Đồ án Tốt Nghiệp: Tính Toán và Phát Triển Hệ Thống Lạnh Nhà Máy Heineken Sử Dụng AutoCAD Plant 3D

Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật nhiệt tập trung tính toán, kiểm tra và phát triển hệ thống lạnh tại nhà máy Heineken bằng phần mềm AutoCAD Plant 3D.

• Tác giả: Vu Trong Hiep
• Người hướng dẫn: PTS. Dang Thanh Trung
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Thermal Engineering Technology
• Đề tài: Tính Toán Và Phát Triển Hệ Thống Lạnh Nhà Máy Heineken Bằng Autocad Plant 3D
• Loại tài liệu: graduation thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• REASSURANCE
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• 1. CHAPTER 1: OVERVIEW
• 1.1. Topic Overview
• 1.2. Project Configuration
• 1.3. Scope of the Project
• 1.4. Determine the freezing method
• 1.5. Meteorological figures
• 2. CHAPTER 2: CALCULATIONS HEAT LOSS AND REFRIGERANT PROCESS
• 2.1. Beer Production Technology Process
• 2.2. Calculating the beer production process and selecting equipment
• 2.2.1. Calculate the main ingredients for 1000 liters of beer
• 2.2.2. Amount of hops needed for 1000 liters of beer
• 2.2.3. Calculation of water consumption for 1000 liters of beer
• 2.2.4. Calculation of yeast amount needed for 1000 liters of beer
• 2.2.5. Calculation of the amount of Carbonic (CO2) needed for beer before bottling
• 2.3. Calculating the beer production process and selecting equipment
• 2.4. Determining the refrigeration load for the brewery plant
• 2.4.1. The heat loss due to thermal transfer Q1
• 2.4.2. The heat loss in yeast fermentation tanks
• 2.4.3. Heat flow loss in the finished tank
• 2.4.4. Cold loss in the 30C water tanks (QI4)
• 2.4.5. Heat loss through the glycol tank wall
• 2.4.6. Cold Loss through the Plate Heat Exchanger (PHE)
• 2.4.7. Cold Loss in the Filtration Room
• 2.4.8. Heat Loss from the Fermentation Room
• 2.5. Calculating heat quantity QII
• 2.6. Cooling load required for rapid cooling. Cooling load required to produce chilled water
• 2.7. Heat is generated during fermentation
• 2.8. Heat load Quantity in Cooling Processes of Technological Temperature Reductions
• 2.9. Heat Loss Due to the Wort Boiling Process
• 2.10. Heat flow due to operation
• 2.11. Calculation of single-stage refrigeration cycle
• 2.12. Cycle Check Calculation and Compressor Selection for the System Using Refrigerant at -9°C
• 2.13. Calculate and choose the condenser
• 2.14. Calculate the evaporator
• 2.15. Check the main manifold pipelines of the entire system
• 2.16. Selecting a compressor using BITZER software
• 2.16.1. The calculation using Bitzer software
• 3. CHAPTER 3: CALCULATION AND VERIFICATION OF AUXILIARY EQUIPMENT
• 3.1. Ammonia Liquid Receiver
• 3.2. Plate Heat Exchanger (PHE)
• 3.3. STC Gate Valve
• 3.4. SVA Gate Valve
• 3.5. Non – Return Valve (NRV)
• 4. CHAPTER 4: DEVELOPING THE REFRIGERANT SYSTEM OF THE HEINEKEN FACTORY USING THE AUTOCAD PLANT 3D SOFTWARE AND BILL OF QUANTITY
• 4.1. Introducing AutoCAD Plant 3D
• 4.2. Benefits of AutoCAD Plant 3D
• 4.3. Outstanding features of AutoCAD Plant 3D
• 4.4. Basic instructions for use
• 4.5. Industry applications and specific examples
• 4.6. Bill of quantity for Heineken brewery
• 5. CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS

Tóm tắt

I. Hệ thống lạnh

Hệ thống lạnh là một phần không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất bia, đặc biệt là tại nhà máy Heineken. Hệ thống này đảm bảo quá trình làm lạnh nhanh chóng sau khi đun sôi, lưu trữ bia trong quá trình lên men, và bảo quản bia thành phẩm. Việc tính toán và phát triển hệ thống lạnh đòi hỏi sự chính xác cao để đảm bảo hiệu quả năng lượng và kinh tế.

