THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LIÊN TỤC NĂNG SUẤT 22 TRIỆU LÍT/ NĂM
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
1. Tên đề tài:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY BIA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LIÊN TỤC
NĂNG SUẤT 22 TRIỆU LÍT/ NĂM
2. Các số liệu ban đầu:
- Bia 11%.
- Tỷ lệ nguyên liệu dùng:
+ Malt đại mạch : 85%
+ Ngô đã tách phôi: 15%
- Năng suất nhà máy: 22 triệu lít/ năm
- Các thông số trạng thái ban đầu của nguyên liệu:
+ Độ ẩm của malt: 4%
+ Độ ẩm của ngô : 10%
+ Độ chiết của malt: 80%
+ Độ chiết của ngô : 82%
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
- Mục lục
- Lời mở đầu
- Lập luận kinh tế- kỹ thuật
- Giới thiệu nguyên liệu
- Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ
- Tính và chọn thiết bị
- Tính tổ chức và xây dựng
- Tính điện- hơi- nước
- Tính kinh tế
- Kiểm tra sản xuất và sản phẩm
- An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
4. Các bản vẽ và đồ thị: 5 bản vẽ
- Mặt bằng tổng thể nhà máy
- Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng nấu
- Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng lên men
- Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng chiết rót
- Sơ đồ điện hơi nước
LỜI MỞ ĐẦU
Bia là một loại nước giải khát lên men có độ cồn thấp, rất hấp dẫn với hương thơm đặc trưng và vị đắng dễ chịu của hoa houblon. Ngoài tác dụng giải khát, bia còn cung cấp một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các chất giúp tăng cường tiêu hoá và các vitamin, nhất là các vitamin nhóm B.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một qui trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm cũng như đa dạng hoá sản phẩm, các nhà máy sản xuất bia còn dùng một số loại nguyên liệu thay thế như: Đại mạch chưa nảy mầm, gạo, ngô đã tách phôi...
Các nước có ngành công nghiệp phát triển đã nghiên cứu nhiều quá trình sản xuất bia tiên tiến đạt hiệu quả về kinh tế và trình độ kỹ thuật cao như: Phương pháp lên men hiện đại, lên men liên tục, sử dụng chế phẩm enzim trong sản xuất bia...
Ở nước ta trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và công nghiệp sản xuất bia nói riêng đã có một diện mạo mới với nhiều nhà máy bia ra đời, nhiều sản phẩm mới được giới thiệu rộng rãi... nhưng vẫn không đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ bia đang ngày càng tăng.
Chính vì thế việc xây dựng thêm nhà máy bia làm việc theo phương pháp lên men liên tục với năng suất 22 triệu lít một năm là điều cần thiết vì vừa cung cấp được một lượng bia khá lớn cho thị trường đang ngày càng mở rộng, hạn chế việc nhập khẩu bia, đồng thời để theo kịp trình độ sản xuất bia của các nước tiên tiến.
CHƯƠNG I
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết phải đầu tư:
Huế là một tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ có nền kinh tế khá phát triển. Nói đến Huế trước tiên là nói đến dịch vụ du lịch, đây là điểm đến của rất nhiều du khách trong và ngoài nước. Thế mạnh du lịch của tỉnh là quần thể di tích cố đô Huế với các lăng tẩm, đền đài, các chùa nổi tiếng như: Lăng Minh Mạng, lăng Tự Đức, điện Hòn Chén, chùa Linh Mụ...Trong đó Đại Nội Huế đã được UNESCO công nhận là di sản văn hoá thế giới.
Dịch vụ du lịch của tỉnh đã và đang phát triển do đó đã tạo được nguồn thu nhập đáng kể cho người dân trong tỉnh. Bên cạnh tiềm năng về du lịch nền kinh tế của tỉnh cũng đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Hai khu công nghiệp của tỉnh, một đặt ở thị trấn Phú Bài, một đặt ở xã Hương Sơ, cùng với 2 cảng lớn hoạt động mạnh là cảng Chân Mây và cảng Thuận An là nền móng vững chắc để đảm bảo nền kinh tế của tỉnh phát triển một cách mạnh mẽ.
Chính sự đầu tư phát triển về du lịch và kinh tế này đã tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập và ổn định cuộc sống của người dân và dĩ nhiên là khả năng tiêu dùng cũng tăng theo, hứa hẹn một thị trường rất mạnh trong tương lai.
Mặc dù ở tỉnh đã có nhà máy sản xuất bia nhưng vẩn không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng.
Với những thuận lợi nói trên, việc đầu tư xây dựng thêm một nhà máy sản xuất bia trên địa bàn tỉnh sẽ thu được lợi ích kinh tế rất lớn cho nhà đầu tư và cho cả địa phương.
