Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia Luận văn Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men phương pháp cổ điển với suất 28 triệu lít/năm GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia Mục Lục Luận văn Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men phương pháp cổ điển với suất 28 triệu lít/năm .1 Mục Lục MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2.1 Sự cần thiết việc đầu tư : 2.2 Phương án sản xuất : 2.3 Cơ sở kinh tế kỹ thuật: CHƯƠNG II : TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sản phẩm : 2.2 Nguyên liệu : 2.3 Nấm men : 13 2.4 Phụ gia, chất hỗ trợ kỹ thuật : 13 2.5 Một số q trình sinh hóa sản xuất bia : .13 CHƯƠNG III : DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 17 3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất bia : 17 .17 17 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ : 18 cháo ngô 21 CHƯƠNG IV : CÂN BẰNG VẬT CHẤT .29 4.1 Chọn số liệu ban đầu : 29 4.2 Kế hoạch sản xuất nhà máy : 29 4.3 Tính cân sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu : 30 4.4 Tính cân sản phẩm cho ngày : 35 4.5 Chi phí bao bì : .37 CHƯƠNG V : THIẾT BỊ 40 5.1 Phân xưởng nấu : 40 5.1.6.1 Gàu tải vận chuyển nguyên liệu: 45 5.1.6.2 Vít tải vận chuyển: .46 5.2 Phân xưởng lên men : 58 1- Cửa vệ sinh 58 Bơm bia lọc : 64 5.3 Phân xưởng chiết rót : 65 CHƯƠNG VI : TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 71 6.1 Tính tổ chức : .71 6.2 Tính xây dựng : 73 Diện tích khu đất : .79 Tính hệ số sử dụng : 79 CHƯƠNG VII : TÍNH HƠI VÀ NƯỚC 80 7.1 Các công tức sử dụng để tính tốn : .80 7.2 Tính nhiệt cho nồi nấu phân xưởng nấu : .82 cháo ngô 82 Tổng Q2 = 68.391,26 (kCal) 83 GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia Tính Q3 : .83 Tính Q4 : .84 Tính Q5 : .84 7.3 Tính nước : 85 CHƯƠNG VIII : KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ 87 CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 87 8.1 Kiểm tra nguyên liệu : 87 + Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập vào xilơ Nếu có biến đổi rõ rệt tiêu chất lượng phải báo cho phòng kỹ thuật cơng nghệ để có biện pháp xử lý 87 8.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất : .88 8.3 Kiểm tra sản phẩm : .90 CHƯƠNG IX : AN TOÀN LAO ĐỘNG .92 VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .92 9.1 An toàn lao động : 92 9.2 Vệ sinh công nghiệp : 93 KẾT LUẬN .95 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .97 GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia MỞ ĐẦU Bia loại nước uống giải khát có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng có mùi thơm đặc trưng hoa houblon Nguyên liệu dùng để sản xuất bia malt đại mạch, hoa houblon nước Để tăng hiệu kinh tế đáp ứng nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng, nhà máy sản xuất bia dùng số loại nguyên liệu thay như: đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngơ tách phơi Có nhiều phương pháp với nhiều loại nguyên liệu thay khác tạo sản phẩm bia có chất lượng khác Nước ta có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng nước giải khát, đặc biệt bia nhiều Cùng với phát triển kinh tế nhu cầu thực phẩm ngày tăng không ngừng phát triển, đặc biệt nước giải khát quan trọng bia Mức sống người ngày cao nên đòi hỏi thị trường phải sản xuất loại bia có chất lượng cao Với yêu cầu trên, lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men phương pháp cổ điển với suất 28 triệu lít/năm” Đây phương pháp lên men dài ngày thiết bị lên men lên men phụ đặt phịng lạnh có nhiệt độ xác định nên cho sản phẩm có chất lượng cao Sản phẩm sản xuất để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, góp phần vào phát triển kinh tế quốc dân GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia CHƯƠNG I : LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2.1 Sự cần thiết việc đầu tư : Nghệ An tỉnh thuộc bắc Trung bộ, có kinh tế phát triển Là tỉnh đông dân với địa đất rộng người đông thị trường hấp dẫn nhiều loại sản phẩm Tỉnh Nghệ An tỉnh có kinh tế phát triển hệ thống khu công nghiệp