Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Ý nghĩa đề tài

Tình hình kinh tế Việt Nam hiện nay đang trên đà phát triển mạnh mẽ nhờ vào xu hướng mở cửa và hợp tác quốc tế, dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong đời sống người dân Người tiêu dùng ngày càng nhận thức rõ hơn về giá trị dinh dưỡng của sữa, không chỉ đơn thuần là ăn no mà còn phải đủ chất Sữa trở thành nhu cầu thiết yếu cho mọi lứa tuổi, từ trẻ nhỏ đến người già Tuy nhiên, khả năng cung cấp sữa trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu, buộc chúng ta phải nhập khẩu sữa với giá cao Do đó, việc xây dựng thêm các nhà máy chế biến sữa là cần thiết để sản xuất đa dạng các sản phẩm sữa như sữa UHT, sữa chua ăn và sữa đặc có đường, đảm bảo chất lượng tốt và giá thành hợp lý cho người tiêu dùng.

Số lượng kỹ sư thực phẩm tốt nghiệp ngày càng tăng, trong khi các nhà máy chế biến sữa vẫn còn hạn chế Do đó, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là cần thiết để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ sữa đang gia tăng trong nước Điều này không chỉ giúp tạo ra việc làm cho người lao động mà còn góp phần giảm thiểu tình trạng thất nghiệp và các vấn đề xã hội.

Nguồn nguyên liệu sữa tuy còn hạn chế, nhưng việc nhập khẩu sữa nguyên liệu rất thuận lợi nhờ cơ chế thị trường và phương tiện giao thông dễ dàng Sữa có thể được bảo quản đơn giản, kéo dài từ 2 đến 3 năm với chất lượng ổn định và sử dụng thuận tiện Các địa điểm nhập khẩu chủ yếu là Mỹ và New Zealand, nơi cung cấp sữa nguyên liệu chất lượng cao với giá cả hợp lý.

Quốc gia đầu tư chính: Hàn Quốc, Pháp, Nhật Bản Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 7

Tình hình phát triển chăn nuôi bò sữa và sản xuất, chế biến, tiêu thụ sản phẩm sữa tại Việt Nam cho thấy sự cần thiết phải thiết kế một nhà máy chế biến sữa nhằm đáp ứng các yêu cầu hiện tại.

Vậy vấn đề là làm sao để xây dựng được 1 nhà máy đạt hiệu quả kinh tế cao nhất?

Nhà máy xây dựng cần đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế như sau:

 Giá thành công xưởng thấp nhất

 Năng suất nhà máy cao nhất

 Chi phí vận tải ít nhất

 Dự trữ nguyên liệu và lưu kho sản phẩm hợp lý nhất

 Tiêu hao năng lượng ít nhất

Nhà máy hoạt động ổn định là yếu tố then chốt để đạt được các chỉ tiêu kinh tế Việc lựa chọn địa điểm hợp lý đóng vai trò quan trọng trong quá trình này Sau khi nghiên cứu và khảo sát, nhóm chúng tôi quyết định đặt nhà máy tại khu công nghiệp Biên Hòa I, phường An Bình, Biên Hòa, Đồng Nai.

Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy

Khu đất thuộc khu công nghiệp Biên Hòa 1, tỉnh Đồng Nai, là một trong những vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với nhiều khu công nghiệp Nhà máy được xây dựng trên diện tích bằng phẳng rộng hơn 40.000 ha, cách thành phố Biên Hòa khoảng 5km và cách trung tâm TP Hồ Chí Minh khoảng 30km Địa hình có độ dốc nhẹ 1%, mực nước ngầm thấp và cường độ chịu lực đất từ 1 đến 2 kg/cm³, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy chế biến sữa.

Nhà máy được đặt trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, nơi có điều kiện thời tiết nóng ẩm và lượng mưa dồi dào Vùng này có khí hậu ôn hòa, ít bị ảnh hưởng bởi bão lụt, không xảy ra ngập nước hay động đất, với nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 25 đến 26 độ C.

+ Tổng lượng mưa trung bình trong năm 1600 – 1800 mm

+ Nhiệt độ cao đều trong năm 23-29 0 C

Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nhà máy

Để đảm bảo sự ổn định trong sản xuất của nhà máy chế biến sữa, việc cung cấp nguyên liệu là rất quan trọng Nguyên liệu chủ yếu cho ngành này đến từ hai nguồn: sữa bò tươi được thu mua từ các hộ nông dân chăn nuôi bò sữa trong khu vực và sữa bột nhập khẩu qua cảng Đồng Nai và cảng Sài Gòn, sau đó được vận chuyển bằng ô tô về nhà máy.

Trong tương lai có thể lấy nguồn nguyên liệu từ các trang trại chăn nuôi bò sữa trong khu vực hoặc các vùng lân cận nhiều hơn

Nguồn cấp điện là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của nhà máy chế biến sữa Điện được cung cấp từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp 2 x 40 MVA Để tăng cường độ tin cậy, nhà máy cần trang bị thêm máy phát điện dự phòng.

