Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN I: LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT51.1 Lập luận kinh tế51.2 Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường7PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN10CÔNG NGHỆ102.1 Lựa chọn loại bia sản xuất112.2 Chọn nguyên liệu192.3. Quy trình sản xuất và thuyết minh dây chuyền sản xuất18PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM273.1 Lập kế hoạch sản xuất273.2 Tính cân bằng sản phẩm28PHẦN IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ394.1. Tính toán và chọn thiết bị cho xưởng nấuPHẦN V: KẾT LUẬN…………………………………………………….....50PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………..51
Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH: Thiết kế phân xưởng nấu bia chai với suất 5triệu lít/1năm GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu MSSV: 20113005 GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT 1.1 Lập luận kinh tế 1.2 Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Lựa chọn loại bia sản xuất 2.2 Chọn nguyên liệu 2.3 Quy trình sản xuất thuyết minh dây chuyền sản xuất PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 3.1 Lập kế hoạch sản xuất 3.2 Tính cân sản phẩm PHẦN IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 4.1 Tính toán chọn thiết bị cho xưởng nấu PHẦN V: KẾT LUẬN…………………………………………………… 50 PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………… 51 GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Lời mở đầu Bia loại nước giải khát có từ lâu đời nhân dân giới ưa chuộng Bia chế biến từ hai loại nguyên liệu Malt hoa Houblon Bia loại đồ uống có nhiều bọt, có vị đắng dễ chịu nồng độ cồn thấp Hàm lượng chất hòa tan bia không nhiều, khoảng 5-10% tùy theo loại bia, hầu hết chất hòa tan vào thể thể người hấp thụ tốt bia cung cấp nhiệt lượng tương đối lớn Ngoài ra, bia chứa lượng nhỏ chất kích thích , làm tăng cường tiêu hóa thức ăn dày Trong bia chứa nhiều loại Vitamin khác ( hàm lượng Vitamin không nhiều) tiêu biểu Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B6 Vitamin khác Ngày nay, bia sử dụng rông rãi hầu giới với sản lượng ngày tăng Đối với nước ta bia trở nên loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày tăng trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn ngành công nghiệp nước ta Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kì Pháp xâm lược năm 1858 Nhà máy bia xây dựng Việt Nam người chủ tư Pháp xây dựng Hà Nội năm 1890 Bia sản xuất lúc nhằm đáp ứng nhu cầu quân đội kiều dân Pháp Việt Nam Có thể nói miền Bắc nước ta đến năm 1990 có nhà máy bia lớn nhà máy bia Hà Nội Từ sau năm 1990 sản xuất bia bắt đầu phát triển nhanh mạnh ngành bia Việt nam có bước nhảy vọt Với chế mới, ngành sản xuất kinh doanh bia có nhiều thuận lợi hội phát triển Hiện nhà máy bia xuất hầu khắp tỉnh nước, sản lượng nhà máy ngày tăng Hiện tổng suất nhà máy bia nước lên tới ti lít/năm nhà máy bia Hà Nội đạt 100 triệu lít/năm tiếp tục tăng suất tới 200 triệu lít/năm vào năm 2013, suất nhà máy bia Sài Gòn đạt 350 triệu lít/năm dự kiến 780 triệu lít/năm vào năm 2013 Bên cạnh nhiều thương hiệu bia ngoại xuất