100 kg nho ép thu được 88,22 lít dịch trước khi lên men Vậy 1 mẻ 10914,64 kg nho thì lượng dịch thu được trước khi lên men là:
(lít) V dịch =
Vdịch = 9,63 m3 Chọn hệ số đổ đầy của thùng bằng 0,8 do đó thể tích của thùng cần
(m3) V thùng =
V thùng = 13 m3
45
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Chọn thùng thân trụ, đáy côn có góc 90o, trong thùng có các cánh khuấy đảo trộn, các cánh khuấy này được gắn vào trục giữa và được áp sát vào đáy côn. Chọn các thông số của thùng: D: là đường kính của thùng (mm) H = 1,5.D : là chiều cao của thùng phần trụ (mm) h: chiều cao phần nón cụt (mm)
h = .tg 45o= D/2
V thùng được tính theo công thức như sau:
V thùng =
thay số ta được: V thùng =
D = 2,15 m Chọn các thông số của thiết bị sunfit hóa như sau: Đường kính: D = 2150 mm Chiều cao phần trụ: H = 3225 mm Chiều cao đáy côn: h = 1075 mm Sử dụng thùng có cánh khuấy đảo trộn Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị sunfit hóa:
Năng suất: 30m3/h Thể tích: 13 m3 Áp suất: 0,14 Mpa Công suất động cơ khuấy: 7,5 kW Hệ số chứa đầy: 0,8 Khối lượng: 6200 kg
46
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.6 Thông số bồn chuẩn hoá
Tên gọi
Năng suất Công suất Chiều cao Đường kính bồn Số lượng Đơn vị m3/h kW Mm Mm Cái Thông số 30 7,5 3225 2150 1
Hình 3.5. Thiết bị chuẩn hóa kí hiệu CH-5 Trung Quốc sản xuất.
3.1.7 Thiết bị lên men Ta thấy cứ 100 kg nho thì tạo thể tích dịch lên men là 88,22 lít Vậy 1 ca dùng 10257,16 kg nho thì tạo thể tích dịch lên men là V1 lít
(m3) V1 =
Thể tích làm việc của thiết bị V1 (m3) được tính theo công thức sau: V1 = k.Vcần Chọn hệ số chứa đầy của tank k = 0,8
= (m3) Vcần =
Tính các kích thước của tank lên men
47
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
(Chiều cao phần nắp h1, chiều cao phần gấp mép h, chiều cao phần trụ H, chiều cao phần côn h3) được chọn như sau:
H = 2,5.D (đường kính trong của tank) h1 = 0,25.D h = 10 = 2.S (S là bề dày của thiết bị) Chọn góc đáy côn của tank α = 90o. H3 = D/2
= 2,09.D3 Vcần =
D = 1,793→ Chọn D = 1,80 (m)
Lớp vỏ áo nhiệt chọn ∆d = 100 mm, trong đó độ dày của đường làm lạnh δ =
20 mm. Thay D vào tính toán ta được các thông số sau:
h3 = 1800/2 = 900 mm h1 = 0,25x1800 = 450mm H = 2,5x1800 = 4500 mm
Vậy thể tích thực của tank lên men tính cả phần nắp
Vthực = Vthùng + Vnắp + Vgấp mép
Vthực = 11,29 +
Vthực = 11,29 + 0,38 + 0,025 = 11,695(m3)
Chiều cao của tank lên men (tank đặt cách mặt đất 500 mm) do đó chiều cao thùng tính từ sàn nhà là:
Hthực = h1 + H + 2.h + h3 + 500 = 6370 Hthực = 6370 (mm)
Tính số tank lên men
Số lượng tank lên men được tính theo công thức sau
N =
Trong đó: T là chu kỳ lên men
48
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
(chọn thời gian lên men chính 10 ngày, thời gian lên men phụ 15
T = 10 + 15 = 25 (ngày) Mỗi tank lên men chứa lượng dịch lên men bằng lượng dịch quả tạo ra
ngày) trong một ngày do vậy Vt = V Số tank lên men → N = T + 1 = 26 (tank) Các thông số của tank lên men
Vthực = 11,695 m3 Hthực = 6370 mm Dt = 1800 mm Dn = 1800 + 2.10 + 2.100 = 2020 mm
Góc côn α = 90o, đường dẫn khí và đo áp suất có Φ = 24x2 mm, đường ống dẫn dịch ở đáy tank có Φ = 50x2,5 mm. Chọn chất làm lạnh là glycol, ngoài ra tank lên men còn nắp thêm một số thiết bị đo nhiệt độ và áp suất. Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men
Tên gọi Đơn vị Thông số
Thể tích m3 12
Đường kính ngoài Mm 2020
Đường kính trong Mm 1800
Chiều cao Mm 4500
Chiều cao nắp Mm 450
Chiều cao đáy côn Mm 900
Chiều cao phần gấp mép Mm 10
Số lượng Cái 26
49
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.6. Tank lên men ký hiệu ZD-15000L do Trung Quốc sản xuất.
3.1.8 Máy ép dịch Lượng dịch nho cần ép: 10052,02kg/mẻ Thời gian ép: 1h30 phút Năng suất ép: 6701,35 kg/h => chọn máy có năng suất 5000 kg/h
Bảng 3.8 Thông số máy ép dịch
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Kg/h 5000
Công suất kW 4
Khối lượng Kg 810
Kích thước Mm 3000x1600x1790
Số lượng Cái 1
50
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.7. Máy ép dịch nho ký hiệu PSP5 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.9 Thùng tàng trữ Thời gian tàng trữ: 3 tháng. Rượu vang sau khi lên men phụ được tách cặn và chuyển sang thùng tàng trữ để rượu vang lão hoá (có thể dùng các thùng bằng gỗ). Do điều kiện kinh tế, kỹ thuật em chọn các thùng bằng Inox có lớp áo nhiệt để làm lạnh. Thùng tàng trữ rượu vang có thể tích bằng ½ thể tích thùng lên men
(m3) Vtàng trữ =
Chọn hệ số chứa đầy của thùng k = 0,75; góc côn α = 60o
(m3) Vthực =
H (chiều cao phần trụ) = 2,5.D
h1 (chiều cao phần côn) =
Vthùng = Vtrụ + Vcôn
Vthùng =
Vthùng = 2,19.D3 = 6,03 → D = 1,40 m
Do rượu vang tàng trữ không cần CO2 nên nắp thùng chỉ cần chọn dạng côn với góc α lớn. Với h2 (chiều cao phần nắp) = 0,25.D Thể tích thực của thùng chứa rượu vang
Vthực = V trụ + Vcôn + Vnắp
51
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vthực = 6,03 +
Vthực = 6,03 + 0,54 = 6,57 (m3)
Tính toán được: H (chiều cao phần trụ) = 3500 mm h1 (chiều cao phần côn) = 405 mm Đặt thùng chứa rượu vang cách sàn nhà 500 mm, vậy chiều cao của thùng tính từ sàn nhà là:
Hthùng = H + h1 + h2 + 500 Hthùng = 4405 mm
Các thông số của thùng tàng trữ
Đường kính thùng D = 1400 mm Thể tích thùng tàng trữ V = 6,57 m3 Chiều cao thùng chứa từ sàn nhà H = 4405 mm Bề dày lớp áo nhiệt ∆d = 100 (mm), độ dày 5 mm Đường kính ngoài của thùng Dn = 1400 + 2.5 + 2.100 = 1610 mm Chọn tác nhân làm lạnh là glycol và tàng trữ rượu vang là 90 ngày.
Số lượng thùng chứa rượu vang được tính theo công thức
N2 =
Vt = V/2 (V là thể tích rượu vang sau khi lên men phụ)
T (chu kỳ tàng trữ) = 90 (ngày)
N2 = 2.90 + 2 = 182 (thùng)
Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật thùng tàng trữ
Đơn vị Thông số Tên gọi
Thể tích 7 m3
Đường kính ngoài 1610 mm
Đường kính trong 1400 mm
Chiều cao 4500 mm
Sồ lượng 182 Cái
52
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.9. Thùng tàng trữ ký hiệu Prettech-01 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.10 Thiết bị lọc thô Dịch cần lọc: 9,02m3/mẻ. Thời gian: 1h. Năng suất lọc: 9,02m3/h.
Bảng 3.10 Thông số cho thiết bị lọc thô.
Tên gọi Năng suất Số khung Số bản Diện tích lọc Kích thước khung Công suất động cơ Kích thước Số lượng Đơn vị m3/h Cái Cái m2 Mm kW Mm Cái Thông số 10 100 100 16 720 10 2800x1000x1400 1
53
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.10. Thiết bị lọc thô ký hiệu PFK-100 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.11 Thiết bị lọc tinh Dịch cần lọc: 8,99 m3/mẻ. Thời gian lọc: 1h. Năng suất lọc: 8,99 m3/h.
Bảng 3.11 Thông số cho thiết bị lọc tinh.
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất 10 m3/h
Công suất 7 kW
Chiều dài 1200 Mm
Chiều rộng 1000 Mm
Chiều cao 1400 Mm
Bề mặt lọc 1,8 m2
Số lượng 1 Cái
54
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.11. Thiết bị lọc tinh XMY-130 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.12 Thiết bị rửa, chiết, đóng chai 3 trong 1 Dịch: 8976,72 lit/mẻ Thời gian: 1h50 phút Chọn chai có thể tích 0,75 lit/chai Số chai cần là : 11968/mẻ Năng suất của máy là : 2000 chai/h.
Bảng 3.12 Thông số thiết bị rửa, chiết, đóng chai 3 trong 1.
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Chai/h 2000
Công suất kW 3,3
Kích thước Mm 2400x1800x2600
Số đầu rửa đầu 18
Số đầu chiết đầu 18
đầu 6
Số đầu đóng nắp
Số lượng Cái 1
55
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình3.1. Thiết bị rửa, chiết rót, đóng nắp 3 trong 1 ký hiệu CGF-18 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.13 Thiết bị thanh trùng Thời gian: 2h15 phút Năng suất: 4848 chai/h.
Bảng 3.13 Thông số thiết bị thanh trùng.
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Chai/h 5000
Công suất động cơ Kw 25
Kích thước Mm 4000x2200x2000
0C
Nhiệt độ lớn nhất 80
Phút 45
Thời gian thanh trùng Số lượng Cái 1
56
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.13. Thiết bị thanh trùng ký hiệu ALC-6 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.14 Thiết bị dán nhãn Thời gian: 1h30 phút. Số chai cần dán nhãn: 11849 chai/ca. Năng suất: 2000chai/h.