Nước trong nhà máy thực phẩm đóng vai trò quan trọng và cần được cung cấp theo yêu cầu sử dụng cụ thể, kèm theo quy trình xử lý thích hợp Các chỉ số vi sinh vật trong nước phải tuân thủ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn sản xuất để đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm.

Nguồn nước sạch được cung cấp chủ yếu từ nhà máy Thiện Tân

Ngoài ra nhà máy còn có giếng khoan và có trạm xử lý nước

Hơi được ứng dụng rộng rãi cho nhiều mục đích khác nhau, với áp suất hơi thông thường là 3 at, và có thể lên đến 6 at trong một số trường hợp Lò hơi thường sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt.

Dùng dầu FO được cấp từ công ty xăng dầu petrolimex Dùng FO giảm bụi, ô nhiễm môi trường hơn dùng than

Việc thoát nước thải từ nhà máy là rất quan trọng, vì nước thải này chứa nhiều chất hữu cơ cần được xử lý trước khi thải ra môi trường Phương pháp vi sinh là một giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải, đồng thời xung quanh nhà máy cần có hệ thống cống rãnh để đảm bảo việc thoát nước diễn ra thuận lợi.

– Nước thải được xứ lý tại nhà máy nước thải tập trung KCN Biên Hòa I với công suất hiện tại 4.000 m 3 /ngày (công suất thiết kế 8.000m 3 /ngày)

Nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp Biên Hòa I được thu gom về trạm bơm và chuyển đến nhà máy xử lý nước thải Biên Hòa II để xử lý.

– Trong khu công nghiệp có mạng lưới giao thông thuận tiện cho việc đi lại, vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm

– Có hệ thống đường bộ với nhiều con đường huyết mạch của cả nước như: quốc lộ 1A, quốc lộ 51, quốc lộ 1K, tỉnh lộ 768, tỉnh lộ 16,…

– Một mặt giáp Quốc lộ 1, tuyến giao thông huyết mạch Bắc – Nam và điểm giao lộ giữa Đồng Nai – Tp.Hồ Chí Minh – Vũng Tàu

– Đường giao thông và đường nội bộ hoàn chỉnh Mặt đường thảm bê tông nhựa với tải trọng (H30 - 30MT/cm 2 )

– Hệ thống đường thủy và đường hàng không cũng khá thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu cũng như sản phẩm

– Hệ thống giao thông thuận lợi

Khu công nghiệp tại Biên Hòa sở hữu nhiều nhà máy đa ngành, nằm gần thành phố Hồ Chí Minh - trung tâm đô thị văn hóa và công nghiệp lớn Sự phát triển kinh tế tại đây tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác với các cơ quan, xí nghiệp khác trong việc cung cấp thông tin, thiết bị, nguyên vật liệu, nhân lực và tiêu thụ sản phẩm.

Biên Hòa là một tỉnh phát triển kinh tế với nhiều ngành nghề đa dạng, là trung tâm giao thương thuận lợi cho các vùng lân cận Vị trí gần thành phố Hồ Chí Minh giúp việc tuyển chọn nhân lực, đặc biệt là kỹ sư, trở nên dễ dàng Đề tài nghiên cứu liên quan đến việc thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa cũng được triển khai tại đây.

Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Trong cơ chế thị trường, hoạt động tiêu thụ sản phẩm đóng vai trò quyết định đến sự tồn tại và phát triển của doanh nghiệp Mỗi doanh nghiệp lại có những đánh giá riêng về tầm quan trọng của việc tiêu thụ sản phẩm trong chiến lược kinh doanh của mình.

Ngày nay, với nhịp sống bận rộn, nhu cầu duy trì sức khỏe trong khi hoàn thành công việc trở nên cần thiết hơn bao giờ hết Trong khi các sản phẩm sữa bột chủ yếu dành cho trẻ sơ sinh và trẻ dưới 2 tuổi, thì sữa nước lại phục vụ cho một đối tượng đa dạng hơn, bao gồm trẻ từ 2 tuổi trở lên, thanh thiếu niên, người lớn và cả người cao tuổi, giúp bổ sung dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể.

– Trong khu công nghiệp có số lượng người đông, có thể bán cho các nhà máy khác để làm đồ ăn thêm cho công nhân

Biên Hòa là một thành phố có kinh tế phát triển và đời sống cao, thu hút đông đảo khách du lịch và thương nhân Sản phẩm từ đây không chỉ tiêu thụ trong khu vực mà còn lan rộng đến các tỉnh lân cận như Bình Dương và thành phố Hồ Chí Minh, cùng với một mạng lưới phân phối rộng khắp toàn quốc Để quảng bá sản phẩm, các doanh nghiệp sử dụng nhiều phương tiện truyền thông như tivi, radio, báo chí và internet, đồng thời tổ chức các chương trình sữa học đường và các đợt khuyến mại hấp dẫn.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường

Tách béo và chuẩn hóa hàm lượng béo

Bài khí Đồng hóa 200bar (160/40) T` 0 C

Hòa tan chất ổn định t = 65 - 70 0 C

Chất ổn định Đường RE

Hương, màu Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 13

Trữ đệm Đồng hóa 200bar (160/40)

Gắn màng co Đóng thùng Ống hút

Thùng carton Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 14

Quy trình công nghệ sản xuất sữa không đường không bổ sung đường, nhưng vẫn giữ nguyên lượng chất ổn định và chất nhũ hóa giống như sữa tươi tiệt trùng có đường.