nước ta Tiger, Heineken Mức tiêu thụ GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm bia bình quân Việt Nam thấp khoảng 28 lít/người/năm hứa hẹn nhiều tiềm để ngành sản xuất bia phát triển Với tương lai rộng mở ngành bia, em xin lập thiết kế xưởng nấu bia chai với xuất triệu lít/năm Trong trình làm đồ án , nhiều hạn chế tài liệu kiến thức nên nhiều điều thiếu sót Mong thầy cô thông cảm góp ý thêm cho em để em hoàn thiện đồ án lần sau Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiên: Bùi Thị Hiệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm PHẦN : LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT Lập luận kinh tế: Thị trường nhà máy hướng đến khu vực đông đân cư, miền bắc việt nam sau toàn lãnh thổ Việt Nam Theo thống kê dự báo đân số người, năm vào 1/4/2014 tổng số dân Việt Nam vào khoảng 90,7 triệu người Năm 2050 , dân số đạ mức tối đa, đạt 103,9 triệu người Năm 2020 đân số đạt 96,4 triệu người giai đoạn có số người độ tuổi lao động cao nhất, só người độ tuổi từ 15 tới 64 tuổi đạt 71% (68 triệu người) (H.1.1) Những người độ tuổi có nhu cầu, khả chi trả cho uống bia nhiều Hình 1.1: Đồ thị biểu diễn cấu dân số Việt Nam Hơn nữa, mức độ tiêu thụ bia bình quân đầu người việt nam thấp (28 lít/người/năm) so với người Czech (131.7 lít bia/người/năm) người Finland (82.7 lít/người/năm), Người Trung Quốc (31.5 bia/người/năm) (số liệu năm 2011) Vì chắn nhu cầu lớn Theo số liệu mức độ tiêu thụ bình quân đầu theo đầu người Việt Nam liên tục tăng, từ năm 2001- 2007 ngành bia phát triển nhanh, trung bình 13,11% năm tiếp tục đà tăng trưởng Dự kiến năm 2015 mức độ tiêu thụ bia bình quân 45- 47 (lít/người/năm) (H.1.2) Hình 1.2: Lượng tiêu thụ bia bình quân đầu người Việt Nam Từ dự báo ngành bia phát mạnh mười năm tới, cụ thể năm 2007 sản lượng bia tiêu thụ 2,1 tỷ lít, năm 2010 2,65 tỷ lít, theo dự báo ngành năm 2015 ngành bia đạt 4,2 đến 4,4 tỷ lít Hinh 1.3: Lượng tiêu thụ bia Việt Nam Trong hoạt động công nghiệp, ngành bia - rượu - nước giải khát đánh giá có hiệu kinh tế cao so với ngành khác Từ năm 2001-2015, lợi nhuận GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm ngành tăng gấp lần với tốc độ tăng trung bình đạt 32,12%/năm Trong đó, tính theo chuyên ngành sản xuất bia có lợi nhuận cao nhất.[3] Do mặt hàng bia phải chịu thuế tiêu thụ đặc biệt nên hầu hết địa phương mong muốn có nhà máy bia để tăng thu ngân sách Hiện hội phát triển ngành bia nước nói chung miền bắc nói riêng lớn Tỉnh Bắc Ninh có quy hoạch phát triển ngành bia nước giải khát Với phân tích trên, nhà máy thiết kế với công suất 30 triệu lít Sản phẩm bia vàng với loại sản phẩm bia chai 70% bia 30% Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay gạo chiếm 20% chất lượng cao sản phẩm giảm giá thành Nồng độ dịch đường trước lên men 12oBx với bia chai 1.2 Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường 1.2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy khu công nghiệp Từ sơn, tọa lạc huyện Từ Sơn thuộc tỉnh Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh nằm vùng kinh tế trọng điểm khu vực phía bắc, Khu công nghiệp cách thủ đô Hà Nội khoảng 30km, trung tâm Kinh tế - Khoa học kỹ thuật – Văn hóa nước Bắc Ninh tỉnh thuộc đồng sông Hồng với dân số triệu người Tỉnh giáp với Thành phố Hà Nội, Thái Nguyên, Bắc Giang, Hải Dương, tỉnh phát triển, hứa hẹn thị trường tiêu thụ rộng lớn Bắc Ninh có hệ thống giao thông thuận lợi với quốc lộ 1, mạng lưới sở hạ tầng đầu tư, hoàn thiện Bắc Ninh cách cảng Hải Phòng 85 km,cách sân bay nội 28km, thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu cho trình sản xuất, xuất Với điều kiện thuận lợi giao thông đáp ứng cho nhu cầu lưu thông hàng hóa Với định hướng trở thành tỉnh công nghiệp hóa vào năm gần Bắc Ninh có định hướng mở rộng công nghiệp, dịch vụ nói chung ngành bia nói riêng Hiện tỉnh có sở sản xuất malt suất 120 000 tấn, viện nghiên cứu Rượu Bia có nhiều thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu sản GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm xuất.Việc xây dựng nhà máy bia phù hợp với qui hoạch chung tỉnh khu công nghiệp Nằm sát Hà Nội, nơi có nhiêu trường đại học uy tín, điều kiện sinh hoạt thuận lợi tỉnh này, nhà có nguồn nhân lực rào chất lượng cao Khu công nhiệp hoàn thiện từ lâu nguồn điện nguồn nước ổn định Khi xây dựng đưa vào vận hành nhà máy có nhiều thuận lợi, nhu cầu nước nhà máy lớn, quan Vì cần có khu xử lý nước riêng 1.2.2 Nguồn nguyên liệu: Các nguyên liệu để sản xuất bia malt đại mạch nguyên liệu thay gạo hoa houlon Malt nhập từ nước Đức, Úc, Trung quốc , từ nhà máy sản xuất malt tỉnh Hoa houblon nhập từ Tiệp Khắc, Trung Quốc dạng cao hoa hoa viên Gạo mua tỉnh hay mua từ tỉnh tỉnh lân cận Hưng Yên,Băc Giang, Thái Bình với giá thành hợp lý, chất lượng đảm bảo 1.2.3 Vùng tiêu thụ sản phẩm Trước tiên nhà máy cung cấp sản phẩm chủ yếu tỉnh tỉnh lân cận Hà Nội, Hải phòng, sau toàn tỉnh miền bắc Sản phẩm sau chiết chai, chiết bock vận chuyển ô tô công ty, cung cấp trực tiếp tới đại lý, cửa hàng Có thể gia công, sản xuất bia xuất khâu theo đơn đặt hàng 1.2.4 Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh Nguồn điện: Sử dụng điện lưới mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Nguồn nước: nước lấy hệ thống nước khu công nghiệp từ hệ thống giếng khoan Trong nhà máy nước dùng vào mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ tiêu cho công nghệ sản GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm xuất bia Do nước phải qua hệ thống xử lý kỹ thuật trước cấp cho sản xuất Bên cạnh xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải nhà máy tránh gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh Nhà máy đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 cấp khí nén phù hợp với công suất nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt động sản xuất nhà máy Hệ thống lạnh sử dụng tác nhân lạnh NH3 hay Freon, chất tải lạnh sử dụng nước glycol hay nước muối Ngoài có khu chứa chất tẩy rửa,khử trùng xút, HNO3… 1.2.