Thiết kế nhà máy bia 26 triệu lít năm

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

Đồ án: Thiết kế nhà máy bia

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1.............................................................................................................4

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT......................................................................4

1.1. Đặc điểm thiên nhiên [20]...............................................................................4

1.2. Nguồn nguyên liệu...........................................................................................4

1.3. Thị trường tiêu thu..........................................................................................5

1.4. Nguồn cung cấp điện.......................................................................................5

1.5. Nguồn cung cấp hơi.........................................................................................5

1.6. Nguồn cung cấp nước......................................................................................5

1.7. Thoát nước.......................................................................................................5

1.8. Nguồn nhân lực................................................................................................6

1.9. Hợp tác hóa [20]..............................................................................................6

1.10. Năng suất của nhà máy.................................................................................6

2.1. Malt đại mạch..................................................................................................7

2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch............................................................................7

2.2.1. Vai trò............................................................................................................8

2.3.1. Vai trò............................................................................................................8

2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản.......................................................................9

2.4. Nước [ 9-tr 71]..................................................................................................9

2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia.........................................10

2.5. Nấm men bia [ 9-tr 86]..................................................................................10

2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật...............................................................................11

2.6.2. Chế phẩm enzyme.......................................................................................11

CHƯƠNG 4...........................................................................................................27

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT..........................................................................27

5.1.5. Cân nguyên liệu..........................................................................................46

CHƯƠNG 6...........................................................................................................74

TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG................................................................................74

CHƯƠNG 8...........................................................................................................99

KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN P HẨM.............................99

CHƯƠNG 9.........................................................................................................103

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP........................................103

9.1. An toàn lao động..........................................................................................103

9.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn [5]....................................................103

PHẦN KẾT LUẬN.............................................................................................108

PHỤC LỤC.............................................................................................................112

112

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

MỞ ĐẦU

Bia là loại nước uống có độ cồn thấp, có mùi thơm đặc trưng và vị đắng dịu

của hoa houblon. Ngoài khả năng làm thỏa mãn nhu cầu giải khát, bia còn cung cấp

một lượng lớn năng lượng cho cơ thể con người.

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon và

nước. Ngoài ra để làm tăng hiệu quả kinh tế và để đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của

người tiêu dùng, các nhà máy còn sử dụng thêm một số nguyên liệu khác để thay

thế một phần malt đại mạch như: đại mạch chưa nẩy mầm, gạo, ngô đã tách phôi,

malt thóc... để sản xuất bia. Bia được sản xuất với nhiều phương pháp và với nhiều

loại nguyên liệu thay thế khác nhau nên có nhiều loại bia và mỗi loại bia cũng có

các chỉ tiêu chất lượng khác nhau, được đặc trưng bởi mùi, vị, màu sắc, độ rượu

khác nhau.

Ở nước ta do có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu giải khát càng nhiều. Hơn nữa

do chính sách mở cửa của nhà nước ta nên các thương hiệu bia nước ngoài tràn vào

thị trường nước ta với chất lượng tốt và kỹ thuật quảng cáo tinh vi, nhưng các

thương hiệu bia nước ngoài với giá cả khá cao nên chỉ đáp ứng phần nào cho tầng

lớp có thu nhập khá, vì vậy để cạnh tranh thị trường đòi hỏi bia trong nước cần phải

có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định.

Hiện nay ở nước ta có nhiều nhà máy bia, với sản phẩm đạt chất lượng cao

chiếm lĩnh được thị trường trong và ngoài nước, như nhà máy bia Sài Gòn, Huda,...

Sản phẩm của các nhà máy bia này mang lại một khoảng lợi nhuận tương đối lớn

góp phần vào sự phát triển kinh tế đất nước. Với những nguồn lợi do bia mang lại

thì việc xây dựng thêm một nhà máy bia có chất lượng tốt để nhằm đáp ứng nhu cầu

người tiêu dùng và góp phầp vào nền kinh tế đất nước là một yêu cầu thiết thực .