Thuyết minh quy trình

Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao:

 Trạng thái đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất

 Mùi đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…)

Nước là nguyên liệu thiết yếu trong sản xuất sữa, đặc biệt là sữa tươi tiệt trùng có đường Để đảm bảo sản phẩm sữa đạt chất lượng đồng nhất, quy trình sản xuất còn sử dụng đường RE và chất ổn định.

Thành phẩm Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 15

 Tiêu chuẩn về chất ổn định

Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch sữa trong thời gian dài

Chất ổn định cần được hòa tan hoàn toàn trong dung dịch sữa để đảm bảo hiệu quả Trong suốt quá trình chế biến, cần kiểm soát độ nhớt để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.

Sữa tươi được thu mua từ các trại chăn nuôi hai lần mỗi ngày và được kiểm tra chất lượng cùng số lượng trước khi đưa vào bồn chứa tại nhà máy Trên đường ống dẫn, hệ thống lọc tạp chất được lắp đặt để làm sạch sơ bộ sữa.

Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu

Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong sữa tươi

 Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 4- 6 0 C

Trong quá trình tạm chứa sữa, cần thực hiện việc khuấy trộn đều để đảm bảo nhiệt độ khối sữa đồng nhất Đồng thời, việc kiểm tra liên tục các chỉ tiêu vi sinh vật là rất quan trọng để kịp thời phát hiện và khắc phục những hư hỏng của sữa tươi.

3.2.5 Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa

 Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu

Ly tâm làm sạch giúp loại bỏ hoàn toàn các tạp chất nhỏ, nâng cao chất lượng sữa và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ly tâm tách béo, đồng thời bảo vệ máy móc thiết bị khỏi hư hỏng.

Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng lên 45 o C để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị ly tâm trong quá trình xử lý sữa là sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa, sau đó chảy vào các rãnh và phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa với khe hở khoảng 0,4mm Sữa trong thùng quay di chuyển với tốc độ 2–3 cm/s, và dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân chia Các cầu mỡ nhẹ hơn sẽ di chuyển về phía trục quay, tập trung xung quanh trục giữa, trong khi các cầu mỡ lớn hơn sẽ tập trung gần tâm, làm giảm dần lượng kem khi xa khỏi tâm.

Sữa gầy có trọng lượng lớn hơn, do đó có xu hướng di chuyển về phía ngoại vi Sữa nguyên liệu được đưa vào tạo áp suất, đẩy sữa gầy và kem lên trên Kem sẽ được dẫn qua van điều chỉnh và thoát ra ngoài, trong khi sữa gầy đi qua một đường khác để chảy vào bình chứa sữa gầy Hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, trong khi kem chứa tới 40% chất béo.

Sữa trong đường ống sẽ được kết hợp với sữa gầy và sữa béo để tạo ra sản phẩm sữa có hàm lượng chất béo đạt 3,2%.

Để nâng cao hiệu quả của quá trình đồng hóa sữa, cần tăng nhiệt độ của sữa nhằm giảm độ nhớt và tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là tạp trùng.

Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 65 0 C

Tách khí còn lại trong sữa giúp quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao nhất

Sữa sẽ được bơm từ thiết bị gia nhiệt sang thiết bị bài khí

Phải tách tối đa hàm lượng khí còn lại trong sữa

Mục đích của việc thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa là nhằm giảm kích thước cầu mỡ và tăng tốc độ phân tán của sữa, đồng thời ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác, tạo ra trạng thái nhũ tương bền vững Điều này cũng giúp giảm quá trình oxy hóa và nâng cao chất lượng sữa bằng cách tăng mức độ phân tán của cream, phân bố lại giữa các pha chất béo và plasma, cũng như thay đổi thành phần và tính chất của protein.

 Tiến hành: Sữa được bơm vào thiết bị đồng hóa nhờ piston Sau đó dịch sữa đi qua một khe hẹp với áp suất suất 180200 bar, ở t o = 6070 o C

Phương pháp: Máy đồng hóa hoạt động với 3 piston chuyển động lệch pha nhau 1/3 chu kì Sữa được nén trong xy lanh 3 cấp ở áp suất 200 bar

Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém kéo dài thời gian bảo quản cho sữa

Sữa được bơm từ thiết bị đồng hóa sang thiết bị gia nhiệt, nơi nhiệt độ sữa được nâng lên 75°C Sau khi đạt nhiệt độ này, sữa sẽ được lưu giữ trong các ống trong khoảng 15-20 giây trước khi quay trở lại thiết bị gia nhiệt Tại đây, sữa ra sẽ tiếp xúc với sữa vào, truyền nhiệt cho sữa vào nhằm giảm nhiệt độ xuống.