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu sử dụng nhà máy cho nồi phục vụ cho mục đích khác nấu nguyên liệu, trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu dầu Được mua dễ dàng từ đại lý xăng đầu 1.2.6 Nguồn nhân lực Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa khu dân cư, gần tuyến giao thông, gần thủ đô Hà Nội nên có nguồn nhân lực dồi dào, chất lượng cao Các cán bộ, kỹ sư có trình độ tổ chức chuyên môn phải đào tạo đủ trình độ quản lý, điều hành Các công nhân tuyển chọn lao động phổ thông, học nghề vùng dân cư xung quanh để đảm bảo yêu cầu nơi ở, sinh hoạt 1.2.7 Giao thông vận tải Như chình bày trên, khu công nghiệp Từ Sơn Bắc Ninh nằm quốc lộ 1, có điều kiện giao thông thuận lợi Mạng lưới giao thông đầu tư tốt Thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu, xuất sản phẩm, lại cán nhà máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Lựa chọn loại bia sản xuất Sản phẩm bia sản xuất phải đảm bảo đạt tiêu chuẩn sau: Chỉ tiêu cảm quan: TT Tên tiêu Màu sắc Trạng thái Độ bọt Mùi Vị Chất lượng Màu vàng sáng Dạng lỏng, suốt, cặn, không lẫn tạp chất Bọt trắng, nhỏ, mịn, có độ bám dính thành cốc Có mùi thơm Malt đại mạch hoa Houblon, mùi lạ.l Có vị đắng nhẹ đặc trưng hoa Houblon Chỉ tiêu hóa lý: TT Tên tiêu Đơn vị tính Bia Bia Chai Hàm lượng chất tan ban đầu % khối lượng 10,5 oBx 12 oBx Hàm lượng Etanol %v/v 4,0 ± 0,2 5,0±0,2 Hàm lượng CO2 g/l 4,7 ± 0,2 4,7 ± 0,2 Độ axit Số ml NaOH 0,1N /10ml bia 1,3 ± 0,1 1,3 ±0,1 pH 4,4 ± 0,2 4,4 ±0,2 Hàm lượng chất đắng 18÷2 22÷2 GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 mg/l Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Hàm lượng Diaxetyl mg/l ≤ 0,2 ≤ 0,1 Các tiêu vi sinh : Bia chai: TT Tên tiêu Đơn vị tính Mức chất lượng Tổng số VSV hiếu khí CFU/ml sản phẩm 10 E coli, CFU/ml sản phẩm Staphylococcus aureus CFU/ml sản phẩm Streptococci faecal CFU/ml sản phẩm Pseudomonas aeruginosa CFU/ml sản phẩm Clostridium perfringens CFU/ml sản phẩm 2.2 Chọn nguyên liệu Nguyên liệu dùng cho sản xuất bia nhà máy malt đại mạch, nguyên liệu dùng để thay cho malt gạo với tỷ lệ 20% nhằm giảm giá thành sản phẩm, hoa houblon tạo hương vị đặc trưng cho bia,nước chất phụ trợ khác 2.2.1 Malt đại mạch Hạt đại mạch trải qua trình ngâm, ươm mầm trở thành hạt malt tươi; hạt malt tươi lại tiếp tục qua trình sấy, tách rễ đánh bóng trở thành hạt malt khô tiêu chuẩn bảo quản dài ngày điều kiện khô, mát sử dụng để sản xuất bia Trong trình xử lí hạt đại mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme hạt hoạt hóa tăng cường hoạt lực, đặc biệt hệ enzyme thủy phân thực trình chuyển hóa chất cao phân tử để tạo chất chiết dịch đường Nhà máy sử dụng loại malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu nhập từ Úc số nước châu Âu như: Đức, Đan Mạch GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 10 Đồ án chuyên ngành 17 Bia bão hòa CO2 18 Men nhân trực tiếp 19 Men sữa Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm 1041,7 lít 111,9 lít 11,2 lít 5208,5 lít 559,5 lít 56 lít 20834 lít 2238 lít 224 lít 5208,5 m3 559,5 m3 56 m3 Bảng 3.3: Các nguyên liệu phụ, sản phẩm phụ tương ứng với bia chai 1000 5.000 20.000 lít lít/ mẻ lit/1 ngày 5.000.000 lít/1 năm Acid lactics 88,5 g 0,443 kg 1,8 kg 442,5 kg Huflosuppercell 0,8 kg 4,0 kg 16 kg 4000 kg Standarlsuppercell 0,8 kg 4,0 kg 16 kg 4000 kg Vinyl polypyriolidone 250 g 1,25 kg kg 1250 kg Men kết lắng 22,4 lít 112 lít 448 m3 112 m3 Polyclarlc 