1.2. Phương án sản xuất:
Nhà máy bia được thiết kế làm việc theo phương pháp lên men liên tục, rút ngắn được chu kỳ lên men, do đó nâng cao được năng lực sản xuất của nhà máy. Để giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh đồng thời cũng đảm bảo chất lượng và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, nhà máy sử dụng nguyên liệu là 85% malt đại mạch và 15% ngô đã tách phôi.
1.3. Cơ sở kinh tế kỹ thuật:
Qua tìm hiểu các điều kiện về giao thông, vị trí địa lí, khả năng tiêu thụ sản phẩm và các điều kiện khác. Cho thấy rằng chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia tại khu công nghiệp Phú Bài thuộc thị trấn Phú Bài- Huyện Hương Thuỷ - Tỉnh Thừa Thiên Huế là thuận lợi nhất.
1.3.1. Đặc điểm thiên nhiên:
- Về vị trí địa lý: Khu công nghiệp Phú Bài, thị trấn Phú Bài, huyện Hương Thuỷ, Tỉnh Thừa Thiên Huế nằm ở phía Đông Nam, cách thành phố Huế 15 km theo quốc lộ 1A, cách cảng biển nước sâu, đô thị mới Chân Mây 35 km.
Địa điểm xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp, cách Quốc lộ 1A khoảng 1km, khu đất xây dựng có diện tích rộng và bằng phẳng cho phép xây dựng nhà công nghiệp nhiều tầng.
Với vị trí đặc biệt này, nhà máy sẽ rất thuận tiện trong việc vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ trong tỉnh, ngoại tỉnh và xuất khẩu
-Về khí hậu: Huế là một trong những các tỉnh có khí hậu tương đối ổn định với nhiệt độ trung bình hằng năm 25oC, độ ẩm trung bình 84,5%, hướng gió chính là Đông Nam với tốc độ gió từ 1,5m/s -15m/s
1.3.2. Hệ thống giao thông vận tải:
Nhà máy nằm trong khu công nghiệp nên cơ sở hạ tầng được đảm bảo, gần đường Quốc lộ 1A, gần đường sắt Bắc Nam, cách cảng Chân Mây 35km nên việc vận chuyển bằng đường bộ, bằng đường sắt, đường thuỷ rất thuận lợi.
1.3.3. Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước. Ngoài ra nhà máy còn dùng nguyên liệu thay thế là ngô đã tách phôi.
Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về cảng Chân Mây sau đó được vận chuyển về nhà máy bằng đường bộ.
Việc nhà máy sử dụng nguyên liệu thay thế là ngô để sản xuất bia có ý nghĩa rất lớn trong vấn đề tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có của địa phương cũng như giảm giá thành sản phẩm.
Ở Huế cũng có nhiều nơi trồng ngô như huyện Hương Thuỷ, huyện Phú Vang, huyện Nam Đông, A Lưới đây là nguồn cung cấp ngô chủ yếu. Ngoài ra nhà máy còn mua ngô từ các vùng khác của các tỉnh, thành phố như Đà Nẵng, Quãng Nam, Quãng Ngãi.
1.3.4. Nguồn cung cấp điện:
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp riêng của nhà máy. Dòng điện nhà máy sử dụng có hiệu điện thế 220V/380V. Ngoài ra để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục, nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng.
1.3.5. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu:
Nhà máy sử dụng lò hơi để cấp hơi cho các phân xưởng, nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu FO. Xăng dầu của nhà máy được mua từ các trạm xăng dầu địa phương, nhà máy có kho dự trữ để đảm bảo sản xuất.
1.3.6. Nguồn cung cấp nước:
Nhà máy sử dung nguồn nước máy do công ty cấp thoát nước tỉnh Thừa Thiên Huế cung cấp, nguồn nước này phải qua hệ thống xử lý nước của nhà máy để đảm bảo các chỉ tiêu về hoá học, sinh học trước khi đem vào sản xuất bia.
1.3.7. Hệ thống thoát nước:
Phần lớn nước thải của nhà máy đều chứa các hợp chất hữa cơ là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, khi thải ra ngoài sẽ gây ô nhiễm môi trường, do đó nhà máy có xây dựng khu xử lý nước thải riêng. Nước thải sau khi được xử lý sẽ theo đường ống dẫn đến nơi chứa nước thải đã xử lý của khu công nghiệp, sau đó được dẫn ra sông.
1.3.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm:
Một lượng lớn sản phẩm của nhà máy được tiêu thụ trong tỉnh đồng thời tiêu thụ trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài.
1.3.9. Nguồn nhân lực:
Công nhân của nhà máy chủ yếu lấy từ nguồn công nhân ở địa phương, vừa giải quyết công ăn việc làm cho người dân ở địa phương vừa giảm được chi phí về nhà ở sinh hoạt cho công nhân.
Cán bộ quản lý và cán bộ kỹ thuật được cung cấp từ các trường đại học ở miền Trung như: Huế, Đà Nẵng, Nha Trang...
