Thiết kế nhà máy bia 50 triệu lít - Tính toàn CIP và vệ sinh an toàn

25 tháng 11 2019

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN CIP VÀ VỆ SINH AN TOÀN

7.1. Hệ thống CIP trong phân xưởng nấu

7.1.1. Tính toán CIP

Hệ thống CIP của phân xưởng nấu gồm 4 thùng như sau:

  • Thùng NaOH 2%: 1 thùng
  • Thùng HNO3 0,1N: 1 thùng
  • Thùng nước nóng: 1 thùng
  • Thùng nước lạnh: 1 thùng

Mỗi mẻ nấu, lượng nước rửa CIP thường bằng 6% thể tích thùng. Chọn thiết bị nấu hoa làm chuẩn vì nó có thể tích lớn nhất (59,76 m3).

Mỗi lần ta phải vệ sinh cho 5 thiết bị mà thùng CIP có hệ số chứa đầy là 85%. Vậy thể tích thực của hệ thống CIP là: VCIP = (59,76 x 5 x 0,06)/ 0,85 = 21,1 (m3)

Vậy thể tích mỗi thùng là: 21,1 / 4 = 5,3 m3

Chọn thùng CIP thân hình trụ, đáy và nắp có hình chỏm cầu, làm bằng thép không gỉ với các thông số sau:

  • đường kính phần trụ
  • chiều cao phần trụ

h1: chiều cao phần đáy

h2: chiều cao phần đỉnh

Chọn H = 2D; h1 = 0,2D; h2 = 0,15D.

Chọn D = 1,5 (m) = 1500 (mm)

Vậy H = 1,5 x 2 = 3 (m) = 3000 (mm)

h1 = 1,5 x 0,2 = 0,3 (m) = 300 (mm)

h2 = 1,5 x 0,15 = 0,225 (m) = 225 (mm)

Chiều cao toàn bộ của thiết bị là: Ht = H + h1 + h2 = 3000 + 300 + 225 = 3525 (mm)

Chọn khoảng cách từ nền nhà đến đáy thiết bị là 1 (m)

Chiều cao tổng thể của thiết bị là: 3,525 + 1 = 4,525 (m)

Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm). Vậy đường kính ngoài của thiét bị nấu hoa là: 1500 + (50 x 2) = 1600 (mm) = 1,6 (m)

Vậy ta chọn thùng CIP với các thông số kỹ thuật sau:

7.1.2. Bơm CIP

Lượng CIP cần bơm vào nồi trong một mẻ là: 59,76 x 0,06 = 3,58 (m3)

Thời gian sử dụng bơm là 10 phút.

Hệ số sử dụng bơm là 80%. Vậy năng suất thực của máy là:

N = (3,58 x 60) / (0,80 x 10) = 26,89 (m3/h)

Chọn bơm có công suất là 30 m3/h

Số lượng là 2 chiếc:

  • Một chiếc cấp CIP
  • Một chiếc hồi CIP

7.2. Hệ thống CIP của phân xưởng lên men

Hệ thống CIP của phân xưởng lên men gồm 4 thùng như sau:

  • Thùng NaOH 2%: 1 thùng
  • Thùng dung dịch nước nóng: 1 thùng
  • Thùng chứa hóa chất P3−Trimetyl HC 2%: 1 thùng
  • Thùng chứa dung dịch axit HCl: 1 thùng

Hệ thống CIP có thể tích bằng 5% so với thể tích thùng lên men. Mà thể tích mỗi thùng lên men là 178,42 m3.

Hệ số sử dụng thùng CIP là 80%. Vậy thể tích của thùng CIP là:

VCIP = (178,42 x 0,05)/0,8 = 11,15 (m3)

Vậy thể tích của mỗi thùng là 11,15/4 = 2,79 m3.

Dựa vào thể tích thực của thùng ta chọn thùng CIP là thiết bị thân hình trụ, đường kính D, chiều cao H, đáy và nắp hình chỏm cầu có chiều cao là h1 và h2. Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ có các van vào và ra, ống thủy, cửa đưa hóa chất vào.

Chọn H = 1,5D

h1 = 0,15D

h2 = 0,15D

Bề dày thép chế tạo là 5 (mm), phần vỏ dày 50 (mm). Vậy đường kính ngoài của thùng là: 1000 + (50 x 2) = 1100 (mm) = 1,1 (m)

Vậy ta chọn thùng CIP có các thông số sau:

7.3. Vệ sinh và an toàn lao động

Việc vệ sinh luôn được coi trọng trong tất cả các ngành sản xuất, đặc biệt trong ngành sản xuất thực phẩm thì việc vệ sinh càng đòi hỏi nghiêm ngặt.

Sự thành công của quá trình sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào công nhân. Vì vậy yêu cầu vệ sinh phải được thực hiện một cách nghiêm ngặt, bắt buộc đối với công nhân và cán bộ kỹ thuật.

7.3.1. Vệ sinh cá nhân

Không cho phép những người bị bệnh mãn tính hay truyền nhiễm... được trực tiếp sản xuất.