180 g 0,9 kg 3,6 kg 900 kg Vicant 30 g 150 g 600 kg 150 kg Collupulin 22 g 110g 440 kg 110 kg CO2 thu hồi 14,2 m3 71m3 284 m3 71000 m3 TT Tên nguyên liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 37 Đồ án chuyên ngành CO2 cần để bão hoà Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm 1,4 m3 7,0 m3 28,6 m3 7000 m3 PHẦN IV: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ Theo tính toán phần ngày sản xuất mẻ, mẻ sản xuất 4.000 lít bia chai Nguyên liệu dùng cho sản xuất mẻ là: - Lượng malt: 805 kg Lượng gạo: 201 kg Lượng hoa houblon: 2290,5 g Lượng nước rửa bã: 2418,5 lít Lượng nước dùng cho đường hóa: 3124 lít Lượng men giống: 56 lít Cân nguyên liệu: Nguyên liệu dùng cho sản xuất bia chai ngày: - Lượng malt: 3220 kg Lượng gạo : 804 kg Tổng lượng nguyên liệu: 3220 + 804 = 4024 (kg) Nguyên liệu cân mẻ, loại nguyên liệu riêng biệt nên ta chọn cho toàn dây chuyền Năng suất cân mã lớn 500 0,5 kg Máy nghiền malt: Nếu nghiền ẩm suất cho mẻ, nghiền khô xuất cho ngày Lượng malt tối đa cho ngày 3220 kg Thời gian làm việc máy 4h/1 ca ngày làm việc ca Thời gian nghiền mẻ 2h Hệ số sử dụng máy 0,7 Vậy lượng malt cần nghiền 1h : - GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 38 Đồ án chuyên ngành - Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm 3220/ (2 0,7) = 575 (kg/h) Chọn máy nghiền trục nhãn hiệu COKAM sản xuất Cộng Hòa Liên Bang Đức có đặc điểm sau : Năng suất : 600 kg/1h Kích thước trục ngoài: 250 800 mm Kích thước máy: 1800 1500 2000 mm, - Số lượng máy: Máy nghiền gạo: Lượng gạo tối đa cho ngày sản xuất là: 804 kg Thời gian làm việc máy 4h/ca , ngày làm ca Mỗi ca sản xuất mẻ Hệ số sử dụng máy 0,7 Vậy lượng gạo cần nghiền 1h : 804/ ( 0,7 ) = 143,6 kg/h Chọn máy nghiền búa ký hiệu MM-03 Nga có đặc điểm sau đây: - - Năng suất 200 kg/h Kích thước buồng nghiền : + Đường kính: 30 mm + Chiều rộng : 185 mm Vận tốc vòng búa: 47 m/s Số búa: 72 Kích thước máy: 1100 1100 1100 (mm) Công suất động cơ: 5,4 kW Kích thước lỗ sàng: 2,5 mm Số lượng máy: Chọn hệ thống vận chuyển nguyên liệu : Tổng lượng nguyên liệu cần vận chuyển ngày : 4024 kg Gầu tải ngày làm việc mẻ , mẻ làm việc 1h Hệ số sử dụng thiết bị 0,7 Lượng malt sử dụng ngày lớn nhiều so với lượng gạo nên ta tính suất gầu tải theo lượng malt cần vận chuyển Vậy suất gầu tải tính theo mẻ là: 805/ 0,7 = 1150 kg/h Do ta chọn gầu tải: Năng suất 1000- 1500 kg/h Số lượng : Công suất động cơ: 0,5 kW GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 39 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Kích thước : 1000 800 300 (mm) Chọn nồi hồ hóa: Tổng khối lượng dịch nồi hồ hóa ứng với mẻ : 1320 kg Dịch bột có khối lượng riêng 1,08 ( kg/ lít) Vậy : thể tích bột gạo nước là: 1320/1,08 = 1222,2 ( lít) Hệ số sử dụng nồi 75 % Vậy : thể tích thực nồi cần đạt là: = 1629,6 ( lít) = 1,63 (m3) Dựa vào thể tích thực nồi, ta chọn nồi hồ hóa thiết bị vỏ, thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy nắp hình chỏm cầu có chiều cao h1, h2 Thùng chế tạo thép không gỉ, có thông số sau: H= 0,6D, h1= 0,2D, h2= 0,15D h2 D H h1 Thể tích nồi: V = Vtrụ + Vđáy = πD πD π H +( h1 + h13 ) GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 = Page 40 Đồ án chuyên ngành πD πD π 0,6 D + 0,2 D + (0,2 D) Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm = 0,554D3 Ta có: 0,554D3 = 1,63 Suy ra: D = 1,4 m Quy chuẩn: D = 1,4 m H = 0,85 m; h1 = 0,3 m; h2 = 0,2 m Vỏ áo bảo ôn dày 100mm, đường kính nồi: Dng = 1,4 + 0,1.2= 1,6m Thể tích thực nồi là: V = 8,0(m3) Chiều cao phần vỏ: H2vỏ = 0,8H (m) = 0,8 0,85 = 0,7 (m) Chọn cánh khuấy có đường kính: d = 0,8D = 1,1 (m), tốc độ khuấy 30v/ph Lấy diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,5m2/m3 dịch, tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt nồi là: F = 0,5.1,222 ≈ 0,61 (m2) Bảng thông số kỹ thuật nồi hồ hóa: Dung tích toàn phần m3 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,61 m2 Đường kính 1,4 m Đường kính 1,6 m Chiều cao thân trụ 1500 mm Chiều cao phần đáy cầu 500 mm Chiều cao nắp 350 mm Vòng quay cánh khuấy 30 vòng/ phút Công suất động KW Áp suất 2,5 kg/cm2 Đường kính ống dẫn vào 30 mm GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 41 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Đường kính ống dẫn 300 mm Đường kính ống dẫn nước vào 80 mm Đường kính ống dẫn cháo 100 mm Nồi đường hoá Tổng khối lượng dịch nồi đường hoá ứng với mẻ nấu là: 5168,5 kg Dịch bột có khối lượng riêng 1,08(tấn/m3) Thể tích dịch nồi đường hoá là: 5168,5 1,08 = 4785,6 (lít) = 4,8 (m3) Thể tích sử dụng nồi 75%, thể tích nồi cần đạt là: 4,8 = 6,4(m ) 0,75 • Chọn thiết bị đường hoá thiết bị thân hình trụ, đáy chỏm cầu, nắp nón làm thép không gỉ, có thông số sau: H = 0,6D; h1 = 0,2D; h2 = 0,15D GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 42 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm h2 D H h1 Thể tích nồi: V = Vtrụ + Vđáy = πD πD π H +( h1 + h13 ) πD πD π 0,6 D + 0,2 D + (0,2 D) = = 0,554D3 Ta có: 0,554D3 = 6,4 Suy ra: D = 2,3 m Quy chuẩn: D = 2,4m H = 1,5 m; h1 = 0, m; h2 = 0,35 m Thể tích thực nồi: V = 6,4 (m3) Vỏ áo bảo ôn dày 100mm, đường kính là: Dng = 2,6 m Chiều cao phần hai vỏ: H2vỏ = 0,8 1,5= 1,2 m Chọn cánh khuấy có đường kính: d = 0,8D = 1,92 m Tốc độ khuấy 30v/ph Diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,5m2/m3 dịch, thể tích dịch nồi đường hoá 19,1m3, tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt nồi là: F = 0,5.4,8 = 2,4 (m2) GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 43 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Thùng lọc đáy Thùng đáy bằng, thân trụ, nắp nón h2 = 0,15D h2 D H Khối lượng bã malt gạo tương ứng với mẻ nấu là: 933 Kg Khối lượng riêng bã là: 0,75 tấn/m3 Thể tích bã là: = 1,24 ( m3) Chọn chiều cao lớp bã là: 0,2(m) Diện tích đáy lọc: 1,24 0,2 = 6,2(m2) × 6,2 π Đường kính thùng lọc là: D = ≈ 2,81(m) Quy chuẩn: D = 2,8m Lớp vỏ bảo ôn dày 100mm, đường kính thùng là: Dng = m • Nắp nón: h2 = 0,15D = 0,42 (m) S= Diện tích đáy lọc thực tế: πD π × 2,8 = = 6,16(m ) 4 GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 44 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Khối lượng dịch lọc đưa vào mẻ là: 4998,5 kg Khối lượng riêng dịch đường sau đường hoá là: 1,06 tấn/m3 Thể tích dịch lọc là: = 4,72(m3) Chiều cao lớp dịch lọc nồi: hd = Vd S = 4,72 6,16 = 0,77(m) Thể tích sử dụng thùng 70%, chiều cao thân trụ thùng là: Ht = hd 0,7 = 0,77 0,7 = 1,1(m) Đáy giả cách đáy thật 2cm, chiều cao thùng phần thân trụ thùng là: H = Ht + 0,02 = 1,1 + 0,02 = 1,12(m) Chọn chiều cao H là: 1,2m V = Thể tích thực nồi: πD π 2,8 ×H = × 1,2 = 7,39(m ) 4 Hệ thống cào bã quay với tốc độ 16v/ph Lưới lọc thiết kế khe hình nêm kích thước 0,5mm × 70mm, diện tích thoát dịch tổng diện tích sàn: 14% Cửa thoát dịch hình côn với góc mở rộng Dao cào bã chế tạo đồng thau Cửa xả bã thiết kế có đường kính 30cm đóng mở động điện Bã xả vít tải đẩy sang xylo chứa Bảng thông số kỹ thuật thùng lọc • Dung tích toàn phần 7,39 m3 Đường kính 2,8 m Đường kính 3m Chiều cao thân trụ 1,2 m Chiều cao nắp 420 mm GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 45 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm Vòng quay cánh khuấy 16 vòng/ phút Nồi nấu hoa Dịch nấu hoa mẻ tích: 5976,5 lít Thể tích sử dụng nồi 70%, thể tích nồi cần đạt là: = 8,54 (m3) * Chọn thiết bị đun hoa thiết bị thân hình trụ, nắp nón, đáy chỏm cầu làm thép không gỉ, có thông số sau: H = 0,8D; h2 = 0,15D; h1 = 0,2D Thể tích nồi: V = Vtrụ + Vđáy = πD πD π H +( h1 + h13 ) GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 = Page 46 Đồ án chuyên ngành πD πD π 0,8 D + 0,2 D + (0,2 D )3 Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm = 0,728D3 Ta có: 0,728D3 = 8,54 (m3 ) Suy ra: D = 2,27 (m) Quy chuẩn: D = 2,3 (m) Vỏ áo bảo ôn dày 100mm, đường kính nồi hoa: Dng = 2,5 (m) H = 1,84 m quy chuẩn H=1,85 m ; h2 = 0,45 m; h1 = 0,35 m Chiều cao phần vỏ: H2vỏ = 2,3 (m) ` Thể tích thực nồi: V = (m3) Ngoài vỏ áo thiết bị thiết kế thiết bị gia nhiệt trung tâm kiểu ống chùm để tăng cường trình đun sôi mãnh liệt dịch đường Diện tích trao đổi nhiệt 0,5m2/m3 dịch, thể tích dịch nồi hoa 7,69 m3 Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: F = 0,5.7,69 ≈ 3,85 (m2) Bảng thông số kỹ thuật nồi nấu hoa Dung tích toàn phần 7,69 m3 Đường kính 2,3 m Đường kính 2,5 m Chiều cao thân trụ 1850 mm Chiều cao phần đáy cầu 350 mm Chiều cao nắp 450mm Thùng lắng xoáy Đáy nghiêng 2˚, thân trụ H = 0,8D, nắp nón h2 = 0,15D GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 47 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm h2 D Thể tích thùng: V = πD H H = 0,628D3 Thể tích dịch sau đun hoa: 5737,5 lít= 5,74 m3 Hệ số đổ đầy thùng 75%, thể tích thùng cần đạt là: 5,74 0,75 Ta có: 0,628D3 = 7,65 m3 Suy ra: D = 2,3 m Quy chuẩn: D = 2,3 m H = 1,85 m; h2 = 0,15m Thành thùng dày 5mm, đường kính thùng: Dng 2,31 m Thể tích thực thùng: V = 7,68 (m3) Bảng thông số kỹ thuật thùng lắng xoáy Whirlpool Dung tích toàn phần 7,68 m3 Đường kính 2,31m Đường kính 2,3 m Chiều cao thân trụ 1850 mm Chiều cao nắp 150 mm GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 48 = 7,65(m3) Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm 10 Thiết bị lạnh nhanh sục khí * Chọn thiết bị lạnh nhanh thiết bị trao đổi nhiệt dạng có suất 30m3/h có thông số kỹ thuật: Số cấp: Chất tải nhiệt: nước, nhiệt độ đầu vào chất tải nhiệt: 2˚C Kích thước máy: dài 2000mm, rộng 700mm, cao 1600mm Số vỉ: 171 * Chọn thiết bị sục