Sữa sau khi thanh trùng xong được đưa qua bồn chứa sau thanh trùng, thời gian chứa tối đa là 48h

 Yêu cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 75 0 C trong 15s

Phối trộn đường và chất ổn định cùng với chất nhũ hóa

- Tạo cho sản phẩm có độ ngọt thích hợp cho người tiêu dùng

- Tạo trạng thái ổn định cho sữa Tránh phân lớp

- Tăng thời gian bảo quản Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 19

Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 70 0 C rồi cho vào bồn almix

Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa trong 10 – 15 phút, sau đó kiểm tra chất lượng Nếu đạt, thêm sữa và đường vào tuần hoàn trong 5 - 10 phút, rồi chuyển vào bồn chứa Cuối cùng, kiểm tra chất lượng lần nữa, nếu đạt thì tiến hành lọc và tiệt trùng UHT.

Quá trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay 250- 300 vòng/ phút

Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn

 Tiến hành: Sữa sẽ được lọc qua thiết bị lọc

Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0 C

Tiệt trùng đây là giai đoạn chính trong dây truyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng.Sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian ngắn

Mục đích của việc tiêu diệt tất cả các vi sinh vật và enzyme, bao gồm cả loại chịu nhiệt trong sữa, là nhằm kéo dài thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở điều kiện nhiệt độ thường lên tới hơn 6 tháng Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa là một bước quan trọng trong quá trình này.

Chế độ tiệt trùng: 140 o C ± 4/4giây

 Thiết bị chính ở công đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng có nhiều ngăn Quá trình được thực hiện qua 4 công đoạn chính:

 Hạ nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu

Quá trình tiệt trùng sữa bắt đầu bằng việc dịch sữa mới vào trao đổi nhiệt với dịch sữa đã tiệt trùng, nâng nhiệt độ sơ bộ lên khoảng 85-90 độ C Tiếp theo, dịch sữa sẽ tiếp tục trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để đạt nhiệt độ tiệt trùng từ 136-140 độ C trong 4 giây, với áp suất tiệt trùng 6 bar Sau khi tiệt trùng, dịch sữa sẽ hạ dần nhiệt độ bằng cách trao đổi nhiệt với dịch sữa mới vào, và cuối cùng, dịch sữa sẽ được làm mát bằng nước lạnh 2 độ C trước khi ra khỏi thiết bị Sữa được xử lý trong thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống, và ngay trong thiết bị, sữa sẽ được làm nguội về 28 độ C trước khi được bơm vào thiết bị Alsafe.

 Toàn bộ quá trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã lập trình sẵn

 Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót

Sau khi sữa được tiệt trùng và làm nguội, quy trình tiếp theo là chuyển sữa vào bồn chờ rót vô trùng Bồn này là một thiết bị kín có cánh khuấy, và toàn bộ hoạt động của nó được điều khiển bởi một máy tính đã được lập trình sẵn.

TÍNH TOÁN XÂY DỰNG

Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy

Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là một giai đoạn quan trọng, có nhiệm vụ nghiên cứu và phân tích toàn bộ dữ liệu của dự án để đưa ra các giải pháp bố trí thực tế trên khu đất đã được lựa chọn Giai đoạn này đóng vai trò then chốt trong việc tổ chức xây dựng nhà máy hiệu quả.

4.1.1 Các nhi ệ m v ụ khi thi ế t k ế t ổ ng m ặ t b ằ ng nhà máy Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí sắp xếp các hạng mục công trình, các công trình kĩ thuật, các biện pháp giải quyết các vấn đề về khí hậu của nhà máy và các phân xưởng sản xuất… Sao cho phù hợp tối đa với yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy cũng như của các nhà máy lân cận trong vùng công nghiệp

Xác định cơ cấu mặt bằng và hình khối kiến trúc cho các hạng mục công trình là rất quan trọng, bao gồm việc định hướng nhà và tổ chức mạng lưới công trình phục vụ công cộng Cần chú trọng đến việc trồng cây xanh để hoàn thiện khu đất xây dựng, đồng thời xác định định hướng phân chia thời kỳ xây dựng Ngoài ra, nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy cũng là một yếu tố không thể thiếu trong quy hoạch.

Giải quyết các vấn đề đô thị liên quan đến môi trường là cần thiết để đảm bảo vệ sinh công nghiệp, kiểm soát tiếng ồn, ngăn ngừa ô nhiễm nước và không khí Đồng thời, cần chú trọng đến an toàn sản xuất, bao gồm phòng chống hỏa hoạn và các sự cố đặc biệt khác.

Giải quyết các vấn đề đô thị và môi trường nhằm tạo sự hòa nhập cho nhà máy với các cơ sở lân cận, đồng thời phù hợp với không gian tự nhiên của khu vực Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của thiết kế dựa trên các tiêu chí như hiệu quả sử dụng đất và các chỉ số kinh tế kỹ thuật chuyên ngành Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa.

