Thiết kế nhà máy bia năng suất 20triệu lít/năm

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
lượng. Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho
ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả
năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát
triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ
cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho
người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là vô cùng
cần thiết.
Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 20
triệu lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị
và tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất
trung bình, cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ
I.1 Tình hình phát triển ngành bia trên thế giới
a. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới
Nhu cầu tiêu thụ bia trên thế giới ngày càng nhiều cùng với nhu cầu và điều
kiện đời sống vật chất của mọi gười ở khắp nơi trên thế ngày càng tăng.
Theo thống kê, các nước Đức, Mỹ có sản lượng bia lớn hơn 10 tỷ lít/ năm.
Mỹ là một nước phát triển, qui mô sản xuất lớn, 5 công ty đã chiếm 60% tổng
sản lượng bia sản xuất ra. Ở Canada chỉ hai công ty lớn đã chiếm 94% tổng
sản lượng bia sản xuất ra. Các nước Đức, Đan Mạch, Tiệp tiêu thụ nhiều hơn
100 lít /người /năm.
Nếu ở Châu Âu hầu hết các nước đều sản xuất và tiêu thụ bia với lượng
lớn thì ở Châu Phi chỉ một số nước là sản xuất và tiêu thụ nhiều bia. Người ta
đã thống kê được 10 nước có sản lượng bia cao nhất ở tất cả các châu lục là:
Mỹ, Trung Quốc, Đức, Brazin, Nhật, Anh, Mexico, Tây Ban Nha, Nam Phi.
10 nước có mức tiêu thụ bia cao nhất là: Tiệp, Đức, Italia, ÚC, Bỉ,
Newziland, Áo, Đan Mạch, Hungari, Anh.
b. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á.
Châu Á có các nước phát triển như: Nhật, Trung Quốc và các nước đang phát
triển như: Lào, Campuchia, Việt Nam điều có sản lượng sản xuất và tiêu thụ
bia ngày càng tăng lên nhưng mức độ tăng trưởng là khác nhau ở các nước
khác nhau.
Thái Lan 26,5%, Philippin 22%, Malaixia 21%, Trung Quốc20 %.
Sản lượng bia ở Trung Quốc, Nhật gần bằng với sản lượng bia ở Đức, Mỹ,
khoảng 8-12 tỷ lít /năm.
Nhật có 4 công ty lớn chiếm 40% sản lượng sản xuất ra Trung Quốc có 800
nhà máy có sản lượng lớn hơn 150 triệu lít /năm (chiếm 25% tổng sản lượng
sản xuất ra).
Mức tiêu thụ ở Nhật 50 lít /người /năm.
Mức tiêu thụ ở Singapo 18-20 lít /người /năm.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
I.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam.
Việt Nam là một nước Đông Nam Á, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, bia là thứ
đồ uống có độ cồn nhẹ, có giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao có
tác dụng giải khát nên bia rất được ưa chuộng ở Việt Nam.
Mục tiêu ngành:
- Xây dựng ngành bia thành một ngành kinh tế mạnh. Sử dụng tối đa
nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa
dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng
cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất
khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế
giới.
- Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, bia đạt chất
lượng cao từ nguyên liệu trong nước và nhập khẩu.
Định hướng phát triển
-Về công nghệ, thiết bị: hiện đại hoá công nghệ, từng bước thay thế
công nghệ thiết bị hiện có bằng công nghệ, thiết bị tiên tiến hiện đại của thế
giới, đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi
trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh
tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước.
- Về đầu tư: Tập chung đầu tư vào các nhà máy có công suất thiết kế
lớn, phát huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ
tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực của một số nhà máy
hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn, khuyến
khích huy động nguồn vốn của các thành phần kinh tế trong nước, phát hành
trái phiếu đẩy mạnh việc cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước
không nắm giữ 100% vốn.
+ Các chỉ tiêu chủ yếu.
Sản lượng: Năm 2010: 12000 Triệu lít
Năm 2015: 15000 Triệu lít
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Tập trung đầu tư các nhà máy công suất lớn, sản xuất kinh doanh hiệu quả,
quản lý chặt chẽ vệ sinh an toàn thực phẩm đảm bảo chất lượng, giá thành
được người tiêu dùng chấp nhận cụ thể.
Đối với các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tập trung khai thác
đủ công suất thiết kế.
- Trong đó bia Việt Nam phải giữ vai trò chủ chốt trong việc nâng uy
tín chất lượng thương hiệu bia Việt Nam, đảm bảo sản xuất và tiêu thụ đạt tỷ
trọng từ 60%-70% thị phần trong nước và hướng tới suất khẩu.
Sản lượng sản xuất ngành bia
Chỉ tiêu Năm 2010 (triệu
lít)
Năm 2015 (triệu
lít)
1 Công ty bia Sài Gòn
Công ty bia Hà Nội
Các nhà máy khác
2 Liên doanh và 100%
vốn nước ngoài
3 Địa phương và các
thành phố.
