hướng dẫn thiết kế nhà máy bia

PHẦN VI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ VỀ XÂY DỰNG CỦA
NHÀ MÁY
6.1 Giới thiệu địa điểm xây dựng
Địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là , tọa lạc tại khu công nghiệp Từ Sơn
huyện Từ Sơn thuộc tỉnh Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh nằm trong vùng kinh tế trọng
điểm khu vực phía bắc, Khu công nghiệp chỉ cách thủ đô Hà Nội khoảng 30km, là
một trung tâm Kinh tế - Khoa học kỹ thuật – Văn hóa của cả nước.
- Điều kiện tự nhiên
Bắc Ninh là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng với dân số hơn một triệu
người. Tỉnh giáp với Thành phố Hà Nội, Thái Nguyên, Bắc Giang, Hải Dương, là
những tỉnh phát triển, hứa hẹn là thị trường tiêu thụ rộng lớn. Bắc Ninh có hệ thống
giao thông rất thuận lợi với quốc lộ 1, và mạng lưới các cơ sở hạ tầng đang được đầu
tư, hoàn thiện. Bắc Ninh cũng chỉ cách cảng Hải Phòng 85 km,cách sân bay nội bài
28km, thuận lợi cho việc nhập khẩu các nguyên liệu cho quá trình sản xuất, và xuất
khẩu. Khu đất có điều kiện khí hậu ổn định, ít gặp thiên tai đồng thời khu vực này
cũng có điều kiện địa chất ổn định
- Điều kiện kinh tế
Từ Sơn là thị xã cửa ngõ của tỉnh Bắc Ninh, là đô thị vệ tinh của Thủ đô Hà Nội
và là một trong hai trung tâm kinh tế tỉnh Bắc Ninh. Từ Sơn là một đô thị công
nghiệp với nhiều khu công nghiệp, nhiều làng nghề truyền thống nổi tiếng. Sự đầu
tư quy hoạch của tỉnh để sớm trở thành tỉnh công nhiệp hóa hứa hẹn điều kiện kinh
tế tốt.
- Điều kiện hạ tầng kỹ thuật
Nguồn điện sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực.
Nguồn nước: nước được lấy hệ thống nước của khu công nghiệp và từ hệ thống
giếng khoan. Trong nhà máy nước được dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý
nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu, nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà
máy Nước nấu bia cần đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia. Do
đó nước phải đi qua một hệ thống xử lý đúng kỹ thuật trước khi cấp cho sản xuất.
Bên cạnh đó xây dựng khu xử lý nước thải để xử lý nước thải của nhà máy tránh gây
ô nhiễm đến môi trường xung quanh. Nhà máy cũng đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu

hồi CO
2
và cấp khí nén phù hợp với công suất của nhà máy đủ để cấp lạnh cho hoạt
động sản xuất của nhà máy. Hệ thống lạnh có thể sử dụng tác nhân lạnh là NH
3
hay
Freon, chất tải lạnh sử dụng nước glycol hay nước muối. Ngoài ra còn có khu chứa
chất tẩy rửa,khử trùng như xút, HNO
3
…
Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy là cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích khác
nhau như nấu nguyên liệu, thanh trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu là dầu. Được
mua dễ dàng từ các đại lý xăng đầu.
- Điều kiện xã hội
Khu công nhiệp hoàn thiện từ khá lâu vì vậy các công trình công cộng đã được
đầu tư đầy đủ. Việc đi vào hoạt động của nhà máy sẽ đem đến công ăn việc làm cho
người lao đông và sẽ đóng góp một phần vào ngân sách của tỉnh.
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu công nhiệp
Địa điểm xây
dựng nhà máy
6.2Giới thiệu về công nghệ sản xuất
Các đặc điểm- tính chất công nghệ:
- Nhà máy bia yêu cầu thiết kế gọn gàn để có thể tiết kiệm đường ống chuyển
nguyên liệu, bán thành phẩm,nước lạnh, hơi nóng…
- Đồng thời nhà máy cũng cần tính tự động hóa cao, vệ sinh tốt. Vì vậy phải bối
trí thiết bị phải thuận lợi cho việc vệ sinh và có tính day chuyền.
- Nhà máy dùng nồi hơi để cấp nhiệt, cũng như rất nhiều công đoạn gia nhiệt vì
vậy cần đảm bảo thông thoáng đễ dàng thoát nhiệt.
- Vì nước là thành phần chủ yếu trong bia. Nhà máy sử dụng rất nhiều nước
trong sản suất cũng như vệ sinh vì vậy cần thiết kế nhà máy đễ dàng thoát