Bảng 3.14 Thông số thiết bị dán nhãn
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Chai/h 2000
Kw 5
Công suất động cơ Kích thước nhãn mm 50-300Lx40-190H
Kích thước mm 2000x800x1000
Số lượng Cái 1
57
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.14. Thiết bị dán nhãn ký hiệu OPLM-AR do Trung Quốc sản xuất.
3.1.15 Thiết bị đóng thùng Thời gian: 1h30 phút. Số chai cần đóng hộp: 11849 chai/ca. Năng suất: 2000 chai/h.
Bảng 3.15 Thông số thiết bị đóng thùng.
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Chai/h 2000
Kích thước Mm 5000x1500x1000
Công suất 2.5 kw
Số lượng 1 Cái
58
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.15. Thiết bị đóng thùng ký hiệu DMT-120 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.16 Bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa Thời gian bơm: 30 phút Thể tích dung dịch bơm vào bồn chuẩn hóa: 9,63 (m3) Năng suất bơm: 19,26 (m3/h)
Bảng 3.16 Thông số kỹ thuật của bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa
Tên gọi Đơn vị Thông số
Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ m3/h Vòng/phút kW 20 1030 6
Đường kính roto mm 130
Khối lượng Kg 135
Số lượng Cái 1
59
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.16. Bơm dịch nho vào bồn chuẩn hóa ký hiệu ESP-10 do Trung Quốc sản xuất.
3.1.17 Bơm dịch nho vào bồn lên men Thời gian bơm: 50 (phút) Thể tích dịch nho cần lên men: 10,257 (m3/ca) Năng suất bơm: 12,31 (m3/h)
Bảng 3.17 Thông số kỹ thuật của bơm dịch nho vào bồn lên men.
Tên gọi Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ Đường kính roto Khối lượng Số lượng Đơn vị m3/h Vòng/phút kW mm Kg Cái Thông số 13 936 5 117 28 1
Hình 3.17. Bơm dịch nho vào bồn lên men ký hiệu EPP-50 do Trung Quốc sản xuất.
60
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.1.18 Bơm dịch lên men vào máy ép Thời gian bơm: 1h30phút Thể tích dịch nho sau lên men: 10,052 (m3/ca) Năng suất bơm: 6,70 (m3/h)
Bảng 3.18 Thông số kỹ thuật của bơm dịch lên men vào máy ép
Tên gọi Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ Đườn kính roto Khối lượng Số lượng Thông số 7 360 2.2 45 30 1
Hình 3.18. Bơm dịch lên men vào máy ép ký hiệu EPP-12 do Trung Quốc sản xuất.
Đơn vị m3/h Vòng/phút kW mm Kg Cái
3.1.19 Thùng chứa bã Thời gian: 3 (giờ) Lượng bã ướt: 1,71 (m3/h) Hệ số sử dụng thùng: 0.8 Thể tích thùng: 0.56 (m3)
61
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.19 Thông số kỹ thuật của thùng chứa bã ướt
Tên gọi Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Số lượng Đơn vị m m m Cái Thông số 1 1 0.7 2
3.1.20 Bơm vận chuyển rượu vang vào máy lọc thô Thời gian bơm: 1 (giờ) Thể tích rượu vang non: 9,02 (m3/ca) Năng suất bơm: 10 (m3/h)
Bảng 3.20 Thông số kỹ thuật của máy bơm vang non vào máy lọc thô.
Tên gọi Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ Đườn kính roto Khối lượng Số lượng Đơn vị m3/h Vòng/phút kW mm Kg Cái Thông số 10 514 3 64 157 1
Hình 3.19. Bơm vang non vào máy lọc thô ký hiệu ESP-19 do Trung Quốc sản xuất.
62
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.1.21 Bơm rượu vang vào máy lọc tinh Thời gian lọc: 1 (giờ) Lượng rượu vang non cần bơm: 8,99 (m3/ca) Năng suất bơm: 2 (m3/h)
Bảng 3.21 Thông số kỹ thuật của máy bơm vang non vào máy lọc tinh
Tên gọi Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ Đường kính roto Khối lượng Số lượng Đơn vị m3/h Vòng/phút kW mm Kg Cái Thông số 2 50 0.75 31 30 1
Hình 3.20. Bơm vang non vào máy lọc tinh ký hiệu EPP-100 do Trung Quốc sản xuất
3.1.22 Bồn trữ trước chiết rót Thể tích rượu: 8,84 (m3/ca) Hệ số sử dụng bồn: 0.8 Thể tích bồn: 10 (m3) Chọn bồn hình trụ, đáy côn góc 600 được làm bằng thép không gỉ.
Bảng 3.22 Thông số kỹ thuật của bồn trữ trước chiết rót
Tên gọi Thể tích Đường kính Chiều cao Số lượng Đơn vị m3 m m Cái Thông số 10 2 3,5 1
63
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 3.21. Bồn trữ trước chiết rót ký hiệu CR-15 do Trung Quốc sản xuất
3.1.23 Bơm vận chuyển từ bồn trữ rượu đến máy chiết rót Thời gian bơm: 2 (giờ) Thể tích rượu trong bồn trữ: 8,84(m3/ca) Năng suất bơm: 4,42 (m3/h)
Bảng 3.23 Thông số kỹ thuật của máy bơm vận chuyển từ bồn trữ rượu đến máy chiết rót
Tên gọi Năng suất Số vòng quay Công suất động cơ Đườn kính roto Khối lượng Số lượng Đơn vị m3/h Vòng/phút kW Mm Kg Cái Thông số 5 100 0.75 31 30 1
Hình 3.22. Bơm vận chuyển từ bồn rượu đến máy chiết rót ký hiệu BCR-100 do Trung Quốc sản xuất.
64
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.24 Thời gian làm việc của mẻ 1
Công đoạn Thời gian bắt đầu mẻ 1 Thời gian kết thúc mẻ
1 8h30 Phân loại 6h
8h55 Rửa 6h5
9h25 Nghiền xé 6h15
9h30 Bơm vào thiết bị sunfit 6h30
Sunfit 24h
10h 10h20 11h10 9h30 10h 10h20
Bơm từ sunfit qua chuẩn hoá Chuẩn hoá Bơm từ chuẩn hoá qua lên men
12h40 12h50 13h Lên men 10 ngày 11h10 11h20 11h30 Bơm từ lên men qua ép Ép Bơm ép qua tàng trữ
Tàng trữ 3 tháng
14h 14h10 14h15 14h20 15h15 16h15 16h25 16h30 13h 13h10 13h15 13h20 13h25 14h 14h55 15h
Bơm từ tàng trữ qua lọc thô Lọc thô Bơm từ lọc thô qua lọc tinh Lọc tinh Chiết, đóng nắp Thanh trùng Dán nhãn Đóng thùng
65
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 3.25 Thời gian lảm việc của mẻ 2
Công đoạn Thời gian bắt đầu mẻ 2 Thời gian kết thúc mẻ
2 13h Phân loại 10h30
13h25 Rửa 10h5
13h55 Nghiền xé 10h15
14h Bơm vào thiết bị sunfit 10h30
Sunfit 24h
14h20 14h40 Bơm từ sunfit qua chuẩn hoá Chuẩn hoá 14h 14h30
15h30 14h50
Bơm từ chuẩn hoá qua lên men
Lên men 10 ngày
17h10 Bơm từ lên men qua ép 15h40
17h 20 Ép 15h50
17h30 Bơm ép qua tàng trữ 16h00
Tàng trữ 3 tháng
18h30 18h40 Bơm từ tàng trữ qua lọc thô Lọc thô 17h30 17h40
18h45 Bơm từ lọc thô qua lọc tinh 17h45
18h50 Lọc tinh 17h50
19h50 Chiết, đóng nắp 17h55
20h45 20h55 Thanh trùng Dán nhãn 18h30 19h25
21h Đóng thùng 19h30
66
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.2 Bố trí mặt bằng các phân xưởng
3.2.1 Phân xưởng sơ chế • Băng tải (1 máy) có kích thước: 5000 x 700 x 1000 (mm) • Băng tải (1 máy) có kích thước: 2000 x 700 x 1000 (mm) • Cân (1 cái) có kích thước: 1500 x 1500 x 222 (mm) • Máy rửa (1 máy) có kích thước: 2000 x 1000 x 1500 (mm) • Máy nghiền (1 máy) có kích thước: 2000 x 800 x 1000(mm) • Thiết bị sunfit (1 thùng) có kích thước: H = 3225 mm, D = 2150 mm • Thiết bị chuẩn hóa (1 thùng) có kích thước: H = 3225 mm, D = 2150 mm
3.2.1.1 Kho nguyên liệu chính
Nho được đựng trong sọt – sọt/ 60kg Sọt có kích thước: 1000 x 500 x 500 (mm) Được xếp thành 10 dãy – mỗi dãy gồm 10 sọt Được xếp lên thêm 4 tầng mỗi tầng 100 sọt
Tổng cộng 400 sọt = 24000kg nho/ngày Diện tích kho nguyên liệu chính: S=126m2 (14000x9000x6500mm)
3.2.1.2 Kho nguyên liệu phụ
Palet: chiều dài 1500mm; chiều rộng 1000m Kho nguyên liệu phụ được sử dụng trong 1 tháng có 26 ngày làm việc Đường: 1 tháng sử dụng 27600kg đường
Đựng trong 552 bao – bao/ 50 kg Cần 12 palet – palet/50 bao (gồm 5 chồng – chồng/10 bao)
Axit: 1 tháng sử dụng 1560kg Đựng trong 260 bịch – bịch/6kg
Trên palet: xếp thành 5 chồng – mỗi dãy 13 bịch
Cần 4 palet – palet/65 bịch
Nấm men: 1 tháng sử dụng 23400 kg
Đựng trong 468 bao – bao/50kg
Đựng trong 9 palet – palet/52 bao Diện tích kho nguyên liệu phụ: S= 60m2(10000x6000x6500mm)
Vậy chọn diện tích phân xưởng sơ chế có: S= 240m2 (24000x10000x6500mm)
67
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.2.2 Phân xưởng lên men – tàng trữ
3.2.2.1 Phân xưởng lên men
• Tank lên men (26 tank) có kích thước: D= 2020 (mm), H= 4500 (mm). • Phòng điều hành có kích thước: 2000x2000 (mm) • Thiết bị thu hồi CO2: 1000x1000x3000(mm).