- Địa phương
- Các thành phần
kinh tế khác
350
100
100
350
200
100
780
200
150
400
270
150

Nhu cầu vốn đầu tư
Chỉ tiêu Năm 2010 2015
Công ty bia Sài Gòn
Công ty bia Hà Nội
Các nhà máy khác
2730
1680
700
3780
2100
1400
I.3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy.
Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:
+ Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
+ Thuận lợi về giao thông thuỷ, bộ để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu
và sản phẩm.
+ Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không
ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng.
+ Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản
phẩm thuận lợi.
+ Địa hình bằng phẳng, điạ chất ổn định, không có chấn động.
+ Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao
thông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất.
Từ các nguyên tắc trên, em lựa chọn địa điểm xây dựngnhà máy nằm trong
khu công nghiệp Hoà Xá thuộc thành phố Nam Định. Địa điểm này đáp ứng
được các nhu cầu trên phương diện sau:
I.3.1. Giao thông
Khu vực xây dựng nằm trên đường quốc lộ liên thông với các tỉnh Thái Bình,
Thái Nguyên, Hưng Yên, Hà Nội, Ninh Bình, Hà Nam đều là các tỉnh thuộc
vùng đồng bằng sông Hồng có hệ thống đường bộ, đường sắt tương đối phát
triển.
Khoảng các địa lý từ Nam Định đến các tỉnh:
Nam Định – Thái Bình:17,7km
Nam Định – Ninh Bình:29 km
Nam Định – Phủ Lý:29km
Nam Định – Hải Dương: 60km
Bờ biển dài 72 km, nối tiếp với hai cửa biển và hai dòng sông lớn là sông Đáy
và sông Hồng. Dọc bờ biển có 5 cửa sông, hai cảng lớn là cảng sông Nam
Định và cảng Hải Thịnh. Hệ thống sông tạo điều kịên thuận lợi cho giao
thông
I.3.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Nguyên liệu chính là malt vàng nhập từ úc về thông qua công ty nhập khẩu
malt. Hoa houblon được nhập bằng đường thuỷ, từ các cảng biển theo đường
quốc lộ đến thẳng nhà máy ở dạng chế phẩm thương mại: cao hoa và hoa viên.
Nguyên liệu thay thế được thu mua trong tỉnh và các tỉnh lân cận vì đây là
vùng đồng bằng nông nghiệp rất phát triển, thu mua nhanh chóng nên không
phải dự trữ nhiều, giạo luôn đáp ứng nhu cầu sản xuất cả về số lượng và chất
lượng.
I.3.3. Đầu ra
Với số dân cư đông đúc trong tỉnh và các tỉnh lân cận:
Nam Định: 1 888 406 người.
Mỗi tỉnh lân cận Thái Bình, Ninh Bình, Hà Nam, Hải Dương đều có số
dân từ 1 000 000 người trở lên thì sản phẩm được dành để phục vụ cho đông
đảo người dân trong vùng.
Mặt khác dân cư đông còn là điều kiện thuận lợi để lựa chọn, đào tạo
nguồn nhân lực có đầy đủ kỹ năng thao tác thực hành, rành về trình độ chuyên
môn, đáp ứng được yêu cầu sản xuất.
I.3.4 Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh
Sử dụng mạng lưới quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện thành phố và
qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy, nổ, bình cứu
hoả, cửa thoát hiểm, máy phát điện công suất vừa đủ (theo phần tính điện) để
phục vụ cho nhà máy không bị gián đoạn sản xuất.
Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nguyên liệu
than. Có hai lò hơi làm việc đồng thời. Người vận hành lò hơi phải có trình độ
chuyên môn cao, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và
thay thế phụ tùng ngay khi cần thiết.
Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác
nhân chạy máy làm lạnh là khí Freon 22.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
I.3.5. Nguồn cấp thoát nước.
Sử dụng trực tiếp nguồn nước thành phố. Nước thải sau khi sử dụng cho
công đoạn vệ sinh thiết bị, rửa chai, rửa phân xuởng, dụng cụ thao tác…được
đưa qua bộ phận sử lý nước thải trước khi thải ra ngoài sông, cống rãnh. Nước
ngưng được đem sử lý và dùng cho nồi hơi.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
I. NGUYÊN LIỆU
Các nguyên liệu chủ yếu phục vụ cho quá trình nấu bia bao gồm: Malt đại
mạch, gạo thay thế, hoa houblon, nước, chủng nấm men.
Muốn bia có chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng thì
đầu tiên là vấn đề nguyên liệu phải đạt được những yêu cầu nhất định.
I.1 Malt đại mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các bia. Malt đại mạch
chính là hạt đại mạch được nảy mầm trong điêu kịên nhiệt độ và độ ẩm thích
hợp, sau đó được sấy khô, tách rễ, làm sạch để chuyển chúng thành sản phẩm
bền vững dễ dàng cho việc vận chuyển, bảo quản và loại trừ khả năng xâm
nhập và phát triển của vi sinh vật.