  • Khi làm việc, công nhân phải có quần áo bảo hộ lao động sạch sẽ, gọn gàng, luôn có ý thức vệ sinh chung.
  • Trước khi vào phân xưởng phải nhúng ủng qua dung dịch sát khuẩn.
  • Khi lọc và tiếp xúc trực tiếp với bia cũng như dụng cụ chứa bia, công nhân phải có quần áo tay chân sạch sẽ.

7.3.2. Vệ sinh thiết bị

  • Đối với dụng cụ thử hay chứa dịch đường, dịch bia non sau mỗi lần dùng phải được vệ sinh sạch sẽ bằng hệ thống CIP để tránh các vết bẩn do dịch đường hay sinh khối nấm men. Các vết bẩn này nếu không rửa sạch sẽ quánh lại, gây nhiễm tạp cho dịch khi sử dụng.
  • Với đường ống, thùng lên men phải vệ sinh sạch bằng hệ thống CIP trước khi dùng. Đầu tiên phải sử dụng bằng nước sạch, rồi xông hơi, bisunfitnatri 5%, cuối cùng tráng lại bằng nước lạnh vô trùng.
  • Các dụng cụ khác trong phòng lên men cũng phải vệ sinh tiệt trùng hàng ngày, các van lấy mẫu trước và sau khi lấy mẫu phải được tiệt trùng.
  • Trong phân xưởng nấu và làm nguội, các nồi phải được vệ sinh sạch sẽ sau mỗi mẻ nấu và vệ sinh định kỳ bằng nước nóng cũng như hóa chất NaOH, HNO3... với máy lọc phải vệ sinh vải lọc sau từng mẻ lọc. Trước khi lọc phải được tráng qua nước sôi, bã malt phải được chứa trong các thùng kín tránh ruồi muỗi.
  • Đối với máy lọc thiết bị ở bộ phận phụ trợ thường xuyên kiểm tra, lau dầu, bảo dưỡng định kỳ để tăng tuổi thọ.

7.3.3. Vệ sinh công nghiệp

  • Các phân xưởng phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ gọn gàng, thoáng mát, nền nhà phải thoát nước tốt tránh tù đọng. Với các bộ phận bụi, ồn, cần phải có biện pháp hiệu quả như thiết bị hút bụi, thiết bị tránh ồn cục bộ, đảm bảo sức khỏe cho công nhân.
  • Ở xung quanh phải đảm bảo quang đãng, cống rãnh luôn được khai thông, có nắp đậy cẩn thận.
  • Đường đi phải luôn được dọn sạch sẽ, vườn cây xanh phải được chú trọng, trồng mới và chăm sóc cẩn thận.

7.4. Bảo hộ và an toàn lao động

Bảo hộ và an toàn lao động trong sản xuất là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của công nhân và tuổi thọ của máy móc. Chính vì vậy mà nhà máy cần quan tâm đến vấn đề này. Các nội quy, quy tắc bảo hộ và an toàn lao động trong các phân xưởng sản xuất, nhà máy được coi như một điều bắt buộc.

Các nhà máy thực phẩm hiện nay được đầu tư hiện đại đã giảm bớt một phần lao động chân tay nhưng không vì vậy mà an toàn lao động được bỏ qua, mà ngược lại phải được quan tâm hơn.

Người công nhân phải chấp hành triệt để các nội quy, quy trình vận hành.

Đối với nhà máy bia cần chú ý đến một số khâu sản xuất sau đây:

7.4.1. Chống độc trong sản xuất

Khí độc trong nhà máy chủ yếu là khí CO2 trong quá trình lên men chính thất thoát ra mặc dù trong quá trình thiết kế có hệ thống thu hồi CO2.

Ngoài ra, CO2 còn do hệ thống lò hơi thoát ra, Freon, NH3 từ hệ thống lạnh...

7.4.2. An toàn hệ thống chịu áp

Van chịu áp được trang bị trong các thiết bị như nồi hơi, tank lên men, tank tàng trữ, bình nạp CO2... vì vậy an toàn thiết bị chịu áp cần được quan tâm.

7.4.3. An toàn điện trong sản xuất

Trong quá trình sản xuất công nhân cần chú ý:

  • Phải thực hiện nội quy an toàn về điện.
  • Cách điện đối với các mạch điện.
  • Bố trí đường dây xa tầm tay hay đường đi lại của công nhân.
  • Nối đất, cách điện thật tốt.

7.4.4. An toàn khi thao tác vận hành một số thiết bị phòng cháy chữa cháy

  • Máy nghiền sàng: Khi sửa chữa cần phải ngắt cầu dao điện, trước khi làm việc cho máy chạy không tải 2 phút.
  • Thường xuyên kiểm tra các thiết bị chịu áp, nhiệt kế, các đường ống dẫn dịch, tác nhân lạnh.
  • Các công trình xây dựng phải đúng tiêu chuẩn, đảm bảo trong phòng cháy chữa cháy và thông gió tốt.
  • Về phòng cháy, chữa cháy thì mỗi phân xưởng phải có thiết bị chữa cháy tại chỗ như bình CO2. Nhà máy phải có hệ thống thông tin bằng loa truyền thanh hay điện thoại, thường xuyên phổ biến tuyên truyền các quy tắc an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy...

 Sưu tầm và biên soạn bởi: Valve Men Team