khí có phận lọc vô trùng sử dụng than hoạt tính, thiết bị sục khí vào dịch đường, phụ kiện kèm theo: ống lưu lượng, van chiều, van giảm áp PHẦN V: KẾT LUẬN Trong thức uống giải khát bia sản phẩm ưa chuộng dùng phổ biến toàn giới, sản xuất bia đem lại lợi nhuận kinh tế cao động lực thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất bia ngày phát triển Lịch sử ngành bia nước ta chưa lâu song với quy mô sức phát triển khẳng định công nghiệp sản xuất bia ngành kinh tế quan trọng có chỗ đứng vững kinh tế quốc dân nhiều tiềm để phát triển Chính thiết kế nhà máy bia yêu cầu phù hợp với nhu cầu thực tiễn Nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men đại bao gồm nhiều phân xưởng với máy móc, trang bị đại Do thiết kế nhà máy bia hoàn chỉnh với đầy đủ phận công việc phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian phải có kiến thức tổng hợp nhiều lĩnh vực Điều nói lên thiết kế nhà máy bia yêu cầu điêu kiện cần thiết để rèn luyện kỹ GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 49 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm tiếp cận gần với công nghiệp sản xuất thực phẩm đặc biệt ngành công nghệ sản xuất sản phẩm lên men Trong đồ án em có nhiệm vụ thiết kế phân xưởng nấu bia chai với suất triệu lít/năm.Sử dụng 20% nguyên liệu thay gạo, dịch đường lên men có nồng độ chất khô 12˚Bx Được giúp đỡ tận tình PGS.TS Nguyễn Xuân Phương giúp đồ án em hoàn thành Do kinh nghiệm thân thời gian có hạn, đồ án em chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy, cô để em hoàn thiện kiến thức rút nhiều kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội tháng 12 năm 2014 Sinh viên Bùi Thị Hiệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 50 Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO – PGS,PTS Hoàng Đình Hoà Công nghệ sản xuất malt bia Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, năm 2000 – Tập thể tác giả: Bộ môn Quá trình – thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất (Tập 1,2) Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1982 – 1992 – PGS,TS Nguyễn Bin Tính toán trình, thiết bị công nghệ hoá chất công nghệ thực phẩm (Tập 1) Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, năm 2000 – PGS Ngô Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Bộ môn xây dựng công nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, năm 1997.[5] - GS.TS Nguyễn Thị Hiền nhóm tác giả Khoa học- công nghệ malt bia, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2007 GVHD: PGS.TS Nguyễn Xuân Phương SVTH: Bùi Thị Hiệu- MSSV: 20113005 Page 51 ... kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 3.1 Lập kế hoạch sản xuất Nhà máy thiết kế với suất triệu lít bia/ năm.Nồng độ dịch đường trước lên men 12˚Bx ứng với. .. 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm bia bình quân Việt Nam thấp khoảng 28 lít/người/năm hứa hẹn nhiều tiềm để ngành sản xuất bia phát triển Với tương... 20113005 Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế phân xưởng nấu bia suất 5triệu lít/ 1năm ngành tăng gấp lần với tốc độ tăng trung bình đạt 32,12%/năm Trong đó, tính theo chuyên ngành sản xuất bia có lợi