Đề tài Công ty cổ phần bia Hà Nội – Hải Dương

Mục lục Phần I: trình bày về công ty bia hải dương Giới thiệu tổng quan về công ty ……………………………….. Giới thiệu quy trình công nghệ ………………………………… Giới thiệu thiết bị ………………………………………………. Hệ thống nấu …………………………………………………… Hệ thống cấp nhiệt ……………………………………………… Hệ thống cấp lạnh ………………………………………………. Hệ thống lên men ………………………………………………. Hệ thống tích nhiệt ……………………………………………... Hệ thống vệ sinh, khử trùng ……………………………………. Nhận xét về mức độ hiệu quả sử dụng năng lượng trong nhà máy bia Phần Ii: trình bày về nhà máy bia heninger Giới thiệu tổng quan về nhà máy bia ………………………….. Giới thiệu thiết bị trong nhà máy bia ………………………….. Phần Iii: nhận xét đánh giá mức độ hiệu quả sử dụng năng lượng trong các nhà máy bia Phần i: CễNG TY CỔ PHẦN BIA HÀ NỘI – HẢI DƯƠNG 1.1 giới thiệu tổng quan về công ty cổ phần bia hà nội – hải dương Năm 1974 ba nước: Liên Xô, Rumani, Bungari tài trợ để thành lập công ty chuyên sản xuất lương thực và thực phẩm, trong đó Liên Xô tài trợ 2 dây truyền sản xuất mì sợi, Rumani tài trợ 1 dây truyền sản xuất bánh bích quy, Bungari tài trợ 1 dây truyền để sản xuất bột mì. Nhưng sau chiến tranh năm 1975 thì nguồn viện trợ của các nước cho Việt Nam giảm, do đó công ty chuyển sang chế biến thực phẩm: Bánh kẹo, hoa quả, nông sản, bánh đậu xanh, pha chế rượu, nước chấm …Nhưng tất cả các mặt hàng này đều có chất lượng không cao và không được người tiêu dùng chấp nhận. Năm 1989 bắt đầu chuyển sang sản xuất bia với sản lượng thấp 300.000 lít/năm. Năm 1990 thông qua dự án xây dựng nhà máy 1.000.000 lít/năm. Năm 1991 hoàn thành dự án trên. Năm 1992 mở rộng nhà máy lên 2.000.000 lít/năm. Năm 1994 mở rộng nhà máy lên 5.000.000 lít/năm. Năm 1997 mở rộng nhà máy lên 10.000.000 lít/năm. Năm 2000 mở rộng nhà máy lên 20.000.000 lít/năm. Tổng diện tích mặt bằng của nhà máy là 18.000 m2. Cho đến thời điểm này toàn bộ hệ thống nấu được tự động hoá hoàn toàn, các chế độ vận hành đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Năm 2003 công ty được chuyển thành công ty cổ phần thuộc tổng công ty bia Hà Nội. Hiện công ty có khoảng 250 cán bộ công nhân viên, mức thu nhập bình quân đầu người là 1 triệu đồng/ người. Sản lượng của công ty không ngừng tăng theo từng năm, cụ thể là năm 2003 sản lượng của công ty đạt 18.000.000 lít/năm, sang năm 2004 sản lượng đạt 21.000.000 lít/năm, do đó doanh thu của công ty không ngừng tăng lên: Năm 2004 tổng doanh thu 60 tỷ, nộp ngân sách cho nhà nước 19 tỷ. Công ty là một trong hai đơn vị nộp ngân sách lớn nhất của tỉnh Hải Dương, chỉ đứng sau công ty LILAMA. Trong năm tới công ty có dự án đầu tư hơn 100 tỷ đồng cho công nghệ triết chai tự động, vì vậy chất lượng bia của công ty ngày càng được đảm bảo hơn. giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất bia. Bia được sản xuất từ nguyên liệu chính là: Malt, gạo, nước và các nguyên liệu phụ như hoa houplon, men giống. Ngoài ra còn sử dụng một số nguyên liệu thêm vào để thay thế malt