thiết kế công nghệ và nhà máy thực phẩm thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy bia

Ngày nay ngành sản xuất biaViệt Nam cũng như các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn không ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng các nhà máy mới phù hợp vànâng cao chất l

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

BỘ MÔN THIẾT KẾ NHÀ MÁY

TIỂU LUẬN:

THIẾT LẬP TỔNG MẶT BẰNG

CHO NHÀ MÁY BIA

GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN NHÓM: 9

tháng 6 năm 2013

Nhận xét của giáo viên

DANH SÁCH NHÓM

Nguyễn Văn Chung 2005100068Nguyễn Thị Hiền 2005100071Nguyễn Thị Hồng 2005100107Nghiêm Thị Hiền 2005100039Nguyễn Thị Nguyệt 2005100018Trần Hoàng Phương 2005100474

MỞ ĐẦU

Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng Công nghệ sản xuất bia khá đặc biệt, bởi vậy nó mang lại cho người uống một cảm giác rất sảng khoái

và hấp dẫn Trong bia có chứa hệ enzym phong phú và đặc biệt là enzym kích thích cho sự tiêu hóa Vì vậy uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa, mà còn giảm được sự mệt mỏi sau một ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm trí đã trở thành loại nước giải khát không thể thiếu hàng ngày đối với mỗi người dân phương Tây

Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày mộttăng nhanh, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sảnxuất bia đã có những bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến về công nghệ đã được

áp dụng vào sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả

sử dụng thiết bị, và mang lại hiệu quả kinh tế cao Ngày nay ngành sản xuất biaViệt Nam cũng như các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn không ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng các nhà máy mới phù hợp vànâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh vàchiếm lĩnh thị trường

MỤC LỤC

Chương 1: Tổng quan về bia 6

1.1 Khái niệm 6

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 6

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam 8

1.4 Địa điểm 10

Chương 2: Dây chuyền sản xuất 14

2.1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 14

2.2 Nguyên liệu sản xuất bia 22

2.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 25

Chương 3: Tính toán xây dựng 36

3.1 Thiết kế bố trí tổng mặt bằng 36

3.2 Tính toán các hạ mục công trình 37

Kết luận: 45

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA

1.1 Khái niệm

Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất

bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi

trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên

men Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia Các

thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo

từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và

màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau

1.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới.

1.2.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới.

Theo thống kê năm 2011, sản xuất bia toàn cầu đạt 192.710.000 nghìn lít tăng6,94 triệu kl, tăng 3,7% so với 2010

Châu Á: khối lượng sản xuất bia trong năm 2011 tăng 8,6% so với cùng kỳnăm ngoái, trở thành khu vực sản xuất bia lớn nhất thế giới trong 3 năm liên tiếp.

Bắc Mỹ: sản xuất bia đã giảm 1,5% so với cùng kỳ năm 2011, đánh dấu nămthứ tư liên tiếp của nó giảm

1.2.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới.

Năm 2011, toàn cầu tiêu thụ bia lên tới 188,78 triệu kl, tương đương với 298,2

tỷ chai ( 633-ml ) Năm 2010: 181,88 triệu kl tăng 6,9 triệu kl, tương đương với 10,9

tỷ chai ( 633-ml) Đánh dấu sự gia tăng 26 năm liên tiếp

Châu Á là một trong những khu vực có lượng tiêu thụ bia tăng nhanh, các nhànghiên cứu thị trường bia nhận định rằng Chau Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêuthụ bia trên thế giới

Vào năm 2007, châu Á đã vượt qua châu Âu và châu Mỹ về lượng bia tiêu thụ.Theo BBC, châu Á đứng đầu thế giới về lượng tiêu thụ bia là nhờ vào “công”củaTrung Quốc.Trung Quốc hiện cũng đã trở thành nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới, với

44 tỉ lít bia vào năm 2010, đứng sau là Mỹ (23 tỉ lít), Brazil (12 tỉ lít) và Nga (10 tỉ lít),

1.3.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam.