Vậy chọn diện tích phân xưởng lên men có: S= 276m2(23000x12000x6500mm)
3.2.2.2 Phân xưởng tàng trữ
• Máy ép: 3000 x 1600 x 1790(mm). • Tank tàng trữ (182 tank) có kích thước: D=1610, H=4500 (mm).
Vậy chọn diện tich phân xưởng lên men có: S=667m2 (29000x23000
x13000mm) có 2 tầng – mỗi tầng 91 thùng.
3.2.3 Phân xưởng hoàn thiện • Thiết bị lọc thô (1 máy) có kích thước: 2800x1000x1400 (mm). • Thiết bị lọc tinh (1 máy) có kích thước: 1200x1000x1400 (mm). • Thiết bị rửa chai, chiết chai, đóng nắp (1 máy) có kích thước:
2400x1800x2600 (mm).
• Thiết bị thanh trùng (1 máy) có kích thước: 4000x2200x2000 (mm). • Thiết bị dán nhãn (1 máy) có kích thước: 2000x800x1000 (mm). • Thiết bị đóng thùng (1 máy) có kích thước: 5000x1500x1000 (mm). • Bồn chờ chiết rót (1 bồn) có kích thước: H = 3500, D = 2000 (mm).
3.2.3.1 Kho bao bì – kho thành phẩm • Chai 750ml: chiều rộng 8,6cm; chiều cao 31,4cm • Hộp có S=81 cm2 (90 x90 x330mm) • Thùng/12 chai: (360 x270 x350mm) • Trong 1 ca sản xuất 11968 chai
998 thùng/ngày
Một palet (1500 x1000mm): 4dãy – mỗi dãy 3 thùng
12 thùng 36 thùng/ 3 tầng Cần 28 palet cho 998 thùng
Diện tích kho bao bì và kho thành phẩm có: S= 75m2(12500x6000x6500mm).
68
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vậy chọn diện tích phân xưởng hoàn thiện có:
S=525m2(25000x21000x6500mm)
3.3 Bố trí mặt bằng nhà máy
3.3.1 Phân xưởng sơ chế
- Diện tích phân xưởng sơ chế có: S= 240m2 (24000x10000x6500mm).
3.3.2 Phân xưởng lên men – tàng trữ
- Diện tích phân xưởng lên men có: S= 276m2(23000x12000x6500mm). - Diện tích phân xưởng lên men có: S=667m2 (29000x23000 x13000mm) có 2
tầng – mỗi tầng 91 thùng.
3.3.3 Phân xưởng hoàn thiện
- Diện tích phân xưởng hoàn thiện có: S=525m2 (25000x21000x6500mm).
3.3.4 Bãi xe công nhân viên
• Nhà để xe đạp, xe máy được bố trí ngay cổng ra vào của nhà máy. Chúng
ta chia ra 2 khu vực để xe đạp và xe máy riêng.
• Tính cả hành làng lối đi lại ta chọn kích thước bãi xe: 25x10x4 (m).
Vậy chọn diên tích bãi xe có: S= 250m2.
3.3.5 Phòng trưng bày
• Đây là nơi giao dịch bán hàng, giới thiệu sản phẩm khi khác đến mua hàng, tham quan. Đồng thời cũng là nơi đáp ứng nhu cầu của khách đến đặt hàng.
• Kích thước phòng: 10x4x5 (m) Vậy diện tích phòng trưng bày có: S= 40m2.
3.3.6 Nhà nghỉ
• Là nơi để cho nhân viên nghỉ ngơi sau mỗi ca làm việc căng thẳng, để tái tạo lại sức khỏe và làm việc có hiệu quả. Chia làm 2 khu cho nhân viên nam và nhân viên nữ. • Kích thước:10x6x5 (m).
Vậy diện tích cho nhà nghỉ là: 60 m2.
3.3.7 Phòng thay đồ
• Nhân viên thay đồ trước khi vào ca sản xuất để đảm bảo quá trình làm
việc an toàn và không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
• Kích thước: 10x2x3 (m)
69
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vậy diện tích phòng thay đồ là: S= 20m2.
3.3.8 Phòng y tế
• Trong những trường hợp nhân viên bị tai nạn có thể được đưa vào chăm
sóc kịp thời, đảm bảo an toàn tính mạng kịp lúc cho nhân viên.
• Kích thước: 10x4x5 (m).
Chọn diện tích phòng y tế là: S= 40m2.
3.3.9 Khu xử lí bã thải và nước thải
• Nước thải của nhà máy được gom lại bằng đường ống dẫn và đưa đến bộ
phận xử lý nước thải. • Kích thước: 10x10x4 (m).
Chọn diện tích khu xử lí nước thải là: S= 100m2.
3.3.10 Khu xử lí rác
• Rác thải của nhà máy được thu gom và đưa đến khu xử lí rác. • Kích thước: 10x6x4 (m).
Chọn diện tích khu xử lí rác là: S= 60m2.
3.3.11 Công viên và khu giải trí
• Tạo không khí thoáng mát cho nhà máy, nhân viên có thể đi dạo ngắm
cảnh lúc mệt mỏi để tinh thẩn phấn chấn lại sau ca làm việc.
• Kích thước: 30x10 (m)
Chọn diện tích công viên là: S = 300m2.
3.3.12 Phòng vệ sinh
Kích thước: 6x2x3 (m)
Chọn diện tích phòng vệ sinh là: S= 12m2.
3.3.13 Bãi xe tải
Kích thước: 15x10x6,5 (m).
Chọn diện tích bãi xe tải là: S= 150 m2.
3.3.14 Nhà ăn
• Là nơi nhân viên ăn cơm sau mỗi ca làm việc. Một nhân viên chiếm diện
tích nhà ăn 2m2.
• Kích thước: 15x10x5 (m) Chọn diện tích nhà ăn là: S= 150m2.
70
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
3.3.15 Hội trường
Kích thước: 20x15x5 (m).
Chọn diện tích hội trường là: S= 300m2.
3.3.16 Hành chính
• Khu hành chính đặt phía trước nhà máy. • Kích thước: 20x10x5 (m).
Chọn diện tích khu hành chính là: S= 200m2.
3.3.17 Phòng kiểm soát chất lượng
• Kích thước:10x4x5 (m).
Chọn diện tích phòng kiểm soát chất lượng là: S= 40m2.
3.3.18 Bảo vệ
• Phòng bảo vệ được xây sát ngay cổng vào nhà máy. • Kích thước: 4x2x3 (m).
Chọn diện tích phòng bảo vệ là: S= 8m2
3.3.19 Trạm biến áp
• Trạm biến áp được xây gần cổng vào nhà máy để tiện việc sửa chữa. • Kích thước: 4x2x3 (m). Chọn diện tích trạm biến là S= 8m2.
3.3.20 Nhà nồi hơi
• Kích thước: 4x3x3 (m).
Chọn diện tích nhà nồi hơi là S= 12m2. 3.3.21 Phòng bảo hộ lao động và vệ sinh
• Kích thước: 6x3x3 (m).
Chọn diện tích phòng bảo hộ lao dộng và vệ sinh là 18m2. Vậy chọn tổng diện tích mặt bằng của nhà máy khoảng 10000 m2.
71
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 4: TÍNH ĐIỆN, NƯỚC VÀ NĂNG LƯỢNG
4.1 Tính điện Điện sử dụng trong nhà máy nhằm:
• Vận hành các thiết bị, máy móc gọi chung là điện động lực. • Để sinh hoạt chiếu sáng.
4.1.1 Điện động lực
Bảng 4.1 Tổng kết công suất thiết bị chính trong nhà máy.
STT THIẾT BỊ
CÔNG SUẤT (KW) SỐ LƯỢNG (CÁI)
TỔNG CÔNG SUẤT (KW)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Băng tải Cân Rửa Nghiền Chuẩn hóa Sunfit hóa Ép Lọc thô Loc tinh Rửa,chiết, đóng nắp 1,6 0,5 2 1,5 7,5 7,5 4 10 7 10 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6,4 0,5 2 1,5 7,5 7,5 4 10 7 10
11 12 13 14 25 5 2,5 5 1 1 1 1 25 5 2,5 5
Thanh trùng Dán nhãn Đóng hộp Bơm dịch nho vào bồn lên men
15 2,2 1 2,2
3
16 17 18 Bơm dịch lên men vào máy ép Bơm rượu vào máy lọc thô Bơm rượu vào máy lọc tinh 0,75 bơm rượu vào máy chiết rót 0,75 1 1 1 3 0,75 0,75
Như vậy tổng công suất ta tính được là 96,1 kW
72
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Lấy công suất phụ trợ là 15% tổng công suất của các động cơ, vậy công suất động cơ nhà máy là: Pđl= 1.15 x 96,1 = 110,515 (kW) Công suât tính toán: Ptt = K0 x Pđl = 0.7 x 110,515 = 77,361 (kW) Trong đó: K0= 0.7 là hệ số cần dùng, phụ thuộc vào mức độ phụ tải của thiết bị làm việc không đồng thời.
4.1.2 Điện sinh hoạt và chiếu sáng
Dự kiến công suất điện sinh hoạt và chiếu sáng là 15% công suất điện động
lực: Pcs= 15% x Pđl = 16,577 (kW) Chọn loại đèn Compact Rạng Đông 5U-100W có chóa đèn dùng cho tất cả các phòng của nhà máy. Đèn có thể bố trí thành 1 dãy hoặc 2 dãy tùy theo kích thước phòng.
Bảng 4.2 Bố trí điện chiếu sáng cho nhà máy.
