TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC ====== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA NĂNG SUẤT 25 TRIỆU LÍT/NĂM TRONG ĐĨ BIA CHAI CĨ NỒNG ĐỘ 120BX, BIA HƠI CÓ NỒNG ĐỘ 100BX LƯỢNG BIA HƠI CHIẾM 40% GVHD : K.s Lê Đình Thạch SVTH : Trần Ngọc Cường Lớp 47K: Kỹ sư hoá thực phẩm Vinh, tháng 12/2010 i ii LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy giáo khoa Hố Học trường Đại học Vinh tạo điều kiện cho em học tập nghiên cứu môi trường học tập khoa học, giúp cho em có kiến thức vững vàng trước bước vào đời Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn bảo tận tình thầy mơn hố thực phẩm Và thầy giáo – kỹ sư: Lê Đình Thạch người trực tiếp hướng dẫn, bảo cho em suốt q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng thời em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới bạn lớp, người đứng sau giúp đỡ, chia sẻ với em khó khăn thuận lợi thời gian qua Đề tài tốt nghiệp em “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia cơng suất 25 triệu lít/năm Trong sản phẩm bia chai có nồng độ 12 Bx, bia có nồng độ 100 Bx Lượng bia chiếm 40%” Đây đồ án có khối lượng cơng việc tương đối lớn, thời gian thực cịn hạn chế nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn bè để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực Trần Ngọc Cường iii TÓM TẮT Trong đồ án em có nhiệm vụ thiết kế nhà máy bia với suất 25 triệu lít/năm, sản xuất 15 triệu lít bia chai 10 triệu lít bia Sử dụng 20% nguyên liệu thay gạo, dịch đường lên men có nồng độ chất khơ 12˚Bx ứng với bia chai 10˚Bx ứng với bia Nội dung đồ án gồm phần sau: Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật Phần II: Chọn phương pháp sản xuất thuyết minh dây chuyền công nghệ Phần III: Lập kế hoạch sản xuất tính cân sản phẩm Phần IV: Tính chọn thiết bị Phần V: Tính tốn nhu cầu nhiên liệu, lượng, nhu cầu nước nhà máy Phần VI: Tính tốn thiết kế xây dựng Phần VII: Tính tốn kinh tế Phần VIII: Vệ sinh an toàn lao động Năm vẽ: Sơ đồ dây chuyền công nghệ Mặt bằng, mặt cắt nhà sản xuất Mặt bằng, mặt cắt khu tank lên men Mặt nhà hoàn thiện sản phẩm Tổng mặt nhà máy iv Mục lục LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật II Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường Lựa chọn loại bia sản xuất Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy Vùng nguyên liệu Vùng tiêu thụ sản phẩm Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh Nguồn cung cấp nhiên liệu Nguồn nhân lực Giao thông vận tải Phần II: Chọn phương pháp sản xuất thuyết minh .10 I Chọn nguyên liệu 10 Malt đại mạch .10 Gạo 12 3.Hoa houblon 12 Nước 13 Nguyên liệu phụ trợ khác 14 II Chọn phương pháp nấu 14 Nghiền nguyên liệu 15 Hồ hoá đường hoá 16 Lọc dịch đường 16 Nấu hoa 17 Lắng làm lạnh dịch đường houblon hoá 18 III Chọn chủng nấm men phương pháp lên men .19 Chọn chủng nấm men 19 Lên men sản phẩm bia chai 21 Lên men sản phẩm bia 22 IV Thuyết minh dây chuyền sản xuất: 23 Nghiền nguyên liệu .24 a Nghiền malt 25 b Nghiền gạo 25 Lọc dịch đường 26 Nấu hoa 27 Lắng xoáy 28 Lạnh nhanh 28 Bão hoà O2 vào dịch lên men .29 Cấp nấm men tiến hành lên men 29 Lọc bia 30 10 Tàng trữ ổn định tính chất bia thành phẩm 31 v 11 Hoàn thiện sản phẩm 31 V Quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp, nước thải 32 Xử lý nước cấp 32 Xử lý nước thải 33 VI Hệ thống quản lý chất lượng nhà máy: .33 Phần III: Lập kế hoạch sản xuất tính cân sản .35 A Lập kế hoạch sản xuất 35 B Tính cân sản phẩm .36 I Tính cân sản phẩm cho 1000l bia chai 37 Tính lượng gạo lượng malt .37 Lượng bã gạo bã malt .38 Lượng nước dùng nấu rửa bã 38 Lượng hoa houblon sử dụng .40 Các nguyên liệu khác 41 II Tính cân sản phẩm cho 1000l bia 45 Tính lượng gạo lượng malt .45 Lượng bã gạo bã malt .46 Lượng nước dùng nấu rửa bã 46 Lượng hoa houblon sử dụng .48 Các nguyên liệu khác 49 III Hoá chất vệ sinh: .54 Hóa chất vệ sinh nồi nấu: 54 Hóa chất vệ sinh thiết bị lên men, tàng trữ bia: .54 Phần IV: Tính chọn thiết bị 56 I Tính chọn thiết bị cho phân xưởng nấu 56 Cân, gầu tải 56 Máy nghiền 56 Nồi hồ hoá 57 Nồi đường hoá 58 Thùng lọc đáy .59 Nồi nấu hoa 60 Thùng chứa trung gian 61 Thùng lắng xoáy 61 Thiết bị lạnh nhanh sục khí 62 10 Thùng nước nấu 62 11 Hệ thống cip nấu .63 II Tính chọn thiết bị cho phân xưởng lên men 64 Tank lên men 64 Thiết bị nhân giống cấp II 65 Thiết bị nhân giống cấp I 65 Thiết bị rửa men sữa kết lắng 65 Thiết bị hoạt hoá men 66 Hệ thống cip lạnh: .66 vi III Tính chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện .68 1.Thiết bị lọc bia 68 a Kích thước