1.3.1 Tình hình sản xuất bia tại Việt Nam.

Theo thống kê năm 2011, VN có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầukhắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng mạnh về số lượng

Trong đó, hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/ năm, 15 nhà máy cócông suất lớn hơn 15 triệu lít/ năm và 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm

Sản lượng sản xuất Bia hàng năm tại Việt Nam.

Sơ đồ thị trường bia Việt Nam 1.3.2 Tình hình tiêu thụ bia tại Việt Nam.

Trong khi thu nhập bình quân người của Việt Nam chỉ đứng 8/11 trong khu vựcĐông Nam Á, thì Việt Nam lại đang nắm giữ kỷ lục tiêu thụ bia với gần 3 tỷ lít trong

năm 2012

1.4 Địa điểm

Địa điểm được chọn để xây dựng nhà máy cần đáp ứng được những yêu cầu sau:

− Phù hợp với quy hoạch chung của thành phố

− Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nơi tiêu thụ sản phẩm

− Thuận tiện về giao thông

− Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu

− Vấn đề cấp thoát nước dễ dàng

− Nguồn nhân lực không quá khan hiếm

Sau khi khảo sát và tìm tìm hiểu chúng em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia

ở khu công nghiệp Việt Nam - Singapore Thuận An, Bình Dương

1.4.1 Giao thông vận tải

Khu công nghiệp Việt Nam Singapore thuộc tỉnh Bình Dương có hệ thống giaothông đường bộ và đường thủy rất quan trọng nối liền giữa các vùng trong và ngoàitỉnh Trong hệ thống đường bộ, nổi lên đường quốc lộ 13 – con đường chiến lược cực

kỳ quan trọng xuất phát từ thành phố Hồ Chí Minh, chạy suốt chiều dài của tỉnh từphía nam lên phía bắc, qua tỉnh Bình Phước và nối Vương quốc Campuchia đến biêngiới Thái Lan Quốc lộ chạy qua khu công nghiệp và giao với quốc lộ khu côngnghiệp tọa lạc trên đại lộ hữu nghị Một đại lộ lớn và nối liền với nhiều tỉnh lộ khác

Về hệ thống giao thông đường thủy, Bình Dương nằm giữa ba con sông lớn,nhất là khu công nghiệp nằm gần sông Sài Gòn Bình Dương có thể nối với các cảnglớn ở phía nam và giao lưu hàng hóa với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Thuận lợicho việc cung cấp nguyên liệu và phân phối sản phẩm Khu công nghiệp nằm gần cảngĐồng Nai, cảng Bình Dương và cảng Sài Gòn

Ngoài ra khu công nghiệp còn gần Ga sài Gòn và sân bay Tân Sơn Nhất

1.4.2 Cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, gạo trong nước và đường (nguyênliệu thay thế cho một phần malt), hoa houblon, nước, nấm men và một số nguyên liệuphụ trợ khác

− Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về từ CHLB Đức Malt được đóng góivào trong các bao tải có trọng lượng cả bì là 50kg Hoa houblon được nhập về dướidạng hoa viên và cao hoa Nguyên liệu được nhập về nhà máy bằng đường thủy vàđường hàng không

− Gạo được thu mua từ Đồng bằng Sông cửu long bằng đường bộ và đường thủy

− Men giống: nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces carlsbergensis X25

- Nước: trong sản xuất bia nước đóng một vai trò rất quan trọng Nước được sản

xuất với một khối lượng tương đói lớn và yêu cầu của nước hết sức nghiêm ngặt.Nhà máy sử dụng nguồn nước máy do tỉnh cấp Đây là một yếu tố quan trọng vì nướckhông chỉ để dùng cho nấu và xử lý, sinh hoạt mà còn được dùng để pha loãng từ bianồng độ cao ra bia thành phẩm sau này