STT Công Trình
1 2 3 4 5 6 7 bao Kích Thước (m) 32x10x6.5 14x9x6.5 10x6x6,5 23x12x6.5 29x23x13 25x21x6.5 12,5x6x6,5 Số Dãy Đèn Số Đèn 16 8 4 10 24 10 6 2 2 2 2 2 2 2 Công Suất (W) 1600 800 400 1000 2400 1000 600
Phân xưởng sơ chế Kho NL chính Kho NL Phụ Phân xưởng lên men Phân xưởng tàng trữ Phân xưởng hoàn thiện bì-thành Kho phẩm Bãi xe nhân viên Phòng trưng bày
Phòng thay đồ Phòng Y tế
lí bã+nước 25x10x4 10x4x5 10x6x5 10x2x3 10x4x5 10x10x4 2 2 1 1 1 1 10 4 2 2 2 2 1000 400 200 200 200 200
8 9 10 Nhà nghỉ 11 12 13 Khu xử thải
Công viên+khu giải trí
13 Khu xử lí rác thải 14 15 Nhà vệ sinh (3) 10x6x4 30x10 6x2x3 1 2 1 2 12 6 200 1200 600
73
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bãi xe tải
Phòng kiểm nghiệm Phòng bảo vệ(2) Trạm biến áp
sáng ở 15x10x6,5 15x10x5 20x15x5 20x15x5 10x4x5 4x2x3 4x2x3 4x2x3 1 2 2 2 1 1 1 1 3 6 8 8 3 2 1 1 13 300 600 800 800 300 200 100 100 1300
16 17 Nhà ăn 18 Hội trường 19 Khu hành chính 20 21 22 23 Nhà nồi hơi 24 Đèn chiếu ngoài Tổng 165 16500
4.1.3 Xác định hệ số công suất
Hệ số công suất: trong nhà máy thực phẩm thường dùng loại động cơ không đồng bộ là động cơ cảm ứng, công suất phản kháng tạo ra từ trường. Vì vậy hệ số công suất thấp, do đó ta tính theo công suất trung bình (cos𝜑tb) chứ không tính theo công suất định mức.
𝑃𝑡𝑡∑ 2 2 + Qtt
√Ptt
(1) cosφtb =
với 𝑃𝑡𝑡∑ = Ptt + Kcs x Pcs = 77,361 + 0,9 x 16,577 = 94,838 kW Kcs: hệ số đồng bộ 0,9 Qtt: công suất phản kháng; Qtt = Ptt x tgφtb Đối với nhà máy rượu cosφtb = 0,55 – 0,7. Giả sử cosφtb = 0,6 suy ra tgφtb = 1,44 Tính dược Qtt = 101,45 Thế vào (1) => costb = 0,7
4.1.4 Chọn máy biến áp
Để đảm bảo cho việc sản xuất ổn định, ta chọn 2 máy biến áp (hoạt động thay phiên nhau), chọn phụ tải làm việc có công suất bằng 80% công suất định mức máy
𝑃𝑡𝑡∑ cosφ
= 94,838 0,7 = 135,483 kW Công suất máy biến áp: P = 0,8 x Sđm ≥
Sđm= 169,354
74
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật dự kiến của máy biến áp.
Tên gọi Công suất Điện áp Điện hạ áp Đơn vị tính Kw Kv V Thông số 200 6 380/220
Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật dự kiến của máy phát điện dự phòng.
Thông số 200 400 50 0,8 Tên gọi Công suất Điện áp định mức Tần số Hệ số công suất Đơn vị tính Kv V Hz
4.1.5 Lượng điện tiêu thụ hàng năm
A. Điện sinh hoạt và chiếu sáng
Acs= K x T x Pcs
Trong đó : - K=0,9 : hệ số không đồng bộ. -T : số giờ sử dụng tối đa, T=T1 x T2 T1 : số giờ sinh hoạt thắp sáng trong 1 ngày, T1=20 giờ. T2 : số ngày làm việc trong 1 năm, 279 ngày/ năm. Vậy Acs= 0,9 x 20 x 279 x 16,577 = 83249,694 (kWh/năm).
B. Điện động lực
Adl= Kc x T x Pdl
Trong đó: -Kc: hệ số không đồng thời, Kc=0,7. -T : số giờ sử dụng tối đa, T=T1 x T2 T1 : số giờ sinh hoạt thắp sáng trong 1 ngày, T1=20 giờ. T2 : số ngày làm việc trong 1 năm, 279 ngày/ năm. Vậy Adl= 0,7 x 20 x 279 x 110,515= 431671,59 (kWh/năm) Tổng năng lượng dùng trong 1 năm là: A= (1 + Km) x (Acs + Adl) Với Km=5%: hệ số tổn hao trên mạng điện hạ áp. A= (1 + 0,05) x (83249,694 + 431671,590) = 540667,348 (kWh/năm).
75
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
4.2 Tính nước
Nước sử dụng cho nhà máy bao gồm:
Nước sử dụng cho sản xuất. Nước cung cấp cho nồi hơi. Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, đường ống. Nước cung cấp cho thiết bị rửa chai. Nước cung cấp cho sinh hoạt. Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy.
• • • • • •
4.2.1 Nước dùng trong sản xuất
Lượng nước cần dùng để rửa nho nguyện liệu là: G1 = 10 m3/ngày.
4.2.2 Nước dùng cung cấp cho nồi hơi
Lượng hơi sử dụng (tính theo năng suất nồi hơi 140kg/h và nồi hơi làm 7h/ngày). 140 × 7 = 980 kg/ngày Do quá trình vận hành trong nồi hơi có khoảng 80% lượng nước ở dạng lỏng và khoảng 20% nước ở dạng hơi, trong nồi hơi luôn có lượng nước (thể lỏng):
× 140 = 560 𝑘𝑔 80% 20%
Lượng nước này gần như không đổi trong quá trình vận hành. Nếu 1 tuần vệ sinh nồi hơi 2 lần thì trung bình lượng nước cần dùng cho nồi hơi trong 1 ngày là: G2 = 980 + (560/2) = 1260 kg/ngày = 1,26 m3/ngày
4.2.3 Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng và đường ống
Ta chọn lượng nước rửa thiết bị nhà xưởng bằng lượng nước rửa nguyên liệu: G3 = 10 m3/ngày.
4.2.4 Nước cung cấp cho thiết bị rửa chai
Thiết bị rửa chai hoạt động 7h/ngày, lượng nước cần rửa chai bằng 1,5 dung tích chai cần rửa: G4 = 1,5 x 6528 x 0,75 = 7344 lit/h = 7,344 m3/h = 51,408 m3/ngày. Mỗi giờ rửa 6528 chai, thể tích chai 750 ml.
4.2.5 Nước cung cấp cho sinh hoạt
Lấy lượng nước dùng trong sinh hoạt là G5 = 5 m3/ngày.
76
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
4.2.6 Nước dùng trong phòng cháy chữa cháy
6 𝑖=1
= 42,662m3/ngày
- Nhà máy dùng khoảng G6=30m3/năm để phòng cháy chữa cháy. - Vậy lượng nước cần sử dụng cho nhà máy là: Gtổng = ∑ 𝐺𝑖 - Khi xây dựng cần xây dựng hai bể bằng bê tông cốt thép, mỗi bể có sức chứa
25m3 với kích thước: L x W x H = 2m x 2m x4m
- Nước lấy từ nguồn giếng hoặc từ nguồn cấp nước ở địa phương đã qua hệ
thống xử lý để đạt tiêu chuẩn của nước sản xuất.
- Dùng bơm để bơm nước từ giếng lên bể nước, lượng nước cần bơm là 25m3
thời gian bơm là 60 phút. Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật của máy bơm
Đơn vị tính m3/h
Tên gọi Năng suất Áp suất toàn phần m cột nước Vòng/phút Số vòng quay m Chiều cao hút oC Nhiệt độ Thông số 40 30 1450 5.5 < 80
4.3 Tính hơi
4.3.1 Tính nhiệt dùng để đun nước nóng
- Nước nóng dùng để vệ sinh máy nghiền, máy ép nho, thiết bị hoạt hóa, vệ sinh tank lên men… - Lượng nước nóng dùng cho 1 mẻ để vệ sinh là 1087,5 lít. - Lượng nhiệt cần dùng để đun nước nóng từ 250C lên 1000C
Q1= Mn.C.∆t
Với: Mn=1087,5 x 1=1087,5 (kg) Q1= 1087,5 x 1 x (100-25)=81562,5 (kcal) Một ngày lên men 2 mẻ nên lượng nhiệt dùng để đun nước nóng mỗi ngày là: Qtl= 81562,5 x 2=163125 (kcal)
4.3.2 Tính nhiệt cho phân xưởng hoàn thiện
A. Nhiệt đun nước nóng dùng để rửa chai
Giả sử rửa 1 chai cần 0,5 lít nước nóng to=70oC. Lượng chai rửa 1 giờ là : 6528 chai
77
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vậy 6528 chai cần 3264 lít. Do đó lượng nhiệt cần dùng để đun nóng 1 giờ là : Q2= 3264 x 1 x (70-25)= 146880 (kcal) Lượng nhiệt dùng để đun nóng 1 ngày là : Qt2= 146880 x 7(h)= 1028160 (kcal)
B. Nhiệt dùng để hấp vỏ chai
Qh= Mh.Ch. ∆t
x (100-25)=23425,84 (kcal) Giả sử mỗi chai có khối lượng là 0,25kg vậy : Mh= 6528 x 0,25= 1632 (kg) Nhiệt dung riêng của thuỷ tinh ở 0oC-100oC : Cp= 0,42-0,84 (kJ/kg.độ) Chọn Ch= 0,8 Chai được hấp từ 250 lên 100oC Qh=1632 x 0,8 4,18
Lượng nhiệt dùng để hấp 1 ngày : Qht=23425,84 x 7(h)=163980,86 (kcal)
C. Nhiệt dùng để thanh trùng rượu vang chai
x (70-15) + 6528 x 0,75 x 1,2 x 1 x (70-15) = 340314,95 Rượu vang được đóng chai 0,75 lít. Hơi nhiệt dùng để thanh trùng rượu vang trong chai và vỏ chai ; giả sử drv = 1,2 (kg/l) Nhiệt độ thanh trùng từ 150C (nhiệt độ rượu vang sau khi lọc và đóng chai) đến 700C nên lượng nhiệt cần : Qtt = 163 x 0,8 4,18
(kcal) Lượng nhiệt dùng để thanh trùng 1 ngày là : Qttn = 340314,95 x 7(h) = 2382204,63 (kcal)
4.3.3 Chọn nồi hơi và tính nhiên liệu
Lượng hơi được tính theo công thức sau : D.iH = Q + D. Hay D = 𝑄 𝑖−𝑖𝑁
Trong đó : iH: là nhiệt hàm của hơi nước bão hoà ở áp suất làm việc p = 1,985 (bar) ứng với iH=645,93 (kcal/kg); t0= 1200C iN: là nhiệt hàm của nước ngưng iN = 120 (kcal/kg)
78
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
A. Lượng hơi dùng để đun nước nóng vệ sinh
645,93−120
𝑖𝐻− iN