1.1 Tính toán hệ thống lạnh

Tính toán hệ thống lạnh bao gồm việc xác định tải nhiệt, lựa chọn thiết bị chính như máy nén, bình ngưng, và bình bay hơi. Phương pháp Carrier được sử dụng để tính toán tải nhiệt của nhà máy, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ cao của Thành phố Hồ Chí Minh.

1.2 Phát triển hệ thống lạnh

Phát triển hệ thống lạnh tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và lựa chọn thiết bị phù hợp. AutoCAD Plant 3D được sử dụng để mô hình hóa hệ thống, giúp dễ dàng kiểm tra và điều chỉnh các thông số kỹ thuật.

II. AutoCAD Plant 3D

AutoCAD Plant 3D là công cụ mạnh mẽ được sử dụng để thiết kế và mô hình hóa hệ thống lạnh. Phần mềm này cung cấp các tính năng nổi bật như tạo bản vẽ 3D, quản lý dữ liệu, và tính toán vật liệu, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và xây dựng hệ thống.

2.1 Ứng dụng trong nhà máy Heineken

Trong dự án này, AutoCAD Plant 3D được sử dụng để mô hình hóa hệ thống lạnh của nhà máy Heineken, từ đó tính toán và kiểm tra các thông số kỹ thuật. Phần mềm giúp đơn giản hóa quá trình thiết kế và giảm thiểu sai sót.

2.2 Lợi ích của AutoCAD Plant 3D

AutoCAD Plant 3D mang lại nhiều lợi ích như tăng độ chính xác trong thiết kế, tiết kiệm thời gian, và giảm chi phí vật liệu. Đây là công cụ không thể thiếu trong các dự án kỹ thuật phức tạp.

III. Nhà máy Heineken

Nhà máy Heineken tại Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh, là một trong những nhà máy bia hiện đại nhất châu Á. Với diện tích 12.7 ha, nhà máy sản xuất các thương hiệu bia nổi tiếng như Heineken và Tiger, đóng góp đáng kể vào nền kinh tế địa phương.

3.1 Quy trình sản xuất bia

Quy trình sản xuất bia tại nhà máy Heineken bao gồm các giai đoạn chính như chuẩn bị nguyên liệu, nghiền, lên men, và đóng chai. Hệ thống lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm.

3.2 Tối ưu hóa hệ thống lạnh

Việc tối ưu hóa hệ thống lạnh tại nhà máy Heineken không chỉ đảm bảo hiệu suất kỹ thuật mà còn giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành. Dự án này tập trung vào việc cải thiện hiệu quả của hệ thống lạnh thông qua các tính toán và mô hình hóa chính xác.

IV. Kỹ thuật lạnh

Kỹ thuật lạnh là lĩnh vực then chốt trong việc thiết kế và vận hành hệ thống lạnh tại nhà máy Heineken. Các kỹ thuật này bao gồm tính toán tải nhiệt, lựa chọn thiết bị, và tối ưu hóa quy trình làm lạnh.

4.1 Tính toán tải nhiệt

Tính toán tải nhiệt là bước quan trọng để xác định công suất làm lạnh cần thiết. Các yếu tố như nhiệt độ môi trường, quy trình sản xuất, và vật liệu cách nhiệt được xem xét kỹ lưỡng.

4.2 Lựa chọn thiết bị

Việc lựa chọn thiết bị như máy nén, bình ngưng, và bình bay hơi dựa trên các tính toán kỹ thuật và yêu cầu cụ thể của nhà máy. BITZER là phần mềm được sử dụng để kiểm tra và lựa chọn máy nén phù hợp.

V. Mô hình hóa hệ thống lạnh

Mô hình hóa hệ thống lạnh là bước quan trọng trong dự án này, giúp hiểu rõ cấu trúc và hoạt động của hệ thống. AutoCAD Plant 3D được sử dụng để tạo ra các mô hình 3D chi tiết, từ đó dễ dàng phân tích và cải thiện thiết kế.

5.1 Thiết kế hệ thống lạnh

Thiết kế hệ thống lạnh bao gồm việc tạo ra các bản vẽ kỹ thuật và mô hình 3D, giúp kiểm tra các thông số kỹ thuật và đảm bảo tính khả thi của dự án.

5.2 Kiểm tra và đánh giá

Quá trình kiểm tra và đánh giá hệ thống lạnh được thực hiện thông qua các mô hình 3D, giúp phát hiện và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn trước khi triển khai thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION HCMUIIE GRADUATION THESIS MAJOR: THERMAL ENGINEERING TECHNOLOGY CALCULATING, CHECKING, AND DEVELOPING THE REFRIGERANT SYSTEM OF HEINEKEN FACTORY USING THE AUTOCAD PLANT 3D SOFTWARE INSTRUCTOR: DANG THANH TRUNG STUDENT: VU TRONG HIEP HUYNH HOANG BACH NGUYEN QUOC BAO SKLO13724 Ho Chi Minh city, 7/2024 HO CHI MINH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION HCMUTE UNDERGRADUATE THESIS MAJOR: THERMAL ENGINEERING TOPIC: Calculating, checking, and developing the refrigerant system of Heineken factory using the Autocad Plant 3D software. Dang Thanh Trung Student and ID: Vu Trong Hiep 20147126 Huynh Hoang Bach 20147001 Nguyen Quoc Bao 20147121 HCMC-07/2024 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF SOCIALIST OF REPUBLIC OF VIETNAM TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION INDEPENDENCE — LIBERTY - HAPPINESS Ho Chi Minh City, 9" July 2024 PROJECT REQUIREMENTS Student’s group Vu Trong Hiep 20147126 (Email: 20147126 @student.vn SDT: [phone]) Huynh Hoang Bach 20147001 (Email: 20147001 @student.vn SDT: [phone]) Nguyen Quoc Bao 20147121 (Email: 20147121 @student.vn SDT: [phone]) Major : Thermal Engineering Technology (20 Cohort) 1. Title of the topic :Calculating, checking, and developing the refrigerant system of Heineken factory 2. Project objectives : e Calculating cycle setup, comparing equipment and pipelines.

e Researching various types of valves in the schematic. e Performing quantity takeoff for equipment and materials 3. The thesis report The graduation thesis report The finished day 9/7/2024 The Protect Day 14/7/2024 HEAD OF DEPARTMENT ADVISOR HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF SOCIALIST OF REPUBLIC OF VIETNAM TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION INDEPENDENCE — LIBERTY - HAPPINESS Ho Chi Minh City, 9" July 2024 ADVISOR COMMENTS ON THE THESIS Title: Calculating, checking, and developing the refrigerant system of Heineken factory Student’ group Vu Trong Hiep 20147126 Huynh Hoang Bach 20147001 Nguyen Quoc Bao 20147121 Major : Thermal Engineering Technology (20 Cohort) I. Regarding the presentation format & the logical coherence of the project structure 2.

Regarding the content (evaluation of the project quality, strengths and weaknesses, and practical value) H. ADJUSTMENTS AND ADDITIONS NEEDED Ho Chi Minh City, day. Regarding the presentation format & the logical coherence of the project structure The project consists of 5 chapters, the structure and presentation format meet the 4. Regarding the content (evaluation of the project quality, strengths and weaknesses, and practical value) Theoretical foundations relevant to the topic content.