thiết bị: .68 b Bột trợ lọc điatomit dùng 1kg/1000l Lượng bột mẻ lọc là: 68 Thùng tàng trữ bão hoà CO2 68 Hệ thống chiết bock 69 Hệ thống chiết chai .70 Phần V: Tính tốn nhu cầu lượng, nhu cầu nước 73 I Tính nhiệt lạnh 73 Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh .73 Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men .73 a Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp giai đoạn lên men 73 b Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch .75 c Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp giai đoạn lên men phụ: .75 Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống .76 a Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng 76 b Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men .78 Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện 79 Hệ thống lạnh 80 II Tính 82 Lượng cấp cho nồi hồ hoá .83 Lượng cấp cho nồi đường hoá 84 Lượng cấp cho nồi nấu hoa 85 Lượng cấp cho thiết bị đun nóng nước 85 Lượng cấp cho phân xưởng hoàn thiện 86 Lượng nhiên liệu cho nồi 87 III Tính nước 89 Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu .89 Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men 89 Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện 89 Lượng nước dùng cho hoạt động khác nhà máy .90 IV Tính điện 91 Xác định thông số hệ thống điện 93 Tính điện tiêu thụ hàng năm .94 a Điện thắp sáng hàng năm 94 b Điện tiêu thụ cho sản xuất hàng năm 94 c Điện tiêu thụ năm 94 Phần VI: Tính tốn thiết kế xây dựng nhà máy .95 A Phân tích lựa chọn địa điểm xây dựng 95 B Thiết kế tổng mặt nhà máy 98 I Tính tốn hạng mục cơng trình 98 Khu vực sản xuất 98 a Nhà sản xuất 98 vii b Khu tank lên men 99 c Nhà hoàn thiện sản phẩm 99 Kho tàng 99 a Kho chứa nguyên liệu 99 b Kho chứa thành phẩm .100 Các phân xưởng phụ trợ sản xuất 101 a Trạm biến áp .101 b Xưởng điện 101 c Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 cấp khí nén 101 d Phân xưởng 102 e Khu xử lý nước cấp 102 g Khu xử lý nước thải 102 h Bãi vỏ chai 102 Các công trình khác 102 a Nhà hành 102 c Nhà giới thiệu sản phẩm 103 d Hội trường 103 e Nhà ăn, căng tin 103 g Gara ô tô 103 h Nhà để xe nhân viên 104 i Phòng bảo vệ .104 k Nhà vệ sinh .104 II Bố trí hạng mục cơng trình 105 III Tính tốn đánh giá thông số xây dựng 106 IV Thiết kế phân xưởng sản xuất .107 Đặc điểm cách bố trí thiết bị phân xưởng sản xuất .107 Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất 108 Phần VII: Tính tốn kinh tế 109 A Phân tích thị trường 109 B Tính tiêu dự án đầu tư 111 I Vốn đầu tư xây dựng: 111 Tiền thuê mặt bằng: 111 Tiền xây dựng hạng mục cơng trình: 111 Tiền mua dây chuyền sản xuất: 113 Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải 114 Tiền đầu tư ban đầu để mua chai, két, bock 114 Vốn trả cho công nhân viên nhà máy 114 III Chi phí đầu tư nguyên liệu nhiên liệu, lượng: 117 Chi phí trực tiếp: .118 a Chi phí nhiên liệu, lượng: 118 b.Chi phí đầu tư ban đầu để mua chai, két, bock 118 c Chi phí nguyên vật liệu .119 2.Chi phí gián tiếp: 121 viii a Chi phí sử dụng máy móc: 121 b Chi phí xây dựng: 121 c Chi phí ngồi sản xuất: 121 d.Tiền lãi vốn vay ngân hàng: .121 VI Tính hiệu kinh tế: .122 Giá thành sản phẩm: 122 Thu nhập từ việc bán sản phẩm phụ nhà máy .122 Lợi nhuận hàng năm nhà máy: 122 Thời gian hoàn vốn 122 Phần VIII: Vệ sinh an toàn lao động .123 I Vệ sinh 123 Vệ sinh cá nhân 123 Vệ sinh thiết bị nhà xưởng 123 II An toàn lao động 124 Chống khí độc nhà máy 124 Chống ồn rung động .124 An toàn vận hành thiết bị 125 An toàn điện 125 Phòng cháy chữa cháy .125 Kết luận 126 Tài liệu tham khảo chính……………………………………………… ………………128 ix Danh sách hình vẽ Trang Hình 2.4.1 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ 27 Hình 2.5.2 : Quy trình xử lý nước cấp 36 Hình 2.5.3 : Quy trình xử lý nước cấp 37 Hình 4.1.4: Thiết bị hồ hóa .61 Hình 4.1.5: Thùng lọc đáy 63 Hình 4.5.6: Thùng lắng xốy 65 Hình 4.2.7: Tank lên men .68 x ... thời gian qua Đề tài tốt nghiệp em “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia công suất 25 triệu lít/năm Trong sản phẩm bia chai có nồng độ 12 Bx, bia có nồng độ 100 Bx Lượng bia chiếm 40% ” Đây đồ án có khối... chuyển nhà máy chủ yếu ô tô Trong nhà máy thiết kế hệ thống lấy nước từ giếng khoan xử lý lọc làm mềm nước dùng cho nấu bia hoạt động khác nhà máy Vùng tiêu thụ sản phẩm Bia nhà máy sản xuất chủ... có cơng nghiệp sản xuất bia xv II Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu thị trường Lựa chọn loại bia sản xuất Để sản phẩm sản xuất tiêu thụ đặc biệt sản phẩm bia chai chiếm lĩnh