= 310,16 (kg/ngày) = 163125 Lượng hơi dùng để đun nước nóng vệ sinh 1 ngày D1 = 𝑄1
Lượng hơi dùng để đun nóng vệ sinh 1 giờ
𝑄1𝑖𝐻 𝑖𝐻− iN
= 44.31 (kg/h) D1i = = 310,16 7
B. Lượng hơi đun nước nóng dùng để rửa chai
𝑖𝐻− iN
= 1922,05 (kg/ngày) Lượng hơi đun nước nóng dùng để rửa chai 1 ngày D2 = 𝑄2 = 1028160 645,93−120
Lượng hơi đun nước nóng dùng để rửa chai 1 giờ
𝑄2𝑖𝐻 𝑖𝐻− iN
= 274,58 (kg/h) D2i = = 1922,05 7
C. Lượng hơi dùng để hấp vỏ chai
𝑖𝐻− iN
= 311,79 (kg/ngày) Lượng hơi dùng để hấp vỏ chai 1 ngày Dh = 𝑄ℎ
= 44,54 (kg/h) = 311,79 7 = 163980,86 645,93−120 Lượng hơi dùng để hấp vỏ chai 1 giờ Dhi = 𝑄ℎ𝑖 𝑖𝐻− iN
2382204,63
D.Lượng hơi để thanh trùng rượu vang chai
645,93−120
= 4529,51 (kg/ngày) = Lượng hơi dùng để thanh trùng rượu vang chai 1 ngày Dttn = 𝑄𝑡𝑡𝑛 𝑖𝐻− iN
= 647,07 (kg/h). = 4529,51 7 Lượng hơi dùng để thanh trùng rượu vang chai 1 giờ Dtti = 𝑄𝑡𝑡𝑖 𝑖𝐻− iN
4.3.4 Chọn nồi hơi
A.Tổng lượng hơi cung cấp cho các quá trình
Tổng lượng hơi cung cấp mỗi giờ Di = D1i + D2i + Dhi + Dtti Thay số: Di = 44,31 + 274,58 + 44,54 + 647,07 =1010,5 (kg/h) Tổng lượng hơi cung cấp một ngày Dn = D1 + D2 + Dh + Dtt Thay số: Dn = 310,16 + 1922,05 + 311,79 + 4529,51 = 7073,51 (kg/ngày)
79
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
B.Chọn thông số nồi hơi
Chọn nồi hơi có các đặc tính như sau: Năng suất: 1500 (kghơi/h) Áp suất làm việc: P=10(at) Nhiệt độ hơi: t0 =1830C Chiều dài tổng: 4030 mm Chiều cao: 2720 mm Chiều rộng: 2610 mm Trọng lượng không nước 7,7 tấn Thể tích chứa nước: V= 3,87(m3) Hệ số hữu ích của nồi: 0,8 Diện tích tiếp nhiệt 56 m2 Chọn mua 2 nồi (1 nồi để dự trữ)
4.3.5 Tính nhiên liệu dùng cho nồi hơi
Nhiên liệu thường dùng là than vì than là nguồn năng lượng dồi dào ở nước ta, giá rẻ.
Mặt khác khi lượng dầu mỏ trên thế giới cạn kiệt và giá rất cao thì than là nguồn
nguyên liệu thay thế rất tốt. Lượng nhiên liệu cần dùng được tính theo công thức sau:
.100 G = 𝑫(𝒊𝒉− 𝒊𝒏) 𝑸 × 𝟎.𝟖
1500(6645,93−25,07)
Trong đó: Q: là nhiệt của nguyên liệu (kcal) D: là năng suất của nồi hơi Ih: là nhiệt hàm của hơi; Ih = 6645,93(kcal/kg) ở nhiệt độ t0 = 1200C In: là nhiệt hàm của nước; In = 25,07(kcal/kg) ở nhiệt độ t0= 250C Nhiệt lượng mà 1 kg than cung cấp là: Q= 6500 (kcal/kg) Hệ số hữu ích chọn 0.8 Lượng than cần dùng cho 1 giờ Thay số:
Gi =
. 100 = 1909,86 (kg/h)
6500×80
Lượng than cần dùng cho một ngày Thay số: Gng = 1909,86 x 7 = 13369,04 (kg/ngày)
80
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Lượng than cần dùng cho một tháng Thay số: (giả sử 1 tháng sản xuất 26 ngày) Gt = 13369,04 x 26 = 347595,15 (kg/tháng) Lượng than cần dùng cho một năm Thay số: Gn= 347595,15 x 12 = 4171141,80 (kg/năm).
81
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 5: BỘ MÁY TỔ CHỨC, TÍNH LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH AN TOÀN NHÀ MÁY
5.1 Bố trí bộ máy tổ chức
5.1.1 Sơ đồ bộ máy tổ chức quản lý của nhà máy
Ban Giám Đốc
Công Đoàn
Phòng kinh doanh
Phòng kỹ thuật– sản xuất
Phòng kế toán- tài chính
Phòng kiểm soát chất lượng và R&D
Phòng kế hoạch và đầu tư
Đội quản lý kho
Phân xưởng lên men
Phân xưởng tàng trữ
Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm
2 tổ sản xuất
3 tổ sản xuất
3 tổ sản xuất
2 tổ sản xuất
Phòng tổ chức hành chính và nhân sự Phân xưởng sơ chế
Sơ đồ 5.1. Sơ đồ bộ máy tổ chức nhà máy
5.1.2 Chức năng của từng bộ phận
5.1.2.1 Ban giám đốc - Ban Giám đốc của Công ty bao gồm 2 người: 1 Giám đốc và 1 Phó Giám đốc. Giám đốc điều hành, quyết định các vấn đề liên quan đến hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty. Các Phó Giám đốc giúp việc Giám đốc trong từng lĩnh vực cụ thể và chịu trách nhiệm trước Giám đốc về các nội dung công
82
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
việc được phân công, chủ động giải quyết những công việc được Giám đốc ủy quyền theo quy định của Pháp luật và Điều lệ Công ty.
5.1.2.2 Công đoàn
- Phối hợp với giám đốc thực hiện quy chế dân chủ ở doanh nghiệp, tổ chức đại hội công nhân viên chức; đại diện cho tập thể lao động xây dựng, thương lượng, ký kết và giám sát việc thực hiện thỏa ước lao động tập thể; tham gia xây dựng điều lệ hoạt động, các nội quy, quy chế, phương án sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp; xây dựng, ký kết quy chế phối hợp hoạt động với giám đốc doanh nghiệp.
- Tập hợp yêu cầu, nguyện vọng chính đáng, hợp pháp của công nhân viên chức lao động; tổ chức, xây dựng, thực hiện thông tin hai chiều, tổ chức đối thoại giữa người lao động và giám đốc doanh nghiệp; hướng dẫn người lao động giao kết hợp đồng lao động; cử đại diện tham gia các hội đồng xét và giải quyết các quyền lợi của công nhân viên chức lao động; tham gia với giám đốc giải quyết việc làm, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao thu nhập, đời sống và phúc lợi công nhân viên chức lao đông; vận động công nhân viên chức lao động tham gia các hoạt động xã hội, tương trợ, giúp đỡ nhau trong nghề nghiệp, khi khó khăn, hoạn nạn và đấu tranh chống tham nhũng, lãng phí, ngăn chặn các tệ nạn xã hội.
5.1.2.3 Phòng tổ chức hành chính và nhân sự - Bảo đảm toàn bộ công việc hành chính và quản trị của công ty. Tiếp nhận phân loại các văn bản, công văn, phổ biến các chủ trương, chế độ của nhà nước. - Thực hiện việc mua sắm văn phòng phẩm và đồ bảo hộ lao động cấp phát cho các đơn vị theo yêu cầu sản phẩm kinh doanh. - Tham mưu, giúp việc cho giám đốc công ty và tổ chức thực hiện các việc trong lĩnh vực tổ chức lao động, quản lý và bố trí nhân lực, bảo hộ lao động, chế độ chính sách, chăm sóc sức khỏe cho người lao động, bảo vệ nhân sự theo luật và quy chế công ty. Kiểm tra, đôn đốc các bộ phận trong công ty thực hiện nghiêm túc nội quy, quy chế công ty. Làm đầu mối liên lạc cho mọi thông tin của giám đốc công ty.
5.1.2.4 Phòng tài chính, kế toán - Đảm nhận và chịu trách nhiệm trước Công ty về lĩnh vực tài chính kế toán. Phòng có chức năng xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch tài chính hàng
83
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
năm; Tổ chức công tác hạch toán kế toán, lập báo cáo tài chính theo quy định và các báo cáo quản trị theo yêu cầu của Công ty; Thực hiện thu tiền bán hàng, quản lý kho quỹ; Chịu trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra việc lập hóa đơn chứng từ ban đầu cho công tác hạch toán kế toán; hướng dẫn, tổng hợp báo cáo thống kê.
5.1.2.5 Phòng kỹ thuật – sản xuất - Chịu trách nhiệm trong công tác xây dựng, tiếp nhận chuyển giao và quản lý các quy trình vận hành thiết bị, công nghệ sản xuất, định mức kinh tế kỹ thuật, kỹ thuật an toàn và vệ sinh an toàn thực phẩm; Thực hiện các chương trình nghiên cứu phát triển sản phẩm mới, cải tiến kỹ thuật, áp dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất; Xây dựng các yêu cầu, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm, vật tư nguyên liệu; Kiểm tra chất lượng sản phẩm hàng hóa đầu ra, chất lượng vật tư, nguyên liệu đầu vào cho sản xuất; Quản lý hồ sơ lý lịch hệ thống máy móc thiết bị; xây dựng và theo dõi kế hoạch duy tu bảo dưỡng máy móc thiết bị; Kết hợp với các bộ phận liên quan xây dựng và thực hiện nội dung chương trình đào tạo, tổ chức thi nâng bậc kỹ thuật cho công nhân hàng năm. Chỉ đạo thực hiện Hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001: 2008 và hệ thống vệ sinh an toàn thực phẩm HACCP. Chịu trách nhiệm về công tác đầu tư, xây dựng cơ bản và công tác môi trường. Theo dõi và thực hiện công tác thi đua khen thưởng.