ADJUSTMENTS AND ADDITIONS NEEDED I. RECOMMENDATIONS AND EVALUATION Ho Chi Minh City, day. July 2024 Thesis advisor (Signed & clearly written full name) HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION INTERNATIONAL EDUCATION DEPARTMENT CONFIRMATION OF COMPLETION OF THESIS Title: Calculating, checking, and developing the refrigerant system of Heineken factory Student’ group Vu Trong Hiep 20147126 Huynh Hoang Bach 20147001 Nguyen Quoc Bao 20147121 Major : Thermal Engineering Technology (20 Cohort) After incorporating and adjusting based on the feedback from the thesis advisor, thesis reviewer, and committee members during the defense session, the graduation thesis has been completed according to the content and format requirements. REASSURANCE We would like to assure you that the Topic “Heneiken Factory “ is our own based on some previous documents under the support and guidance of Assoc.Dang Thanh Trung and We don’t copy from any other resource.

HO CHI MINH CITY, Day. Year 2024 Author (Sign and full name) ACKNOWLEDGMENTS As a final-year student, a graduation project is an important step. The graduation project with the topic " Calculating, checking, and developing the refrigerant system of Heineken factory using the Autocad Plant 3D software." is the result of the group's tireless efforts and received the dedicated guidance of advisor Assoc. Dang Thanh Trung.

Here, We would like to send my sincere thanks to the members who helped my group complete this project. First, we want to express our respect and deep gratitude to Prof. Dang Thanh Trung is the direct instructor of this project. He helped me come up with reasonable solutions and created the best conditions for me throughout the duration of the project.

We would also like to send my most sincere thanks to the advisors of the Department of International Education as well as the advisors of Ho Chi Minh City University of Technical Education for imparting valuable knowledge and creating favorable conditions to help. over the past time so that We can complete the project more completely. We also want to thank my friends and relatives who have always encouraged and supported me throughout the process of implementing this project. They have created more confidence, motivation, and encouragement to try to overcome difficulties and complete the project in the best way.

Besides, we would like to thank my family for their great support spirituality and finances have helped me in the learning process. Even though We have tried very hard to complete the topic in the most complete way. But due to not being familiar with scientific research, practical contact with equipment, as well as limitations in knowledge and experience, shortcomings cannot be avoided. We look forward to receiving feedback from advisors and friends to complete the thesis more completely.

TABLE OF CONTENTS 427655100 2.- 5 4 LH HH HT TH TH TH TH TH TH TT TT HH 9 B509) 0. 14 LIST OEF ABBREVIA TIONS. --- Á àk HH TH TH TH TH TT TT TT ni 16 LIST OF FIGURES SOURCE.oo ccc cscs cesceecsecsecsecsecsecsecseceseseseesseseesaeseeeaeeaeeaees 19 1.1 TOpIC ÔV€TVI€W. ST TH TH TH TH TT TT TT kg 19 1.2 Significance Of the TOpIC.1 Geographic Location and Function.-- «+ + + 1111191 91 11 H1 HH TT TT 22 1.3 Scope of the PPTOJ€CÍ.-- «<< 1k T HT TH TT TT kg 22 I Anh in ch .1 Determine the freezing methO(.- -- «+ 1E **EE#E*vE+vEEsekerekrseeererssee 22 1.-- --- «+ «+ 1kg TH TH TT ng 23 CHAPTER 2 CALCULATIONS HEAT LOSS AND REFRIGERANT PROCESS .1 Beer Production Technology Process.2 _ Calculating the beer production process and selecting equipmen(.1 Calculate the main ingredients for 1000 liters of beer.2 Amount of hops needed for 1000 liters of beer [2].3 Calculation of water consumption for 1000 liters of beer [2].4 Calculation of yeast amount needed for 1000 liters of beer [2] .5 Calculation of the amount of Carbonic (CO2) needed for beer before bottling 30 2.3 Calculating the beer production process and selecting equipment [2].4 Determining the refrigeration load for the brewery plant .1 The heat loss due to thermal transfer QQ1.2 The heat loss 1n yeast fermenfafion {aïiIKS.