cịn hạn chế, dân số tỉnh đơng nên có lực lượng lao động dồi Cùng với phát triển ngày mạnh tỉnh, nhu cầu thực phẩm ngày tăng không ngừng phát triển đặc biệt nước giải khát, quan trọng bia Do việc xây dựng nhà máy bia địa bàn tỉnh việc cần thiết 2.2 Phương án sản xuất : Nhà máy bia thiết kế làm việc theo phương pháp lên men cổ điển, thực lên men dịch đường nồng độ 13,5Bx, có ưu điểm sản phẩm có chất lượng cao Để giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh, đồng thời nhằm đảm bảo chất lượng, nhà máy sử dụng nguyên liệu 55% malt đại mạch, 45% nguyên liệu thay gạo 2.3 Cơ sở kinh tế kỹ thuật: Qua tìm hiểu điều kiện tự nhiên giao thơng vận tải, vị trí địa lí khả tiêu thụ sản phẩm, nguồn công nhân cho thấy chọn địa điểm xây dựng nhà máy khu vực Rú Mượu, Nam Đàn, Nghệ An 2.3.1 Đặc điểm tự nhiên : Về vị trí địa lí : Địa điểm xây dựng nhà máy nằm mặt khu vực Rú Mượu, Nam Đàn, Nghệ An cách thành phố Vinh khoảng km, cách cảng Cửa Lị khoảng 15 km có đường từ cảng nhà máy Với địa thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm tiêu thụ vận chuyển nguyên liệu đường đường thủy từ cảng nhà máy Về khí hậu : Về khí hậu, Nghệ An tỉnh có khí hậu tương đối phức tạp Nhiệt độ nóng vào mùa hè làm tăng nhu cầu giải khát nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy Hướng gió hướng Đơng Nam 2.3.2 Hệ thống giao thơng vận tải: GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia Nhà máy xây dựng cách thành phố Vinh khoảng km, cách cảng Cửa Lị khoảng 15 km có đường từ cảng nhà máy Do đó, việc vận chuyển trang thiết bị, nguyên liệu sản phẩm thuận lợi 2.3.3 Nguồn nguyên liệu : Do khí hậu đất đai nước ta không trồng đại mạch hoa houblon nên hai loại nguyên liệu phải nhập từ nước Malt đại mạch hoa houblon nhập cảng Cửa Lị sau ô tô vận chuyển nhà máy Hiện nay, sản lượng gạo nước ta lớn Nhà máy sử dụng nguyên liệu thay gạo để sản xuất bia vừa tận dụng nguyên liệu sẵn có địa phương việc hạ giá thành sản phẩm Nguồn cung cấp gạo từừ̀ công ty lương thực mua nhân dân địa phương 2.3.4 Nguồn cung cấp điện : Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp riêng Ngoài ra, để đảm bảo cho q trình sản xuất liên tục, nhà máy cịn trang bị máy phát điện dự phòng 2.3.5 Nguồn cung cấp nhiên liệu : Lượng đốt cung cấp cho phân xưởng lấy từ lò riêng nhà máy Nhiên liệu dùng cho lò than đá mua ngồi thị trường, nhà máy có kho chứa để đảm bảo sản xuất 2.3.6 Nguồn cung cấp nước : Nhà máy sử dụng nguồn nước máy cơng ty cấp nước tỉnh Nghệ An cung cấp Nguồn nước phải qua hệ thống xử lý nước nhà máy để đảm bảo tiêu hoá học, sinh học trước đem vào sản xuất bia 2.3.7 Hệ thống thoát nước : Phần lớn nước thải nhà máy chứa tạp chất hữu cơ, môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, thải trực tiếp gây nhiễm Do đó, nhà máy có khu xử lý nước thải riêng Nước thải sau xử lý chảy đường cống thoát nước chung khu cơng nghiệp, sau phép thải mơi trường 2.3.8 Nguồn tiêu thụ sản phẩm : Bia thành phẩm nhà máy tiêu thụ chủ yếu tỉnh, đồng thời tiêu thụ nước xuất nước ngồi GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia 2.3.9 Nguồn nhân lực : Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải việc làm cho người dân tỉnh Do nhân công nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương Cán quản lý kỹ thuật nhà máy nhận từ trường Đại Học, Cao Đẳng nước 2.3.10 Hợp tác hoá : Việc đặt nhà máy khu vực nhằm tạo hợp tác tốt nhà máy khu vực nhà máy với nguồn mua bán nguyên liệu thay phụ phẩm từ nhà máy  Kết luận: Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bia với suất 28 triệu lít/năm khu vực Rú Mượu, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An hợp lý, phù hợp với tình hình địa phương GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia CHƯƠNG II : TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sản phẩm : Bia loại nước uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngồi việc cung cấp lượng calori lớn, bia cịn chứa hệ enzim phong phú, kích thích tiêu hoá cho thể người Sản phẩm nhà máy dạng đóng chai vừa dễ sử dụng vừa đảm bảo cho việc