Trang 3

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

CHƯƠNG 1

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải và các điều

kiện khác, tôi quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp

Nam Cấm, thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An. Tỉnh Nghệ An là một tỉnh có nền

kinh tế phát triển nhưng hệ thống khu công nghiệp còn hạn chế, dân số của tỉnh

đông nên có một lực lượng lao động dồi dào. Mặt khác, kế hoạch tách và mở rộng

thành phố Vinh thành một thành phố độc lập khỏi tỉnh Nghệ An. Để quy hoạch lại

thành phố Vinh, thành phố đã mở rộng ra các huyện lân cận trong đó có huyện Nghi

Lộc là nơi xây dựng nhà máy. Vì vậy việc xây dựng một nhà máy bia trên địa bàn

huyện Nghi Lộc có ý nghĩa to lớn nhằm giải quyết công ăn việc làm cho người lao

động, góp phần xây dựng thành phố trở thành thành phố loại I.

1.1. Đặc điểm thiên nhiên [20]

Địa điểm xây dựng nhà máy nằm trên mặt bằng của khu công nghiệp Nam

Cấm Nghệ An. Với quy mô diện tích được quy hoạch 327,83 hecta, có vị trí hết sức

thuận lợi về giao thông: nằm trên trục đường quốc lộ 1A, cách cảng biển Cửa Lò 6

km, có đường sắt Bắc Nam đi qua và cách ga đường sắt Quán Hành 2 km, cách sân

bây Vinh 12 km, khu công nghiệp Nam Cấm có đầy đủ các yếu tố để trở thành một

khu công nghiệp lớn. Với vị trí như rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu,

cũng như vận chuyển tiêu thụ sản phẩm từ cảng về nhà máy.

Về khí hậu, Nghệ An là tỉnh có khí hậu tương đối phức tạp. Nhiệt độ nóng

bức vào mùa hè làm tăng nhu cầu giải khát là nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy.

Hướng gió chính là hướng Đông Nam.

1.2. Nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và

nước. Ngoài ra, nhà máy còn sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo.

Do khí hậu đất đai ở nước ta không trồng được đại mạch và cây hoa houblon

nên hai loại nguyên liệu này phải nhập từ nước ngoài về. Malt đại mạch và hoa

houblon được nhập về cảng Cửa Lò sau đó được ô tô vận chuyển về nhà máy.

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

Hiện nay, sản lượng gạo ở nước ta rất lớn. Do đó, việc nhà máy sử dụng

nguyên liệu thay thế là gạo để sản xuất bia rất có ý nghĩa trong vấn đề tận dụng

nguyên liệu sẵn có ở địa phương cũng như việc hạ giá thành sản phẩm. Nguồn cung

cấp gạo là từ các công ty lương thực hoặc có thể mua của nhân dân địa phương.

1.3. Thị trường tiêu thu

Do khí hậu nước ta nên nhu cầu về giải khát tăng mạnh, hơn nữa các nước

trong khu vực Đông Nam Á như: Malaisia, Indonesia, ...đều có khí hậu tương đối

giống nước ta nên nhu cầu về giải khát rất lớn, chính vì thế sản phẩm của nhà máy

có thể đáp ứng nhu cầu của người dân trong tỉnh, ngoài tỉnh và có thể xuất khẩu

sang các nước lân cận.

1.4. 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 quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn

trang bị máy phát điện dự phòng.

1.5. Nguồn cung cấp hơi

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.

Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu F.O được mua từ các trạm xăng dầu trong tỉnh,

nhà máy có kho chứa để đảm bảo sản xuất.

1.6. Nguồn cung cấp nước

Nước là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia: Nước được

sử dụng để nấu bia, cung cấp cho lò hơi, dùng để vệ sinh nhà máy, sinh hoạt... Nhà

máy lấy nước chủ yếu từ nhà máy nước của thành phố. Ngoài ra trong nhà máy còn

có giếng bơm để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt. Tuy nhiên để đưa nước vào sản

xuất thì nước được xử lý qua hệ thống xử lý riêng của nhà máy.

1.7. Thoát nước

Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các chất hữu cơ là môi trường

phát triển của vi sinh vật, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường

sinh thái. Vì vậy, nước từ các phân xưởng chảy ra được cho qua hệ thống xử lý

nước thải của nhà máy trước khi thải ra ngoài.