5.1.2.6 Phòng kinh doanh - Chịu trách nhiệm thu thập thông tin, đánh giá tình tình thị trường, xây dựng kế hoạch tiêu thụ sản phẩm. Tham mưu cho Giám đốc về giá bán sản phẩm, chính sách quảng cáo, phương thức bán hàng, hỗ trợ khách hàng, lập các hợp đồng đại lý. Tư vấn cho khách hàng về sử dụng thiết bị bảo quản, kỹ thuật bán hàng, thông tin quảng cáo. Theo dõi và quản lý tài sản, thiết bị, công cụ, dụng cụ bán hàng. Kết hợp với phòng Kế toán Tài chính quản lý công nợ các đại lý và khách hàng tiêu thụ sản phẩm; Quản lý hóa đơn và viết hóa đơn, thu tiền bán hàng.
5.1.2.7 Phòng kế hoạch và đầu tư - Lập kế hoạch kinh doanh hàng tháng, quý, năm và các kế hoạch dài hạn. Phân tích đánh giá các quy định về khấu hao nguyên liệu và các chi phí khác. - Phân tích hiệu quả kinh tế về sản xuất kinh doanh của công ty. Tham mưu cho ban giám đốc trong việc tổng hợp hoạt động kinh doanh, tham khảo thị trường để các định giá mua nguyên liệu, tính toán để xác định giá thành sản phẩm.
84
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
5.1.2.8 Phòng kiểm soát chất lượng và R&D - Hỗ trợ Ban giám đốc xây dựng, quản lý và phát triển hệ thống quản lý chất lượng. - Hướng các hoạt động tuân theo mọi tiêu chuẩn an toàn. - Tiến hành đánh giá sản xuất thử nghiệm để chuẩn bị cho sản phẩm mới. - Tiến hành kiểm tra và kiểm soát chất lượng sản phẩm từ khâu tiếp nhận nguyên vật liệu đến thành phẩm. - Nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.
5.1.2.9 Các phân xưởng và các tổ sản xuất - Trực tiếp thực hiện các công đoạn trong quy trình công nghệ để sản xuất ra sản phẩm cho nhà máy.
5.2 Tính lao động
5.2.1 Lao động gián tiếp (bộ máy quản lý nhà máy)
- 1 Giám đốc - 2 Phó giám đốc - 1 Nhân viên Công Đoàn - 1 Trưởng phòng tổ chức hành chính và nhân sự - 1 Trưởng phòng tài chính – kế toán - 1 Trưởng phòng kỹ thuật – sản xuất - 1 Trưởng phòng kinh doanh - 1 Trưởng phòng kế hoạch và đầu tư - 1 Trưởng phòng kiểm soát chất lượng và R&D - 4 Quản đốc phân xưởng - 1 Đội trưởng đội quản lý kho
Vậy số nhân viên lao động gián tiếp của nhà máy là 15 người.
5.2.2 Lao động trực tiếp (làm việc ở các phân xưởng, bộ phận)
85
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 5.1 Số nhân viên làm việc trong ngày
STT Bộ phận làm việc Số lượng Số ca/ ngày Số nhân viên/
ngày
Nhập nguyên liệu 1 2 Máy vận chuyển băng tải 3 4 5 6 7 8 6 8 4 2 2 2 3 10 6 (1 ca 3 người) 8 (1 ca 4 người) 4 (1 ca 2 người) 2 (1 ca 1 người) 2 (1 ca 1 người) 2 (1 ca 1 người) 3 (1 ca 1 người) 10 (1 ca 5 người) 2 2 2 2 2 2 3 2
Rửa quả Nghiển nho Ép dịch nghiền Sunfit hóa dịch Lên men Phòng kiểm soát chất lượng và R&D Trữ rượu vang
Thanh trùng
9 10 Máy rửa chai, chiết chai 11 Kiểm tra chai 12 13 Dán nhãn 14 Vận chuyển thùng 15 Xử lí bã, nước thải 16 17 18 19 20 6 4 4 2 2 6 4 4 4 4 4 4 6 (1 ca 2 người) 4 (1 ca 2 người) 4( 1 ca 2 người) 2 (1 ca 1 người) 2(1 ca 1 người) 6 (1 ca 3 người) 4 (1 ca 2 người) 4 ( 1 ca 2 người) 4 (1 ca 2 người) 4 (1 ca 2 người) 4( 1 ca 2 người) 4 (1 ca 2 người) 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
21 22 23 4 6 4 4 (1 ca 2 người) 6 (1 ca 3 người) 4 (1 ca 2 người) 2 2 2
Sửa chữa điện, cơ khí Trạm biến áp Lò hơi Phòng kinh doanh Phòng tổ chức hành chính Phòng tài chính-kế toán Phòng kỹ thuật-sản xuất Phòng kế hoạch và đầu tư 24 Vệ sinh 25 Nấu ăn 26 Y tế 27 Bảo vệ 28 Đội quản lý kho 29 30 Lái xe Tổng 8 10 4 15 6 6 8 (1 ca 4 người) 10 (1 ca 5 người) 4 (1 ca 2 người) 15 (1 ca 5 người) 6 (1 ca 2 người) 6 (1 ca 3 người) 148 2 2 2 3 3 2
86
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vậy tổng số nhân viên lao động trực tiếp của nhà máy là 148 người.
5.3 Vệ sinh và an toàn nhà máy
5.3.1 Vệ sinh nhà máy
5.3.1.1 Nguyên tắc chung - Cá nhân phải tự kiểm tra hằng ngày. - Tổ tự kiểm tra hằng tuần. - Phân xưởng kiểm tra hàng tháng. - Nhà máy kiểm tra hàng quý. - Hằng ngày sau mỗi ca quy định công nhân phải dọn vệ sinh khu vực quy định. - Thường xuyên kiểm tra đường ống và thiết bị quan trọng để đảm bảo môi trường trong sạch.
5.3.1.2 Thông gió và hút bụi Không khí là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe người và trạng thái lao động của công nhân. Yêu cầu: - Phòng lên men có lắp đặt hệ thống thu hồi CO2. - Phòng thí nghiệm có thiết kế nhiều ô cửa thông gió và chiếu sáng. - Phân xưởng thành phẩm được thiết kế thông gió tự nhiên. - Lò hơi đặt hệ thống thông gió riêng để đưa không khí sạch đến công nhân.
5.3.1.3 Vệ sinh thiêt bị và nhà xưởng - Các thiết bị lên men, lọc được vệ sinh bằng xút, acid, nước nóng sau mỗi mẻ. Tại các tank lên men, có khâu kiểm tra vi sinh nước rửa. - Tại phân xưởng chiết rót, chai nước trước khi chiết rót được vệ sinh kỹ lưỡng. Tiến hành thanh trùng ngay sau khi đóng chai nhằm tiêu diệt các vi sinh vật và nấm men còn sót lại. - Khử trùng thiết bị và các đường ống dẫn quan trọng sau mỗi ca làm việc. - Trang bị hệ thống bảo trì cho tất cả máy móc thiết bị.
5.3.1.4 Vệ sinh công nhân - Yêu cầu công nhân tuân thủ các nguyên tắc vệ sinh an toàn lao động (mặc đồng phục trước khi làm việc, mang khẩu trang bảo hộ lao động…).
87
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
- Tổ chức công nhân lau chùi nhà vệ sinh sạch sẽ sau mỗi ca làm việc, cung cấp đủ nước cho công nhân sử dụng. Phòng thay quần áo có các ngăn tủ, móc treo.
5.3.2 An toàn lao động
5.3.2.1 Chống khí độc • Nguyên nhân, tác hại:
- Khí độc trong nhà máy chủ yếu là CO2 thoát ra do quá trình lên men và quá trình đốt nhiên liệu cho lò hơi. - Khi sửa chữa các tank lên men, tỷ trọng của CO2 lớn hơn không khí nên nó lắng xuống, điều này gây ngạt cho công nhân trong nhà máy khi đang làm việc. - Các máy móc, thiết bị khi sử dụng thường có nhiều khói bụi, gây ô nhiễm không khí khi làm việc nếu không cách ly. • Thiết kế, bố trí:
- Thiết kế hệ thống thu hồi khí CO2, khí thu hồi dùng để bán cho các cơ sở khác có nhu cầu. - Cần kiểm tra kĩ lưỡng các đường ống và thiết bị đầu mỗi ca trước khi làm việc trong phân xưởng lên men, trong nhà nồi hơi, máy nén lạnh. - Lau chùi, vệ sinh các thiết bị khi kết thúc ca trực, lắp đặt thiết bị thông gió trong nhà nồi hơi, lắp hệ thống xả khí đốt nồi hơi.
5.3.2.2 Chống ồn và chống rung • Nguyên nhân, tác hại:
- Do hoạt động của các máy nén, máy bơm… phát ra những âm thanh và tiếng ồn khó chịu ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động như: mệt mỏi, tăng huyết áp, làm việc kém tập trung, ảnh hưởng đến thính giác. • Thiết kế, bố trí:
- Tra dầu mỡ cho máy móc mỗi tuần 1 lần. - Bộ phận cơ điện túc trực, thường xuyên theo dõi, phát hiện kịp thời sửa chữa những bộ phận hư hỏng. - Lót các tấm đệm chống đàn hồi giữa các thiết bị với sàn.
88
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
5.3.2.3 An toàn cho thiết bị chịu áp • Nguyên nhân, tác hại:
- Các thiết bị chịu áp trong nhà máy như lò hơi, máy nén, bình nạp CO2. Nếu sự cố xảy ra có thể gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản. • Thiết kế, bố trí:
- Gắn bảng nội quy, bảng hướng dẫn vận hành tại những khu vực gần lò hơi, máy nén, bình nạp CO2. - Kiểm tra độ kín của thiết bị chịu áp định kỳ mỗi giờ một lần, nếu hư phải sửa chữa ngay hoặc thay mới.
5.3.2.4 An toàn sử dụng điện • Nguyên nhân, tác hại:
- Các bộ phận dẫn điện vào thiết bị hay bên trong thiết bị nếu không được che chắn kỹ lưỡng có thể dẫn đến hư hại về người và của, nhất là những nơi ẩm thấp. • Thiết kế, bố trí:
- Các bộ phận mang điện được cách ly bằng hộp sứ hay nhựa và được đặt xa khu vực làm việc. - Đường dây điện vào các thiết bị được bố trí ở góc khuất, có bao nhựa bên ngoài. Cầu dao điện được đặt gần thiết bị để có thể ngắt kịp thời khi có sự cố. - Nối đất các thiết bị trong phân xưởng để cách điện.