bảo quản chất lượng bia Chất lượng bia nhà máy đánh giá qua tiêu sau: 2.1.1 Thành phần hóa học bia : Thành phần hóa học bia phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men Các chất bay hơi: [8, trang 74] Ngoài rượu Etylic CO2 bia cịn chứa lượng khơng nhiều chất bay khác rượu bậc cao, andehyt, axit hữu cơ, este số chất khác Hàm lượng rượu etylic định đến chất lượng bia Hàm lượng rượu etylic từ 1,8– 7,0% so với thể tích hàm lượng CO khoảng 0,3 – 0,5% khí CO tính theo trọng lượng Khí CO2 thành phần quan trọng bia, đảm bảo chất lượng vị tươi mát cho bia Rượu bậc cao chất có mùi, vị tham gia tạo este ảnh hưởng đến mùi vị bia Hàm lượng khoảng 40 – 80 mg/lit Axetaldehyt andehyt chủ yếu có bia chứa khoảng 5mg/lit Trong bia cịn có chứa diaxetyl số hợp chất chứa lưu huỳnh SO khoảng 2-16 mg/lit, H2S khoảng 0,04 mg/lit, mecaptan bay khoảng 0,07 mg/lit Các chất không bay : [8, trang 74] Phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men ban đầu mức độ lên men, bia thành phẩm chứa 2,5-5 % chất không bay Trong saccarit chiếm 80-85%, chất Nito 6-9%, Glyxerin 5-7%, chất khoáng 3-4%, chất đắng tanin chất màu 23%, axit hữu không bay 0,7-1% lượng nhỏ vitamin 2.1.2 Các số cảm quan : [8, trang 75] Các tiêu cảm quan bia vị, mùi, màu, độ trong, tạo bọt độ bền bọt bia Bia phải có mùi tinh khiết hoa houblon malt, khơng có mùi lạ mùi chua Độ axit trung bình bia khoảng 4, pH dao động 4,1- 4,8 Vị bia thành phần khác bia tạo nên, bia phải có vị đặc trưng CO góp GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia phần tạo vị cho bia, yêu cầu CO2 bia phải dạng liên kết tách khỏi bia chậm Bia phải có bọt mịn, đặc bền Bia phải bão hịa đầy đủ CO rót bia vào cốc bọt khí CO2 tách khỏi bia chậm tạo thành lớp bọt bền bề mặt bia Bia phải có màu vàng nâu vàng sáng óng ánh, bia phải thật 2.2 Nguyên liệu : 2.2.1 Malt đại mạch : Vai trò : Malt đại mạch vừa tác nhân đường hóa, vừa nguyên liệu đặc trưng dùng để sản xuất bia Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tính chất cơng nghệ hẳn so với ba sản xuất từ malt hạt hòa thảo khác Thành phần hóa học : [8, trang 32] Thành phần hóa học trung bình malt bia tính theo phần trăm chất khô : tinh bột 58 %, đường khử %, saccaroza %, pentozan hòa tan %, pentozan khơng hịa tan hexozan %, xenluloza %, chất chứa Nito 10 %, chất béo %, chất khống 2,5 % Ngồi cịn số chất inozit, chất màu, tanin chất đắng Trong malt chứa enzym thủy phân cần thiết cho sản xuất bia như: α-amylaza, β-amylaza, proteinaza, peptidaza, fitaza, xitaza, amylofotfataza… Yêu cầu malt dùng sản xuất bia : [8, trang 32] Malt dùng để sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng malt, có vị , có màu vàng sáng Khơng có mùi vị lạ, khơng mốc khơng khói u cầu kích thước hạt malt phải Kích thước hạt malt đạt yêu cầu hạt malt sàn 2,8 mm 2,5 mm chiếm 94 %, hạt sàn 2,2 mm không 0,5% Khối lượng riêng malt khoảng 520-600g/l Độ ẩm malt không 6% Độ chiết malt: 75-82% Thời gian đường hoá: 20-35 phút, hoạt lực amylaza đạt 100-300 đơn vị, hàm lượng tinh bột cao tốt hàm lượng protein phải nằm khoảng 9-12% Nếu cao bia đục, khó bảo quản, cịn thấp bia bọt, vị đậm đà Bảo quản nguồn nguyên liệu : Nước ta không trồng đại mạch phải nhập malt từ nước đường thuỷ đường Nhà máy sử dụng malt nhập từ nước chủ yếu Anh Malt sau nhà máy kiểm tra chất lượng sau bảo quản GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Thiết kế nhà máy sản xuất bia xilo chứa, thời gian dự trữ khoảng tháng Trong trình bảo quản thường xuyên theo dõi nhiệt độ, độ ẩm kho để xử lý kịp thời 2.2.2 Hoa Houblon : Vai trò : Hoa houblon nguyên liệu thiếu sản xuất bia Nó làm cho bia có mùi thơm đặc trưng vị đắng dễ chịu, làm tăng khả tạo giữ bọt, tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa chưa thụ phấn hoa thụ phấn tạo hạt làm giảm chất lượng hoa Có thể sử dụng hoa dạng cao hoa, hoa viên hoa nguyên cánh Nhà máy sử dụng 100 % hoa viên Thành phần hoá học : [8, trang 33] Thành phần hoá học hoa houblon gồm nhiều chất khác chất có giá trị cơng nghệ sản xuất bia nhựa houblon, tanin tinh dầu Ngồi hoa