như: mì, ngô … Sản xuất bia được tiến hành qua nhiều quy trình công nghệ (hình 1.1). Malt là một loại đại mạch được cho nẩy mầm sau thu hoạch, trong malt có chứa nhiều các emzim có tác dụng chuyển tinh bột thành đường. Khi dung malt để sản xuất bia người ta nghiền malt thành bột sau đó hoà trộn với nước theo tỷ lệ nhất định và ngâm ủ theo yêu cầu của công nghệ sản xuất. Malt nhập từ Đan Mạch, mỗi lần nhập với số lượng lớn, vì vậy để bảo quản lâu dài người ta sấy khô malt có độ ẩm khoảng 5%. Gạo nghiền thành bột được chuyển đến nồi hồ hoá. Tại đây bột được hoà trộn với nước và ngâm ủ trong nồi. Sau đó được cấp nhiệt giữ cho nồi hồ hoá ở 850C để phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện biến chúng thành trạng thái hoà tan trong dung dịch. Kết thúc quá trình hồ hoá, cháo được bơm sang hoà trộn với malt. Tại nồi đường hoá, malt được trộn đều với cháo sau đó được ủ và gia nhiệt, mục đích để chuyển các chất không hoà tan trong malt và những chất hoà tan trong tinh bột thành đường và các axit amin. Sau đó dịch được bơm đi lọc thô tại nồi lọc. Mục đích của quá trình lọc bã là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn – phế liệu sẽ được loại bỏ ra ngoài. Trong quá trình này, nước được thêm vào có tác dụng rửa bã, đồng thời để bù lại tổn thất do bay hơi trong khi nấu. Quá trình lọc hoàn thành, dịch được chuyển sang nồi houplon. Houplon hoá được thực hiện ở nhiệt độ 1000C trong thời gian 80 phút. Mục đích của quá trình houplon hoá là làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, đồng thời làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, giúp cho bia có thành phần ổn định hơn. Dịch đã houplon hoá được chuyển sang thùng lắng xoáy để tách những cặn tinh còn trong dịch. Bao gồm cặn bã hoa, rỉ đường cao phân tử, cặn sót từ quá trình lọc bã. Để có thể lắng được các cặn bã người ta dùng bơm để tạo ra dòng xoáy ở giữa nồi, bã và dịch sẽ được tách ra, dịch được bơm sang thiết bị lạnh nhanh. Dịch hèm sau khi lọc tinh được chuyển sang bộ phận làm lạnh nhanh. Việc làm lạnh nhanh dịch có ý nghĩa rất quan trọng, thời gian làm lạnh dịch càng nhanh thì càng giảm được sự xâm nhập của vi khuẩn vào trong dịch, chất lượng bia càng đảm bảo. Sau đó dịch được nạp khí sạch (nhằm cung cấp ôxy cho quá trình lên men) và men giống rồi cho vào tank lên men. Quá trình lên men chính, phụ sẽ diễn ra tại tank lên men. Thời gian lên men chính kéo dài bẩy ngày ở nhiệt độ 16oC. Sau đó hạ nhiệt độ của dịch xuống 4oC và rút bã men. Giữ nguyên nhiệt độ này khoảng một ngày, trong hai 24 giờ tiếp phải hạ nhiệt độ dịch từ 4oC xuống –1oC và giữ khoảng hai ngày. Trong thời gian đó quá trình lên men phụ sẽ diễn ra. Kết thúc hai quá trình trên, dịch có mùi thơm và vị đặc trưng, dịch này được gọi là bia bán thành phẩm. Tiếp đó tiến hành lọc, kiểm tra lượng CO2 trong bia có nằm trong khoảng 0,3 á 0,35 g/l hay không, nếu không thì sục thêm CO2 rồi đưa đi bảo quản tại tank thành phẩm để bia ổn định. Lượng CO2 có