Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC NỘI DUNG SỐ TRANG CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 4 1.1. Vai trò của ngành sản xuất bia 4 1.2. Tình hình sản lượng và tiêu thụ bia trên Thế giới 4 1.3. Tình hình sản lượng và tiêu thụ bia tại Việt Nam 5 1.4. Thực trạng và lý do xây dựng nhà máy 6 CHƯƠNG 2. LẬP LUẬN KINH TẾ 7 2.1. Phương án sản xuất 7 2.2. Cơ sở kinh tế kỹ thuật 7 CHƯƠNG 3. NGUYÊN LIỆU 10 3.1. Malt đại mạch 10 3.2. Hoa houblon 11 3.3. Nước 12 3.4. Ngô 13 3.5. Chủng nấm men 14 CHƯƠNG 4. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 15 4.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 15 4.2Thuyết minh dây chuyền công nghệ 16 CHƯƠNG 5. TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 27 5.1. Thông số ban đầu 27 5.2. Tính toán lượng nguyên liệu để sản xuất 1000 lít bia 110Bx 27 CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 34 6.1. Phân xưởng nấu 34 6.2. Chọn thiết bị vận chuyển nguyên liệu 46 6.3. Phân xưởng lên men 47 6.4. Tính và chọn thiết bị gây men 49 6.5. Tính và chọn thiết bị trong phân xưởng chiết chai 52 CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG 56 7.1. Tính toán các hạng mục công trình 56 7.2. Bố trí các hạng mục công trình 62 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Vai trò của ngành sản xuất bia Từ lâu bia đã là một trong các loại đồ uống được ưa chuộng trên khắp thế giới. Bia có mặt trong tiệc vui, lễ, Tết, trong bữa ăn thường ngày, đem lại cho con người sự thoải mái tinh thần, sự bổ trợ sức khoẻ, tác dụng giải khát vì có CO2, độ cồn nhẹ, hương thơm và vị đắng đặc trưng cùng với các chất dinh dưỡng phong phú trong bia. Nếu uống bia điều độ không quá 2 cốcngày có thể làm tăng trí nhớ, tăng sức đề kháng các bệnh tim mạch. Bia không phải là thứ đồ uống xa xỉ mà ngược lại bia còn được tiêu dùng bởi cả người giàu, người có điều kiện kinh tế trung bình và khá. Sản xuất bia là một trong những ngành được con người phát minh sớm nhất và ngày càng được cải tiến về công nghệ, thiết bị,… nhằm đáp ứng được nhu cầu thưởng thức của tất cả mọi người. 1.2. Tình hình sản lượng 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 người ở khắp nơi trên thế giới ngày càng tăng. Theo thống kê, các nước Đức, Mỹ, có sản lượng bia lớn hơn 10 tỉ lítnăm. Mỹ là một nước phát triển, quy mô sản xuất lớn, 5 công ty đã chiếm 60% tổng sản lượng bia sản xuất ra. Ở Canada, 2 công ty chiếm 94% tổng sản lượng bia sản xuất ra. Các nước Đức, Đan Mạch, Tiệp tiêu thụ nhiều hơn 100 lítngườinăm. 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, Braxin, Nhật Bản, Anh, Mexico, Tây Ban Nga, Nam Phi. 10 nước có mức tiêu thụ bia cao nhất là: Tiệp, Đức, Italia, Úc, Bỉ, Niudilan, Áo, Đan Mạch, Hungary, Anh. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Châu Á. Châu Á có các nước phát triển như : Nhật Bản, Trung Quốc và các nước đang phát triển như: Lào, Campuchia, Việt Nam đều 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 Quốc 20%. Sản lượng bia ở Trung Quốc, Nhật Bản gần bằng với sản lượng bia ở Đức, Mỹ 812 tỷ lítnăm. 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 lítnăm (chiếm 25% tổng sản lượng sản xuất ra). Mức tiêu thụ ở Nhật 50 lítngườinăm. Mức tiêu thụ ở Singapore 18 20 lítngườinăm. 