cịn chứa số chất khác như: protein, mỡ, sáp, hợp chất phiprotein, xenluloza,… + Nhựa hoa houblon thành phần quan trọng hoa houblon, bao gồm nhựa cứng nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm β-nhựa mềm, nhựa mềm gồm dạng axít đắng α, β, γ, δ-axít đắng Vị đắng bia chủ yếu αaxít đắng tạo nên, cịn dẫn xuất β-axít đắng tạo nên vị đắng hài hồ, dễ chịu + Các chất tanin hoa houblon polyphenol, dễ hoà tan nước, dễ bị oxy hố nên bảo vệ nhựa houblon Trong q trình nấu bia, hầu hết tanin hoa houblon liên kết với protein malt, hàm lượng polyphenol bia chủ yếu malt khoảng 10÷20% polyphenol hoa houblon + Tinh dầu hoa houblon hỗn hợp phức tạp hydrat cacbon nhiều hợp chất chứa oxy dạng tecpen Tinh dầu houblon khơng hồ tan nước dễ bay theo nước Trong trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay khoảng 2% tồn bia tạo hương thơm cho bia Trong trình bảo quản, tinh dầu dần bay bị ơxy hố Do khơng dùng hoa cũ để sản xuất bia sản phẩm chuyển hoá tinh dầu đưa vào bia làm giảm chất lượng bia Phương pháp bảo quản nâng cao hiệu sử dụng hoa : [8, trang 35] GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 82 Thiết kế nhà máy sản xuất bia φ độ ẩm tương đối khơng khí (%) Ts thời gian đun sơi (s) 7.2 Tính nhiệt cho nồi nấu phân xưởng nấu : 7.2.1 Sơ đồ nâng giữ nhiệt : * Sơ đồ nâng giữ nhiệt q trình nấu: cháo ngơ cháo malt dịch cháo hỗn hợp 7.2.2 Kết tính nhiệt cho nồi : Tính Q1 : Tên thiết bị Nồi gạo Nồi Malt Nồi houblon X, (%) C1 (kcal/kg.độ) 18,33 20 19,14 12 GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc 0,82 0,8 0,81 0,88 G1 (kg) tđ ( C) tc ( C) 30 30 63 75 105 52 78 105 5,948,24 5.563,65 11.511,89 11.447,61 Q1 (Kcal) 364.344,57 97.920,24 139.627,71 302.216,90 SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 83 Nồi nước nóng Thiết kế nhà máy sản xuất bia 12.410 25 78 Tổng Q1 657.730 1.561.839,43 Tính Q2 : Tên thiết bị Nồi gạo Nồi malt Nồi houblon Tổng Q2 o o t g, C 30 66 105 30 52 63 73 75 105 tobm, o C 27,5 45,5 65 27,5 38,5 44 49 50 65 o o t kk, C 25 25 25 25 25 25 25 25 25 α, w/m2.độ 10,895 11,939 13,07 10,895 11,533 11,852 12,142 12,2 13,07 F, m2 26,42 26,42 26,42 32,98 32,98 32,98 32,98 35,05 35,05 Tg, giây 600 1.800 1.800 600 1.800 1.800 1.800 7.200 7.200 Q2, Kcal 103,15 2.780,53 5.939,39 128,76 2.208 3.193,52 4.132,62 18.387,43 31.517.87 = 68.391,26 (kCal) Tính Q3 : Gt, kg Ct , kcal/kg.độ toh , o C tokk, o c Q3, kCal Ft, m2 δt, m ρt , kg/m3 26,42 0,00 7850 829,59 0,12 133 25 10.751,46 Vỏ 17,61 0,00 7850 553,06 0,12 133 25 7.167,64 Vỏ 32,98 0,00 7850 1.035,57 0,12 133 25 13.421,01 21,99 0,00 7850 690,38 0,12 133 25 8.947,34 35,05 0,00 7.850 1.100,57 0,12 133 25 14.263,39 23,37 0,00 7.850 733,71 0,12 133 25 9.508,92 31,57 0,00 7.850 991,30 0,12 133 25 12.847,22 21,05 0,00 7.850 660,87 0,12 133 25 8.564,81 Tên thiết bị Vỏ Nồi gạo Nồi malt Vỏ Vỏ Nồi houblon hóa Vỏ ngồi Vỏ Nồi nấu nước Vỏ ngồi Tổng Q3 GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc 85.471,80 SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 84 Thiết kế nhà máy sản xuất bia Tính Q4 : t0bm Tên thiết bị Nồi gạo Nồi malt Nồi houblon Nồi nước nóng C 79 79 79 79 α Tn Ft Q4 w/m2.độ 13,88 13,88 13,88 13,88 giây 7.800 12.900 12.600 7.200 m2 26,42 32,98 35,05 31,57 kcal 36.904,05 54.926,28 97.917,25 72.930,78 262.678,35 Tổng Q4 Tính Q5 : K Tên thiết bị Nồi gạo P’ ϕ FB P m2 mmHg mmHg % Tsôi W r Q5 kg kcal/kg kcal 559,7 0,036 0,165 187,6 23,76 82 0,5 0,5 Nồi houblon 0,036 0,219 187,6 23,76 82 1,5 1,987 559,7 Tổng Q5 280,08 1.111,85 1.391,93 Vậy tổng lượng nhiệt dùng cho nồi nấu : ΣQi = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 = 1.979.772,79 (kcal) Lượng nhiệt dùng phân xưởng nấu ngày là: ΣQi × số mẻ ngày =1.979.772,79 × = 17.817.955,07 (kcal) 7.2.3 Chi phí cho nồi nấu phân xưởng nấu ngày D= ΣQ i −i h n ih – Hàm nhiệt nước 1330C = 651,62 kcal/kg in – Hàm nhiệt nước ngưng 1330C = 133,56 kcal/kg [3, trang 313] D= 17.817.955,07 = 34.393,61 (kg) 651,62 − 133,56 Suy cường độ tiêu tốn cho phân xưởng nấu ngày Dn = 34.393,61 = 1.433,07 (kg/h) 24 7.2.4 Lượng nước