Heat flow loss in the finished tank. Cold loss in the 3°C water tanks (Q14) [2] .5 Heat loss through the glycol tank wall [2] .6 Cold Loss through the Plate Heat Exchanger (PHE) [2] .7 Cold Loss in the Eiltration Room [2] .8 Heat Loss from the Fermentation Room [2] .5 Calculating heat quantity i. Cooling load required for rapid COOÏITB. Cooling load required to produce chilled_Waf€T.

Heat 1s generated during fermenfafiOTI. Heat load Quantity in Cooling Processes of Technological TemperaturelReduCfIOIS .- --- G E111 11 11 11 1 H1 TH TH TH TT TT nh như 52 2. Heat Loss Due to the Wort Boiling PTOCeSS.6 CO2 ÍTe€zZing. LH TH TH TH TH TH TT TT TT CC TH TH HT TH 53 2.7 Heat flow due fO OD€TAfIOII.

c1 TH TH TH TH TH TH TH nhà 54 2.6 Calculation of single-stage refrigerafion CyCÌ€.- -- «+ k+k S111 TH TH TH TH TT Tnhh hà 55 2.2 Cycle Check Calculation and Compressor Selection for the System Using Refrigerant at -9C. óc LH TH TH TH TH TH TT TT TT TH CC 59 2.3 Calculate and choose the COTI€TIS€T.4 Calculate the €VADOTAẨOT.- ¿+ E111 91 1 11 1 H1 TH TH TH ng Hà Hàn trà 76 2.5 Check the main manifold pipelines of the entire system.7 _ Selecting a compressor using BITZER SOÍtWare.1 The calculation using BItZ€ SOÍEWATC. Gv HH ng tư rưy 88 CHAPTER 3 CALCULATION AND VERIFICATION OF AUXILIARY EQUIPMENT —.1 Ammonia Liquid Ñ€C€IV€T.-- 5 << vn TH TH TT TT ng 91 3.SĂ SÁ LH TH TT TH TT TT TT 92 3.- -- << 1k T HT TH TT TT 93 3.3 Calculating n6 nốốốố ốố. Plate Heat Exchanger (PHE).

- -- «cv TH kg 95 3. BAD FUMCtION oo. 6 HH HH HH HH Hàn 100 Ea. TT TH HH nh TT tư 101 3.1 STC Gate Valve wei .3 Non — Return Valve (NV).

Ặ- - G HH HH HH re 106 3. 108 CHAPTER 4 DEVELOPING THE REFRIGERANT SYSTEM OF THE HEINEKEN FACTORY USING THE AUTOCAD PLANT 3D SOFTWARE AND BILL OF 919.1 Introducing AutoCAD Plant 3Ì]D.-- «HH nàng HH tưy 109 4.2 Benefits of AutoCAD Plant 3D 4.3 Outstanding features of AutoCAD Plant 3ÌD.4 Basic instructions ÍOT US€.- 6 (6 << 11T HH HH ngư 112 4. Industry applications and specific exammpÌes. Project implementation (Refrigeration system of Heineken Vietnam 12 Dirict bà S017.7 Bill of quantity for Heineken Dbr€WeTV .c- Sàn re CHAPTER 5 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS.

124 LIST OE TABLES TABLE 2. | TANKS HEAT INSULATION AND REFRIGERANT STANDARD 34 TABLE 2. 2 MATERILAL INFORMA TION.-- - S1 HH rên 35 TABLE 2. 3 EACH FERMENTATION TANK INFORMA TION.

4 COOLING AREA OF EACH TYPE OF FERMENTATION TANK. 5 HEAT LOSS THROUGH EACH FERMENTATION TANKS. 6 COLD LOSS DURING THE MAIN FERMENTATION PERIOD. 7 COMPARISON TABLE OF CALCULATED AND DESIGNED REERIGERATION LOAD OF THE FACTORY.8 THE PARAMETERS OF THE CYCLE NODES.