1.4.3 Hệ thống thoát nước

Nhà máy thải ra một lượng nước thải lớn Đây là loại nước chứa nhiều chấthữu cơ do đó nước thải của nhà máy được gom về hệ thống xử lý nước thải đặt trongnhà máy, sau khi nước đã được xử lý rồi mới thải ra hệ thống nước thải của tỉnh

1.4.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu được sử dụng nhằm cung cấp nhiệt cho nồi hơi phục vụ cho cácmục đích sản xuất, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng Nhà máy sử dụng nhiên liệu làthan đá được mua từ tổng công ty than Việt Nam

1.4.5 Nguồn điện

Điện là nhu cầu quan trọng cho bất kỳ nhà máy nào, điện phải đảm bảo 24/24giờ Hiện tại nhà máy sử dụng nguồn điện của hệ thống điện quốc gia Trên tuyếnquốc lộ 13 và nhất là trên toàn tỉnh Bình Dương mạng lưới điện 220KV, 500KV đượcphủ rộng khắp Ngoài ra còn, đặt thêm hệ thống máy biến thế riêng để ổn địnhnguồn điện và một máy phát điện đề phòng khi mất điện trên mạng lưới

1.4.6 Nguồn nhân lực

Nhà máy có thể sử dụng lực lượng lao động tại địa phương, vừa nhằm giảiquyết công ăn việc làm cho họ, mặt khác khi sử dụng nguồn nhân công tại chỗ giúpchúng ta không phải quan tâm đến nơi ăn chốn ở của công nhân Và vì , Bình Dương

là một tỉnh lớn, đông dân cư và chứa nhiều khu công nghiệp lớn, nằm trong vùng giaothông thuận lợi vì vậy sẽ thu hút được nhiều nhân tài từ các tỉnh, thành phố lân cận.

1.4.7 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Điều kiện giao thông của tỉnh Bình Dương rất tốt cả đường bộ, đường thủy,đường hàng không vì vậy thị trường tiêu thụ mà nhà máy hướng tới là rộng khắp từcác tỉnh thành lân cân như thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh đồng nai, tỉnh bình phước,các tỉnh cao nguyên, các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và hướng tới thị trườngngoài nước như gần nhất là Campuchia và Thái Lan sau đó tới các nước trong khuvực Đông Nam Á

CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

 Độ trong: trong suốt

 Hương: thơm dịu, đặc trưng của hoa houblon

 Vị: đắng dịu, đặc trưng của hoa houblon

 Hàm lượng cồn: bia hơi: 3,5%; bia chai 5% (v/v)

 Hàm lượng diaxetyl: bia hơi < 0,2 mg/l; bia chai < 0,1 mg/l

 Độ màu tính theo số ml I2 0,1N trung hòa 100ml bia: 0,5 ml

 Hàm lượng glyceryl: bia hơi: 0,1 – 0,2; bia chai: 0,1 – 0,2

 Hàm lượng axit hữu cơ: bia hơi: 0,1 – 0,15; bia chai: < 0,1

Chỉ tiêu vi sinh vật

 Vi sinh vật hiếu khí: < 100 tế bào/ml bia hơi

 Vi khuẩn yếm khí: không có

2.2 Nguyên liệu sản xuất bia

Nguyên liệu để sản xuất bia bao gồm nguyên liệu chính và nguyên liệu thay thế.Các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nước và nấm men

2.2.1 Malt đại mạch

Trong sản xuất bia malt là nguyên liệu quan trọng và quyết định lớn đến chấtlượng của bia Malt dùng trong sản xuất bia thường là malt được nảy mầm ở điều kiệnnhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định ở những điều kiện bắt buộc Malt cung cấp choquá trình lên men đường, tinh bột, axit amin, chất

béo, chất khoáng, đạm, cung cấp enzym protease,

amylase cho công nghệ nấu dịch lên men và các

hệ thống enzym oxy hóa khử khác Ngoài ra malt

còn cung cấp nguồn đạm hòa tan cho sự sinh

trưởng, phát triển của nấm men, cung cấp những

chất đặc trưng tạo nên hương vị, độ bọt, độ bền

bọt cho bia sau này

2.2.1.1 Yêu cầu về chất lượng của malt

Về cảm quan:

+ Màu sắc: vàng nhạt hoặc vàng thẫm

+ Mùi vị: có mùi thơm, vị dịu ngọt.

