Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 20 triệu lít/năm

0,7m2 bề mặt truyền nhiệt. Vậy bề mặt truyền nhiệt là: F = Vdịchx0,7 = 19.05 x 0,7 = 13.3351 (m2) Vậy đặc tính kỹ thuật của nồi đường hoá như sau: V = 25,8125 (m3) Bề dầy thành thiết bị 10mm Diện tích truyền nhiệt thực là 13.3351 (m2) IV.2.3. Thiết bị lọc đáy bằng Cứ 1kg nguyên liệu sẽ cho từ 1.8 ¸ 2.2 (lít) bã ẩm, chọn thể tích của bã từ 1kg nguyên liệu là 2 lít. Nguyên liệu cho một mẻ nấu là 3983 kg. Vậy thể tích của bã ẩm là: 3983 x 2 = 7966 lít = 7.966 m3 Để đảm bảo lọc tốt thì chiều cao lớp lọc là h = 400 ¸ 600mm. Chọn h = 500mm thì diện tích đáy thùng lọc là: S = Đường kính thùng lọc là: Chọn đường kính thùng lọc là 4.5 (m) + Tính chiều cao thùng. Lượng dịch đường hoá sau một mẻ đường hoá: Vd = 19.05(m3) Chiều cao của lớp dịch trong thùng Hd là: Hệ số đổ đầy thùng 0.7 nên thể tích của thùng lọc là: Chiều cao trụ của thùng lọc là: Vì đáy thực và đáy giả cách nhau 20 – 25cm. Chọn 20cm nên chiều cao trụ thực là: 1.7 + 0.2 = 1.9 (m) Chiều cao nắp thùng lọc h2 = 0.15D = 0.675 (m) Nồi hai vỏ để cung cấp hơi, giữ nhiệt độ dịch đường luôn mức 75C0 trong suốt quá trình lọc và rửa bã. Đường kính ngoài. Dn = 4.5 + 2x0.1 = 4.7(m) Thùng có hệ thống dao cào và đảo lớp lọc, đáy bằng có kích thuỷ lực để điều chỉnh nâng lên hạ xuống nó có thể quay quanh trục để đảo bã và dàn đều lớp bã sau khi đảo, tốc độ quay 16 vòng/phút, công suất động cơ 3Kw. Đáy giả có độ rộng khe là 0.7mm IV.2.4. Thùng chứa bã malt và gạo. Thể tích bã của một mẻ nấu là 7.966 (m3) Hệ số đổ đầy thùng là 0.9 nên thể tích thực của thùng chứa là: Chọn thùng thân trụ đáy côn, góc đáy côn là 450C, đường kính D, chiều cao trụ H = 0.6D. Thể tích thùng. Vt= = D = H = 0.6xD = 0.6x2.45 = 1.47 m Thùng chứa bã được cho một mẻ, yêu cầu bã được lấy hết sau một mẻ. IV.2.4. Tính và chọn nồi nấu hoa Theo phần tính cân bằng sản phẩm thể tích dịch nóng sau nấu hoa một mẻ là: 23414(lít) Quá trình nấu hoa tổn thất 10%. Thể tích dịch trước nấu hoa một mẻ: Hệ số sử dụng nồi là 0.7nờn thể tớch thực của nồi là: Chọn H= D, h1= 0.2D, h2 = 0.15D. Vì thể tích thùng: Vt = = 0.93D3 Vt = 32.5(m3) D = Vậy chọn đường kính trong của nồi là Dt = 3.3m Đường kính ngoài Dn = Dt + 2 x 0.005 = 3.31m Chiều cao trụ H = 1.0D = 3.3m Chiều cao đáy: h1 = 0.2Dt = 0.66m Chiều cao nắp: h2 = 0.15Dt = 0.495m Bề dầy vỏ thiết bị: 5mm, cửa quan sát 300mm Ngoài ra còn có nhiệt kế, đèn chiếu sáng. ● Tính bề mặt truyền nhiệt của nồi đun hoa. Tỷ lệ giữa diện tích bề mặt truyền nhiệt với một đơn vị thể tích dịch là 0.8m2/m3 dịch. Vậy ta có: F = 0.8 x Vd = 0.8 x 26.015 = 20.812 (m2) Thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm có ống tuần hoàn trung tâm. Chọn ống truyền nhiệt có đường kính d = 50mm. Số hình lục giác là 5 nên số ống là: 3 x 52 + 3 x 5 + 1 = 91 ống Đường kính chùm ống: D = t( b - 1 ) + 5d t- khoảng giữa hai tâm ống: t = (1.2 - 1.5)d b- số ống bố trí trên đường xuyên tâm của hình lục giác. D = 1,2d( b-1) + 5d = 1.2 x 0.05 x 10 + 5 x 0.05 = 0.85m Chiều dài của toàn bộ các ống truyền nhiệt: L = Chiều dài của một ống: 1 = Chọn nồi nấu hoa là thiết bị bằng thép không rỉ, thân hình trụ nắp chóp, đáy hình chỏm cầu, có cửa để cho hoa. IV.2.5. Tính thùng lắng xoáy. Thể tích dịch nóng đem đi lắng trong và làm nguội sơ bộ là: 23414 (l) Hệ số sử dụng thựng lắng xoáy là: 0.75 Chọn thùng lắng xoáy thân trụ, đáy nghiêng 20, đường kính D, chiều cao trụ H = 0.8D, chiều cao đỉnh h2 = 0.15D. Thể tích thùng là: Vt= D= Chọn đường kính thùng lắng xoáy là: D = 3.6m Chiều cao phần trụ H = 2.88m Chiều cao phần đỉnh h2 = 0.15D = 0.54m Lớp vỏ dầy 5mm. Vật liệu chế tạo là thép không rỉ, ống thông hơi đường kính 200mm. Có tất cả 4 van, hai van ở thân trụ, một van ở cuối góc nghiêng 20 của đáy và một van cốc xả cặn nóng. IV.2.6. Máy làm lạnh nhanh Chọn thiết bị làm lạnh nhanh kiểu tấm bản một cấp dùng tác nhân làm lạnh là nước 20C. Lượng dịch cần làm lạnh trong một mẻ là: 21804 lít. Thời gian làm lạnh là 1giờ, hệ số sử dụng là 80%. Năng suất máy 21804/ 0.8 = 27255 (l/h) = 27,255 m3. Chọn máy làm lạnh dạng tấm bản: Năng suất 28m3/h Nhiệt độ dịch vào 800C Nhiệt độ dịch ra 100C – 120C Nhiệt độ nước vào 20C Nhiệt độ nước ra 60 – 700C IV.2.7. Tính và chọn nồi đun nước nóng. Nước nóng dùng để rửa bã và vệ sinh thiết bị. Nước rửa bã 9988.6 lít/mẻ. Nước vệ sinh nồi nấu: 300 lít. Nước vệ sinh nồi đường hoá: 300 lít. Nước vệ sinh nồi lọc đáy bằng: 600 lít. Nước vệ sinh nồi nấu hoa: 400 lít. Nước vệ sinh thùng lắng xoáy: 300 lít. Do đó thể tích nước nóng cần dùng cho một mẻ nấu là: 9988.6 + 300 +300 + 600 +400 + 300 = 11888.6 lít/mẻ Hệ số sử dụng của thùng là nên thể tích thực của thùng là: Chọn thùng hai vỏ, H= 1.2D, đáy h1 = 0,2D, nắp h2=0,15D. Vt = = 1.085D3 Vt = 14.86(m3) D = Chọn đường kính trong là: 2.4 m Đường kính ngoài là: Dn = 2.4 + 2 x 0.06 = 2.52m H = 1,2D = 1.2 x 2.4 = 2.88m. h1 = 0,2D = 0,48m h2 = 0,15D = 0,36m Bề dầy của vỏ ngoài là 5mm, bề dầy của vỏ trong là 5mm. + Tính bề mặt truyền nhiệt. Cứ 1m3 dịch cần 0,7m2 bề mặt truyền nhiệt. Vậy bề mặt truyền nhiệt là: F = 0,7 x Vd = 0,7 x 11.888 = 8.3216m2 Khoảng cách giữa hai vỏ có bề rộng 50 mm Bề dầy của thép chọn: S = 5mm. Chọn phương thức truyền nhiệt: dựng phương thức ống ruột gà, đặt trực tiếp trong nồi nấu để tăng bề mặt truyền nhiệt. IV.2.8. Tính và chọn hệ thống CIP CIP gồm có 3 thùng: 1 thựng chứa NaOH 2% 1 thựng chứa HNO3 0,1% 1 thựng chứa nước Javen Mỗi mẻ nấu vệ sinh với chất lỏng CIP bằng 5% thể tích nồi nấu. Có 4 mẻ nấu 1 ngày, tuy nhiên ta tính cho một mẻ nấu vì thùng nấu hoa lớn nhất nên ta tính thể tích mỗi thùng CIP là theo thể tích thùng nấu hoa. Vt(thùng nấu hoa) = 32.5m3 Hệ số sử dụng thựng CIP là 0,9 thể tích của mỗi thùng CIP: Chọn cấu tạo của thùng: thân trụ cao H = D, đáy chỏm cầu h = 0,15D, nắp bằng, có các van cấp dịch, van hồi dịch, cửa đưa hoá chất vào. Các thùng CIP có thể tích và kích thước như nhau. Vậy đường kính thùng chọn là D = 1,3m Chiều cao trụ H = D = 1,3m Chiều cao đáy h1 = 0,15D = 0.195m Nhược điểm: không tự động hoá, phải pha hoá chất theo mẻ. Ưu điểm: Thiết bị không cồng kềnh, dễ vận hành thao tác. IV.2.9. Chọn bơm + Bơm cho các nồi nấu gồm 6 bơm. Tính năng suất bơm theo thể tích dịch đường cần chuyển sang nồi lắng xoáy từ nồi nấu hoa. Thể tích dịch sau nấu hoa: 23414(lít) = 23.414 (m3). Thời gian bơm dịch là 30 phút, hệ số sử dụng của bơm là 0,8. Năng suất bơm: N=== 58.535 (m3/h) chọn bơm ly tâm cố định, năng suất chung là 60 (m3/h) + Bơm cho hệ thống cip: Dùng bơm di động, số lượng 2 chiếc, bơm lần lượt từng dung dịch vệ sinh vào thùng sau thời gian ngâm thì bơm về thùng hồi cip Năng suất bơm: N == 4.5 (m3/h) Năng suất bơm di động là: 5 (m3/h) IV. 3. Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng lên men IV. 3.1. Tính và chọn thùng lên men Thể tích hữu ích của thùng lên men bằng lượng dịch đường chứa trong thùng. Ở đây ta chọn lượng dịch đường cho cả ngày sản suất. Vd = 87216 (lít ) = 87.216 m3 Vd > 50 m3 nên chọn tỷ lệ H/D = 4(H là chiều cao phần trụ). Thùng lên men có kích thước sau: đường kính trong D h1: chiều cao phần đáy côn góc 600 h1 = Hệ số đổ đầy thùng là 0,8 vậy thể tích thực của thùng lên men là: Thể tích cả thùng tính theo công thức: Þ Chọn đường kính thùng D = 3.2m. Chiều cao trụ H = 4D = 12.8m. Chiều cao nắp h1 = 0,1D = 0.32m. Chiều cao đáy h2 = 2.77 m. Chiều cao thùng lên men: thùng lên men đặt cách nền 1m, vậy chiều cao thùng tính từ nền nhà là: Ht = 1 + h1 + H + h2 = 1 + 2.77 + 12.8 + 0,32 = 16.89(m). Diện tích bề mặt truyền nhiệt: cứ 1m3 dịch cần 0,7 m2 mặt truyền nhiêt: F = 0,7V = 0,7 ´87.216 = 61.05 (m2) + Tính số thùng lên men : Số lượng thùng lên men được tính theo công thức sau : N = thùng T: chu kỳ lên men (ngày). Chọn thời gian lên men chính : 7 ngày Thời gian lên men phụ : 14 ngày . Chu kỳ lên men: T = 21 (ngày) Mỗi thùng lên men chứa lượng dịch lên men bằng lượng dịch đường nấu được trong 1 ngày nên Vt = V số thùng lên men là : N = T +1 = 22 (thùng ). Chọn số thùng dự trữ là 1 nên tổng số thùng lên men là 23. IV.3.2 Tính và chọn thiết bị gây men. a.Tính thùng gây men giống cấp II Có: V2hi = V2hi = < 20m3 nên chọn H = D. Chọn thùng có đáy và nắp hình chỏm cầu để tạo điều kiện cho men phân tán đều trong dịch. Chiều cao đáy h1= 0,2D, chiều cao nắp h2= 0,15D. Thể tích thùng là: Vt= = 0.93D3 Hệ số đổ đầy thùng là 0.75 Chọn đường kính trong là D = 2m Chiều cao thân trụ H = 2m Chiều cao đáy h1 = 0,2D = 0,2 x 2 = 0,4m Chiều cao nắp h2 = 0.15D = 0.15 x 2 = 0.3m Đường kính ngoài Dn = 2 + 2 x 0.05 + 4 x 0.005 = 2.12m b.Tính thùng gây men giống cấp I. Vhi1 = Thể tích của thùng là: Chọn tỷ lệ H = D, h1 = 0.2D, h2 = 0.15D thì: Vt= = 0.93D3 Chọn đường kính trong của thùng cấp I là: D = 1,6m Đường kính ngoài Dn = 1,6 + 2 x 0,05 + 4 x 0,005 = 1,72m Chiều cao trụ H = D = 1,6m Chiều cao đỏy h1 = 0,2D = 0,32m Chiều cao nắp h2 = 0,15D = 0,24m IV.3.3.Thùng rửa men và bảo quản men dùng lại. Chọn thùng : Sau khi lên men nấm men có thể bị nhiễm tạp nên cần phải xử lý bằng axít H3PO4 0,6% hoặc bằng kiềm nhẹ, do vậy: vật liệu làm bằng thép không rỉ chịu được độ PH dao động từ 4 : 8. Kích thước thân trụ (đường kính D, chiều cao H=D), đáy hình côn. Chiều cao đáy h1= 0,2D, chiều cao nắp h2 = 0,15D Tính toán Lượng men thu được thường vào khoảng 2% so với dịch lên men. Dịch lên men của một thùng 87,216 m3 Lượng men cặn của một thùng là : 2% x 87,216 = 1,744 (m3) Thùng rửa men chứa 40% men , còn lại là nước vô trùng Vt = = 4,36 (m3) Thể tích thùng: Vt = Vt= 0,898D3 D = = 1,693 m Chọn D = 1,7(m). Vậy D = H = 1,7 (m), h1 = 0,34m, h2 = 0,255m. Thùng đặt cách mặt đất 0,8m nên chiều cao thùng là Ht = 0,8 + 1,7 + 0,34 + 0,255 = 3,095 (m) Vậy thụng số của thựng: V = 4,36(m3) H = D = 1.7 (m) Để đảm bảo chất lượng của nấm men em chọn chu kỳ tái sử dụng là 7 lần đồng thời luôn phải kiểm tra nghiêm ngặt độ nhiễm tạp và hoạt tính của giống. IV.3.4. Chọn máy lọc bia. Thời gian lọc bia mỗi ca là 4h, lọc trong 2 ca. Lượng bia trong một tank lên men là: 83,728m3 . Hệ số sử dụng máy là = 0.8. Năng suất lọc: N = = 13,0825 (m3/h) Chọn máy lọc có năng suất 15(m3/h) IV.3.5 . Thùng chứa bia và bão hoà CO2 sau khi lọc. Trước tiên để có CO2 dùng để bão hoà thì: Thu hồi CO2 Mục đích: Thu và sử lý CO2 để được CO2 tinh khiết nhằm phục vụ cho việc bão hoà CO2 sau này cho bia thành phẩm, CO2 có tính ứng dụng cao trong sản xuất các loại đồ uống có ga. Nếu lượng CO2 sử dụng trong nhà máy không hết thì có thể bán CO2 ra thị trường, CO2 là sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình lên men bia. - Thùng chứa bia có thể tích bằng 1/3 thùng lên men, đáy và nắp hình chỏm cầu. Chiều cao phần trụ H = 1,5D, chiều cao nắp h2 = 0.15D, chiều cao đáy h1 = 0.2D. Hiệu suất sử dụng là 0,8. Vt = = 36,34 m3 Thể tích chứa bia: V = 36,34 x 0,8 = 29,072 (m3) Vt = Vt = 1,32D3 D = = = 3,019 m. Đường kính trong của thùng chứa bia là: D = 3m. H = 1,5D = 4,5m h1 = 0,2D = 0,6m h2 = 0,15D = 0,45m Khoảng cách từ đáy thiết bị tới nền nhà là 0,8m. Vậy chiều cao của thùng chứa tính từ nền nhà là: Ht = H + h1 + h2 + 0,8 = 4,5 + 0,6 + 0,45 + 0,8 = 6,35 (m). Chọn tác nhân làm lạnh là glycol, thời gian bão hoà CO2 từ 60 đến 90 phút. Nhiệt độ của thùng khoảng 0 – 10C Thiết bị làm việc phải chịu áp cao 4 – 5 kg/cm2 Chọn 4 thùng chứa bia IV.4. Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng chiết chai. 1. Máy rửa chai Sử dụng máy rửa chai MOG 31 A. Đặc tính kỹ thuật của máy: + Công suất 12000 chai/h . + Thời gian xử lý tổng cộng 15 phút + Hơi khởi động (p = 2,5 bar): 430 kg/h + Hơi làm việc (p = 0,4 bar ): 410 kg/h + Nước (p = 1,5 bar): 4,8 m3/h. + Điện lắp đặt 30 kw Kích thước thiết bị + Dài 8451 mm + Rộng 2800 mm + Cao 2550 mm +Trọng lượng máy 10900 kg 2. Máy chiết chai đẳng áp BF_ 36.1 Các dữ liệu kỹ thuật: Số van chiết : 36 Số đầu đóng dập nút :8 Đường kính chai: từ 65 : 73 mm . Kích thước máy: Mặt trước 2215 mm Rộng 2040 mm Cao 2330 mm Trọng lượng xấp xỉ bằng 3840 kg Điện liên kết 380 v , 50 Hz Áp suất khí: 3 bar Điện lắp đặt: 3Kw 3. Hệ thống thanh trùng chai Thiết bị thanh trùng Thông số kỹ thuật Diện tích: 18m x 2,5m. Công suất 10000 chai/h Đường kính chai bằng 65-73 m Chu trình thanh trùng: 60 phút Nhiệt độ đầu vào 50C Nhiệt độ đầu ra 250C Thanh trùng trong 10 phút tại nhiệt độ 620C Điện áp lắp đặt: 20Kw Mức tiêu thụ nước: 6-8 m3/h 4. Máy dán nhãn Sử dụng máy kiểu quay với ổ nhãn cố định ROTIX69 Các thông số kỹ thuật của máy như sau : Năng suất: 3000 – 9000 chai/h Loại nhãn: nhãn thân Đường kính chai: 65 – 73 mm Kích thước nhãn: 40 – 180 mm Động cơ điện chính: 2,2 kw Khí nén tiêu thụ (điều kiện p = 3 bar ): 6 m3 Chiều cao băng tải: 1000 – 1100 (mm) Trọng lượng máy 990 (kg) Bơm chân không GKW2,2 KW (60 m 3/h ) Kích thước máy: Chiều dài 3300 mm Chiều rộng 1145 mm Chiều cao 1250 – 1400 mm 5.Các thiết bị vận chuyển Các thiết bị vận chuyển bao gồm: 4 gầu tải vận chuyển tại nhà nghiền, một vít tải để đổ nguyên liệu vào nồi nấu. Bảng tóm tắt thiết bị: STT Tên thiết bị Số lượng Kích thước(m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 22 23 24 25 26 27 Máy nghiền malt Máy nghiền gạo Thùng chứa malt trước khi nghiền Thùng chứa bột gạo Nồi hồ hoá Nồi đường hoá Nồi lọc đáy bằng Thùng chứa bã malt và gạo Nồi nấu hoa Thùng lắng xoáy Máy làm lạnh nhanh Nồi đun nước nóng Thùng CIP Thùng lên men Thiết bị gây men giống cấp II Thiết bị gây men giống cấp I Thựng rửa men và bảo quản men dùng lại Máy lọc khung bản Thùng chứa bia và bão hoà CO2 sau lọc Máy rửa chai Máy chiết chai Hệ thống thanh trùng Máy dán nhãn Thiết bị vận chuyển Máy bắn ngày tháng 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 23 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 D = 2; H = 1,2; h1 = 1 D = 1.2; H = 0,72; h1 = 0.6 Dt=2,4; Dn=2,6; H=1,44; h1=0,48; h2= 0,36 Dt=3,4;Dn=3,6; H = 2; h1=0,68; h2= 0,51 D =4,5; H = 1,9; D= 2,45; H = 1,47 D=3,3; H = 3,3; h1=0.7; h2= 0.5 D= 3,6; H = 2,88; h2= 0,54 D= 2,4; H = 2,9; h1=0,48; h2= 0,36 D = 1,3; H = 1,3; h1= 0,2 D= 3,2; H =12,8; h1=0.32 ; h2= 2,77 D= 2; H = 2; h1=0.4; h2= 0,3 Dt= 1,6; H = 1,6; h1=0,32; h2= 0,24 D = 1,6; H = 1,6; h1= 0,34; h2= 0,25 D= 3; H = 4,5; h1=0,6; h2= 0,45 8,451 x 2,8 x 2,55 2,215 x 2,04 x 2,33 18 x 2,5 x 1,8 3,3 x 1,145 x 1,4 PHẦN V: TÍNH XÂY DỰNG 1. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy Việc lựa chọn địa điểm để xây dựng nhà máy là một nhiệm vụ hết sức quan trọng, thậm chí nó quyết định đến sự sống còn của nhà máy. Công việc này rất phức tạp nên phải thật cận trọng và tỉ mỉ, đòi hỏi phải có sự tham gia của nhiều ngành như: kỹ sư kiến trúc, kỹ sư xây dựng, kỹ sư địa chất, kỹ sư công nghệ, kỹ sư kinh tế... Với đề tài “ Thiết kế nhà máy sản xuất bia chai năng suất 20 triệu lít/năm”, em quyết định đặt nhà máy tại khu công nghiệp Tiên Sơn- Bắc Ninh. Đây là khu công nghiệp mới được đầu tư xây dựng và là khu công nghiệp trọng điểm của tỉnh. Việc đặt nhà máy ở đây có nhiều thuận lợi như sau: Về nguyên liệu: Malt có thể nhập từ nước ngoài hay nhập trực tiếp từ nhà máy sản xuất malt tại khu công nghiệp Tiên Sơn. Gạo thu mua trực tiếp tại các khu vực lân cận hoặc ngay tại tỉnh nhà. Các nguyên liệu khác như chế phẩm enzyme, hoa houblon nhập từ nước ngoài về. Về năng lượng: Sử dụng mạng điện lưới quốc gia chạy qua khu công nghiệp, có sử dụng trạm biến áp. Để tạo hơi cho quá trình nấu, sử dụng than thu mua từ Quảng Ninh và vận chuyển bằng đường sắt về ga Yên Viên rồi vận chuyển bằng đường bộ tới nhà máy. Nguồn nước sử dụng cho các công đoạn sản xuất và sinh hoạt được lấy từ nguồn nước của khu công nghiệp, xong phải qua khâu xử lý để đảm bảo chất lượng đạt yêu cầu. Vật liệu xây dựng: Các vật liệu như đá, vôi, ximăng, sắt thép, tấm lợp sử dụng ngay tại tỉnh nhà vừa rẻ vừa vận chuyển dể dàng tốn ít thời gian, dể cơ động. Về giao thông: Khu công nghiệp Tiên Sơn nằm gần quốc lộ 1B và quốc lộ 5 nên thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu cũng như sản phẩm đi tiêu thụ. Khả năng tiêu thụ sản phẩm: Bắc Ninh là một tỉnh khoảng 1 triệu dân, đời sống người dân nơi đây ngày càng được cải thiện, nên nhu cầu ngày càng lớn. Vì vậy, nhu cầu về đồ giải khát là rất lớn. Từ đây, sản phẩm có thể được vận chuyển đến các quận, huyện trong tỉnh hoặc có thể vận chuyển sang các tỉnh, thành phố lân cận như: Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Giang và cả Hà Nội bằng đường bộ . Nguồn nhân công: ở đây nguồn nhân công khá dồi dào, đảm bảo cung ứng đầy đủ cho việc xây dựng và vận hành máy móc. Các sản phẩm phụ như bã malt có thể bán cho các hộ chăn nuôi trong khu vực hoặc bán cho các công ty thức ăn gia súc. Về việc đảm bảo vệ sinh công nghiệp: Để không ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khoẻ người lao động, đến khu vực sinh sống của người dân, thì ngoài việc khu công nghiệp này đặt xa khu dân cư. Nhà máy còn tiến hành trồng cây xanh xung quanh nhà máy để hạn chế tác hại từ nhà máy hoặc từ khu vực khác ảnh hưởng đến môi nhà máy. Nước thải thì được xử lý một cách nghiêm ngặt, đúng tiêu chuẩn công nghiệp. Tóm lại, với những ưu thế như trên. Việc xây dựng nhà máy sản xuất bia hơi tại khu công nghiệp Tiên Sơn là hoàn toàn hợp lý và chắc chắn đem lại hiệu quả kinh tế cao. 2. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 2.1. Xác định kích thước các hạng mục công trình Kho nguyên liệu: Lượng nguyên liệu sử dụng tối đa trong một ngày là: 15932 kg Xây dựng nhà kho nguyên liệu dùng để chứa trong một tháng (25 ngày sản xuất). Vậy lượng nguyên liệu cần dự trữ trong một tháng là: 15932 x 25 = 398300(kg) Malt và gạo được đóng trong các bao 50 (kg), cứ 1m2 diện tích nhà kho chứa được 2 bao. Các bao xếp thành 10 chồng. Vậy mỗi m2 xếp được một lượng nguyên liệu là: 2 x 10 x 50 = 1000 (kg) Hệ số sử dụng của kho là 0,7. Vậy diện tích thực của nhà kho là: = 569 m2 Diện tích mở rộng chiếm 20% diện tích kho, nên diện tích thiết kế là: 569 + 0,2 x 269 = 682,8 Chọn nhà kho có kích thước như sau: + Chiều rộng: 24(m) + Chiều dài: 30(m) + Diện tích: 720 (m2) Nhà sản xuất chính Nhà sản xuất chính bao gồm 3 khu: khu nghiền nguyên liệu, khu nấu và khu đặt một phần thiết bị của phân xưỏng lên men. Hai khu nấu và nghiền được ngăn cách nhau bởi một bức tường. Các phần được bố trí trong nhà sản xuất chính: STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng 1 Máy nghiền malt 1850 x 1600 x 1650 1 2 Máy nghiền gạo 1290 x 1000 x 1700 1 3 Gầu tải 400 x 400 x 4000 4 4 Nồi hồ hoá D = 2600, H = 2280 1 5 Nồi đường hoá D = 3600, H = 3230 1 6 Thùng lọc bã D = 3400, H = 1985 1 7 Nồi đun hoa D = 3200, H = 3040 1 8 Thùng lắng xoáy D = 2700, H = 3105 1 9 Máy lạnh nhanh 400 x 400 x800 1 10 Máy sục khí 500 x 1000 x 1000 1 11 Thiết bị đun nước nóng D = 2520, H = 3700 1 12 CIP nấu D =1300, H = 1500 4 13 Thùng gây men cấp I D = 1720, H = 2200 1 14 Thùng gây men cấp II D = 2120, H = 2700 1 15 Thùng rửa men cặn D = 1700, H = 3000 1 16 CIP lên men D = 1300, H = 1500 3 17 Máy lọc bia 1 Dựa vào kích thước các thiết bị có thể chọn nhà sản xuất chính có kích thước sau: + Chiều rộng: 30 (m) + Chiều dài: 36(m) + Diện tích: 1080(m2) Khu lên men ở khu lên men này chỉ bố trí các thùng lên men, có tất cả 24 thùng lên men, với đường kính mỗi thùng là 3,2(m). Vậy chọn kích thước khu đặt tank lên men là: + Chiều rộng: 24(m) + Chiều dài: 36 (m) + Diện tích: 864 (m2) Nhà hoàn thiện sản phẩm Nhà hoàn thiện sản phẩm bao gồm các bộ phận như sau: Dây chuyền chiết chai Dựa vào kích thước thiết bị đã tính và các tiêu chuẩn trong xây dựng công nghiệp em chọn nhà hoàn thiện sản phẩm có kích thước như sau: + Chiều rộng: 24(m) + Chiều dài: 36(m) + Diện tích: 864(m2) Kho chứa bia thành phẩm Lượng bia chai sản xuất trong một ngày là 177778 chai Mỗi két chứa được 24 chai nên số két là 7407 két. Thông thường 1m2 xếp được 6 két, két được xép thành 10 chồng. Vậy diện tích chứa bia chai là m2 Hệ số sử dụng kho là 70% và kho chứa lượng bia sản xuất trong 4 ngày. Vậy diện tích kho là: m2 Diện tích mở rộng chiếm 20% diện tích kho nên tổng diện tích kho chứa sản phẩm là: 617,14 x (1 + 0,2) = 805,37 (m2) Chọn kho chứa sản phẩm có kích thước như sau: Chiều dài: 36m Chiều rộng: 24m Diện tích: 864m2 Nhà để xe: Chọn nhà để xe có kích thước như sau: + Chiều rộng: 9 (m) + Chiều dài: 18 (m) + Diện tích: 162 (m2) Gara ôtô: Chọn diện tích Gara ôtô có kích thước sau: + Chiều rộng: 9 (m) + Chiều dài: 30 (m) + Diện tích: 270(m2) Nhà hành chính-phòng họp: Chọn nhà có kích thước như sau: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài:24m + Diện tích: 288m2 Hội trường: Chọn nhà c ó kích thước như sau: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài:24m + Diện tích: 288m2 Bếp-nhà ăn: Chọn nhà có kích thước như sau: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tích: 288m2 Nhà vệ sinh: Chọn nhà vệ sinh có kích thước như sau: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 9m + Diện tích: 54m2 Trạm biến áp: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 6m + Diện tích: 36m2 Phân xưởng cấp khí nén và thu hồi CO2: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 18m + Diện tích: 216m2 Xưởng cơ điện: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tích: 288m2 Khu chứa bã: + Chiều rộng: 9m + Chiều dài: 12m + Diện tích: 108m2 Khu xử lý nước sạch: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tích: 288m2 Khu xử lý nước thải: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tích: 288m2 Phân xưởng hơi: + Chiều rộng: 9m + Chiều dài: 18m + Diện tích: 162m2 Bãi than: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 9m + Diện tích: 54m2 Phòng bảo vệ: 2 phòng bảo vệ ở 2 cổng của nhà máy, mỗi phòng kích thước như sau: + Chiều rộng: 6m + Chiều dài: 6m + Diện tích: 2 x 36m2 Nhà giới thiệu sản phẩm: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 18m + Diện tích: 216m2 Bãi để vỏ chai: + Chiều rộng: 12m + Chiều dài: 24m + Diện tích: 288m2 Phòng KCS Chiều rộng: 12m Chiều dài: 12m Diện tích: 144 m2 Bảng tổng hợp các hạng mục công trình STT Tên hạng mục Kích thước(m) Diện tích(m2) 1 Phòng bảo vệ 2x(6 x 6) 72 2 Nhà để xe 9 x 18 162 3 Gara ôtô 9 x 30 270 4 Nhà hành chính-phòng họp 12 x 24 288 5 Nhà giới thiệu sản phẩm 12 x 18 216 6 Bếp-nhà ăn 12x 24 288 7 Kho nguyên liệu 24 x 30 720 8 Nhà sản xuất chính 30 x 36 1080 9 Khu lên men 18 x 36 648 10 Nhà hoàn thiện sản phẩm 24 x 36 864 11 Kho chứa thành phẩm 24 x 36 864 12 Bãi để vỏ chai 12x 24 288 13 Khu xử lý nước sạch 12 x 24 288 14 Khu lò hơi 9 x 18 162 15 Khu nén khí và thu hồi CO2 12 x 18 216 16 Khu chứa bã malt 9 x 12 108 17 Khu xử lý nước thải 12 x 24 288 18 Xưởng cơ điện 12 x 24 288 19 Bãi chứa than 6 x 9 54 20 Trạm biến áp 6 x 6 36 21 Nhà vệ sinh 6 x 9 54 22 Phòng KCS 12x12 144 23 Hội trường 12x24 288 Diện tích các hạng mục: 7686 m2 2.2. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy Khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy, em dựa trên cơ sở là đảm bảo sự thuận lợi trong quá trình sản xuất để đạt được hiệu quả cao nhất. Đồng thời đảm bảo vệ sinh công nghiệp theo đúng tiêu chuẩn công nghiệp, cũng như tạo được thẩm mỹ đẹp và hài hoà không những cho nhà máy mà còn cho cả khu công nghiệp. Hiện nay, tồn tại hai giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là: giải pháp phân vùng và giải pháp hợp khối. Do đặc thù của nhà máy, em chọn giải pháp phân vùng để thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. Giải pháp này có những ưu điểm sau: + Dễ dàng tạo thành các khu sản xuất độc lập. + Hạn chế sự ảnh hưởng vệ sinh công nghiệp. + Dễ dàng mở rộng nhà máy, khi cần tăng năng suất. + Thích hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam. + Dễ dàng quản lý theo khâu sản xuất. Theo giải pháp thiết kế này, em chia nhà máy thành 3 vùng như sau: Vùng trước nhà máy: Vùng này em bố trí các hạng mục sau: nhà hành chính-hội trường-phòng họp, phòng bảo vệ, gara ôtô, nhà ăn, nhà để xe, trạm y tế, nhà giới thiệu sản phẩm và sân thể thao. Các hạng mục này được bố trí dọc theo chiều dài nhà máy, đầu hướng gió, chiếm diện tích khoảng 7% tổng diện tích nhà máy. Vùng sản xuất: Bao gồm các hạng mục như: kho nguyên liệu, nhà sản xuất chính, khu lên men, nhà hoàn thiện sản phẩm và kho chứa thành phẩm. Các hạng mục bố trí ở giữa nhà máy, sau vùng trước nhà máy, cũng kéo dài dọc theo chiều dài nhà máy. Vùng sau nhà máy: Vùng này bố trí các hạng mục còn lại trong nhà máy bao gồm: kho chứa bock, trạm biến áp, khu nén khí và thu hồi CO2, xưởng cơ điện, nhà vệ sinh, khu chứa bã, khu xử lý nước sạch, khu xử lý nước thải và khu lò hơi. Được bố trí ở sau vùng sản xuất, cuối hướng gió. 2.3. Tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Hệ số xây dựng: Kxd Hệ số xây dựng được xác định như sau: Trong đó: A- tổng diện tích xây dựng của nhà máy (m2) B- tổng diện tích xây dựng của sân bãi sản xuất (m2) S- tổng diện tích của toàn nhà máy (m2) Từ tổng mặt bằng của nhà máy ta có: A = 7344(m2) B = 356 (m2) S = 22000 (m2) Vậy: Kxd = = 0,35 Hệ số sử dụng: Ksd Hệ số sử dụng được xác định như sau: Với C là d