5.3.2.5 An toàn khi sử dụng máy móc - Công nhân đứng máy có chuyên môn và được huấn luyện kĩ về thiết bị cần sử dụng, nhằm hiểu rõ nguyên tắc vận hành của máy móc để tránh các sự cố làm hỏng thiết bị và tai nạn lao động.
5.3.2.6 An toàn trong phòng thí nghiệm - Lắp đặt hệ thống thông gió, hệ thống hút khí độc trong phòng thí nghiệm nhằm đảm bảo sức khỏe của nhân viên. - Nhân viên phòng thí nghiệm được huấn luyện nắm vững các đặc điểm các máy móc đem sử dụng, dự kiến các tình huống có thể xảy ra, khi xảy ra sự cố phải nhanh chóng đưa đến phòng y tế tiến hành sơ cứu và chuyển đến bệnh viện gần nhất. - Trước các thiết bị thí nghiệm có đặt các bảng hưởng dẫn sử dụng, giấy kết quả kiểm tra chất lượng thiết bị mỗi tháng 1 lần.
89
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
5.3.2.7 Phòng chống cháy nổ - Trong từng phân xưởng có các bình chữa cháy ở mỗi cột. Tổ chức hội thao phòng cháy chữa cháy mỗi năm hai lần để huấn luyện cho các cán bộ công nhân viên biết các kiến thức về phòng cháy chữa cháy. - Xếp thiết bị gọn gàng, vật liệu dư thừa cần thu dọn vào một khu vực riêng. - Quần áo dính dầu, nhớt sau các ca làm việc được giặt thật sạch hoặc treo vào tủ kín để tránh bị bắt lửa. - Làm vệ sinh sạch sẽ phân xưởng sản xuất, kho bãi sau mỗi ca làm việc. - Giữ trống trãi ở tất cả đường đi trong nhà máy để dễ dàng di chuyển người, tải sản, xe cộ khi có sự cố. - Cấm hút thuốc ở gần nồi hơi, bồn chứa dầu, che chắn kỹ càng các thiết bị điện.
5.3.2.8 Công tác cụ thể về an toàn lao động của các cán bộ trong nhà máy - Ban giám đốc và tổ trưởng các phân xưởng tổ chức các buổi nhắc nhở các công nhân làm việc cẩn thận, chú ý đề phòng tai nạn xảy ra. - Công nhân tuyệt đối thực hiện đúng nội quy an toàn lao động. - Ban lãnh đạo thực hiện đầy đủ các chế độ bảo hộ lao động, đồng thời quỹ bảo hiểm xã hội được quan tâm và đảm bảo cho công nhân. - Khám sức khỏe định kỳ cho công nhân 6 tháng/lần. Có chế độ bồi dưỡng thêm ở các phân xưởng có điều kiện làm việc chưa tốt, khu vực vận chuyển bốc xếp. - Tất cả công nhân, viên chức trước khi được nhận vào nhà máy phải thông qua công đoạn kiểm tra sức khỏe, tay nghề, trình độ để đảm bảo năng suất cho nhà máy.
5.3.3 Bảo vệ môi trường
5.3.3.1 Xử lý rác thải - Tất cả các loại rác thải trong nhà máy được thu gom, phân loại tại khu xử lý rác thải của nhà máy. Các loại rác thải có thể tái chế được thì đem đi tái chế, các loại rác thải không thể tái chế được thì đem tiêu hủy để tránh làm ô nhiểm môi trường.
5.3.3.2 Xử lý nước thải - Do đặc tính nước thải trong công nghệ sản xuất rượu vang đỏ có hàm lượng chất hữu cơ cao phân tử ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lững, trong đó chủ yếu là Carbonhydrat, protein và các acid hữu cơ – là các chất có khả năng
90
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
phân hủy sinh học. Mặt khác trong nước thải sinh hoạt của nhà máy cũng không có chứa chất độc hại. - Vì vậy có thể sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải cho nhà máy. Xử lý bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm cho nguồn nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và các chất khoáng làm chất dinh dưỡng cho chúng, sản phẩm của chúng là sinh khối tế bào, năng lượng, khí CO2, khí Metan, nước, nitơ, một số ion,… - Nước thải trong nhà máy sản xuất rượu vang được xử lý bằng cả hai phương pháp hiếu khí và kỵ khí: + Phương pháp hiếu khí: là phương pháp sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí phân giải chất hữu cơ. Để đảm bảo độ hoạt động của nó cần cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 400C. + Phương pháp kỵ khí: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật kỵ khí phân giải chất thải hữu cơ.
91
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 6: SƠ BỘ TÍNH KINH TẾ
6.1 Vốn đầu tư cho nguyên liệu Bảng 6.1 Giá thành nguyên liệu
Loại nguyên liệu
Nho SO2 Nấm men Đường Axit tartaric Đơn giá (đồng) 40000/Kg 25000/Kg 50080/Kg 17000/Kg 15000/Kg Số lượng (đơn vị/năm) 3744000 Kg 2080 Kg 140400 Kg 165600 Kg 9360 Kg Thành tiền (triệu đồng) 149760 52 7031 2815,2 140,4 Nguyên liệu chính
10000/Kg 100000/Kg 36645 Kg 3151 Kg 366,5 315
Bentonit Enzym Pectinhydrolase Chai Nút 3000/chai 500/cái 6670000/chai 6670000/nút 20010 3335
Nguyên liệu phụ Nhãn Thùng 200/cái 1000/thùng 6670000/nhãn 555834/thùng 1334 555,834
Tổng cộng 185714,934
Tổng chi phí của nguyên liệu chính: V1=160480,1.106 (vnđ). Tổng chi phí của nguyên liệu phụ: V2= 25234,834.106 (vnđ). Vậy tổng chi phí đầu tư cho nguyên liệu là V = V1 + V2 = 185714,934.106 (vnđ).
92
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
6.2 Vốn đầu tư xây dựng nhà máy Bảng 6.2 Các công trình chính
STT Tên công trình
Diện tích (m2) 240 276 667 Đơn giá (nghìn) 2000 2000 2000 1 2 3
Phân xưởng sơ chế Phân xưởng lên men Phân xưởng tàng trữ rượu vang Phân xưởng hoàn thiện
4 5 Nhà nghỉ Thay đồ 6 7 Y tế 8 Khu xử lí nước thải 9 Khu vực xử lí rác 10 Khu hành chính 11 Công viên 12 Khu nhà ăn 13 Hội trường 14 Nhà để xe máy, xe đạp 15 Nhà vệ sinh 16 Phòng bảo vệ 17 Gara ôtô 18 Phòng trưng bày 19 QA, QC, R&D 20 Trạm biến áp 21 Nhà lò hơi 22 Phòng bảo hộ lao động và 525 60 20 40 100 60 200 300 150 300 250 36 (3 cái) 16 (2 cái) 150 40 40 8 12 18 2000 2500 2000 2500 1000 1000 3000 3000 2500 3000 1500 2000 2000 1500 3500 2500 1000 1000 2000
vệ sinh
23 Kho nguyên liệu chính 24 Kho nguyên liệu phụ 25 Kho bao bì 26 Kho thành phẩm 126 60 75 75 2000 2000 2000 2000
93
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
6.2.1 Nhà trực tiếp sản xuất
= 4088.106 (vnđ) - Các nhà sản xuất chính là: phân xưởng sơ chế, phân xưởng lên men, phân xưởng tàng trữ, phân xưởng hoàn thiện, kho nguyên liệu chính, kho nguyên liệu phụ, kho bao bì, kho thành phẩm. 𝑛 X1 = ∑ 𝑓𝑖𝑑𝑖 1
X1: Tổng kinh phí xây dựng các nhà trực tiếp sản xuất chính. fi: Diện tích xây dựng (m2). di: đơn giá (nghìn/m2).
6.2.2 Nhà gián tiếp phục vụ sản xuất
- Các công trình phụ phục vụ sản xuất bao gồm: nhà hành chính, hội trường, phòng trưng bày, nhà nghỉ, nhà ăn… X2= 0,25.X1= 0,25 x 4088.106 = 1022.106 (vnđ)
6.2.3 Đường xá và công trình xây dựng khác trong nhà máy
X3 = 0,1.X1 = 0,1 x 4088.106 = 408,8.106 (vnđ) Vậy tổng vốn đầu tư cho xây dựng là: X = X1+X2+X3 = 5518,8.106 (vnđ).
6.2.4 Khấu hao trung bình hằng năm về xây dựng
- Khấu hao trung bình hàng năm về xây dựng tính theo
A = ax.X
Trong đó:
ax – Là hệ số khấu hao trung bình hàng năm về xây dựng tính theo % chọn ax = 5% ta có: A = 0,05 x 5518,8.106 = 275,9.106 (vnđ/năm)
94
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
6.3 Vốn đầu tư về thiết bị
6.3.1 Thiết bị chính
Bảng 6.3 Chi phí các thiết bị chính
STT Tên thiết bị Số lượng Giá thành (triệu) Tổng giá thành
(triệu)
Tank lên men Tank tàng trữ
40 30 40 50 50 50 100 2600 18200 200 300 500 600 50 100 100 500 8 30 1000 80 50 5000 1 Băng tải 2 Máy rửa 3 Máy nghiền trục 4 Bồn sunfit 5 Bồn chuẩn hóa 6 Bồn hoạt hóa 7 Máy ép 8 9 10 Thiết bị lọc thô 11 Thiết bị lọc tinh 12 Máy rửa, chiết chai 13 Nồi hơi 14 Máy nén khí 15 Máy dán nhãn 16 Máy đóng thùng 17 Máy thanh trùng 18 Cân 19 Bơm 20 Hệ thống điện 21 Hệ thống xử lí nước 22 Hệ thống xử lí bã 23 Ô tô chuyên chở 4 1 1 1 1 1 1 26 182 1 1 1 2 1 1 1 1 1 10 1 1 5 10 30 40 50 50 50 100 100 100 200 300 500 300 50 100 100 500 8 3 1000 80 50 1000
nguyên liệu và thành phẩm
2500 31188 24 Xe nâng Tổng 5 500
Vậy chi phí các thiết bị chính là: T1 = 31188.106(vnđ)
95
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
6.3.2 Thiết bị phụ
T2 = 0,05.T1 = 1559,4.106 (vnđ)
6.3.3 Thiết bị kiểm tra và điều chỉnh T3 = 0,1.T1 = 3118,8.106 (vnđ)
6.3.4 Thiết bị vệ sinh công nghiệp
Ta tính chi phí thiết bị vệ sinh công nghiệp theo thiết bị: giá tiền máy, quạt, đường ống, đường dây, bóng đèn… T4 = 0,1.T1 = 3118,8.106 (vnđ)
6.3.5 Công lắp ráp thiết bị T5 = 0,25.T1 = 7797.106 Vậy tổng vốn đầu tư thiết bị của nhà máy là : T = T1+T2+T3+T4+T5 = 46782.106 (vnđ).