trong bia làm giảm nhanh cơn khát, giúp tạo bọt, và giúp tiêu hoá tốt. Bia đã ổn định (bia thành phẩm) một phần được đem đi chiết chai, đóng nắp, đưa sang thanh trùng, dãn nhãn, nhập kho để tiêu thụ, phần còn lại không đóng chai mà đem đi tiêu thụ ngay. Quy trình công nghệ sản xuất bia được trình bày trong hình H 1.1. Malt Bột gạo Xay Nước Ngâm, hồ hoá Đường hoá Bã chăn nuôi Lọc Houplon hoá Hoa Bã thải Lắng xoáy Nhân giống Men giống Không khí vô trùng Nấm men Làm lạnh Lên men chính Rút men CO2 Xử lý Men sệt Thu hồi Lên men phụ Lọc bia Xử lý Bã chăn nuôi Nạp chai Tàng trữ Chai Tích trữ CO2 Bia tươi Rửa khử trùng Chiết chai Kiểm tra Chiết thùng Thanh trùng Xuất xưởng Xếp nhãn, xếp thùng Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia 1.3 Thiết bị trong phân xưởng sản xuất. Nhà máy bia có các thiết bị chính sau: Hệ thống nấu, cấp nhiệt, cấp lạnh, lên men, bảo quản, vệ sinh, thanh trùng thiết bị (CIP), thu hồi CO2, chứa nguyên liệu, cấp nước sản xuất, xử lý nước, đóng chai … 1.3.1 hệ thống nấu. Hệ thống nấu có các thiết bị chính sau: Nồi hồ hoá, nồi đường hoá, nồi lọc, nồi houplon, thùng lắng xoáy và các thiết bị phụ như: Động cơ điện, hộp giảm tốc để quay cánh khuấy, bơm bã, bơm dịch, các loại van điều chỉnh cấp hơi … Nồi hồ hoá: 2 nồi, được thiết kế cho mỗi mẻ nấu là 16.500 l/ mẻ, nồi được làm bằng inox, có lớp cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, có cánh khuấy ở đáy nồi đảm bảo không bị bón cục khi pha trộn với nước, tạo ra độ đồng đều trong khi hồ hoá gạo. Bộ phận gia nhiệt bằng hơi được đặt ở đáy nồi để duy trì nhiệt độ của nồi ở 85oC, nồi được làm việc ở chế độ không có áp lực thông qua ống thoát hơi nối từ nắp nồi ra ngoài môi trường, việc tẩy rửa nồi được thực hiện bằng quả cầu nhỏ gắn ở trên nắp bên trong nồi. Nồi đường hoá: 2 nồi, thực hiện quá trình ngâm ủ malt và dịch cháo, hỗn hợp này sẽ thuỷ phân dịch thành đường maltoza và các dextrin. Sau đó tạo ra một lượng đường glucoza. Nồi được làm bằng inox, có lớp cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, có cánh khuấy ở đáy nồi đảm bảo không bị bón cục khi pha trộn với nước, tạo ra độ đồng đều trong khi hồ hoá gạo. Bộ phận gia nhiệt bằng hơi được đặt ở đáy nồi để duy trì nhiệt độ của nồi ở 52 á 75oC, nồi được làm việc ở chế độ không có áp lực thông qua ống thoát hơi nối từ nắp nồi ra ngoài môi trường, việc tẩy rửa nồi được thực hiện bằng quả cầu nhỏ gắn ở trên nắp bên trong nồi. Nồi lọc bã: Nồi có nhiệm vụ lọc thô dịch đường, nhằm loại bỏ bã nguyên liệu và tạo cho dịch đường có được độ trong theo yêu cầu công nghệ trước khi chuyển sang thực hiện quá trình houplon hoá. Nồi được làm bằng vật liệu inox, và được bọc cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh. Nồi houplon: Nồi có nhiệm vụ gia nhiệt cho dịch đến nhiệt độ sôi, đây là quá trình houplon hóa dịch đường sau khi được hoà trộn hoa houplon. Nồi được làm bằng vật liệu inox, được bọc cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, nồi được duy