nước.
Sục khí
Không khí vô trùng
Tóm tắt dây chuyền công nghệ
Sơ đồ công nhệ
6.3. Tính toán các hạng mục công trình
6.3.1 Khu vực sản xuất.
6.3.1.1 Xưởng nấu
Các thiết bị trong xưởng nấu.
ST
T
Thiết bị Kích thước (mm)
Số
lượng
Ghi chú
1 Gầu tải L×B×H = 500×500×700 2
2 Máy sàng gạo L×B×H = 1000×600×1100 1
3 Máy sàng malt L×B×H = 1500×800×1100 1
4 Cân
LxBxH = 800x800x1000
2
5 Máy nghiền gạo L×B×H = 1000×500×1000 1
6 Máy nghiền malt L×B×H = 1500×1100×3500 1
7 Nồi hồ hóa D = 2600, H = 2350 1
8 Nồi đường hóa D = 3800, H = 3450 1
9 Thiết bị lọc D = 3800, H = 3250 1
10 Nồi nấu hoa D = 4000, H = 4300 1
11 Thiết bị lắng xoáy D = 3700 H = 3550 1
12 Thiết bị làm lạnh nhanh LxBxH = 2000x700x1600 1
13 Thùng nước nấu D = 3300, H = 5000 2

14
Hệ thống CIP D = 1600, H = 2800
3
Trong nhà sản xuất chính các thiết bị được sắp xếp theo dây chuyền sản xuất.
Dựa theo kích thước các thiết bị và yêu cầu thao tác vận hành chọn kích thước nhà
sản xuất chính:
Chiều dài: 30(m)
Chiều rộng: 24(m)
Chiều cao: 8(m)
Diện tích: S = 30 × 24 = 720 (m
2
).
.
6.3.1.2 Xưởng lên men
Các thiết bị trong xưởng lên men
STT Thiết bị Kích thước (mm) Số lượng
1 Tank lên men
D = 4000;
h1=330; h2 =380; H = 6700
36
2 Tank tàng trữ bia
D = 3400;
h1= 320; h2=320; H = 800
4
3 Máy lọc khung bản L= 3000; B = 1500 1
4 CIP
D = 2000;
h1=200; h2= 200; H = 3000
3
5 Thiết bị rửa men

D = 1800;
h1=140; h2= 140; H = 2130
1
6 Thiết bị nhân men cấp II
D = 2100mm;
h1=1650; h2=200; H = 2400
1
7 Thiết bị nhân men cấp I
D = 1100mm,
h1= 780; h2=90; H = 1150
1
Tổng số có 36 tank lên men, đường kính mỗi tank D = 4m .Được bố trí thành 6
hàng 6 cột
+ Các tank lên men được đặt ngoài trời trên các giàn đỡ bằng bê tông cốt thép.
Bước cột là 5m.
+ Kích thước khu tank lên men:
Chiều dài: 45(m)
Chiều rộng: 30(m)
Diện tích: S = 45 × 30 = 1350(m
2
).
Xưởng lên men sẽ được bối trí như sau:
2
Ø3400
Ø
3
4
0
0
Ø