4.1.2 Các yêu c ầ u khi thi ế t k ế m ặ t b ằ ng nhà máy Để có phương án tối ưu khi thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy công nghiệp cần thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau:

Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy cần tối ưu hóa chiều dài dây chuyền sản xuất, đảm bảo không có sự trùng lặp hay lộn xộn, đồng thời hạn chế tối đa sự giao nhau giữa các quy trình Điều này giúp duy trì mối liên hệ chặt chẽ giữa các hạng mục công trình và hệ thống giao thông, cũng như các mạng lưới cung cấp kỹ thuật bên trong và bên ngoài nhà máy.

Khu đất xây dựng nhà máy cần được phân chia thành các khu vực chức năng dựa trên đặc điểm sản xuất, yêu cầu vệ sinh, khả năng xảy ra sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển và mật độ công nhân Việc này nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và vận hành hiệu quả các khu vực chức năng.

Diện tích khu đất xây dựng được thiết kế hợp lý, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của dây chuyền công nghệ và tối ưu hóa việc sử dụng không gian Bằng cách tăng cường khả năng hợp khối và tận dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, chúng tôi tổ chức môi trường công nghiệp thân thiện và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai.

Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý là rất quan trọng, đảm bảo phù hợp với dây chuyền công nghệ và đặc tính hàng hóa, nhằm đáp ứng các yêu cầu sản xuất và quản lý Luồng người và luồng hàng cần được thiết kế ngắn nhất, không trùng lặp và không cắt nhau Bên cạnh đó, cần khai thác hiệu quả mạng lưới giao thông quốc gia và các cụm nhà máy lân cận để tối ưu hóa quy trình vận chuyển.

Để thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa, cần đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp và giảm thiểu sự cố sản xuất Việc phân khu chức năng và bố trí nhà theo hướng gió chủ đạo của khu đất là rất quan trọng để đảm bảo vệ sinh môi trường Khoảng cách giữa các hạng mục công trình phải tuân thủ quy phạm thiết kế, tạo điều kiện cho thông thoáng tự nhiên và hạn chế bức xạ nhiệt từ mặt trời vào trong nhà.

Khai thác tối đa các đặc điểm tự nhiên và khí hậu địa phương là chìa khóa để giảm chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thoát nước và xử lý công trình ngầm trong quá trình bố trí các hạng mục công trình.

Để đạt hiệu quả kinh tế và tiết kiệm diện tích đất xây dựng, cần thiết lập mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp Việc sử dụng chung các công trình kỹ thuật xử lý chất thải và chống ô nhiễm môi trường, cũng như các công trình hành chính phục vụ công cộng, sẽ giúp hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy.

Phân chia thời kì xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng

Đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ cho từng công trình, nhà máy Biên Hòa không chỉ hoàn thiện về mặt kiến trúc mà còn góp phần tạo nên cảnh quan xung quanh, hình thành một khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị hài hòa.

Những biện pháp có tính nguyên tắc khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy

4.2.1 Phân chia khu đấ t v ề phương diệ n ch ức năng

4.2.1.1 Khái niệm chung Đây là biện pháp có tính định hướng ban đầu để có thể đi đến giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy hợp lý Thực chất của biện pháp này là phân chia các bộ phận chức năng của nhà máy thành các nhóm theo đặc điểm sản xuất, khối lượng và đặc điểm vận chuyển hàng hóa, đặc điểm phân bố nhân lực, đặc điểm về các yêu cầu vệ sinh công nghiệp cũng như các đặc thù sự cố của các công đoạn sản xuất Những nhóm chức năng này được bố trí trên các khu đất của nhà máy trong mối quan hệ của công nghệ sản xuất cũng như các yêu cầu về quy phạm sự cố và vệ sinh công nghiệp Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 25

Trên cơ sở nguyên lý ta đưa ra các biện pháp phân chia khu đất xây dựng nhà máy thành các vùng chức năng

Tùy thuộc vào đặc thù sản xuất của từng nhà máy, các nhà thiết kế sẽ áp dụng nguyên tắc phân vùng một cách hợp lý Trong thực tế, việc chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phương pháp phổ biến nhất Phương pháp này thường chia khu đất nhà máy thành bốn vùng chính.

Khu vực nhà máy bao gồm các công trình hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ô tô và nhà để xe Đối với những nhà máy quy mô nhỏ hoặc có khối lượng lớn, diện tích trước nhà máy được dành cho bãi đỗ xe ô tô, xe đạp, xe máy, cổng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan Diện tích khu vực này phụ thuộc vào đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy, thường có diện tích từ

Khu vực bố trí các nhà và công trình trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy, bao gồm các phân xưởng sản xuất chính, phụ và sản xuất phụ trợ, chiếm từ 22% đến 52% diện tích tổng thể của nhà máy Đây là khu vực quan trọng nhất, do đó cần chú ý kỹ lưỡng trong quá trình bố trí để tối ưu hóa hiệu suất sản xuất.

Khu đất được ưu tiên về địa hình, địa chất cũng như về hướng

Các nhà sản xuất chính và phụ, cùng với các đơn vị sản xuất phụ trợ, cần có nhiều công nhân nên nên được bố trí gần cổng hoặc trục giao thông chính của nhà máy, đồng thời cần đặc biệt chú ý đến hướng vị trí.