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

1.8. Nguồn nhân lực

Việc xây dựng nhà máy bia góp phần giải quyết việc làm cho người dân

trong tỉnh. Do vậy nhân công của nhà máy chủ yếu tuyển người địa phương. Cán bộ

quản lý và kỹ thuật của nhà máy có thể nhận về từ các trường Đại học, Cao đẳng

trong cả nước.

Việc tuyển nhân công địa phương sẽ giúp cho nhà máy đỡ phầầ̀n đầu tư về

xây dựng nhà ở cho công nhân cũng như một số công trình khác.

1.9. Hợp tác hóa [20]

Nhà máy có thể liên hợp hoá với các nhà máy trong khu công nghiệp và các

nhà máy trong các khu công nghiệp khác như: Khu công nghiệp Hoàng Mai, Khu

công nghiệp Bắc Vinh, khu công nghiệp Cửa Lò, tạo điều kiện cho nhà máy tăng lợi

nhuận và giảm giá thành sản phẩm.

1.10. Năng suất của nhà máy

Nhà máy được thiết kế với năng suất 26 triệu lít bia 14%

/năm.

Từ những phân tích thực tế như trên, việc xây dựng một nhà máy bia tại khu

công nghiệp Nam Cấm thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An với năng suất 26 triệu

lít/năm là rất cần thiết, nhà máy có thể giải quyết được việc làm cho công nhân, đáp

ứng nhu cầu của người tiêu dùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế tỉnh nhà phát triển.

Trang 6

Hình 2.1. Hạt malt [27]

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC CHẤT HỖ TRỢ

KỸ THUẬT

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia gồm 3 loại cơ bản: Malt đại mạch,

hoa houblon và nước. Ngoài ra, nhằm mục đích hạ giá thành và đa dạng hóa sản

phẩm nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo, để tăng hiệu suất của quá trình

sản xuất nhà máy sử dụng một số chế phẩm enzime.

2.1. Malt đại mạch

2.1.1. Vai trò cuả malt đại mạch

Malt đại mạch vừa là nguyên liệu chính

vừa là tác nhân đường hóa để sản xuất các loại bia.

Trong malt đại mạch có hệ enzyme cân đối thích

hợp cho công nghệ sản xuất bia: hệ enzyme thủy

phân tinh bột, thủy phân protein. Các hợp chất

gluxit và protein cao phân tử trong nội nhũ của hạt

dưới tác dụng của các hệ enzyme tương ứng sẽ bị

phân cách tạo thành các sản phẩm có phân tử nhỏ hoà tan vào nước để thành chất

chiết của dịch đường.

Malt đại mạch dùng để sản xuất bia ở nước ta thường được nhập khẩu. Sau

khi malt được vận chuyển về nhà máy được bảo quản trong các silo cung cấp cho 3-

4 tuần sản xuất.

2.1.2. Thành phần hóa học của malt đại mạch

Thành phần hóa học của malt bao gồm: Tinh bột, đường khử, sacaroza,

pentozan, xenluloza, chất chứa nitơ, chất béo, chất khoáng. Ngoài ra khác với các

loại nguyên liệu khác và lí do malt được chọn làm nguyên liệu chính cho quá trình

sản xuất bia là trong malt chứa hệ enzime đầy đủ. [11-tr 7]

2.1.3. Các yêu cầu chất lượng của malt khi nhập

+ Màu hạt malt vàng sáng đều.

+ Mùi thơm đặc trưng.

Trang 7

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

+ Vị ngọt nhẹ.

+ Hình dáng to, tròn, đều.

+ Tạp chất < 0,1%.

+ Hạt gãy <0,5%.

+ Khối lượng hạt 28-38g/1000 hạt.

+ Độ ẩm ≤ 5%.[3-tr 211]

2.2. Gạo

2.2.1. Vai trò

Gạo có chứa rất nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulo ở giới

hạn thấp. Sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế một phần giảm giá thành sản phẩm

mà chất lượng bia không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mạch. Gạo có

nội nhũ trắng trong và trắng đục, trong sản xuất bia chọn hạt có độ trắng đục vì hàm

lượng protein thấp.