Do tính chất và tầm quan trọng của malt trong công nghệ sản xuất bia mà
malt cần đạt được những chỉ tiêu về chất lượng nhất định mới được lựa chọn
để sản xuất bia.
- Chỉ tiêu cảm quan
+ Về màu sắc: có màu vàng sáng.
+ Mùi: có mùi thơm tự nhiên, đặc trưng của malt, không có mùi lạ.
+ Vị: có vị ngọt dịu nhẹ.
+ Độ sạch của malt là tỷ lệ các tạp chất, hạt vỡ gãy chứa trong đó. Tỷ lệ
cho phép là 0,5% hạt gãy, vỡ và 1% là các tạp chất khác.
- Chỉ tiêu vật lý:
+Khối lượng tuyệt đối: Là khối lượng của 1000 hạt không lựa chọn chỉ
số này dao động trong khoảng 29 ÷ 38 g.
+ Hình thái vết cắt của malt là mức độ trắng đục hoặc trắng trong của
phần nội nhũ:
Đối với malt vàng số hạt trắng đục
≥
94%.
- Chỉ tiêu hoá học:
+ Thuỷ phần:
≤
7%
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
+ Chất hoà tan: 70 ÷ 79%
+ Hàm lượng tinh bột: 56 ÷58% chất khô
+ Protit : 8 ÷ 10% chất khô
+ Saccharoza: 5% chất khô
+ Đường khử: 4% chất khô
+ Xenluloza: 6% chất khô
I.2 Hoa hounblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ 2 (sau malt đại mạch) và
có vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Hoa houblon làm cho
bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khă năng tạo bọt và giữ
bọt của bia, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản
phẩm.
Hoa houblon có thành phần hoá học:
Nước: 11 ÷ 13%
Chất đắng: 15 ÷ 21%
Polyphenol: 6 ÷9%
Protein: 15 ÷ 21%
Xenluloza: 12 ÷ 14%
Chất khoáng: 5 ÷8%
Các chất khác: 26 ÷28%
Trong các cấu tử trên đây thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến tinh dầu
thơm và thứ 3 là polyphenol.
- Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia là rất to lớn. Chúng làm
cho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia. Khi
đã hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, các chất đắng là những chất có
hoạt tính sinh học cao, tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ
bọt rất lâu. Với một nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế
rất mạnh sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn cao
và nhờ đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm.
- Tinh dầu thơm: là cấu tử rất có giá trị của hoa houblon. Tinh dầu thơm của
hoa houblon hoà tan vào dịch đường tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Tinh dầu thơm là nhân tố quyết
định hương thơm của bia vàng.
- Polyphenol: giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dùng
để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm
ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia.
Chính vì các yếu tố trên mà hoa houblon là nguyên liệu không thể thay thế
trong công nghệ sản xuất bia.
I.3 Gạo
Ngoài đại mạch, trong công nghệ sản xuất bia để giảm giá thành sản phẩm,
người ta đã đưa một số nguyên liệu khác vào thay thế, người ta thường sử
dụng các nguyên liệu dạng hạt chưa nảy mầm. Nước ta là một nước nông
nghiệp trồng lúa nước nên nguồn gạo của chúng ta rất phong phú va giá thành
rẻ vì vậy ta chọn gạo làm nguyên liệu thay thế,
Thành phần của gạo đưa vào sử dụng:
Độ ẩm: w = 12 ÷ 14%
Tinh bột: 75 ÷ 80% chất khô
Protein: 6,5 ÷ 7,5% chất khô
Các thành phần khác tương đương đại mạch.
I.4 Nước
Trong công nghệ sản xuất bia nước chiếm 80 ÷ 90% trong bia. Với một tỷ lệ
lớn như vậy, ta có quyền nói rằng nước là một trong những nguyên liệu chính
để sản xuất bia. Vì vậy nước đưa vào sản xuất bia phải đạt được những yêu
cầu nhất định. Nước thực chất là một dung dịch loãng của các muối ở dạng
ion. Nhóm cation thì chiếm nhiều nhất là Ca2
+
, Mg
2+
, H
+
, Na
+
, K
+
, Mn
2+
,…
nhóm anion chủ yếu là OH
-
, HCO
3
-
, CO
3
2-
, SO
4
2-
…. Hàm lượng các muối
trong nước khác nhau nên ảnh hưỏng của chúng đối với tiến trình công nghệ
khác nhau. Trong nước có Fe làm bia tanh, Mn làm bia đắng, Ca, Mg, Na làm
bia có vị chát.
Các loại muối hoà tan trong nước tạo cho nước có độ cứng. Trong nước nếu
có muối bicacbonat thì ảnh hưởng bất lợi cho bia vì chúng làm giảm độ chua
định phân của dịch cháo khi chúng tác dụng với các muối photphat của malt:
2KH
2
PO
4
+ 2Na
2
HCO
3
> K
2
PO
4
+ Na
2
HPO
4
+ H
2
O + CO
2
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

Xem chi tiết: Thiết kế nhà máy bia năng suất 20triệu lít/năm