+ Kích thước, trọng lượng: hạt đồng đều, cứ 1000 hạt malt khô lượng dao động từ 30-44g Malt phải xốp, khi cắn phải mềm, không còn các phản ứngmalt không được có

Các chất chứa nitơ

584519610

Có hai loại malt: malt vàng và malt thẫm Tuy nhiên ở nhà máy này em chọnloại malt vàng.

2.2.2 Hoa houblon

Cây Houblon có tên khoa học là “Hamulus Lupulus”, là một loài thân leothuộchàng urticacée, họ moracé Hoa houblon được coi như là nguồn nguyênliệu chính thứhai trong sản xuất bia Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng đặctrưng và mùi thơm dễchịu, đồng thời hoa cũng chiết ra các chất có tác dụng tiệttrùng do đó làm tăng thờigian bảo quản bia và giúp cho các thành phần bia đượcổn định và bọt bia giữ được lâuhơn cũng như cung cấp khoáng, tanin, protein,tanin kết hợp với protein còn lại chưathủy phân và làm tách protein ra tránh hư hỏng trong bia

Đức và Mỹ là hai quốc gia sản xuất hoa houblon lớn nhất, tiếp theo là cộng hòaCzech và hiện nay có cả Trung Quốc

2.2.2.1 Yêu cầu chất lượng của hoa houblon

− Màu sắc: Hoa có màu xanh hơi ngà, cánh hoa phải có màu sáng ngà, không có màunâu hoặc màu sẫm đen

− Mùi vị: có vị đắng, mùi thơm đặc trưng

− Tạp chất: hàm lượng tạp chất < 17,5%, không lẫn nhiều lá và cuống hoa (có thểchấp nhận lá và cuỗng gẫy còn khoảng 3%)

− Hàm lượng ẩm: dùng tay nghiền hoa, hoa không được dính vào nhau hoặc mất lá,không bị ướt, không bị gãy

− Hình dáng hoa: các búp hoa phải to đều, các cánh hoa xếp khít lên nhau

− Các hạt lupulin (nhụy hoa): hoa có càng nhiều lupulin càng tốt, lupulin có màu vàngchanh tới vàng bóng, dính

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của hoa houblon

Amino axitProtein

10 – 11

15 – 200,5 – 1,52– 5220,1

15 – 17

ngà, hoa có càng nhiều lupulin càng tốt Tuy nhiên hiện nay số lượng các nhà máy sửdụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuất hiện các chế phẩm hoa houblon.

− Dạng viên: Có màu xanh, dạng viên trụ, có đường kính 5 mm (hàm lượng chấtđắng 8%) Trong quá trình nấu dạng hoa viên này thường được dùng với hàm lượnglớn vàcho vào giai đoạn đầu là 1/2 và giữa quá trình nấu hoa là 1/2 còn lại Có hai loạihoa viên là hoa viên 90 và hoa viên 45

− Dạng cao: Có hàm lượng chất đắng thấp nhưng có hàm lượng tinh dầu cao vì vậycho cuối quá trình nấu hoa để tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu Cao hoa có thể bảoquản tốt từ 3 – 5 năm

2.2.3 Nước

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Thành phần

và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệvà chấtlượng thành phẩm Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn để hồhóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi Chất lượng nước có ảnhhưởng rất lớn đến chất lượng bia Lượng nước sử dụng trong sản xuất bia thường trongkhoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia Trong việc sản xuất bia nồng độ cao, nước có ý nghĩa rấtquan trọng trong việc pha loãng bia thành các nồng độ theo yêu cầu