Trong quá trình sản xuất, các phân xưởng có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực như tiếng ồn lớn, bụi bẩn và nhiệt thải, đồng thời dễ xảy ra sự cố như cháy nổ hoặc rò rỉ hóa chất Do đó, cần thiết lập vị trí các phân xưởng ở cuối hướng gió và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn vệ sinh công nghiệp để đảm bảo an toàn cho môi trường làm việc.

Vùng các công trình phụ bao gồm các nhà và công trình cung cấp năng lượng như điện, hơi, nước, xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác Diện tích của khu vực này phụ thuộc vào mức độ công nghệ yêu cầu, dao động từ 14% đến 28%.

4.2.1.3 Một số điểm cần lưu ý khi bố trí:

Để tối ưu hóa hiệu quả cung cấp năng lượng, cần hạn chế chiều dài của hệ thống kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa nguồn cung và nơi tiêu thụ Việc khai thác tối đa hệ thống trên không và ngầm dưới mặt đất sẽ giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu suất.

– Tận dụng các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ

- Các công trình có nhiều bụi, hoặc chất thải bất lợi đều phải đặt cuối hướng gió chủ đạo

 Vùng kho tàng và phục vụ giao thông

Trong quá trình thiết kế hệ thống kho tàng và bến bãi cho nhà máy, cần chú ý đến các cầu bốc dỡ hàng hóa, sân ga và quy mô sản xuất, chiếm từ 23% đến 37% tổng diện tích Việc bố trí hợp lý các hệ thống này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của nhà máy.

Bố trí các công trình trên vùng đất cần cân nhắc không chỉ về hướng mà còn phải phù hợp với vị trí tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhập xuất hàng hóa.

Trong nhiều trường hợp, đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ cho phép hệ thống kho tàng được bố trí gần gũi với bộ phận sản xuất Do đó, một phần của hệ thống kho tàng có thể được đặt ngay trong khu vực sản xuất.

4.2.1.4 .Ưu – nhược điểm của nguyên tắc phân vùng Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 27

 Dễ quản lý theo ngành, theo các phân xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy

 Thích hợp vơí các nhà máy có những phân xưởng, những công đoạn có các đặc điểm và điều kiện sản xuất khác nhau

Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp là điều cần thiết để dễ dàng xử lý các yếu tố bất lợi trong quá trình sản xuất, bao gồm bụi, khí độc, và nguy cơ cháy nổ.

 Dễ bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy

 Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng của nhà máy

 Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng cuả nước ta

 Dây chuyền sản xuất phải kéo dài

 Hệ thống đường ống kĩ thuật và mạng lưới giao thông tăng

 Hệ số xây dựng, hệ số sử dụng thấp

4.2.2 Bi ệ n pháp h ợ p kh ố i và nâng cao m ật độ xây d ự ng

4.2.2.1 Mục đích Để đạt được hiệu quả cao trong ứng dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật tự động hóa sản xuất phù hợp với xu hướng phát triển trong công tác thiêt kế công nghiệp trên thế giới và Việt Nam trong giai đọan hiện nay

Tiết kiệm chi phí xây dựng là một trong những ưu tiên hàng đầu của chủ đầu tư và nhà thiết kế Để thực hiện điều này, cần áp dụng các biện pháp hợp khối và tối ưu hóa mật độ xây dựng thông qua việc sắp xếp hợp lý nhà ở và các công trình trên khu đất.

Cần lưu ý khi sử dụng nguyên tắc này là: Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 28

Các phân xưởng sản xuất và các công trình kỹ thuật có thể có đặc điểm sản xuất tương đồng hoặc không tác động lẫn nhau trong quá trình tổ chức và vận hành sản xuất.

 Đặc điểm vệ sinh công nghiệp giống nhau, tương tự hoặc ít ảnh hưởng đến nhau trong quá trình sản xuất

 Không có những công đoạn sản xuất gây ô nhiễm độc hại hoặc có sự cố công nghiệp ảnh hưởng đến các bộ phận khác

 Các điều kiện vi trí, khí hậu và điều kiện chiếu sáng tương tự nhau

Tổ chức giao thông và mạng lưới kĩ thuật

4.3.1 Phân lu ồ ng giao thông bên trong nhà máy

Là 1 biện pháp có tính nguyên tắc cần được tôn trọng khi thiết kế mặt bằng chung nhằm đạt được sự hợp lý tối đa trong sản xuất, quản lý sử dụng và an toàn lao động

Do đặc điểm của giao thông trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp thường được phân chia thành 2 luồng chuyển động chính

 Luồng hàng: Được định hình do sự vận chuyển của nguyên liệu bán thành phẩm, thành phẩm Chúng được chia thành 2 luồng: luồng ra và luồng vào

 Luồng người được hình thành do sự chuyển động của cán bộ công nhân trên khu đất nhà máy

Luồng người, luồng hàng nên tổ chức rõ ràng, ngắn gọn không trùng lặp, chồng chéo ảnh hưởng đến nhau

Luồng hàng, luồng người nên độc lập với nhau hạn chế cắt nhau trên mặt phẳng ngang Nếu cắt nhau nên thiết kế cầu hoặc đường ngầm

4.3.2 Các lo ại đườ ng s ử d ụ ng trong nhà máy

Hiệu quả kinh tế của hoạt động sản xuất tại nhà máy phụ thuộc vào hệ thống giao thông và cơ sở hạ tầng kỹ thuật Việc tiết kiệm chi phí vận chuyển mỗi tấn hàng hóa sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm Do đó, lựa chọn phương án tổ chức giao thông là nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế quy hoạch mặt bằng chung của nhà máy.