trì ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 80 phút bằng hơi nước cấp từ lò hơi. Hơi sinh ra trong nồi được thải ra môi trường qua ống thoát hơi đặt trên nắp nồi. 1.3.2 Hệ thống cấp nhiệt. Để thực hiện quá trình nấu nguyên liệu, thanh trùng thiết bị và hệ thống cung cấp nước nóng cần phải có hệ thống cung cấp nhiệt. Nhiệt cấp cho các thiết bị được sản xuất từ lò hơi. Nhiên liệu cấp cho lò hơi là than. Hơi được cấp từ 3 lò hơi: Công suất định mức của mỗi lò 1tấn hơi/ h. áp suất hơi: 8 KG/cm2. Nhiệt độ hơi: 175oC. Toàn bộ đường ống dẫn hơi trong nhà máy được bọc cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh. 1.3.3 Hệ thống cấp lạnh. Quá trình lên men, hạ nhiệt độ của dịch và bảo quản bia thành phẩm được thực hiện ở nhiệt độ thấp, do đó trong nhà máy bia cần có hệ thống cấp lạnh. Hệ thống cấp lạnh bao gồm: Máy nén lạnh, giàn ngưng tụ, bình bay hơi, và các thiết bị phụ như: các loại van chặn, bơm, các thiết bị điều khiển và đo lường, tháp giải nhiệt…Để thực hiện quá trình làm lạnh trong các tank lên men người ta dùng glycol. Máy nén: 5 cái Trong đó 4 chiếc máy MYCOM cũ: N4WA Công suất lạnh 40 KW Hiệu điện thế: 380 V Dòng định mức: 244 A 1 chiếc máy nén MYCOM mới: N8WB Công suất lạnh: 80 KW Hiệu điện thế: 380 V Dòng định mức: 244 A Cả 5 máy đều có đường xả an toàn khi áp suất đầu hút lên quá cao. Giàn ngưng tụ: Ba giàn ngưng tụ kiểu tưới trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên, môi chất NH3 đi trong ống, nước được bơm lên chảy bên ngoài ống làm mát môi chất. Nhiệt mà môi chất truyền cho nước không được sử dụng hữu ích mà thải bỏ ra môi trường qua 2 tháp làm mát nước. Một giàn ngưng tụ kiểu tưới trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, giàn này mới được nắp đặt vào năm 2000, môi chất đi trong ống từ trên xuống, nước làm mát phun bên ngoài ống. Lượng nước bốc hơi ở các giàn này lớn, vì vậy người ta đã bố trí bơm cấp nước bổ xung vào các bể chứa nước. Bình bay hơi: hai bình cũ thiết kế ở giai đoạn 1, một bình bay hơi thiết kế ở giai đoạn 2, cả ba bình này đều có nguyên lý trao đổi nhiệt giống nhau: đó là chất tải lạnh glycol đi trong ống, môi chất ở ngoài ống nhận nhiệt và bay hơi. Thiết bị lạnh nhanh dịch: Nhà sản xuất: ALFA LAVAL. Loại: M10 – MFG Nhiệt độ làm việc: 80oC áp suất làm việc: 5 bar Thiết bị lạnh nhanh nước: Nhà sản xuất: ALFA LAVAL Loại: M6 – FG Nhiệt độ làm việc: -5oC/4oC áp suất làm việc: 5 bar Thiết bị lạnh nhanh là một thiết bị rất quan trọng để nâng cao chất lượng bia. 1.3.4 Hệ thống lên men. Đây là hệ thống quan trọng trong quá trình sản bia và cũng là một trong những hệ thống quyết định chất lượng bia. Có 60 tank lên men cũ: mỗi tank có thể tích 12 m3. Có 8 tank lên men mới: mỗi tank có thể tích 97 m3. Tank lên men được bọc cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, chất tải lạnh glycol được dẫn trong áo lạnh. Lượng CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi để tái sử dụng hoặc bán. 1.3.5 Hệ thống tích