3
4
0
0
Ø340
0
Ø
1
1
0
0
Ø
2
1
0
0
Ø
1
8
0
0
Ø2000
Ø2000Ø2000
Ø4000
2
2
2
4
4
4

3
5
6
7
1
8
C?t ch?ng gió
C?a
kéo
6.3.1.3 Xưởng thiện sản phẩm
Ở nhà hoàn thiện sản phẩm bố trí dây chuyền chiết chai và chiết bock, nên cần
nhiều diện tích cho lắp đặt dây chuyền và thao tác vận hành. Bố trí dây chuyền chiết
chai thành một vòng khép kín, còn các thiết bị rửa bock và chiết bock đặt ở một góc
của nhà hoàn thiện. Vị trí của các máy rửa chai, rửa két, rửa bock gần với bãi vỏ
chai; đầu ra của sản phẩm nằm ở phía gần với kho thành phẩm để thuận tiện trong
việc nhập và xuất hàng.
.Kích thước của nhà hoàn thiện:
Chiều dài:36(m)
Chiều rộng: 30(m)
Chiều cao: 8(m)
Diện tích: S = 36 × 30 = 1080(m
2
)
Xưởng lên hoàn thiện sẽ được bối trí như sau:
Két
vào
Bock
vào
Bock
ra

Bia chai dã
x?p két
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
9
9
6.3.2 Kho tàng
6.3.2.1 Kho chứa nguyên liệu
Nhà máy cần dự trữ nguyên liệu cho 1 tháng sản xuất tức là khoảng 25 ngày. Cho
vào các silo gạo và malt như đã tính toán:
Thiết kế nhà một tầng, một nhịp, kết cấu khung thép, tường xây bằng gạch, mái lợp
tôn.
Kích thước nhà:
Chiều dài: 36(m)
Chiều rộng: 24 (m)
Chiều cao: 6(m)
Diện tích: S = 36 *24= 864(m
2
)
6.3.2.2 Kho chứa thành phẩm
Do bia thành phẩm được xuất kho đưa ra thị trường ngay nên trong kho chỉ chứa số
lượng bock của 1 ngày sản xuất và số lượng két của 3 ngày sản xuất.

Số bock sử dụng là:2400 bock 50l/ngày
Tổng số bock chứa trong kho là 2400 bock. Trong kho bock xếp thành 3 lớp, mỗi
lớp 800 bock, chia thành 20 hàng, mỗi hàng khoảng 40 bock. Mỗi bock loại 50 lít có
đường kính 600mm. Nên diện tích khu vực xếp bock vào khoảng: 20 × 0,6(m) × 40
× 0,6(m) = 288(m
2
)
Số chai sử dụng là: 266667 chai 450ml/ngày
Chai được xếp vào két, mỗi két 20 chai.
Kích thước két: 0,4m × 0,3m × 0,25m.
Tổng số két sử dụng là: 13333 két/ngày.
Kho chứa lượng két trong 3 ngày, tổng số két chứa trong kho là: 40000 két.
Két được xếp chồng khoảng 16 lớp. Mỗi lớp 4000 két, chia 50 hàng, mỗi hàng
50két.
Diện tích khu vực xếp két vào khoảng: 50 × 0,4(m) × 50 × 0,3(m) = 300(m
2
)
Tổng diện tích khu vực xếp két và xếp bock là: 288 + 300 = 588 (m
2
)
Diện tích thao tác bằng 70% diện tích kho, tổng diện tích kho cần đạt khoảng:
588/0,70 = 840 (m
2
)
Chiều cao kho cần đạt 4,5m.
Thiết kế nhà một tầng, một nhịp, kết cấu khung thép, tường xây bằng gạch, mái lợp
tôn.
Kích thước nhà:
Chiều dài: 36(m)
Chiều rộng: 24(m)

Chiều cao: 5,4(m)
Diện tích: S = 36 × 24 = 864 (m
2
)
6.3.3 Các phân xưởng phụ trợ sản xuất
Các nhà phụ đều có thể sử dụng kết cấu khung zamil steel để giảm tải trọng nền
móng cũng như đảm bảo tính cơ động.
6.3.3.1 Trạm biến áp
Kích thước: dài 12m, rộng 6m.
Diện tích: S = 6 × 12 = 72(m
2
)
6.3.3.2 Xưởng cơ điện
Kích thước: dài 18m, rộng 12m.
Diện tích: S = 12 × 18 = 216(m
2
)
6.3.3.3 Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO
2
và cấp khí nén
Kích thước: dài 18m, rộng 12m.
Diện tích: S = 12 × 18 = 216(m
2
)
6.3.3.4 Phân xưởng hơi
Phân xưởng hơi bao gồm nhà đặt lò hơi và bãi than.
* Nhà nấu hơi:
Kích thước: dài 12m, rộng 9m.
Diện tích: S = 9 × 12 = 108(m
2

