Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít 1năm, từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14 Bx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, trong đó 25% là đại mạch Việ
Khãa luËn tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Tình hình sản xuất bia nồng độ cao giới Việt Nam 12 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT CHO NHÀ MÁY BIA XÂY DỰNG 16 1.1 Ưu điểm bia nồng độ cao 16 1.2 Ưu điểm việc sử dụng đường đại mạch sản xuất bia 17 1.3 Địa điểm xây dựng nhà máy 18 CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 21 2.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 21 2.2 Nguyên liệu sản xuất bia 22 2.3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ 35 2.4 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 37 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG SẢN PHẨM 61 3.1 Các thông số ban đầu 61 3.2 Tính tốn lượng bia từ 100kg ngun liệu ban đầu 62 3.3 Lập kế hoạch sản xuất 69 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 74 4.1 Phân xưởng nấu 74 Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khóa luËn tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT 4.2 Phân xưởng lên men 89 4.3 Hệ thống thiết bị phân xưởng hoàn thiện 100 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN XÂY DỰNG 104 5.1 Thiết kế bố trí tổng mặt 104 5.2 Tính tốn hạ mục cơng trình 105 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN HƠI – NƯỚC - ĐIỆN – LẠNH 114 6.1 Tính tốn cho nhà máy 114 6.2 Tính tốn nước cho nhà máy 121 6.3 Tính tốn điện tiêu thụ cho nhà máy 126 6.4 Tính tốn lạnh cho nhà máy 139 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN CIP VÀ VỆ SINH AN TỒN 145 7.1 Hệ thống CIP phân xưởng nấu 145 7.2 Hệ thống CIP phân xưởng lên men 147 7.3 Vệ sinh an toàn lao động 149 7.4 Bảo hộ an toàn lao động 151 CHƯƠNG 8: MÔI TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 153 8.1 Các yếu tố nhà máy bia ảnh hưởng tới môi trường 153 8.2 Tổng quan xử lý nước thải 157 8.3 Phương án xử lý nước thải cho nhà máy bia 158 CHƯƠNG 9: TÍNH TỐN KINH TẾ 164 9.1 Mục đích ý nghĩa 164 9.2 Nội dung phần tính tốn kinh tế 164 9.3 Đánh giá tiêu hiệu 171 KẾT LUẬN 174 TÀI LIỆU THAM KHẢO 175 PHỤ LỤC 177 Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khãa luËn tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể thầy giáo khoa Công nghệ sinh học – Môi trường trường Đại học dân lập Phương Đông tạo điều kiện cho em học tập nghiên cứu mơi 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 giáo GS.TS Nguyễn Thị Hiền – cô 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 đến gia đình em bạn bè 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 bia suất 50 triệu lít/năm, từ nấu lên men bia nồng độ cao 14oBx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, 25% đại mạch Việt Nam 25% đường” Đây đồ án có khối lượng cơng việc tương đối lớn, thời gian thực hạn chế nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn bè để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 17 tháng năm 2008 Sinh viên thực Trần Thị Thu H Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khóa luận tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon bổ dưỡng Công nghệ sản xuất bia đặc biệt, mang lại cho người uống cảm giác sảng khoái hấp dẫn Trong bia có chứa hệ enzym phong phú đặc biệt enzym kích thích cho tiêu hóa Vì uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa, mà cịn giảm mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia người ngày tăng, trí trở thành loại nước giải khát thiếu hàng ngày người dân phương Tây So với loại nước giải khát khác, bia có chứa lượng cồn thấp (3 – 8o) nhờ có CO2 giữ bia nên tạo nhiều bọt rót, bọt đặc tính ưu việt bia, yếu tố để phân biệt bia với loại nước giải khát khác Về mặt dinh dưỡng, lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 gram thịt bò 150 gram bánh mỳ loại một, tương đương với nhiệt lượng 500 kcal, 2/3 lượng cung cấp từ thể tích sữa Ngồi ra, bia cịn chứa vitamin B1, B2, B5, B6, nhiều vitamin PP axit amin cần thiết cho thể, chất khoáng nguyên tố vi lượng khác Chính từ lâu bia trở thành thứ đồ uống quen thuộc nhiều người ưa thích Trong năm gần đây, nhu cầu uống bia người ngày tăng nhanh, với phát triển ngành công nghệ sinh học, cơng nghệ sản xuất bia có bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến công nghệ áp dụng vào sản xuất bia, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu sử dụng thiết bị, mang lại hiệu kinh tế cao Ngày ngành sản xuất bia Việt Nam nhà máy bia liên doanh hay hãng bia nc ngoi Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khóa ln tèt nghiƯp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT ln khơng ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng nhà máy phù hợp nâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường Sản xuất bia nồng độ cao nhiều năm qua nhiều nhà máy bia giới áp dụng phương tiện nhằm tối ưu hóa sản lượng nhà máy có Việc lên men dịch đường nồng độ chất khô ban đầu cao làm tăng hiệu sử dụng thiết bị nấu lên men, tăng công suất nhà máy bia lên 15 – 25% mà không cần đầu tư thêm thiết bị nhân lực Trước theo phương pháp truyền thống, bia sản xuất từ dịch đường ban đầu có nồng độ chất khơ từ 10 – 12oBx, q trình lên men tạo bia có hàm lượng cồn – 5oV Ngày sản xuất bia có nồng độ chất khơ cao 14oBx trở thành phổ biến áp dụng nhiều quốc gia giới như: Mehico, nước Nam Mỹ, Nam Phi mang lại hiệu kinh tế, nhà máy bia phát huy hết cơng suất điều kiện sản xuất sẵn có nhà máy nằm khu vực đặc điểm thời tiết mà mức tiêu thụ bia mùa không cân đối nhằm nâng cao sản lượng, tiết kiệm nguồn vốn đầu tư Sản xuất bia phương pháp lên men nồng độ cao khơng có lợi mặt kinh tế mà tạo cho sản phẩm có ưu điểm như: − Nâng cao tính ổn định vật lý, hương bền, bia có vị êm dịu − Dễ dàng cho việc đa dạng hóa sản phẩm Hơn với nhịp độ phát triển kinh tế nước, ngành sản xuất bia Việt Nam năm gần có bước phát triển nhanh chóng Malt đại mạch ngun liệu sản xuất bia Đến nước ta phải nhập gần 100% malt từ nước ngồi Chi phí ngoại tệ trung bình năm khoảng 50 triệu USD Chi phí tiếp tục tăng theo sản lượng bia năm tới Vì việc tăng cường sử dụng nguồn nguyên liệu thay mang lại hiệu kinh tế việc giảm nguồn chi phí ngoại tệ mà cịn giúp thêm số cơng nghệ mới, tạo sản phẩm giúp làm tăng sản lượng dây chuyền sản xuất bia, đáp ứng nhu cu ca ngi tiờu dựng Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khãa luËn tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng nguyên liệu thay malt đại mạch sản xuất bia quan tâm từ vài chục năm Viện nghiên cứu Rượu – Bia – Nước giải khát, Viện Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội số đơn vị khác đạt nhiều kết tốt Việc dùng gạo làm nguyên liệu thay thế, phần malt sản xuất bia sử dụng hầu hết nhà máy bia nước, với tỷ lệ thay khoảng 15 – 30% Tuy nhiên, việc thay với tỷ lệ cao dừng quy mô thí nghiệm, chưa triển khai vào thực tế Việc sử dụng nguyên liệu thay đại mạch đường chưa ứng dụng rộng rãi Do đại mạch chưa qua trình ươm mầm, sấy nên giá trị giảm nhiều so với malt Vì việc sử dụng đại mạch làm nguồn nguyên liệu thay malt cần nghiên cứu đưa vào sản xuất Đường nguyên liệu thay malt sản xuất bia Với ưu điểm lớn tạo dịch đường có nồng độ cao chất có vai trị pha lỗng nitơ giúp cho bia có độ bền cao Việc dùng đường sản xuất bia nước ta nhiều hạn chế, nguồn nguyên liệu sẵn có rẻ tiền Từ yếu tố em tiến hành thực đề tài “Thiết kế nhà máy bia suất 50 triệu lít/năm từ nấu lên men bia nồng độ cao 14oBx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, 25% i mch Vit Nam v 25% l ng Trần Thị Thu Hµ MSSV: 504301019 Khãa ln tèt nghiƯp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT NỘI DUNG THỰC HIỆN BAO GỒM I Xây dựng sở lý thuyết: Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Chương 2: Chọn thuyết minh dây chuyền cơng nghệ Chương 3: Tính tốn cân sản phẩm Chương 4: Tính tốn chọn thiết bị Chương 5: Tính tốn xây dựng Chương 6: Tính tốn – điện – nước Chương 7: Tính tốn CIP, vệ sinh an tồn Chương 8: Mơi trường phương pháp xử lý Chương 9: Tính tốn kinh tế II Các vẽ: 1.Sơ đồ dây chuyền sản xuất 2.Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng nấu bia 3.Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng lên men 4.Mặt bằng, mặt cắt phân xưởng hồn thiện 5.Tổng bình đồ nhà máy Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khóa luận tốt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới [1] Đối với nước có cơng nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao bia sử dụng thứ nước giải khát thơng dụng HIện giới có 25 nước sản xuất bia với sản lượng 100 tỷ lít/năm, đó, Mỹ, Đức, nước sản xuất 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc tỷ lít/năm Thống kê bình qn mức tiêu thụ số nước công nghiệp tiến tiến năm 2004 sau: Cộng hịa Czech 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng 110 lít/người/năm Tổng lượng tiêu thụ giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%) Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ toàn giới tăng lên Nhưng lượng tăng đáng kể Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2% Biểu đồ phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004) (Nguồn từ Kirin news – Nhật Bản) Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khóa luận tốt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT Châu Á khu vực có lượng bia tiêu thụ tăng nhanh, nhà nghiên cứu thị trường bia giới nhận định Châu Á dần giữ vị trí dẫn đầu tiêu thụ bia giới Trong sản xuất bia Châu Âu có giảm, Châu Á, trước nhiều nước có mức tiêu thụ đầu người thấp, đến tăng bình qn 6,5%/năm