dùng phân xưởng chiết rót : GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 85 Thiết kế nhà máy sản xuất bia Hơi dùng cho máy rửa chai cho máy trùng, chiếm khoảng 40% lượng cung cấp cho sản xuất: Dc = 1.433,07 x 0,4 =573,23 (kg/h) 7.2.5 Lượng dùng để vệ sinh thiết bị mục đích khác : Lượng lấy 10 % tổng lượng cung cấp cho sản xuất Dk = 1.433,07 x 0,1 = 143,31 (kg/h) Suy tổng cường độ tiêu tốn cho trình sản xuất : Dh = Dn + Dc + Dk = 2.149,60 (kg/h) 7.2.6 Chọn lị : Theo tính tốn ta có tổng lượng tiêu thụ là: 2.149,60 (kg/h) Lượng thực tế dùng là: Dtt = D/η Với η hệ số tổn thất nhiệt độ, mát đường ống, thiết bị phụ tải, tổn thất trở lực đường ống hiệu suất lò Chọn η = 0,75 Vậy: Dtt = 2.149,60 = 2.866,13 (kg/h) 0,75 Chọn lò đốt than ống nước dạng KE, với đặc tính kỹ thuật sau : [14, 20/05/2010 ] + Mã hiệu LT4/10KE + Năng suất sinh : 3000 (kg/h) + Áp suất làm việc : 10 kg/cm3 + Nhiệt độ bão hịa : 1830C 7.3 Tính nước : 7.3.1 Nước dùng cho phân xưởng nấu : Nước dùng để nấu rửa bã mẻ: Theo mục (5.1.8) V1 = 9,31 (m3) Nước dùng vệ sinh thiết bị nấu: V2 = 15% × V1 = 0,15 × 9,31 = 1,40 (m3) Vậy lượng nước dùng cho phân xưởng nấu ngày: Vn = (V1 + V2) = (9,31 + 1,40) = 96,39 (m3/ngày) 7.3.2 Nước dùng cho lò : Lượng nước dùng cho lò là: 5,8 m3 Lượng nước dùng cho ngày là: V = 5,8 × 24 = 139,2 (m3/ngày) 7.3.3 Nước dùng cho phân xưởng lên men : Chủ yếu để vệ sinh thiết bị lên men Lượng nước dùng cho ngày là: GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 86 Thiết kế nhà máy sản xuất bia Vlm = 40 (m3/ngày) 7.3.4 Nước dùng cho máy rửa chai : Lượng nước cần dùng để rửa 1lit/chai Vậy lượng nước cần dùng cho ngày là: × 204.679 = 204.679 (lít) = 204,68 (m3/ngày) 7.3.5 Nước dùng cho trùng : Lượng nước cần tiêu hao 1,5 lít/chai: 1,5 × 204.679= 307.018,5(lít) = 307,02 (m3/ngày) 7.3.6 Nước dùng cho hệ thống lạnh : Yêu cầu lít nước/1 lít bia.Theo bảng 4.3, lượng bia thành phẩm ngày 92.105,27 lít Do đó, lượng nước cần dùng là:92.105,27 (lít) = 92,11(m3/ngày) 7.3.7 Nước dùng cho sinh hoạt : Nước dùng cho nhà tắm, nhà vệ sinh: Tính cho 60% số người ca đông nhất, tiêu chuẩn 50 lit/người /ngày Vậy lượng nước cần dùng: × 50 × 0,6 × 86 = 7.740 (lit) = 7,74 (m3/ngày) Nước rửa xe: Sử dụng 5.000 lít/ngày = m3/ngày Nước dùng cho nhà ăn: Sử dụng khoảng 10 m3/ngày Nước cứu hỏa: Lượng nước cần dùng 10 lít/giây 3.600 × × 10 = 72.000 (lit) = 72 (m3) Nước tưới xanh : Sử dụng nước tưới ngày lit/1m xanh Theo mục (6.2.2) diện tích xanh : 1564,48 m2 Vậy lượng nước sử dụng ngày: 1.564,48 x x 10-3 = 7,82 m3/ngày Như vậy, tổng lượng nước cần dùng ngày nhà máy là: V = 978,96 (m3/ngày) Tổng lượng nước cần dùng năm nhà máy là: 978,96 × 304 + 72 = 297.675,84 (m3/năm) GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 87 Thiết kế nhà máy sản xuất bia CHƯƠNG VIII : KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Kiểm tra sản xuất việc quan trọng, đặc biệt ngành công nghệ thực phẩm Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho cơng nhân thao tác quy trình kỹ thuật Kiểm tra sản xuất giúp ta đánh giá tình hình hoạt động nhà máy đề biện pháp kế hoạch thực hợp lý Ðồng thời qua phát sai sót để điều chỉnh có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt 8.1 Kiểm tra nguyên liệu : 8.1.1 Kiểm tra chất lượng malt : + Khi thu nhận: - Màu sắc: malt phải có màu vàng sáng, bóng - Mùi: thơm nhẹ, khơng khói, mốc, chua - Vị: dịu - Trạng thái: hạt khơ, rời, khơng bốc nóng hay trương nở, hạt có kích thước đều, khơng lẫn sạn đá, sâu mọt hay mầm rễ sót - Ðộ ẩm: độ ẩm cho phép bảo quản phải nhỏ 6% Xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi - Xác định khối lượng riêng - Kiểm tra lực đường hoá malt + Trước đưa vào sản xuất: Tiến hành kiểm tra trước lúc nhập vào xilơ Nếu có biến đổi rõ rệt tiêu chất lượng phải báo cho phòng kỹ thuật cơng nghệ để có biện pháp xử lý 8.1.2 Kiểm tra chất lượng hoa houblon Hoa houblon dạng hoa viên nhập phải có mùi thơm, vị đắng đặc trưng Hoa viên cịn tốt có màu xanh nhạt, bị biến đổi có màu vàng nâu khơng cịn mùi vị hoa houblon 8.1.3 Kiểm tra chất