)
* Nhà nhiên liệu:
Kích thước: dài 9m, rộng 9m.
Diện tích: S = 9 × 9 = 81(m
2
)
6.3.3.5 Khu xử lý nước cấp
Bao gồm trạm bơm với các bể lọc, cột lọc bể chứa nước sạch và tháp lọc nước để
phục vụ cho toàn nhà máy.
Kích thước: dài 18m, rộng 12m.
Diện tích: S = 12 ×
18 = 216 (m
2
)
6.3.3.6 Khu xử lý nước thải
Kích thước: dài 24m, rộng 12m.
Diện tích: S = 12 × 24 = 288(m2)
6.3.3.7 Bãi vỏ chai
Kích thước: dài 24m, rộng 24m, diện tích S = 24 × 12 = 288(m2).
6.3.4 Các công trình khác
6.3.4.1 Nhà hành chính
Nhà hành chính được xây dựng gồm các phòng sau:
+ Phòng giám đốc : 18(m
2
)
+ Phòng phó giám đốc phụ trách kỹ thuật: 18(m
2
)
+ Phòng phó giám đốc phụ trách kinh doanh: 18(m
2

)
+ Phòng kế toán tài vụ (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m
2
)
+ Phòng kế hoạch (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m
2
)
+ Phòng công đoàn (3 người): 3 × 3,5 = 10,5(m
2
)
+ Phòng vật tư (2 người): 2 × 3,5 = 7(m
2
)
+ Phòng kỹ thuật và KCS (6 người): 6 × 9 = 54(m
2
)
+ Phòng họp 30(m
2
)
+ Hội trường 140 (m
2
)
+ Phòng khách 50(m
2
)
+ Các phòng còn lại: 100 (m
2
)
+ Nhà vệ sinh(2 phòng): 2 × 3 = 7(m
2

)
Tổng diện tích các phòng ban: 466,5(m
2
)
Ngoài ra còn có hành lang rộng 2m chạy dọc nhà.
Thiết kế nhà hành chính 1 tầng, mỗi tầng cao 3,5m. Kích thước nhà: dài 42m, rộng
12m, diện tích S = 12× 42 = 504(m
2
).
6.3.4.2 Nhà giới thiệu sản phẩm
Kích thước nhà: dài 15m, rộng 12m, diện tích nhà: S = 12
×
15 = 180(m
2
).
6.3.4.3 Nhà ăn, căng tin
Kích thước nhà: dài 16m, rộng 12m
Diện tích: S =18 × 12 = 216(m
2
).
6.3.4.3 Gara ô tô
Nhà máy có các ôtô sau:
+ Ôtô phục vụ việc giao dịch và đi lại của ban giám đốc 2 chiếc.
+ Ôtô chở sản phẩm và chở nguyên liệu 4 chiếc.
Kích thước gara: dài 24m, rộng 18m, diện tích S = 18 × 24 = 432(m
2
).
6.3.4.4 Nhà để xe của nhân viên
Kích thước nhà để xe: dài 12m, rộng 12m, diện tích S = 12 × 12 = 144(m2).
6.3.4.5 Phòng bảo vệ

Nhà máy có hai cổng vì vậy cần hai phòng bảo vệ. Kích thước: dài 6m, rộng 4m.
Diện tích mỗi nhà: S = 4 × 6 = 24(m2).
6.3.4.6 Nhà vệ sinh
Kích thước nhà: dài 6m, rộng 4m, diện tích S = 12 × 6 = 72(m2)
6.3.4.7 Thùng chứa bã malt
Hình vuông 8m × 8m,
diện tích S = 8 × 8 = 64(m2)
Bảng tổng hợp các công trình xây dựng
TT Tên công trình Số lượng Kích thước
(m × m)
Diện tích
(m
2
)
1 Nhà sản xuất chính 1 24 × 30 720
2 Khu lên men 1 45 × 30 1350
3 Nhà hoàn thiện 1 30 × 36 1080
4 Kho nguyên liệu 1 24 × 36 864
5 Kho thành phẩm 1 24 × 36 864
6 Bãi vỏ chai 1 24 × 12 288
7 Trạm điện 1 6 × 12 72
8 Xưởng cơ điện 1 12 × 18 216
9 Nhà lạnh, thu CO
2
1 12 × 18 216
10 Nhà nấu hơi 1 9 × 12 108
11 Nhà cấp nhiên liệu 1 9 × 9 81
12 Khu xử lý nước cấp 1 12 × 18 216
13 Khu xử lý nước thải 1 12 × 24 288
14 Nhà hành chính 1 12× 42 504