nhiệt. Để duy trì hoạt động của nhà máy trong khi các thiết bị cung cấp lạnh trực tiếp dừng hoạt động và giảm phụ tải của máy nén lạnh, cần có hệ thống tích nhiệt. Hệ thống tích nhiệt trong nhà máy bia gồm: Bình chứa chất tải lạnh, bình chứa nước nóng, nước lạnh. Nước ở nhiệt độ môi trường được đem đi làm lạnh nhanh đến 20C sau đó đem đi làm lạnh nhanh dịch, nước sau khi làm lạnh có nhiệt độ lên đến 80oC được chứa trong bình, lượng nước này dùng để tẩy rửa thiết bị, dùng để nấu… 1.3.6 Hệ thống vệ sinh, thanh trùng thiết bị. Hệ thống vệ sinh và thanh trùng thiết bị có nhiệm vụ làm sạch và khử trùng các thiết bị để đảm bảo vệ sinh an toàn trong quá trình sản xuất. Hệ thống vệ sinh thiết bị thường có: bình chứa dung dịch xút loãng, bình axít loãng, bình chứa nước nóng. Phần i: nhà máy bia heninger 2.1 giới thiệu tổng quan về nhà máy. Nhà máy được thành lập ngày 1/5/1995 với tên gọi nhà máy bia heninger, là một chi nhánh của tổng công ty rượu đồng xuân. Nhà máy bia heninger ban đầu thiết kế với công suất 5 triệu lít/ năm, do nhu cầu của thị trường ngày càng tăng, chất lượng bia của nhà máy được thị trường chấp nhận, năm 2000 mở rộng công suất lên 10 triệu lít/ năm. Với doanh số bán ra luôn không đáp ứng đủ nhu cầu thị trường và cũng để tạo công ăn việc làm cho công nhân, năm 2003 nhà máy mở rộng công suất lên 23 triệu lít/ năm. Toàn bộ dây truyền sản xuất của nhà máy đều có các thiết bị điều chỉnh tự động. Hiện tại nhà máy có hơn 225 lao động mức lương bình quân 1 triệu đồng/tháng. Đời sống của cán bộ công nhân viên ngày càng được nâng cao. Công suất nhà máy năm 2004 là 23 triệu lít/ năm, doanh thu của nhà máy đạt trên 150 tỷ, nộp ngân sách nhà nước 50 tỷ đồng. Hiện tại ngoài việc sản xuất bia nhãn hiệu heninger nhà máy còn nhận gia công cho công ty bia sài gòn với số lượng lớn. 2.2 Thiết bị trong nhà máy. 2.2.1 hệ thống nấu. Hệ thống mới chỉ sản xuất bia heninger với 100% malt, mỗi mẻ nấu sản xuất được 75.000 lít bia. Hệ thống cũ chỉ sản xuất bia sài gòn, mỗi mẻ nấu sản xuất 21.000 lít bia. Hệ thống nấu được cấp nhiệt từ hơi của lò hơi, thiết bị điều chỉnh sẽ tự động cấp hơi khi nhiệt độ của nồi giảm. Lượng hơi thoát ra từ nồi hồ hoá, đường hoá, houplon hoá được thải trực tiếp ra ngoài trời qua ống thoát hơi gắn ở nắp nồi. 2.2.2 hệ thống cấp nhiệt. Nhiệt sử dụng trong nhà máy dùng để nấu, thanh trùng thiết bị, nhiệt này lấy từ hơi do lò hơi sản xuất. Hơi được cấp từ 2 lò hơi UNICO của Đức: Công suất mỗi lò 2 tấn/h. áp suất vận hành: 10 bar. Nhiên liệu: dầu DO và FO. Lượng nhiên liệu sử dụng năm 2004: Dầu FO là 818.242 KG. Dầu DO là 9.070 KG. Số KW điện tiêu thụ năm 2002: 8128 KW 2.2.3 hệ thống cấp lạnh. Máy nén: 3 máy MYCOM: N8WB. Bình chứa cao áp: 1 bình. Bình bay hơi: 1 bình. Giàn ngưng tụ: 2 giàn, kiểu trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức. Hai thùng chứa glycol nóng và lạnh. Thiết bị lạnh nhanh dịch trong dây truyền cũ: Dịch được làm lạnh bởi nước trước và sau đó đến glycol. Bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị: 18,9 m2. Công suất định mức: 7140 kg/h. Loại: H17 – 1996. Nhiệt độ làm việc: 120/-100C. Thiết bị lạnh nhanh dịch trong dây truyền mới: Nhà sản xuất: API. áp suất làm việc: 0 .. 