6.3.6 Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị
- Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị của nhà máy tính theo %
AT = aT.T
Trong đó
aT – Hệ số khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị chọn aT = 6% ta có: AT = 0,06 x 46782.106 = 2806,9.106 (vnđ)
6.3.7 Tổng số vốn đầu tư (tài sản cố định) và khấu hao hàng năm
- Tổng số vốn đầu tư (Tài sản cố định) TT = T + X + V + D= 46782.106 + 5518,8.106 + 185714,934.106 + 420.106 =238435,734.106 (vnđ) - Tổng số tiền khấu hao trung bình hàng năm về tài sản cố định A = AT + AX = 2806,9.106 + 275,9.106 = 3082,8.106 (vnđ)
6.4 Chi phí nhiên liệu và nước Bảng 6.4 Chi phí nhiên liệu và nước
STT Tên nhiên liệu và Số lượng Đơn giá (vnd) Thành tiền
(triệu)
540667,35(kWh/năm) 4171141,80(kg/năm) 13310,54(m3/năm) 2200 10000 8200
nước 1 Điện 2 Than 3 Nước Tổng 4 1189,5 41711,4 109,1 43004
96
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Chi phí và dịch vụ khác chiếm 5% chi phí nhiên liệu và nước của nhà máy. Vậy chi phí tổng là: N = 43004.106+43004.106.5%= 45154,2.106 (vnđ).
6.5 Vốn đầu tư thuê đất của nhà máy
Nhà máy thuê khu đất có diện tích S= 10000 m2, có thời hạn sử dụng là 50 năm. Giá thuê đất 1 m2 là 4200 (vnđ/ năm). Vậy tổng số tiền dùng để thuê đất trong 1 năm là: D1 = 10000.4200= 420.106 (vnđ). Tổng số tiền thuê đất trong 10 năm là: D = 420.106 (vnđ).
6.6 Tiền lương nhân viên Bảng 6.5: Bảng lương nhân viên của nhà máy.
Đối tượng
Số lượng Lương bình quân (triệu/ tháng) Tổng lương tháng (triệu/ tháng) Lương cả năm(triệu/ tháng)
148 4 592 7104
Công nhân viên Cán bộ 15 7 105 1260
Vậy tiền lương cho nhân viên là: TL = 8364.106 (vnđ). - Tiền phụ cấp ngoài lương bằng 6% tiền lương chính PC = 0,06 x 8364.106 = 501,8.106 (vnđ) - Tiền bảo hiểm xã hội được tính bằng 10% tổng lương của cán bộ nhân viên nhà máy BH = 0,1 x TL = 0,1 x 8346.106 = 834,6.106 (vnđ)
6.7 Tính giá thành sản phẩm
6.7.1 Chi phí chủ yếu
- Chi phí chủ yếu của nhà máy gồm có + Tổng tài sản cố định + Khấu hao tài sản cố định + Chi phí nguyên liệu, nhiên liệu + Chi phí trả lương cho nhân viên + Chi phí thuê đất
97
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
Vậy tổng chi phí chủ yếu là: CC = V + TT + A + N + TL + D = 295035,9.106 (vnđ).
6.7.2 Chi phí quản lý phân xưởng
- Chi phí quản lý phân xưởng bao gồm: tiền lương cán bộ công nhân viên, tiền bảo hiểm xã hội, tiền phụ cấp ngoài lương… QP = TL + BH + PC = 8364.106 + 501,8.106 + 834,6.106 = 9700,4.106 (vnđ)
6.7.3 Giá thành phân xưởng
- Giá thành phân xưởng = chi phí chủ yếu + chi phí quản lý phân xưởng GP = CC + QP = 295035,9.106 + 9700,4.106 = 304736,3.106 (vnđ)
6.7.4 Chi phí quản lý xí nghiệp
- Chi phí quản lý xí nghiệp bao gồm: tiền lương cán bộ công nhân viên, tiền bảo hiểm xã hội, tiền phụ cấp ngoài lương, tiền thuế nộp cho nhà nước… Tiền thuế nộp cho nhà nước = 28%.GP = 85326,2.106 (vnđ) Qx = TL + BH + PC +Thuế = 8364.106 + 501,8.106 + 834,6.106 + 85326,2.106 = 95026,6.106 (vnđ)
6.7.5 Giá thành sản xuất
- Giá thành sản xuất = giá thành phân xưởng + quản lý xí nghiệp GS = GP + QX = 304736,3.106 + 95026,6.106 = 399762,9.106 (vnđ)
6.7.6 Chi phí ngoài sản xuất
- Chi phí ngoài sản xuất là chi phí thuê phạm vi lưu thông hàng hóa, vận chuyển và quảng cáo bên ngoài nhà máy. - Giả sử ta có CN = 108 (vnđ)
6.7.7 Giá thành toàn bộ
- Giá thành toàn bộ = giá thành sản xuất + chi phí ngoài sản xuất GT = GS + CN = 399762,9.106 + 108 = 399862,9.106 (vnđ)
6.7.8 Giá thành sản phẩm
5.106
5.106 = 399862,9.106
= 79972,58 (vnđ/lit)
- Giá thành một đơn vị sản phẩm = 𝐺𝑇 với năng suất 5 triệu lit/năm thì ta sẽ sản xuất được 6,67.106 chai (750ml) nên giá thành 1 chai (750ml) là 65000 (vnđ/chai) Để định giá bán của 1 sản phẩm là 1 trong những yếu tố quan trọng mà mỗi nhà sản xuất phải làm, định giá cả hàng hóa dựa vào những yếu tố sau: • Đảm bảo sự tồn tại của 1 nhà sản xuất. • Tối đa hóa lợi nhuận.
98
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
• Đảm bảo tối đa hóa doanh thu. • Tối đa hóa số lượng tiêu thụ. • Giành vị trí dẫn đầu về số lượng sản phẩm.
Dựa vào các tiêu chí trên chúng tôi định giá bán của rượu vang là: 80000 vnđ/chai (750ml) và với năng suất 5 triệu lit/năm thì ta sẽ sản xuất được 6,67.106 chai (750ml)/năm.
6.8 Lãi hàng năm và thời gian thu hồi vốn của xí nghiệp
6.8.1 Lãi hàng năm
𝑛 L = ∑ 𝐾(𝐵 − 𝐺𝑇) 1 Trong đó:
= 6,67.106. (80000 – 65000) = 100050.106 (vnđ)
- L: là lãi hàng năm - B: là giá thành bán 1 đơn vị sản phẩm - G: là giá thành toàn bộ cho 1 đơn vị sản phẩm - K: là khối lượng sản phẩm 1 năm
6.8.2 Tỷ suất lãi
100050.106 6,67.106 × 80000
𝐿 ∑ 𝐾.𝐺𝑛 1
l = . 100 = . 100 = 19%
238435,734.106
6.8.3 Thời gian thu hồi vốn
= 𝝉 = 𝑇𝑇 𝐴 + 𝐿
3082,8.106 + 100050.106 = 2,3 (năm). Vậy nhà máy sẽ hoàn vốn trong vòng 2 năm 3 tháng.
99
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn
KẾT LUẬN Sau thời gian gần 4 tháng thực hiện đề tài, được sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Trọng Cẩn, đến nay em đã hoàn thành được nhiệm vụ thiết kế được giao.
Tuy em đã cố gắn, nỗ lực làm việc để có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ nhưng
do kiến thức còn nhiều hạn chế nên có một số sai sót không thể tránh khỏi: - Quá trình tính toán chủ yếu chỉ tham khảo trên lý thuyết nên còn nhiều chỗ chưa phù hợp với thực tế. - Việc bố trí thiết bị cũng như các công trình của nhà máy còn có chỗ chưa hợp lý.
Công việc thiết kế là một công việc phức tạp đòi hỏi người thiết kế phải có nhiều kinh nghiệm thực tế nhưng nhờ sự chỉ dạy giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn là thầy Nguyễn Trọng Cẩn và các kiến thức đã được thầy cô chỉ dạy trong quá trình học tập mà em đã bước đầu hiểu và làm quen với công việc thiết kế và hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
Bản thân em nhận thấy, sau khi làm xong đồ án em đã tổng hợp được một số kiến thức cơ bản về thiết kế các nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy rượu vang nói riêng, đó sẽ là những tiền đề để sau khi ra trường chúng em có thể ứng dụng vào thực tế công việc trong tương lai.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 8 năm 2015 Sinh viên thực hiện Phạm Trường Huy
100
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
GVHD: GS.TSKH.Nguyễn Trọng Cẩn Đồ án tốt nghiệp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà (2011), Thiết kế công nghệ và nhà
máy thực phẩm - Giáo trình trường Đại Học công nghệ TP.HCM. 2. Bùi Ái (2005), Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm - NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM.
3. Vũ Công Hậu (2003), Rượu vang trái cây trong gia đình - Nhà xuất bản
nông nghiệp
4. Dương Văn Trường (2014), Bài giảng máy và thiết bị chế biến thực
phẩm.
5. Đỗ Văn Đài và tập thể tác giả (1992), Sổ tay quá trình thiết bị công
nghệ hóa chất tập 1 – NXB Khoa học kỹ thuật..
6. Nguyễn Bin và tập thể tác giả (1999), Sổ tay quá trình thiết bị hóa chất
tập 2 – NXB Khoa học kỹ thuật.
2. Tài liệu điện tử
Chỉ tiêu chất lượng của nước
http://www.biwase.com.vn/VBPL/QCVN%20012009BYT.pdf
Chỉ tiêu chất lượng của đường
http://www.bhs.vn/tabid/557/Default.aspx
Máy móc thiết bị sản xuất rượu vang
http://www.alibaba.com/
101
Phạm Trường Huy Lớp: 11DTP01