lượng gạo Gạo thu nhập phải sạch, khơng có mùi vị lạ, khơng mốc, khơng bị sâu mọt kích thước hạt phải đồng Ðộ ẩm cho phép: 10÷14% 8.1.4 Kiểm tra men giống GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 88 Thiết kế nhà máy sản xuất bia - Dùng tiêu giọt ép để quan sát chủng nấm men Saccharomyces Carlsber -gensis Hansen Khi cịn trẻ, tế bào có dạng hình trịn, hình bầu dục Khi phát triển có nhiều chồi, già có hình ovan dài - Ðể đánh giá chất lượng nấm men tiến hành nhuộm màu tế bào Nhuộm tế bào xác định trạng thái sinh lý hoạt lực chúng để định có đưa sản xuất hay khơng 8.1.5 Kiểm tra nước dùng nấu bia - Kiểm tra độ trong, màu sắc vi sinh vật nước sau xử lý Nước sản xuất phải bảo đảm, không màu mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh - Kiểm tra độ cứng, độ pH độ oxy hố nước : ÷ mg đương lượng/lit + Ðộ cứng cho phép : 6,8 ÷7,3 (Ðo giấy quỳ) + Ðộ pH : ≤ mg (Ðo phương pháp KMnO4) + Ðộ oxy hoá 8.2 Kiểm tra công đoạn sản xuất : 8.2.1 Kiểm tra công đoạn nấu + Nghiền nguyên liệu: phải kiểm tra mức độ nát nguyên liệu - Malt: xác định kích thước bột nghiền, mức độ nát vỏ, tỷ lệ thô, mịn bột Nhà máy sử dụng thiết bị lọc khung nên tỷ lệ thành phần sau: + Tấm thơ : 12 ÷ 15% + Tấm mịn : 30 ÷ 35% + Bột : 40 ÷ 45% + Vỏ : ÷12% - Gạo: độ mịn bột gạo sau nghiền cao tốt + Nấu nguyên liệu, houblon hoá, lọc dịch đường: - Kiểm tra nhiệt độ nấu, tốc độ nâng nhiệt giữ nhiệt đồng hồ nhiệt kế - Kiểm tra mức độ đường hoá: Dùng dung dịch iod để kiểm tra khối dịch đường hoá hết chưa - Kiểm tra độ dịch lọc GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 89 Thiết kế nhà máy sản xuất bia - Kiểm tra trình rửa bã: Kiểm tra nồng độ chất tan nước rửa bã để kết thúc trình lọc Khi nồng độ chất tan có nước rửa bã nhỏ 1% trình rửa bã kết thúc - Kiểm tra nồng độ dịch đường chảy vào nồi houblon sau lọc + Lắng làm lạnh: - Kiểm tra mức độ suốt dịch đường thiết bị Whirlpool ống thuỷ thiết bị để điều chỉnh thời gian giữ dung dịch thiết bị - Kiểm tra nhiệt độ dịch đường sau làm lạnh nhiệt kế Nhiệt độ đường sau làm lạnh phải đạt 10oC - Kiểm tra độ nồng độ dịch lên men 8.2.2 Kiểm tra công đoạn lên men : +Kiểm tra công đoạn nuôi cấy nấm men sản xuất: - Cứ kiểm tra sinh trưởng, phát triển nấm men cách đo độ giảm chất chiết đếm số lượng tế bào có đơn vị thể tích dịch kính hiển vi Ðồng thời kiểm tra tính khiết men, quan sát kính có men dại hay khơng, vi khuẩn lạ dịch men giống - Kiểm tra nhiệt độ phòng ni cấy sản xuất: nhiệt độ phịng ni cấy từ 12 ÷ 15oC - Kiểm tra nhiệt độ mơi trường nuôi men nhiệt kế thiết bị nhân giống + Kiểm tra q trình lên men chính: Thường kiểm tra lần /1 ca - Kiểm tra nhiệt độ phòng lên men, nhiệt độ ≈ 10oC - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men mức độ thay đổi nhiệt độ để điều chỉnh lượng nước vào thiết bị - Kiểm tra tốc độ giảm độ chiết qua thời kỳ lên men - Quan sát lớp bọt bề mặt dịch mức độ sủi bọt - Kiểm tra nhiễm khuẩn xác định giá trị PH dịch - Kiểm tra mức độ kết lắng huyền phù - Hàm lượng CO2 kết thúc q trình lên men - Kiểm tra độ lên men biểu kiến bia cách đo độ chiết dịch lên men ban đầu bia non + Kiểm tra trình lên men phụ tàng trữ bia: - Kiểm tra nhiệt độ phòng lên men phụ, nhiệt độ 1o C GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 90 Thiết kế nhà máy sản xuất bia - Kiểm tra nhiệt độ dịch lên men - Kiểm tra áp suất dư thùng lên men phụ áp kế gắn thiết bị - Kiểm tra nồng độ CO2 độ lên men biểu kiến bia trước lọc ổn định Hàm lượng CO2 > 0,3% - Kiểm tra mùi vị, độ bia trước lọc 8.2.3 Kiểm tra công đoạn thành phẩm : - Kiểm tra chế độ nhiệt độ máy trùng - Kiểm tra mức độ rót đầy bia chai - Kiểm tra thời gian trùng 8.3 Kiểm tra sản phẩm : Ðể kiểm tra, người ta lấy 0,5% lượng bia thành phẩm vị trí khác lô bia để kiểm tra, xác định tiêu Các chai đưa kiểm tra phải không hở nắp, nứt vỏ… 8.3.1 Các tiêu cảm quan : - Ðộ trong: Khi bia bơm từ thiết bị ổn định bia qua tang chứa máy chiết ta phải tiến hành kiểm tra độ bia, có kết tủa, lắng cặn hay khơng Bia chai thành phẩm kiểm tra cách quan sát đáy chai có cặn hay khơng - Ðộ bọt: độ bọt bia đánh giá rót bia vào cốc thuỷ tinh quan sát chiều dày lớp bọt, độ mịn, độ trắng bọt, thời gian bọt tồn Bia chất lượng tốt phải có nhiều bọt, bọt trắng mịn, lâu tan - Mùi: Ðưa nhẹ cốc từ xa vào mũi ngửi Bia phải có mùi thơm đặc trưng hoa houblon, malt khơng có mùi men chua - Vị: Vị bia phải thơm ngon, có vị đắng nhẹ hoa houblon, nhẹ Bia không đắng, hay chua, lạt 8.3.2 Các tiêu hoá lý : - Xác định tỷ trọng bia tỷ trọng kế: Tỷ trọng bia từ 1,005 ÷ 1,02 - Ðộ màu: Ðược xác định cách so màu với dung dịch nước cất có pha thêm dung dịch iod 0,1N Ðộ màu số ml dung dịch iod 0,1N pha vào dung dịch nước cất để tạo thành dung dịch có màu tương đương với màu bia - Màu sắc bia màu vàng rơm Ðộ màu bia từ 0,5 ÷ 0,65 ml - Ðộ pH bia: 4,1 ÷ 4,8 GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 91 Thiết kế nhà máy sản xuất bia 8.3.3 Các tiêu hoá học : + Xác định độ khô: + Xác định độ tro: + Xác định độ chua: + Xác định độ rượu: + Xác định hàm lượng CO2 có bia: + Xác định diacetyl chất diacetol khác GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 92 Thiết kế nhà máy sản xuất bia CHƯƠNG IX : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 9.1 An tồn lao động : Trong nhà máy an toàn lao động vấn đề đặt lên hàng đầu Nó ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất, sức khoẻ tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc, thiết bị Do cần phải phổ biến rộng rãi cho cán công nhân viên nhà máy hiểu biết vận dụng cách có hiệu 9.1.1 An toàn lao động cho người : Để thực tốt công tác ta cần phải thực tốt vấn đề sau: - Giáo dục ý thức biện pháp bảo hộ lao động - Công nhân trực tiếp sản xuất cấp quần áo bảo hộ lao động theo định kì - Cơng nhân phải có găng tay để tránh đứt, xước tay vận chuyển - Đối với công nhân vận hành máy, công nhân phân xưởng điện cần có găng tay, kính bảo vệ mắt, ủng,… - Các cầu giao điện phải che đậy cẩn thận, phải thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng Các dây điện đèn, điện máy cần chắn, có bọc lớp cách điện tốt 9.1.2 An toàn trang thiết bị : Trong nhà máy lạnh, hệ thống máy thiết bị tương đối phức tạp, đường ống dẫn van nhiều, tác nhân có tính độc hại Do an tồn lao động trang thiết bị vô quan trọng - Máy móc thiết bị phải sử dụng chức phù hợp với công suất - Mỗi thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng, sau ca làm việc phải bàn giao nêu rõ tình trạng để ca sau dễ quản lý - Phải có chế độ vệ sinh, bơi dầu mỡ vào ốc vít dể tránh rị rỉ, xả dầu khí khơng ngưng khỏi hệ thống 9.1.3 An toàn điện sản xuất : - Các dây tải phải có dây nối đất, có cầu chì riêng để tránh tượng chập mạch - Cần cách điện cho phần mang điện - Trạm biến áp phải đặt cách nơi đông người - Áp dụng biện pháp kĩ thuật giảm nhẹ nguy hiểm điện bị rị rỉ ngồi GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 93 Thiết kế nhà máy sản xuất bia 9.1.4 An toàn sử dụng thiết bị : - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, cơng suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị 9.1.5 Phòng chống cháy nổ : - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ - Ðề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô… - Phải đủ nước, thiết bị chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra định kỳ cơng tác phịng cháy nhà máy 9.1.6 An tồn với hố chất : Các hố chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị 9.1.7 Chống sét : Ðể đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 9.2 Vệ sinh công nghiệp : Trong nhà máy bia, vấn đề vệ sinh cơng nghiệp có ý nghĩa quan trọng Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân 9.