Nước ta là một nước nông nghiệp nên gạo được thu mua ở trong nước. Gạo

được bảo quản trong silo, thời gian bảo quản là 15 ngày.

2.2.2. Các yêu cầu chất lượng của gạo

+ Hình thái: Trắng, nhẵn bóng, không lẫn sỏi đá, không mối mọt.

+ Tạp chất: Tối đa 0,03%.

+ Thóc: Tối đa khoảng 15hạt/1kg gạo.

+ Tạp chất vô cơ: <0,01%, cám <0,01%.

+ Mức tấm: <30%.

+ Gạo đớn hoặc gãy đôi: 2-3%.

+ Mức trắng: <65%.

+ Độ hoà tan tính theo chất khô: 75%.

+ Độ ẩm: <13%.[3- tr 26]

2.3. Hoa houblon

2.3.1. Vai trò

Hoa houblon là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia.

Nó có tác dụng làm cho bia có vị đắng, mùi thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo

và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của sản phẩm. [3-tr 32]

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

2.3.2. Nguồn thu nhận và bảo quản

Hoa houblon được trồng nhiều ở vùng Trung Âu và Bắc Mỹ còn ở nước ta

do điều kiện khí hậu không trồng được hoa houblon nên phải nhập khẩu.

Hoa houblon được bảo quản trong túi polyetylen hàn kín miệng hoặc cho vào

thùng kim loại để đưa đi bảo quản, nơi bảo quản cần bảo đảm khô ráo, không có

ánh sáng mặt trời, hàm ẩm tối đa 13%, nhiệt độ bảo quản tốt nhất 0,5-2oC.

2.3.3. Thành phần hóa học của hoa houblon [3-tr 33]

Hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất có giá trị trong công

nghệ sản xuất bia là nhựa hoa, tanin và tinh dầu, ngoài ra trong hoa còn có chứa các

chất khác như: protein, sáp, các hợp chất protein.

 Nhựa hoa:

Nhựa hoa là thành phần quan trọng của hoa houblon. Bao gồm nhựa cứng và

nhựa mềm. Nhựa mềm gồm có α − axit đắng, β − axit đắng, γ-axit đắng,δ-axit đắng.

Các chất đắng có tác dụng tạo vị, mùi cho bia mà còn có tác dụng sát trùng ức chế

sự phát triển của vi sinh vật.

 Các tanin:

Tanin là các polyphenol thuộc nhiều nhóm khác nhau như flavanon,

catechin… trong quá trình nấu bia các chất này liên kết với protein của malt. Do đó

hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là của malt và chỉ khoảng 10-20% là

polyphenol của hoa houblon. Các hợp chất tanin dễ bị oxi hóa do đó nó có tác dụng

bảo vệ các axit đắng khỏi bị oxi hóa mặt khác tanin tham gia tạo vị cho bia.

 Tinh dầu:

Tinh dầu là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu hòa tan vào

dịch đường, tồn tại trong bia với hàm lượng nhỏ nhưng tạo ra cho bia mùi thơm đặc

trưng, dễ chịu.

Lượng tinh dầu trong hoa houblon dao động rất lớn (0,2-2%) phụ thuộc vào

lượng hoa, giống hoa, quá trình bảo quản hoa.

2.4. Nước [ 9-tr 71]

Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm khoảng 85- 90%. Trong nhà

máy bia, nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau như: xử lý nguyên liệu,

nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng vệ sinh thiết bị, vệ sinh xí

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

nghiệp… Do đó lượng nước dùng trong nhà máy bia rất lớn. Lượng nước dùng để

trực tiếp nấu bia không những đòi hỏi có đầy đủ các tiêu chuẩn nước uống mà còn

phải có những yêu cầu riêng đáp ứng trong công nghệ sản xuất bia.