Dựa vào điều kiện giao thông xung quanh nhà máy, cùng với đặc điểm công nghệ sản xuất và khối lượng hàng hóa cần vận chuyển, việc lựa chọn phương án tổ chức giao thông sẽ được thực hiện một cách hợp lý.

Tổ chức hệ thống đường vận chuyển ô tô và đi lại Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 31

Giao thông vận chuyển ô tô đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy lớn và nhỏ, được sử dụng để vận chuyển hàng hóa chính hoặc làm cầu nối giữa các nhà sản xuất và kho bãi bên trong cũng như bên ngoài nhà máy.

Việc lựa chọn giải pháp quy hoạch hệ thống đường ô tô trong nhà máy cần dựa vào dây chuyền sản xuất, khối lượng vận chuyển và đặc điểm khu đất cùng mạng lưới giao thông xung quanh để đảm bảo tính hợp lý và hiệu quả.

Chiều rộng lòng đường được xác định dựa trên cấp đường, liên quan đến khối lượng vận chuyển trong nhà máy Đối với đường cấp III, lượng hàng hóa vận chuyển tối đa là dưới 60 tấn/h.

Tính toán các hạng mục công trình

4.4.1 Phân xưởng sản xuất chính

 Chọn phân xưởng sản xuất có kích thước:

Nhà bêtông cốt thép một tầng với cột chịu lực kích thước 400 x 600 mm và tường bao che dày 200 mm Công trình được thiết kế với nhiều cửa ra vào thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm, đồng thời tạo điều kiện cho công nhân đi lại dễ dàng Ngoài ra, nhà còn có nhiều cửa sổ để đảm bảo thông gió và ánh sáng tự nhiên.

 Lớp gạch chịu axit : 100 (mm)

 Lớp bê tông chịu lực : 300 (mm) Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 32

 Lớp đất nện chặt cuối cùng

 Giàn tam giác trực tiếp lên dầm bê tông làm theo kết cấu mạng chịu lực

 Lớp gạch chịu nhiệt dày : 70 (mm)

4.4.2 Phòng thường trực bảo vệ

2 cái ở 2 cổng chính vào của nhà máy và cổng phụ gần kho thành phẩm phía sau nhà máy

Chọn nhà có kích thước:

Xây dựng nhà 2 tầng có kích thước: 2088(m)

– Diện tích các phòng được tính tối thiểu cho 2/3 số người của ca đông nhất

– Chọn diện tích nhà ăn: 25104(m 2 ) Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 33

4.4.5 Nhà vệ sinh – ph òng giặt là – phòng phát áo quần – bảo hộ lao động (phòng sinh hoạt vệ sinh):

Nhà được thiết kế hợp lý với nhiều phòng chức năng riêng biệt cho nam và nữ, bao gồm phòng vệ sinh, phòng tắm, và khu vực thay đồ cho cả hai giới Ngoài ra, còn có phòng giặt là và khu vực phát áo quần cùng bảo hộ lao động, đảm bảo sự tiện nghi và thoải mái cho người sử dụng.

Kho thành phẩm là nơi chứa sữa tươi có đường, không đường và chứa mẫu của quá trình sản xuất

4.4.7 Kho nguyên vật liệ u và bao bì:

Kho là nơi chứa: đường, bao bì, đường, phụ gia được ngăn bởi vách ngăn

Chọn kích thước khu vực chứa đường: 20  7  8 ( m )

Vậy kích thước tổng cộng của nhà kho cho 2 mặt hàng: 70x35x8 m

Trạm biến thế đóng vai trò quan trọng trong việc hạ thế điện lưới cao thế xuống mức điện lưới hạ thế phục vụ cho nhu cầu sử dụng của nhà máy Để đảm bảo an toàn và giảm thiểu rủi ro, vị trí của trạm biến thế thường được đặt ở những khu vực ít người qua lại.

4.4.9 Khu xử lí nước thải: Đây là nơi gồm: Bể gom, bể lắng, bể UASB, bể điều hòa, bể bùn, nước thải và các hóa chất xử lí, các chất trợ lắng, lọc Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 34

Phân xưởng cơ điện chịu trách nhiệm sửa chữa thiết bị máy móc trong nhà máy, đồng thời thực hiện gia công chế tạo theo các cải tiến kỹ thuật và phát huy sáng kiến mới.