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân : Với công nhân trực tiếp sản xuất vấn đề cần phải nghiêm ngặt: - Cơng nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy, đội mũ, đeo trang, ủng mang găng tay - Không ăn uống khu vực sản xuất GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 94 Thiết kế nhà máy sản xuất bia - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất 9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị : - Máy móc thiết bị định kỳ phải vệ sinh - Ðối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men, cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men - Ngoài sau ca làm việc cần vệ sinh dụng cụ chế biến cho 9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp : - Trong phân xưởng sản xuất, sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc - Thường xuyên kiểm tra vệ sinh phân xưởng 9.2.4 Xử lý phế liệu trình sản xuất : Phế liệu trình sản xuất bã hèm, bã hoa, bã men… loại phế liệu dễ gây nhiễm bẩn Sau mẻ sản xuất cần phải chứa nơi quy định đưa phân xưởng để xử lý Những loại phế liệu bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc phân bón Việc phải hợp đồng chặt chẽ giải kịp thời để tránh ứ đọng phế liệu, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sức khoẻ người môi trường 9.2.5 Xử lý nước thải : Nước thải từ nhà máy theo cống rảnh dẫn đến khu xử lý nước thải Tại đây, nước thải bơm vào bể điều hòa lưu lượng trung hòa nhằm ổn định thành phần nước thải tạo pH thích hợp cho q trình xử lý sinh học Sau bơm qua thiết bị keo tụ lắng nhằm chủ yếu loại bỏ tạp chất đất đá hợp chất vô cơ,…trước bơm qua thiết bị tuyển nhằm loại bỏ rác tạp chất nhẹ lơ lững khác GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 95 Thiết kế nhà máy sản xuất bia Kết thúc trình tuyển nước thải bơm qua bể aeroten (hiếu khí) Tại Quy trình xử lý nước thải nhà máy tác động vi sinh vật hiếu khí chất hữu phân hủy thành CO2 H2O Nước sau xử lý bơm qua bể lắng để tách bùn hoạt tính khử trùng nước clo trước thải mơi trường Cịn bùn tạp chất khác từ thiết bị keo tụ, tuyển nổi, aeroten lắng đưa qua bể UASB (hiếu khí), nhờ hoạt động vi sinh vật kị khí phân hủy hợp chất hữu phức tạp tạo sản phẩm chủ yếu CH4, H2S CO2 Bùn từ bể kị khí sau tách nước dùng để sản xuất phân vi sinh 9.2.6 Xử lý nước dùng để sản xuất : Nước dùng để sản xuất bia đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao, cần phải xử lý Sơ đồ xử lý: Nước thuỷ cục Xử lý clo Bể xử lý anion, cation Lọc cát Lọc than KẾT LUẬN GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A Đồ án tốt nghiệp Trang 96 Thiết kế nhà máy sản xuất bia Cùng với tăng trưởng mạnh kinh tế nước, đời sống người dân không ngừng nâng cao Do đó, khả tiêu thụ sản phẩm nói chung bia nói riêng tăng nhanh chóng Từ đó, việc “thiết kế nhà máy sản xuất bia với suất 28 triệu lít/năm phương pháp lên men cổ điển” đáp ứng phần nhu cầu thị trường tỉnh, thúc đẩy kinh tế tỉnh nhà phát triển góp phần vào kinh tế chung đất nước Đối với đồ án này, tơi cố gắng tìm phương án hợp lý nhất, thời gian có hạn, với hạn chế chuyên môn kinh nghiệm thực tế thân nên khơng thể tránh khỏi sai sót Đồ án bao gồm nội dung chính: + Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng nhà máy + Cơ sở thiết kế nhà máy (cơ sở vật chất, điều kiện tự nhiên, ) + Nguyên liệu (đặc điểm, tính chất, thành phần, thu hoạch, nguồn cung cấp) + Dây chuyền sản xuất nhà máy (công nghệ sản xuất, thông số kỹ thuật) + Thiết bị (tính cân vật chất, tính chọn thiết bị) + Các vấn đề khác: Tính tổ chức, tính xây dựng, tính hơi-nước, an tồn lao động vệ sinh xí nghiệp, kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Tơi mong đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để nâng cao kiến thức nhằm phục vụ cho công tác sau Cuối xin cảm ơn Phan Bích Ngọc thầy giúp tơi hồn thành tốt đồ án Đà Nẵng, ngày 23 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Lê Thị Thuận GVHD: Th.s Phan Bích Ngọc SVTH: Lê Thị Thuận - Lớp 05H2A ... loại bia có chất lượng cao Với yêu cầu trên, lựa chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men phương pháp cổ điển với suất 28 triệu lít/năm” Đây phương pháp lên men dài ngày thiết bị lên men. . .Đồ án tốt nghiệp Trang Thiết kế nhà máy sản xuất bia Mục Lục Luận văn Thiết kế nhà máy sản xuất bia lên men phương pháp cổ điển với suất 28 triệu lít/năm ... đặt nhà máy khu vực nhằm tạo hợp tác tốt nhà máy khu vực nhà máy với nguồn mua bán nguyên liệu thay phụ phẩm từ nhà máy  Kết luận: Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bia với suất