2.4.1. Thành phần hóa học trong nước sản xuất

Nước là dung dịch của các loại muối ở dạng ion. Nhóm cation nhiều chất là:

Ca2+, Mg2+, H+

, K+

, Na+

, Fe2+, Mn2+, Al3+. Còn nhóm anion chủ yếu là OH-

, CO3

, Cl-

SO4

2-, NO3

, NO2

, SiO2

, PO4

3-... Các muối của canxi và magiê là những hợp chất

gây ra độ cứng của nước. [3-tr 43]

2.4.2. Những yêu cầu cơ bản của nước dùng nấu bia

Nước để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu, không

có mùi lạ và không chứa các vi sinh vật gây bệnh.

+ Độ cứng trung bình của nước 5- 6 mg đương lượng/lít.

+ pH = 6,8 - 7.

+ Độ oxy hoá không vượt quá 1- 2 mg/l.

+ Hàm lượng cặn khô không vượt quá 600 mg/l.

+ Các chỉ tiêu sinh học: chuẩn độ Coli là >300, chỉ số Coli < 3.

2.5. Nấm men bia [ 9-tr 86]

Để thực hiện quá trình lên men dịch đường houblon hoá, điều kiện tiên quyết

là phải có một lượng nhất định sinh khối nấm men bia thuần khiết.

Nấm men được sử dụng trong sản xuất bia gồm 2 loại:

+ Sacchoromyces cerevisiae (giống nấm men nổi).

+ Sacchoromyces carlsbergensis (giống nấm men chìm).

Nhà máy sử dụng chủng nấm Sacchoromyces carlsbergensis.

Yêu cầu kỹ thuật đối với giống nấm men để sản xuất bia:

+ Nấm men bia phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời

men giống có thể sử dụng được 6-10 chu kỳ lên men.

+ Giống nấm men phải thích ứng được với những điều kiện như: nhiệt độ,

pH, thành phần môi trường.

+ Số lượng men giống ít nhất phải đạt từ 8-10.106

tế bào/cm3

khi cho vào

để lên men dịch đường.

Trang 10

Đồ án tốt nghiệp Thiết

kế nhà máy bia

2.6. Các chất hỗ trở kỹ thuật

Nhóm các chất phụ gia được sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm giúp

điều chỉnh các thông số kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt tới,

ta có các phụ gia chủ yếu sau:

2.6.1. Hóa chất

 Nhóm các phụ gia xử lý nước: than hoạt tính, hạt nhựa…

 Axit lactic: để điều chỉnh pH trong quá trình nấu.

 Phụ gia để vệ sinh thiết bị: dung dịch CIP.

 Chất trợ lọc: Diatomit.

2.6.2. Chế phẩm enzyme

 Termamyl (Amylaza của hãng NOVO Đan Mạch) [2-tr 110]

+ Tác dụng: Tăng hiệu suất thủy phân cung cấp hệ enzyme amylaza.

+ Tỷ lệ: 35ml/100 kg bột gạo.

+ t0C

0pt = 900C.

+ Nguồn phân lập: Bacillus lichensiom.

+ pHopt = 6.

 Ceremix: ( hỗn hợp của alpha-amylase, glucanase and protease) [19]

+ Tác dụng: Tăng hiệu suất đường hóa.

+ Tỷ lệ: 13ml/ 1kg bột malt.

+ t0C

0pt = 550C.

+ pHopt = 5,5 -7,5.

+ Nguồn phân lập: Bacillus amyloliquesfacien.

 Maturex: [2-tr 110]

+ Tác dụng: Hạn chế sự hình thành Diaxextyl trong quá trình lên men.

+ Hàm lượng 1kg/100hl dịch lên men.

+ t0C

0pt = 5,50C.

+ pHopt = 6.

Trang 11

Thư viện tri thức trực tuyến

Thiết kế nhà máy bia 26 triệu lít năm

Nội dung xem thử

Mô tả chi tiết

Tài liệu tương tự (6)

Thiết kế nhà khách Ponagar (tỉnh Khánh Hòa)

Thiết kế nhà ở cán bộ quân đội quận Gò Vấp

Thiết kế nhà khách và nhà làm việc Quốc Oai - Hà Nội

Thiết kế Nhà điều hành Taxi Mai Linh

Thiết kế nhà ở cho cán bộ công nhân viên

Thiết kế Nhà khách PONAGAR Tỉnh Khánh Hòa