Thái Lan có mức tăng bình quân cao 26,5%/năm, tiếp đến Philipin 22,2%/năm, Malaysia 21,7%/năm, Indonesia 17,7%/năm Đây nước có tốc độ tăng nhanh khu vực Các nước xung quanh ta Singapore đạt 18 lit/người/năm, Philipin đạt 20 lít/người/năm (theo số liệu Viện rượu - bia nước giải khát Việt Nam) Công nghiệp bia Trung Quốc phát triển nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng ngành công nghiệp bia Châu Á Từ năm 1980 đến năm 1990 sản lượng bia tăng từ 69,8 triệu lít lên 1230 triệu lít, tức tăng 17 lần Thời kỳ từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng 20% (theo số liệu Viện rượu - bia - nước giải khát Việt Nam) Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ Trung Quốc 28.640 triệu lít, xếp thứ hạng giới Tổng lượng bia tiêu thụ nước khu vực Châu Á năm 2004 đạt 43.147 triệu lít, tăng 11,2% so với năm 2003 Do thị trường bia giới phát triển cách động, hãng bia sử dụng chiến lược kinh doanh khác Tại Mỹ Châu Âu, thị trường bia ổn định, chiến lược kinh doanh bia dành thị phần giảm chi phí sản xuất Ngược lại, Trung Quốc nơi thị trường tăng trưởng (nhất loại bia chất lượng cao) chiến lược phát triển sản xuất, tăng sản lượng nâng cao chất lượng Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam [1] Bia đưa vào Việt Nam từ năm 1890 với có mặt Nhà máy Bia Sài Gòn Nhà máy Bia Hà Nội, ngành bia Việt Nam có lch s trờn 100 nm Trần Thị Thu Hà MSSV: 504301019 Khãa luËn tèt nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Khoa CNSH & MT a Tình hình sản xuất bia nước Năm năm trở lại đây, tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ thị hóa, tốc độ đầu tư mà ngành công nghiệp bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng b Số lượng sở sản xuất Số lượng sở sản xuất giảm xuống so với năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 326 sở sản xuất so với 469 sở tính từ năm 1998 Điều yêu cầu chất lượng bia, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày cao, đồng thời xuất nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị đại, cơng nghệ tiên tiến nên có cạnh tranh gay gắt, nhiều sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả cạnh tranh phá sản chuyển sang sản xuất sản phẩm khác Trong sở sản xuất bia đó, có Sabeco chiếm suất 200 triệu lít/năm, Habeco suất 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có suất 15 triệu lít/năm khoảng 165 sở sản xuất có lực triệu lít/năm Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội Sài Gòn hai đơn vị đóng góp tích cực giữ vai trị chủ đạo ngành bia Theo báo cáo tỉnh thành phố trực thuộc trung ương hai tổng công ty, riêng năm 2003, doanh thu ngành Bia Rượu Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm thu nhập ổn định cho 20.000 lao động Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít, đạt 78,8% cơng suất thiết kế, Habeco Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% tồn ngành bia) Hai tổng công ty phát huy hết suất, phải gia công số địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng người tiêu dựng Trần Thị Thu Hà 10 MSSV: 504301019 ... qua Đề tài tốt nghiệp em ? ?Thiết kế nhà máy bia suất 50 triệu lít/ năm, từ nấu lên men bia nồng độ cao 14oBx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, 25% đại mạch Việt Nam 25% đường? ?? Đây đồ án có khối... hương vị bia Từ lý em tiến hành xây dựng nhà máy sản xuất bia với suất 50 triệu lít/ năm từ nấu lên men bia nồng độ cao 14oBx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, 25% đại mạch Việt Nam 25% đường (tỷ... 50% nguyên liệu thay địa điểm đặt nhà máy thuận lợi việc sản xuất bia đem lại hiệu kinh tế cao Điều chứng tỏ việc thiết kế nhà máy bia suất 50 triệu lít/ năm từ nấu lên men bia nồng độ cao 14oBx![Bảng 2.3: Các giống hoa houblon [1] - Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít 1năm, từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14 Bx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, trong đó 25% là đại mạch Việt Nam và 25% là đường](https://media.store123doc.com/figures/001/547/bang-cac-giong-hoa-houblon-1547311.png)
![Bảng 2.2: Sản lượng thu hoạch hoa houblo nở các nước trên thế giới [1] - Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít 1năm, từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14 Bx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, trong đó 25% là đại mạch Việt Nam và 25% là đường](https://media.store123doc.com/figures/001/547/bang-san-luong-hoach-houblo-no-nuoc-gioi-1547312.png)
![Bảng 2.7: Thành phần cơ bản của đại mạch [6] - Thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít 1năm, từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14 Bx, sử dụng 50% nguyên liệu thay thế, trong đó 25% là đại mạch Việt Nam và 25% là đường](https://media.store123doc.com/figures/001/547/bang-thanh-phan-dai-mach-1547314.png)