Nhà nồi hơi được đặt gần phân xưởng sản xuất chính, kho nhiên liệu

Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước nồi hơi

Là nơi chứa hóa chất, nhiên liệu, vật tư kỹ thuật cung cấp cho các quá trình sản xuất

4.4.13 Khu cung cấp nước và xử lí nước:

 Bể dự trữ nước: xây dưới đất và nhô lên mặt đất 0,5m Dung tích bể: 600 m 3

Trạm bơm có chức năng lấy nước từ dưới lòng đất, qua quá trình kiểm tra và xử lý trước khi đưa vào sử dụng Tại trạm, chúng tôi đã xây dựng một bể lắng với dung tích 200 m³ để đảm bảo chất lượng nước.

 Khu xử lí nước: để cung cấp nước đạt yêu cầu công nghệ cho sản xuất

4.4.14 Nhà để xe : Nhà để xe máy của cán bộ công nhân viên trong nhà máy Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 35

Nơi chứa ô tô đưa đón công nhân, ô tô chở giám đốc nhà máy

4.4.16 Nhà để xe chở hàng và xe bồn: Đây là nơi chứa 2 xe chở hàng và 2 xe bồn chở sữa tươi Do xe bồn cao nên chọn nhà xe này có kích thước cao hơn

Bảng 4.1: Tổng kết diện tích các công trình trong nhà máy

STT Tên công trình Kích thước(m) Diện tích

1 Phân xưởng sản xuất chính 100258 2500

5 Khu vực kho thành phẩm 60408 2400

8 Khu xử lí nước thải 1456 70

10 Kho hóa chất, nhiên liệu (vật tư kĩ thuật) 10  10  6 100

11 Nhà nồi hơi 966 54 Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 36

STT Tên công trình Kích thước(m) Diện tích

13 Khu cung cấp nước và xử lí nước 12 5 60

15 Nhà vệ sinh, giặt là, phát áo quần bảo hộ lao động 10  5  4 50

17 Nhà để xe bồn và chở hàng 1576 105

Tổng diện tích các công trình 8605 Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 37

THUYẾT MINH TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY

– Nhà máy được xây dựng trên khu đất có tổng diện tích là: 220*1605200(m 2 )

Nhà máy được trang bị một cổng chính lớn và một cổng phụ rộng 5m từ đường quốc lộ, thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và hàng hóa Cổng rộng này giúp các xe lớn dễ dàng ra vào, đảm bảo quy trình sản xuất và phân phối hiệu quả.

Nhà bảo vệ được đặt ngay cạnh lối vào nhà máy, giúp kiểm soát hiệu quả mọi hoạt động ra vào, bao gồm xe cộ, cán bộ và công nhân viên đến làm việc và ra về.

– Khu nhà hành chính được bố trí nằm ở phần đầu của nhà máy, thuận lợi cho việc đi lại, cũng như yêu cầu công việc

– Phân xưởng sản xuất chính được bố trí ở giữa trung tâm của nhà máy đảm bảo khả năng liên kết, phối kết hợp với các bộ phận liên quan

Kho nguyên liệu, kho vật tư, kho bao bì và kho thành phẩm được đặt gần và sau phân xưởng sản xuất chính, nhằm đảm bảo việc cung cấp nguyên vật liệu cho sản xuất thuận tiện và dễ dàng nhập thành phẩm về lưu kho.

Phân xưởng cơ điện được đặt cạnh nhà máy nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho công việc, giúp sửa chữa và khắc phục kịp thời các sự cố phát sinh.

– Nhà vệ sinh, nhà tắm giặt được đặt trong phân xưởng sản xuất chính để thuận tiện, đáp ứng yêu cầu sản xuất

Khu xử lý nước cấp được đặt ở vị trí gần khu sản xuất chính của nhà máy chế biến sữa, nhằm đảm bảo cung cấp nước hiệu quả cho quá trình sản xuất Việc bố trí này giúp giảm chiều dài đường ống cấp nước, từ đó tiết kiệm chi phí xây dựng cho nhà máy.

– Nhà để xe được bố trí ở phần đầu nhà máy thuận lợi cho việc đi lại, dễ quản lý, đảm bảo giữ gìn, bảo vệ xe

– Khu xử lý nước thải được bố trí ở xa các khu vực khác, cuối hướng gió, đảm bảo không gây ảnh hưởng đến vệ sinh chung của nhà máy

– Đường giao thông chính đi lại trong nhà máy phải đảm bảo đủ rộng cho các xe đi lại:

+ Đường ô tô ra vào nhà máy là đường 2 chiều, rộng từ 10 m

+ Đường cách tường vào nhà sản xuất tối thiểu là 1,5 m

– Các cây xanh trồng xung quanh nhà máy cách tường từ 1,5 – 5 m, cách đường ô tô từ 1 – 1,5 m, cách các đường ống nước và cổng 1,5 m, cách các dây điện ngầm từ 1,5 –

Chiều cao của nhà xưởng được xác định bởi chiều cao tối đa của thiết bị, yêu cầu về chiếu sáng và thông gió tự nhiên, cũng như độ cao lắp ghép và phương tiện vận chuyển thiết bị trong không gian làm việc.

Do đó chọn chiều cao nhà 8 m Đề tài: Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy chế biến sữa Trang 39