15 Nhà giới thiệu sản phẩm 1 12 × 15 180
16 Nhà ăn – căng tin 1 12× 18 216
17 Gara ô tô 1 18 ×24 432
18 Nhà để xe của nhân viên 1 12 × 12 144
19 Phòng bảo vệ 2 4 × 6 48
20 Nhà vệ sinh 1 6 × 12 72
21 Thùng chứa bã malt 1 8 × 8 64
Tổng diện tích xây dựng 8023
6.4 Bố trí các hạng mục công trình
Ở đây em lựa chọn bố trí mặt bằng nhà máy theo phương pháp phân vùng.
Khu vực sản xuất chính bố trí ở trung tâm nhà máy bao gồm nhà sản xuất
chính, khu tank lên men ngoài trời và nhà hoàn thiện. Kho nguyên liệu cũng được
đặt trong khu vực này để đảm bảo thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu sang
khu vực sản xuất.
Các phân xưởng phụ trợ bố trí ở khu vực bên cạnh khu vực sản xuất chính phía
trong nhà máy. Đặc biệt các phân xưởng sản xuất dễ cháy nổ, độc hại như lò hơi,
trạm xử lý nước thải bố trí ở góc trong cùng cuối hướng gió chủ đạo để đảm bảo an
toàn trong sản xuất.
Khu vực hành chính bố trí ở mặt tiền nhà máy, trồng nhiều cây xanh để tạo
không khí làm việc dễ chịu và cảnh quan đẹp. Trong đó nhà giới thiệu sản phẩm đặt
ở vị trí tiếp giáp với 2 trục giao bên ngoài nhà máy để thuận tiện cho việc bán và
giới thiệu sản phẩm.
Các nhà thuộc khu vực hành chính và khu vực sản xuất chính được thiết kế
quay chiều dài nhà theo hướng nam để đón gió mát chủ đạo. Xung quanh nhà máy
trồng nhiều cây xanh cách ly với bên ngoài đặc biệt là phía tiếp giáp với đường giao
thông bên ngoài nhà máy.
Trong nhà máy xây dựng hệ thống đường giao thông cách ly giữa các khu vực
sản xuất và đường giao thông giữa các phân xưởng trong khu vực sản xuất chính.
Đường giao thông chính được thiết kế chạy thành vòng trong nhà máy và thông với
2 cổng ra các trục giao thông phía ngoài nhà máy đảm bảo yêu cầu cứu hoả khi xảy

ra sự cố trong quá trình vận hành nhà máy.
Dưới đây là sơ đồ mặt bằng nhà máy:
97
8
10
11
3
4
5
6
12
13
14
15
16
17
18 19
20
1
2
1
21
6.5 Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng
Tổng diện tích chiếm đất xây dựng của các công trình: A = 7735(m
2
)
Diện tích kho và sân bãi lộ thiên: B = 288 (m
2
)
Diện tích chiếm đất của các công trình kỹ thuật: C = 3350(m

2
)
Tổng diện tích xây dựng: S
xd
= A + B = 8532 + 657 = 8023 (m
2
)
Tổng diện tích sử dụng: S
sd
= A + B + C = 7735 + 288 + 3350 = 11373(m
2
)
Tổng diện tích nhà máy: S = 150 × 110 = 16500(m
2
)
Hệ số xây dựng: K
xd
=
S
BA
+
× 100% = × 100% = 48,6%
Hệ số sử dụng: K
sd
=
S
CBA
++
× 100% = × 100% = 68,9%
Các hệ số xây dựng cho thấy thiết kế nhà máy là phù hợp với tiêu chuẩn của một

nhà máy công nghiệp sản xuất thực phẩm.