9 SELECTION TABLE FOR COMPRESSOR MODELS. 10 SELECTION TABLE FOR CONDENSER MODELS. 11 ACOMPARISON TABLE OF ALL PIPE SPECIFICATIONS AGAINST I0:0289. 12 COMPARISON TABLE OF COMPRESSOR PARAMETERS AFTER MANUAL CALCULATION AND SOFTWARE CALCULATION.

I TABLE OF COEFFICIENT SPECIFICATIONS. 1 TABLE OF EQUIPMENT AND MATERIAL BILL OF QUANTITY FOR HEINEKEN BREWERY.-- -- 1L HH Hn HH HT 115 13 LIST OF FIGURES FIGURE 2. I HEAT TRANSEER MODEL OF FERMENTATION TANK. 2 STRUCTURE OE FERMENTATION TANK .---¿22sez+czs+ 38 FIGURE 2.

3 3° COLD WATER TANK. 4 GLYCOL TANK STRUCTURE .- 22 22+++22EEE+2EEEE+zEEESerrrrex 46 FIGURE 2. 5 FILTRATION ROOM WALLL.- 2222 2222+2EE1+2EEEE+EEEEEErEEExerrrrex 49 FIGURE 2. 6 P-H DIAGRAM OF THE CYCLE USING THE FTE SYSTEM [1].

7 BAC EVAPORATIVE CONDENSER [2]. 8 FLOODED EVAPORATOR WITH HORIZONTAL LIQUID SEPARATOR. 9 BITZER SOFTWARE INTERFACE [3]. 11 AFTER THE SOFTWARE FINISHES CALCULATING [3].

10 TECHNICAL SPECIFICATIONS OF THE COMPRESSOR [3]. | AMMONIA LIQUID RECEIVER STRUCTURE [4]. 3 PLATE HEAT EXCHANGER MECHANICAL STRUCTURE [6]. 4 PLATE HEAT EXCHANGER OPERATION [7].

5 TYPICAL BOWL DRAWING FOR A NOZZLE CENTRIFUGE WITH RECIRCULATION OF SOLIDS [8]. 6 STRAIGHT SHUT-OFF VALVES WITHOUT HANDWHEEL (A). 7 ANGLE SHUT-OFF VALVES WITHOUT HANDWHEEL (A) AND WITH HANDWHEEL (B) [10 ]. 8 THE CONSTRUCTION OF THE STC 15-40 SHUT-OFF VALVE [11]103 FIGURE 3.9 SVA SHUT-OFF VALVE: STRAIGHT AND 90° ANGLE TYPES [11] SH HT HT TT 0 104 FIGURE 3.

10 THE CONSTRUCTION OF THE SVA-S SS15-40 GLOBE VALVE [11] SH HT HT TT 0 105 FIGURE 3. II CONSTRUCTION OEF NRV CHECK VALVVE [I1T]. 1 AUTOCAD PLANT 3D oo. cece cece eens cnsecesesseessscsesensenseenseesags 110 FIGURE 4.

coe cece esses 2Ặ Si 114 FIGURE 4.-- 5Á 1 1n HH HH ng ngưng 114 FIGURE 4. 4 FEERMENTATION TANK AREA.- ẶẶS nành He, 115 15 PHE FCU LSE ECO NO NC PU LIST OF ABBREVIATIONS : Plate Heat Exchanger : Fan Coil Unit : Liquid Subcooling Economizer : Economizer : Normal Open : Normal Close : PolyUrethane : Đường kính ống (m) : Heat exchange surface area (m2) : Height (m) : Entanpy (kj/kg) : Heat transfer coefficient : Safety factor : Length (m) : Mass flow rate (kg/s) : Pressure (bar) : Power : Radius (m) : Entropy (kj/kg.°C) : Area (cross-sectional area of the pipe) (m7?) : Temperature (°C) : Specific volume (m?