Yêu cầu của nước dùng để sản xuất bia:

− Độ cứng từ mềm đến trung bình

− Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

− Hàm lượng muối Mg2 không quá 100 mg/l

− Hàm lượng muối clorua 75 – 150 mg/l

− Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l

− NH3 và muối NO2 không có

− Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l

− Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml

− Số lượng tế bào E.coli # 3 tế bào/ml

2.2.4 Nấm men

Nấm men sử dụng trong lên men bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giốngSaccharomyces có nhiệt độ sinh trưởng là 25 – 30oC nhưng có thể phát triển được ở 2– 3oC và chịu đến -180oC, ở nhiệt độ không khí lỏng vẫn sống Giai đoạn đầu lênmen cần có oxy để dấm man sinh trưởng, phát triển tăng sinh khối sau đó oxy cạndần chuyển sang pha yếm khí

Chủng nấm men được sử dụng để lên men ở đây làSaccharomycescarlsbergensis là loại nấm men hiếu khí tùy tiện Trong điều kiện hiếu khí được cungcấp đủ oxy nấm men thực hiện quá trình hô hấp và tăng sinh khối, còn trong điều kiệnyếm khí chúng thực hiện quá trình lên men Loài nấm men phát triển tốt ngay ở nhiệt

độ thấp khoảng 6 – 7oC

Hình: Cấu tạo của tế bào nấm men 2.2.5 Nguyên liệu thay thế

Theo tài liệu của hiệp hội bia Châu Mỹ, nguyên liệu thay thế được định nghĩa

là nguồn cacbonhidrat có thành phần và tính chất phù hợp dùng để bổ sung và thaythế nguyên liệu cơ bản trong sản xuất bia là malt đại mạch Xuất phát điểm của việcsửdụng nguyên liệu thay thế ở Châu Âu là nhằm giảm lượng malt đưa vào sản xuất vìthuế sản xuất lúc đó đánh vào lượng malt Nguyên liệukhác nhau thay thế như ngô,gạo, đại mạch Sau một thời gian dài sử dụng và nghiên cứu ảnh hưởng của các loạinguyên liệu thay thếđến chất lượng của bia, người ta đã rút ra một số kết luận sau:

− Việc sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia không làm ảnh hưởng đến chấtlượng của bia, ngược lại làm tăng độ bền của bia trong quá trình bảo quản

− Làm giảm độ màu của bia

− Cải thiện đặc tính bọt

− Mang lại lợi ích kinh tế

Nhà máy sẽ sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế là gạo vì nước ta là nước đứngthứ hai trên thế giới về sản xuất gạo sử dụng gạo nhằm những mực đích sau:

Đường là nguyên liệu thay thế thứ hai trong sản

xuất bia Chính vì vậy chất lượng đường ảnh hưởng rất

lớn đến chất lượng của bia Một trong những lợi ích căn

bản của việc sử dụng đường là tạo ra dịch đường với giá

thành rẻ hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng của bia Đường

có thể sử dụng để làm tăng nồng độdịch đường trong nồi

nấu hoa Điều này có những ưu điểm sau:

− Thành phần chủ yếu của đường là saccaroza >98%

− Thành phần tạp chất rất thấp Do đó không ảnh hưởng

nhiều đến tính chấtđặc trưng của sản phẩm bia: mùi, vị

− Nồi đường hóa chỉ có thể hoạt động với một công suất nhất định và với nồng độdịch sau nấu nhất định chứ không theo yêu cầu lựa chọn của dịch nấu hoa

− Việc sử dụng đường làm tăng nồng độ của dịch lên men nồng độ cao làm tăng côngsuất của nhà máy bia mà không cần đầu tư thêm thiết bị hoặc giảm thểtích nồi nấu

2.2.6 Các chất phụ gia