1.3.9. Hợp tác hoá:
Việc đặt nhà máy trong khu công nghiệp là môi trường hợp tác rất tốt giữa các nhà máy với nhau cũng như giữa nhà máy với các nguồn mua bán nguyên liệu thay thế và phụ phẩm từ nhà máy.
Kết luận: Qua phân tích, việc đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bia với năng suất 22 triệu lít một năm tại khu công nghiệp Phú Bài thuộc thị trấn Phú Bài huyện Hương Thuỷ tỉnh Thừa Thiên Huế là hợp lý, phù hợp với tình hình địa phương và sẽ mang lại lợi ích kinh tế cho nhà đầu tư và cho cả địa phương.
CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu chính nhà máy dùng để sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon, nước và nguyên liệu thay thế là ngô đã tách phôi.
2.1. Malt đại mạch:
Malt đại mạch là hạt đại mạch đã nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nhân tạo xác định. Malt đại mạch qua quá trình nảy mầm sẽ tích luỹ một lượng lớn các enzim trong hạt, chủ yếu là amylaza. Ngoài amylaza trong hạt còn tích luỹ các enzim khác như proteaza, xitaza...
Trong sản xuất bia, malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá vừa là nguyên liệu chính dùng để nấu bia, để tạo nên sản phẩm bia.
+ Yêu cầu của malt đại mạch trong sản xuất bia:
- Phải sạch, có mùi thơm đặc trưng của malt, có vị ngọt, có màu vàng sáng đều, không được có mùi vị lạ, không được mốc và không hôi khói.
- Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520-600g/l
- Độ ẩm của malt không quá 6%.
- Độ chiết của malt: 75-82%.
- Hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 9-12%, nếu cao hơn bia sẽ đục, rất khó bảo quản, còn nếu thấp hơn thì bia kém bọt, vị kém đậm đà.
Nhà máy sử dụng malt nhập ngoại từ các nước Anh, Đan Mạch, Pháp chủ yếu là của Anh. Malt sau khi về nhà máy được kiểm tra chất lượng sau đó được bảo quản ở kho chứa, thời gian dự trữ khoảng một tháng, trong quá trình bảo quản thường xuyên theo dõi nhiệt độ, độ ẩm trong kho để xử lý kịp thời.
2.2. Hoa houblon:
Hoa houblon là nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia. Chính hoa houblon đã truyền mùi thơm và vị đắng dễ chịu cho bia. Trong công nghệ sản xuất bia hoa houblon được sử dụng dưới nhiếu dạng khác nhau: Dạng hoa nguyên cánh, dạng chế phẩm.
Thành phần của hoa houbon gồm nhiều chất khác nhau nhưng những chất có giá trị quan trọng là nhựa houblon, tanin và tinh dầu.
Nhà máy sử dung 1/3 lượng hoa dưới dạng cao hoa và 2/3 còn lại là hoa nguyên cánh, để giữ cho chất lượng của hoa không thay đổi thì hoa sau khi nhập về được bảo quản trong kho ở nhiệt độ thấp (gần 00C), kho được cách ẩm cách nhiệt tốt.
2.3. Nước:
Nước là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất bia.Trong nhà máy bia nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: Xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp...Do đó lượng nước dùng trong nhà máy bia rất lớn, trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm khoảng 90%, nước có ảnh hưởng lớn đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm do đó nước dùng để nấu bia phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
-Nước dùng để nấu bia trước hết phải trong suốt, không màu, có vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và không chứa vi sinh vật gây bệnh.
-Nước có độ cứng trung bình 5-6mg đương lượng/lit, pH=6,8-7,3. Độ oxy hoá không vượt quá 1-2mg/lit, hàm lượng cặn không vượt quá 600 mg/lit.
-Các chỉ tiêu sinh học: Chuẩn độ Coli 300ml, chỉ số Coli 3.
-Hàm lượng tối đa của kim loại:
Sắt : 0,3mg/lit Mangan: 0,05mg/lit
Magiê: 125mg/lit Chì :0,1 mg/lit
Đồng: 3mg/lit Kẽm :5mg/lit
Flo : 1mg/lit Selen :0,05mg/lit
Nitrat: 35mg/lit
Sunphat: 60-80mg/lit không vượt quá 250mg/lit .
-Không được có mặt xianua, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, sunphuahydro, nitríc.
2.4. Ngô:
Ngô có các loại như ngô răng ngựa, ngô đá, ngô bột. Nhà máy sử dụng ngô bột đã tách phôi với hàm lượng tinh bột từ 77-84%.
Yêu cầu của ngô đưa vào sản xuất phải có màu trắng đục (hàm lương tinh bột cao), kích thước hạt đồng đều, hạt ngô sạch, đã tách phôi hoàn toàn. Khi nhập về nhà máy ngô được bảo quản trong kho chứa. Để đảm bảo chất lượng của ngô thời gian bảo quản dự trữ là 10 ngày và thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm trong kho chứa để kịp thời xử lý.
CHƯƠNG III
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1.Sơ đồ công nghệ sản xuất bia:
