Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MALT VÀNG ĐẠI MẠCH NĂNG SUẤT 60 TẤN NGUYÊN LIỆU/NGÀY SINH VIÊN THỰC HIỆN: HUỲNH THỊ TỐ UYÊN SỐ THẺ SINH VIÊN: 107140164 LỚP: 14H2B Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Số thẻ sinh viên: 107140164 Lớp: 14H2B Bản thuyết minh: - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật. Lập luận kinh tế kỹ thuật cho biết: thị trường tiêu thụ, hệ thống giao thông, vận tải, tình trạng địa hình, nguồn cung ứng nguyên – nhiên vật liệu, thời tiết địa phương… - Chương 2: Tổng quan. Giới thiệu, trình bày cấu tạo, thành phần của đại mạch và malt; các biến đổi của đại mạch trong sản xuất; tình hình sản xuất malt vàng trên thế giới và ở Việt Nam. - Chương 3: Quy trình công nghệ sản xuất. Trình bày sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất. - Chương 4: Tính cân bằng vật chất. Tính toán chu trình, thời gian làm việc của toàn nhà máy. Tính toán cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất malt vàng theo các thông số đã cho ban đầu. - Chương 5: Tính và chọn thiết bị. Tính toán và chọn thiết bị phù hợp, đảm bảo hiệu quả kinh tế, kỹ thuật. - Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước. Tính năng lượng sử dụng và nhiên liệu tiêu tốn của các thiết bị sử dụng hơi – nhiệt, tính nước cho sản xuất và sinh hoạt. - Chương 7: Tổ chức và xây dựng nhà máy. Tính tổ chức lao động và các công trình xây dựng đảm bảo kỹ thuật và kiến trúc có tính kinh tế cho phù hợp với vị trí địa lí. - Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm. - Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy. Bản vẽ (A0): - Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ. - Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính. - Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính. - Bản vẽ số 4: Bản vẽ sơ đồ hơi – nước. - Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Huỳnh Thị Tố Uyên Lớp: 14H2B Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107140164 Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày. 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Năng suất nhà máy: 60 tấn nguyên liệu/ngày. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Tóm tắt. - Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp. - Lời nói đầu và cảm ơn. - Lời cam đoan. - Mục lục. - Danh sách các bảng, hình vẽ. - Danh sách các kí hiệu. - Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật. - Chương 2: Tổng quan. - Chương 3: Quy trình công nghệ sản xuất. - Chương 4: Tính cân bằng vật chất. - Chương 5: Tính và chọn thiết bị. - Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước. - Chương 7: Tổ chức và xây dựng của nhà máy. - Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm. - Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy. - Kết luận. - Tài liệu tham khảo. 5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): - Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ số 4: Sơ đồ hơi – nước (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy (kích thước khổ giấy A0). 6. Họ tên người hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:23/01/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 24/05/2019 TRƯỞNG BỘ MÔN PGS.TS. Đặng Minh Nhật Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2019 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS. Bùi Viết Cường LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm cuối cùng của sinh viên trước khi rời khỏi trường Đại học. Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp mỗi sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến thức đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Chính vì vậy những kiến thức đã được tiếp thu trong suốt quá trình học tại trường Đại học Bách khoa là nền tảng vững chắc giúp tôi hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, và còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa và các thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Viết Cường, thầy là người đã chỉ bảo tận tình, cho tôi những kiến thức cũng như những kinh nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này. Qua đây tôi cũng gửi lời cảm ơn đến bạn bè và người thân đã luôn đồng hành và là chỗ dựa vững chắc giúp đỡ tôi trong mọi việc. Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý thầy cô, gia đình và bạn bè dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp của mình. Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện Huỳnh Thị Tố Uyên i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ của một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố. Các giấy tờ quy định của nhà trường đã được tôi chuẩn bị đầy đủ. Bố cục và trình bày bài thuyết minh, bản vẽ, các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng hướng dẫn của nhà trường. Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện Huỳnh Thị Tố Uyên ii MỤC LỤC Tóm tắt .......................................................................................................................... Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ............................................................................................. Lời nói đầu và cảm ơn ..................................................................................................i Cam đoan ....................................................................................................................ii Mục lục ..................................................................................................................... iii Danh mục các bảng, hình vẽ ...................................................................................... vii Danh sách các kí hiệu .................................................................................................. x Lời mở đầu .................................................................................................................. 1 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ....................................................... 2 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy .......................................................... 2 1.2. Cơ sở thiết kế ..................................................................................................... 2 1.2.1. Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng nhà máy ............................................ 2 1.2.2. 1.2.3. 1.2.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu ........................................................................... 3 Hợp tác hóa ..................................................................................................... 4 Nguồn cung cấp nhiên liệu .............................................................................. 4 1.2.5. 1.2.6. Nguồn cung cấp điện....................................................................................... 4 Nguồn cung cấp hơi ........................................................................................ 4 1.2.7. 1.2.8. 1.2.9. 1.2.10. Nguồn cung cấp nước ..................................................................................... 4 Vấn đề thoát nước ........................................................................................... 4 Nguồn nhân lực ............................................................................................... 4 Thiết bị trong nhà máy .................................................................................... 5 1.2.11. Hệ thống giao thông ........................................................................................ 5 1.2.12. Thị trường tiêu thụ .......................................................................................... 5 Chương 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 6 2.1. Nguyên liệu đại mạch ........................................................................................ 6 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. Nguồn gốc và phân loại................................................................................... 6 Cấu tạo hạt đại mạch ....................................................................................... 7 Thành phần hóa học của hạt đại mạch ............................................................. 8 Chỉ tiêu chất lượng của đại mạch dùng để sản xuất malt................................ 12 2.2. Chất hỗ trợ kỹ thuật........................................................................................ 13 2.2.1. Nước ............................................................................................................. 13 2.2.2. Chất sát trùng ................................................................................................ 14 2.3. Các giai đoạn chính trong quá trình sản xuất malt vàng đại mạch .............. 14 iii 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. Quá trình ngâm hạt........................................................................................ 14 Quá trình ươm mầm ...................................................................................... 18 Quá trình sấy malt ......................................................................................... 22 2.4. Malt thành phẩm ............................................................................................. 24 2.4.1. Giới thiệu về malt vàng đại mạch .................................................................. 24 2.4.2. Chỉ tiêu chất lượng của malt vàng đại mạch .................................................. 25 2.5. Tình hình sản xuất malt vàng trên thế giới và tại Việt Nam ......................... 26 2.5.1. 2.5.2. Tình hình sản xuất malt vàng trên thế giới..................................................... 26 Tình hình sản xuất malt vàng ở Việt Nam ..................................................... 27 Chương 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ............................................ 28 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất ............................................................... 28 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất ................................................... 29 3.2.1. Nguyên liệu đại mạch.................................................................................... 29 3.2.2. Làm sạch và phân loại ................................................................................... 29 3.2.3. Rửa, sát trùng và ngâm hạt ............................................................................ 30 3.2.4. Ươm mầm ..................................................................................................... 31 3.2.5. 3.2.6. 3.2.7. Sấy malt ........................................................................................................ 33 Tách mầm, rễ ................................................................................................ 34 Bảo quản ....................................................................................................... 35 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ........................................................... 37 4.1. Các thông số ban đầu ...................................................................................... 37 4.1.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ..................................................................... 37 4.1.2. Chọn các số liệu ban đầu của nguyên liệu ..................................................... 37 4.1.3. Chọn tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn ............................................. 38 4.2. Tính cân bằng vật chất .................................................................................... 38 4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho m (kg) nguyên liệu sản xuất trong một giờ ......... 38 4.2.2. Tính cân bằng vật chất theo kg/giờ ................................................................ 41 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................ 43 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. Silo chứa nguyên liệu đại mạch ...................................................................... 43 Thiết bị làm sạch và phân loại ........................................................................ 44 Bunke chứa nguyên liệu sau khi làm sạch và phân loại ................................ 44 Thiết bị rửa và ngâm đại mạch ....................................................................... 46 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. Thiết bị làm lạnh nước phục vụ cho quá trình ngâm .................................... 47 Thiết bị nén khí ............................................................................................... 48 Thiết bị ươm mầm ........................................................................................... 49 Thiết bị đảo malt ............................................................................................. 51 iv 5.9. Buồng xử lí không khí ..................................................................................... 52 5.10. Thiết bị sấy malt .............................................................................................. 52 5.11. Tính toán và chọn các thiết bị phụ trợ cho quá trình sấy .............................. 53 5.11.1. Tính toán và chọn calorife ............................................................................. 53 5.11.2. Tính toán và chọn lò hơi................................................................................ 58 5.11.3. Tính toán và chọn cyclon .............................................................................. 59 5.11.4. Tính toán và chọn quạt .................................................................................. 60 5.12. Thiết bị tách mầm, rễ ...................................................................................... 69 5.13. Thùng chứa mầm, rễ malt............................................................................... 70 5.14. Silo chứa malt .................................................................................................. 71 5.15. Thiết bị cân và đóng bao tự động ................................................................... 71 5.16. Tính và chọn gàu tải ........................................................................................ 72 5.16.1. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên silo chứa .................................................... 72 5.16.2. Gàu tải vận chuyển đại mạch lên thiết bị làm sạch và phân loại (G2) ............ 73 5.16.3. Gàu tải vận chuyển đại mạch đã làm sạch lên bunke chứa (G3)..................... 74 5.16.4. Gàu tải vận chuyển đại mạch từ bunke chứa lên thiết bị rửa và ngâm (G4).... 74 5.16.5. Gàu tải vận chuyển malt tươi lên thiết bị sấy (G5) ......................................... 74 5.16.6. Gàu tải vận chuyển malt khô lên máy tách mầm rễ (G6) ............................... 75 5.16.7. Gàu tải vận chuyển mầm, rễ tách ra lên thùng chứa (G7) .............................. 75 5.16.8. Gàu tải vận chuyển matl sau khi tách mầm, rễ lên silo chứa malt (G8) .......... 75 5.16.9. Gàu tải vận chuyển matl thành phẩm lên thiết bị cân đóng bao tự động (G9) 75 5.17. Tính và chọn vít tải.......................................................................................... 76 5.17.1. Vít tải vận chuyển đại mạch vào silo chứa (V1) ............................................ 76 5.17.2. Chọn các vít tải khác ..................................................................................... 77 5.18. Tính và chọn băng tải ...................................................................................... 77 5.18.1. Băng tải vận chuyển đại mạch từ thiết bị rửa, ngâm đến thiết bị ươm (BT1) . 77 5.18.2. Băng tải vận chuyển đại mạch từ BT1 để phân phối vào catset ươm (BT1a) . 78 5.18.3. Băng tải vận chuyển malt tươi ra khỏi catset ươm (BT2) ............................... 78 5.18.4. Băng tải vận chuyển malt tươi từ BT2 đến G5 (BT2a) .................................. 78 Chương 6: TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC ............................................................. 82 6.1. Tính nhiệt......................................................................................................... 82 6.1.1. Tính cân bằng nhiệt cho quá trình sấy lí thuyết.............................................. 82 6.1.2. Tính cân bằng nhiệt cho quá trình sấy thực tế ................................................ 86 6.1.3. Cân bằng nhiệt cho nhiên liệu đốt ................................................................. 88 6.2. Tính nước......................................................................................................... 89 6.2.1. Nước dùng cho sản xuất ................................................................................ 89 v 6.2.2. Nước dùng cho sinh hoạt............................................................................... 90 6.2.3. Tổng lượng nước dùng cho nhà máy trong một ngày ..................................... 91 Chương 7: TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG CỦA NHÀ MÁY .................................... 92 7.1. Tính tổ chức nhà máy...................................................................................... 92 7.1.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy ............................................................. 92 7.1.2. 7.1.3. Chức năng công việc ..................................................................................... 92 Tổ chức lao động của nhà máy ...................................................................... 93 7.2. Tính xây dựng.................................................................................................. 95 7.2.1. Kích thước các công trình ............................................................................. 95 7.2.2. Tính hệ số xây dựng .................................................................................... 100 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ...................................................................................................................... 101 8.1. Mục đích ........................................................................................................ 101 8.2. Kiểm tra sản xuất .......................................................................................... 101 8.2.1. Kiểm tra đại mạch ....................................................................................... 101 8.2.2. Kiểm tra các chỉ tiêu của nước .................................................................... 101 8.2.3. Kiểm tra quy trình sản xuất ......................................................................... 101 8.3. Đánh giá chất lượng của malt vàng .............................................................. 102 8.3.1. Chỉ tiêu cảm quan ....................................................................................... 102 8.3.2. Chỉ số cơ học .............................................................................................. 102 8.3.3. Chỉ số hóa học............................................................................................. 103 Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ........................... 106 9.1. An toàn lao động............................................................................................ 106 9.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn .............................................................. 106 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .................................................. 106 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động ............................................................. 106 9.2. Vệ sinh nhà máy ............................................................................................ 108 9.2.1. Vệ sinh cá nhân ........................................................................................... 108 9.2.2. 9.2.3. 9.2.4. 9.2.5. Vệ sinh nhà máy.......................................................................................... 108 Vệ sinh thiết bị ............................................................................................ 108 Xử lí nước thải ............................................................................................ 109 Xử lí nước ................................................................................................... 109 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 111 vi DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 2.1 Những thành phần chính của đại mạch (tính theo % chất khô) .................... 12 Bảng 2.2 Động thái hút nước của hạt có độ lớn khác nhau ......................................... 15 Bảng 2.3 Các phương pháp ngâm hạt ......................................................................... 16 Bảng 2.4 Các phương pháp ươm mầm ....................................................................... 21 Bảng 2.5 Các phương pháp sấy .................................................................................. 23 Bảng 2.6 Những thành phần chính của malt (tính theo % chất khô) ........................... 26 Bảng 4.1 Biểu đồ sản xuất của nhà máy ..................................................................... 37 Bảng 4.2 Mức tiêu hao và tổn thất qua các công đoạn ................................................ 38 Bảng 4.3 Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho lượng nguyên liệu tính theo giờ ......... 41 Bảng 4.4 Bảng tổng kết cho các chất hỗ trợ trong quá trình tính theo giờ................... 42 Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật của silo chứa SCE920/15T60 ......................................... 43 Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật thiết bị phân loại và làm sạch theo kích thước 5XZ – 5 của CTGRAIN ................................................................................................................. 44 Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của bunke chứa nguyên liệu sau làm sạch và phân loại .. 46 Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị rửa và ngâm đại mạch .................................. 47 Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh nước KLSW – 080D Kuenling ..... 48 Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của thiết bị nén khí AIR – ONE R7 ................................ 48 Bảng 5.7 Chiều dày các lớp hạt trong các ngăn ươm ................................................. 49 Bảng 5.8 Chiều dài của các ngăn ươm mầm............................................................... 50 Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật của thiết bị ươm mầm .................................................... 51 Bảng 5.10 Thông số kỹ thuật của thiết bị đảo malt có nhãn hiệu Alibaba ................... 51 Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật của buồng xử lí không khí ............................................ 52 Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị sấy malt E2 12C của hãng Zanin ............... 53 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật của nồi hơi WNS3........................................................ 58 Bảng 5.14: Thông số kỹ thuật của cyclon................................................................... 59 Bảng 5.15: Các trở lực của thiết bị sấy ....................................................................... 60 Bảng 5.16: Bảng tổng kết thông số của calorife ......................................................... 60 Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật của quạt ly tâm DWP – 3.1 9,25l.................................. 68 Bảng 5.18 Thông số kỹ thuật của quạt ly tâm DWP – 3.2 9,25l.................................. 69 Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật của thiết bị tách mầm rễ hiệu Xianye ........................... 69 Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật của thùng chứa mầm, rễ malt ....................................... 70 Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật của silo chứa malt SCE920/15T60 ............................... 71 Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật của hệ thống cân và đóng bao tự động ......................... 71 vii Bảng 5.23 Bảng tổng kết các thiết bị sử dụng trong nhà máy ..................................... 79 Bảng 5.24 Bảng tổng kết các thiết bị gàu tải trong phân xưởng sản xuất .................... 80 Bảng 5.25 Bảng tổng kết các vít tải sử dụng trong nhà máy ....................................... 80 Bảng 5.26 Bảng tổng kết các băng tải sử dụng trong nhà máy.................................... 81 Bảng 6.1 Bảng thành phần của nhiên liệu đốt ............................................................ 89 Bảng 6.2 Bảng thông số kỹ thuật của bơm ly tâm Pentax CM100-160 ....................... 91 Bảng 7.1 Bảng tổng kết số lao động gián tiếp ............................................................ 94 Bảng 7.2 Bảng tổng kết số lao động trực tiếp ............................................................. 94 Bảng 7.3: Bảng tổng hợp diện tích các phòng trong khu nhà hành chính .................... 96 Bảng 7.4 Bảng tổng kết tính xây dựng ....................................................................... 99 Hình 1.1 Sơ đồ quy hoạch khu công nghiệp Hòa Khánh ............................................. 3 Hình 2.1 Hình ảnh đại mạch đa hàng và đại mạch hai hàng ......................................... 6 Hình 2.2 Cấu tạo hạt đại mạch ..................................................................................... 7 Hình 2.3 Cấu tạo vỏ đại mạch ...................................................................................... 7 Hình 2.4 Malt vàng đại mạch ..................................................................................... 25 Hình 2.5 Diễn biến giá đại mạch giai đoạn 2008 ÷ 2018 và dự báo giai đoạn 2019 ÷ 2013........................................................................................................................... 27 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất ............................................................. 28 Hình 3.2 Cấu tạo máy phân loại bằng lưới sàng và không khí ................................... 29 Hình 3.3 Cấu tạo thiết bị rửa và ngâm hạt .................................................................. 31 Hình 3.4 Cấu tạo của buồng xử lí không khí .............................................................. 32 Hình 3.5 Cấu tạo của thiết bị ươm mầm trong ngăn có “luống di động” hệ Ostertag .. 33 Hình 3.6 Cấu tạo thiết bị sấy malt E2 12C của hãng Zanin......................................... 34 Hình 3.7 Cấu tạo thiết bị tách mầm rễ ........................................................................ 35 Hình 5.1 Cấu tạo silo chứa nguyên liệu SCE920/15T60 ............................................. 43 Hình 5.2 Thiết bị phân loại và làm sạch theo kích thước 5XZ – 5 của CTGRAIN ...... 44 Hình 5.3 Cấu tạo của bunke chứa nguyên liệu............................................................ 45 Hình 5.4 Thiết bị làm lạnh nước KLSW – 080D Kuenling ......................................... 48 Hình 5.5 Thiết bị nén khí AIR – ONE R7 .................................................................. 49 Hình 5.6 Thiết bị ươm mầm ....................................................................................... 51 Hình 5.7 Thiết bị đảo malt có nhãn hiệu Alibaba ....................................................... 52 Hình 5.8 Thiết bị sấy malt E2 12C của hãng Zanin .................................................... 53 Hình 5.9 Lò hơi WNS3 .............................................................................................. 58 Hình 5.10 Cấu tạo của cyclon .................................................................................... 59 Hình 5.11 Cấu tạo của khuỷu ..................................................................................... 66 Hình 5.12 Quạt ly tâm DWP – 3.1 9,25l .................................................................... 68 viii Hình 5.13 Thiết bị tách mầm rễ hiệu Xianye .............................................................. 70 Hình 5.14 Thùng chứa mầm, rễ.................................................................................. 70 Hình 5.15 Hệ thống cân và đóng bao tự động ............................................................ 72 Hình 6.1 Đồ thị I - X.................................................................................................. 83 Hình 7.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức nhà máy .................................................................. 92 ix DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU KÍ HIỆU: - t: nhiệt độ. - T: thời gian. - L: chiều dài. - W: chiều rộng. - H: chiều cao. - D: đường kính. x Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới, Việt Nam đang dần tự vươn lên và khẳng định mình, vì vậy đời sống vật chất và tinh thần của người dân không ngừng được nâng cao. Để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, các ngành công nghiệp nói chung và công nghiệp thực phẩm nói riêng đã nhanh chóng hoàn thiện và cho ra đời các loại sản phẩm mới phong phú, đa dạng về chủng loại, trong đó có bia – đồ uống được ưa chuộng hầu hết các nước trên thế giới, mà nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt. Malt là sản phẩm được chế biến từ các hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc... sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 ÷ 18% các chất phân tử dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là các hệ enzyme phong phú, chủ yếu là protease và amylase… Malt đại mạch không những là tác nhân đường hóa mà còn là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Ngoài ra malt còn được dùng để chế biến các loại thực phẩm có chất lượng cao như bột dinh dưỡng cho trẻ em, các loại đồ uống tổng hợp cho người già và phụ nữ có thai… Với mức độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa như hiện nay thì nhu cầu về bia ngày càng tăng lên nhanh chóng và yêu cầu trước mắt là phải chủ động được nguồn nguyên liệu trong nước. Vì thế sản xuất malt là một trong những hướng phát triển đầy tiềm năng của ngành công nghiệp nước ta và sẽ mang lại nguồn lợi vô cùng to lớn. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay với điều kiện nhiệt đới khắc nghiệt không phù hợp để trồng và phát triển đại mạch nên toàn bộ lượng malt cần cho quá trình sản xuất đều được nhập khẩu từ các nước châu Âu. Trước tình hình đó thì việc thiết kế và xây dựng nhà máy sản xuất malt là rất cần thiết, do đó tôi đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là “Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày”. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 1 Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy Trước sự phát triển của nền kinh tế như hiện nay thì đời sống con người ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thực phẩm là rất lớn và đa dạng. Vì vậy hàng loạt các nhà máy thực phẩm được mọc lên như nhà máy bánh kẹo, nhà máy bia, nhà máy nước giải khát… Trong đó nhà máy sản xuất bia ngày càng được mở rộng và tăng năng suất để phục vụ nhu cầu gia tăng của người tiêu dùng. Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt đại mạch nhưng với khí hậu nước ta thì không thích hợp cho việc trồng cây đại mạch, xứ sở của chúng là từ các nước Tây Âu. Chính vì vậy mà phải nhập malt từ nước ngoài về nên giá cả thị trường của sản phẩm cũng tăng lên. Mặt khác Việt Nam là thành viên của tổ chức WTO nên vấn đề về chất lượng và giá cả rất quan trọng vì phải chịu sự cạnh tranh rất lớn, gây khó khăn cho các nhà thực phẩm. Bởi vì lẽ đó nên để sản xuất ra các sản phẩm tốt và có giá thành hợp lí thì giải pháp tốt nhất là có nguồn cung cấp nguyên liệu chất lượng và rẻ tiền. Do đó, việc xây dựng nhà máy malt vàng là hết sức cần thiết, mang lại nhiều ý nghĩa kinh tế như: góp phần làm tăng ngân sách cho nhà nước, giải quyết công ăn việc làm cho người lao động nhằm giảm thiểu tệ nạn xã hội, chủ động hơn về nguồn nguyên liệu, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh cho các sản phẩm bia rượu nước ta… Sau khi nghiên cứu khả năng cung cấp nguồn nguyên liệu đại mạch và các yếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công, sự hoạt động, khả năng thu hồi vốn lãi, tôi quyết định chọn khu công nghiệp Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng để đặt nhà máy. 1.2. Cơ sở thiết kế 1.2.1. Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng nhà máy Đà Nẵng là một thành phố lớn của cả nước và là trung tâm kinh tế của miền Trung với nền kinh tế đang phát triển, thu hút nhiều sự đầu tư trong và ngoài nước. Đà Nẵng còn nằm trên trục đường chính của cửa ngõ hành lang Đông – Tây, có vị trí trọng yếu cả về kinh tế – xã hội và quốc phòng – an ninh; là đầu mối giao thông quan trọng về đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không. Hành lang Đông – Tây giúp đẩy mạnh hợp tác kinh tế, văn hóa, xã hội giữa các địa phương; giảm chi phí vận tải, giúp cho việc vận chuyển hàng hóa và hành khách đạt hiệu quả cao hơn; góp phần xóa đói, giảm nghèo [16]. Đà Nẵng với hướng gió chủ đạo là hướng Đông Nam, khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động. Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng chín đến tháng mười hai và mùa khô từ tháng một đến tháng tám, thỉnh thoảng có những Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 2 Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,8°C. Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%. Lượng mưa trung bình hàng năm là 2504,57 mm [17]. Nhà máy sẽ được xây dựng tại khu công nghiệp Hòa Khánh bởi vì những lí do sau: - Khu công nghiệp Hòa Khánh có diện tích 423,5 ha, nằm gần đường quốc lộ 1A, cách ga Đà Nẵng 9 km, sân bay 10 km, cảng Tiên Sa 20 km, cảng Sông Hàn 13 km, cảng biển Liên Chiểu 5 km [18]. - Trong khu công nghiệp tập trung nhiều nhà máy nên ta có thể tận dụng những điều kiện, cơ sở hạ tầng có sẵn, đồng thời liên kết với các doanh nghiệp trong khu công nghiệp về vấn đề xử lý nước thải, nguồn cung cấp nước… để giảm chi phí đầu tư. - Tại đây có nguồn lao động lớn. - Là trung tâm để cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy bia như: bia Lager, bia Larue, bia Huda, bia Dung Quất, bia Quy Nhơn… Hình 1.1 Sơ đồ quy hoạch khu công nghiệp Hòa Khánh [18] Vì vậy với điều kiện khí hậu và địa hình như thế, việc thiết kế và xây dựng nhà máy sản xuất malt ở đây là rất hợp lí. 1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu Đối với các nhà máy thực phẩm nói chung và sản xuất malt nói riêng thì vấn đề cung cấp nguyên liệu là rất quan trọng, do đó cần phải có nguồn nguyên liệu ổn định. Đại mạch là một loài cây không thích hợp với khí hậu nước ta, vì vậy nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sẽ được nhập từ Australia và các nước Tây Âu. Với hệ thống giao thông của thành phố và cảng, sân bay lớn thì việc nhập khẩu và vận chuyển nguyên liệu sẽ rất là thuận tiện và nhanh chóng. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 3 Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày 1.2.3. Hợp tác hóa Là khu công nghiệp với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hoá giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế như liên kết với nhà máy bao bì, nhựa... tạo sự phát triển bền vững. Trong khu công nghiệp Hòa Khánh còn có nhiều công ty đã được xây dựng và hoạt động, các công trình hạ tầng như hệ thống cấp điện, cấp nước, đường giao thông, thông tin liên lạc... đã được xây dựng, sẵn sàng phục vụ cho các dự án đầu tư. 1.2.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu là dầu Fuel oil (FO), xăng được cung cấp từ các công ty xăng dầu Petrolimex lớn tại địa phương để cung cấp cho lò hơi và vận hành ô tô. Nguồn gốc của các loại nhiên liệu này được lấy từ các mỏ dầu mỏ và được sản xuất tại nhà máy lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi), sau đó vận chuyển về các cửa hàng Petrolimex trên toàn quốc. 1.2.5. Nguồn cung cấp điện Trong nhà máy sử dụng điện để vận hành thiết bị, chiếu sáng, phục vụ cho sinh hoạt… Nguồn điện cung cấp cho nhà máy sẽ được lấy từ mạng lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp trong khu vực. Ngoài ra nhà máy còn lắp đặt máy phát điện dự phòng để phòng ngừa các tình huống khẩn cấp như mất điện hoặc các sự cố liên quan. 1.2.6. Nguồn cung cấp hơi Hơi được sử dụng để vận hành thiết bị. Do vậy nhà máy cần lắp đặt lò hơi với công suất hợp lí, phù hợp với năng suất. Nước dùng cho lò hơi phải đảm bảo chỉ tiêu hóa lí cần thiết để vừa kéo dài tuổi thọ của lò hơi vừa đảm bảo an toàn cho công nhân vận hành. Trước khi vào lò hơi thì nước cần được xử lí qua hệ thống riêng. 1.2.7. Nguồn cung cấp nước Nước đóng vai trò rất quan trọng, được dùng vào nhiều mục đích khác nhau, do đó nguồn nước được lấy từ nhà máy nước trong khu công nghiệp. Ngoài ra để đảm bảo cho việc sản xuất liên tục, nhà máy cần đào thêm giếng nhưng nước được xử lí trước khi vào sản xuất. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và từng công đoạn mà yêu cầu về chất lượng nước cũng khác nhau, vì vậy cần có khu vực xử lí nước trong nhà máy. 1.2.8. Vấn đề thoát nước Toàn bộ nước thải của nhà máy được cho qua hệ thống xử lí nước thải riêng rồi thoát cùng với hệ thống thoát nước thải của khu công nghiệp. 1.2.9. Nguồn nhân lực Đà Nẵng là thành phố lớn, trẻ và đầy năng động, là “thành phố đáng sống”. Nơi đây thu hút lượng lớn nguồn lao động trẻ từ các tỉnh. Ngoài ra còn có các trường Đại học, Cao đẳng trên địa bàn đào tạo hàng nghìn kỹ sư mỗi năm. Vì vậy, nguồn nhân lực Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 4 Thiết kế nhà máy sản xuất malt vàng đại mạch năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày cho nhà máy sẽ rất dồi dào, từ công nhân cho đến kỹ sư, đảm bảo cho nhà máy vận hành tốt, nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế. 1.2.10. Thiết bị trong nhà máy Thiết bị trong nhà máy được đặt hàng sản xuất từ các công ty cơ khí. Một số thiết bị công nghệ cao nhập từ nước ngoài về nhằm tối ưu hoá quy trình sản xuất. 1.2.11. Hệ thống giao thông Khu công nghiệp Hoà Khánh nằm gần quốc lộ 1A, hệ thống giao thông trong khu công nghiệp được xây dựng với chiều rộng làn đường 16,5 m, đảm bảo cho hai làn xe lưu thông, vận chuyển nguyên liệu và hàng hóa. Mặt khác khu công nghiệp cũng không xa so với cảng biển, sân bay, nhà ga... Vì vậy việc vận chuyển nguyên liệu, trang thiết bị của nhà máy cũng như tiêu thụ sản phẩm hết sức thuận lợi và nhanh chóng [18]. 1.2.12. Thị trường tiêu thụ Đà Nẵng đang ngày càng phát triển với đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, nhu cầu tiêu dùng ngày càng lớn, các cơ sở, chi nhánh sản xuất bia mọc lên nhiều. Đó là nguồn tiêu thụ đầu tiên của sản phẩm malt. Thị trường tiêu thụ còn lan rộng ra các tỉnh miền Trung, tương lai sẽ phát triển mạnh mẽ, dần dần được mở rộng ra ở các tỉnh phía Bắc và phía Nam. Bên cạnh đó, có thể xuất khẩu sang các các nước nằm trong khu vực Đông Nam Á như Indonesia, Malaysia, Lào, Campuchia… Kết luận: từ những tìm hiểu và phân tích trên đây, việc thiết kế và xây dựng một nhà máy sản xuất malt năng suất 60 tấn nguyên liệu/ngày tại khu công nghiệp Hòa Khánh là hoàn toàn hợp lí và kinh tế. Các điều kiện trên cho phép giảm bớt chi phí đầu tư, đảm bảo sự hoạt động liên tục; đồng thời, nó không những giải quyết việc làm cho người dân thành phố mà cả ở các tỉnh lân cận, tăng ngân sách của nhà nước, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, đưa thành phố Đà Nẵng đi lên một tầm cao mới. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Tố Uyên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Viết Cường 5