10 bar. Nhiệt độ làm việc: 0 .. 1000C. Diện tích bề mặt: 26 m2. 2.2.3 hệ thống lên men. Hệ thống lên men được duy trì ở nhiệt độ thấp nhờ glycol cấp từ bình chứa. Hệ lên men gồm có: 34 tăng cũ, 24 m3/tăng. 8 tăng mới, 90 m3/tăng. 2 tăng thành phẩm lớn, 18 m3/tăng. 2 tăng thành phẩm nhỏ, 12 m3/tăng. Lượng CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi để bán hoặc bổ xung trở lại cho bia khi hàm lượng CO2 trong bia chưa đủ. 2.2.4 hệ thống tích nhiệt. Gồm có: bình chứa glycol, chứa nước nóng, nước lạnh. Nước nóng dùng để tẩy rửa thiết bị, cấp cho nồi nấu, chiết chai, nguồn nước nóng này rất quan trọng vì trong nhà máy nhu cầu về nước nóng là rất lớn. Phần iii: nhận xét về mức độ hiệu quả sử dụng năng lượng. Đối với các nhà máy sản xuất bia, năng lượng được tiêu thụ ở rất nhiều khâu và ở các công đoạn khác nhau. Năng lượng được sử dụng chủ yếu là hai loại: năng lượng nhiệt và điện. Do yêu cầu chủ yếu đi sâu vào tìm kiếm giải pháp tiết kiệm năng lượng nhiệt nên ở đây chỉ xét và trình bày việc sử dụng năng lượng nhiệt như thế nào cho hiệu quả. Qua đánh giá tổng quan toàn bộ hai nhà máy sản xuất bia ta nhận thấy: Năng lượng nhiệt tổn thất chủ yếu do ba nguyên nhân: Thứ nhất: nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che của hệ nấu cũng như hệ lên men, nhưng do các thiết bị được bọc cách nhiệt khá tốt lên lượng nhiệt tổn thất này chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ. Hơn nữa ta có thể giảm tổn thất bằng cách tăng chiều dày cách nhiệt của thiết bị. Thứ hai: Lượng nhiệt tổn thất do sự bay hơi trong quá trình nấu của các nồi: hồ hoá, đường hoá,houplon hoá. Trong đó lượng hơi thoát ra trong nồi houplon hoá là lớn nhất vì nhiệt độ của nồi houplon hoá là cao nhất (100oC) và thời gian cấp nhiệt dài nhất (80 phút), dựa vào lượng nước tiêu hao trong nồi và tổng lượng nhiệt cấp cho hệ nấu ta tính được lượng nhiệt tổn thất do hơi mang đi chiếm khoảng 35% tổng nhiệt cấp cho hệ nấu. Hiện nay tại nhà máy toàn bộ lượng nhiệt này được thải trực tiếp vào môi trường. Vì vậy để tận dụng được lượng nhiệt tổn thất này ta phải thu hồi hơi thoát, sau đó có thể sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho nước nóng dùng vào việc vệ sinh, chiết chai bởi vì nhu cầu nước nóng tại nhà máy là rất lớn; hoặc giải pháp thứ hai là tái sử dụng hơi thoát này trong hệ nấu. Thứ ba: Một lượng nhiệt rất lớn được thải ra ở giàn ngưng, lượng nhiệt này chính bằng năng suất lạnh và công của máy nén, lượng nhiệt này đang được thải trực tiếp ra môi trường, đây là một sự lãng phí rất lớn. Biện pháp khắc phục đó là sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt để lấy nhiệt từ môi chất sau khi nén để nâng nhiệt độ của nước lên cao, sau đó dùng nước này để nấu, vệ sinh, chiết chai…