1.3. Tình hình sản lượng và tiêu thụ bia tại 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, sản phẩm bia chiếm 97,3% tổng sản lượng đồ uống có cồn được tiêu thụ, theo WHO 2014. Việt Nam được đánh giá là quốc gia đứng đầu khu vực Đông Nam Á về mức tiêu thụ bia và nằm trong nhóm đứng đầu 25 nước có lượng bia tiêu thụ tăng cao nhất thế giới. So với Lào, Campuchia và Thái Lan, thị trường bia Việt có biên lợi nhuận cao hơn 50%. Đến 2015, ước tính sản lượng bia đạt 3,4 tỷ lít, tăng 40,72% so với năm 2010 (2,416 tỷ lít). Khi lượng bia trung bình sử dụng trên thế giới không tăng trong 10 năm vừa qua (khoảng 6,2 lítngườinăm), thì tại Việt Nam lại tăng trưởng theo đường thẳng đứng, giai đoạn 20032005 chỉ là 3,8 lítngườinăm, nhưng năm 2010 đã lên tới mức 6,6 lítngườinăm – như vậy mức tăng trưởng gần gấp đôi. Dự kiến đến năm 2025 sẽ tăng lên đến 7 lítngườinăm. Bia chai là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất, chiếm 52% tổng sản lượng bia tiêu thụ năm 2012. Kế đến là bia lon (35,5%) và bia Hơi – bia Tươi (12,5%). 1.4. Thực trạng và lý do xây dựng nhà máy Bắc Ninh là tỉnh có diện tích nhỏ nhất Việt Nam thuộc đồng bằng sông Hồng và nằm trên Vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ.Thành phố Bắc Ninh nằm cách trung tâm Hà Nội 30 km về phía đông bắc, phía tây và tây nam giáp thủ đô Hà Nội là trung tâm kinh tế văn hóa chính trị của cả nước. Bắc Ninh có nền kinh tế đang phát triển, đến năm 2010, mật độ dân số của Bắc Ninh gấp 5 lần mật độ dân số bình quân của cả nước và là địa phương có mật độ dân số cao thứ 3 trong số 63 tỉnh, thảnh phố, chỉ thấp hơn mật độ dân số của Hà Nội và của thành phố Hồ Chí Minh. Điều đó cũng chứng minh sự phát triển vượt bậc của Bắc Ninh, tới năm 2011, GDP tăng trưởng của Bắc Ninh đạt 16,2%, là tốc độ tăng trưởng cao nhất cả nước. Năm 2012, tổng sản phẩm trong tỉnh đạt trên 13.607 tỷ đồng, đứng thứ 9 toàn quốc và thứ 2 đồng bằng sông Hồng, cơ cấu kinh tế tiếp tục chuyển dịch theo hướng công nghiệp hóa. Tỉnh Bắc Ninh hiện tại có hơn 600.000 người trong độ tuổi lao động, là một lực lượng lao động dồi dào. Mặc dù ở tỉnh đã có nhà máy sản xuất bia nhưng vẫn không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng. Với những thuận lợi nói trên, việc đầu tư xây dựng thêm một nhà máy sản xuất bia trên địa bàn tỉnh sẽ thu được lợi ích kinh tế rất lớn cho nhà đầu tư và cho cả địa phương. CHƯƠNG 2. LẬP LUẬN KINH TẾ 2.1. Phương án sản xuất Nhà máy bia được thiết kế làm việc theo phương pháp lên men liên tục, rút ngắn được chu kỳ lên men, do đó nâng cao được năng lực sản xuất của nhà máy, thực hiện lên men dịch đường nồng độ 110Bx, có ưu điểm là sản phất có chất lượng cao. Để giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh, đồng thời cũng nhằm đảm bảo được chất lượng, nhà máy sử dụng nguyên liệu là 85% malt đại mạch, 15% nguyên liệu thay thế là ngô. 2.2. Cơ sở kinh tế kỹ thuật Qua tìm hiểu về các điều kiện tự nhiên về giao thông vận tải, vị trí địa lý và khả năng tiêu thụ sản phẩm, nguồn công nhân cho thấy rằng chọn địa địa điểm xây dựng nhà máy tại Khu công nghiệp Thuận Thành 3 – Bắc Ninh là hợp lý. 2.2.1. Đặc điểm tự nhiên a. Về vị trí địa lý Khu công nghiệp nằm sát đường Quốc lộ 282 tuyến phố Hồ Phú Thuỵ, nằm phía Nam thị trấn Hồ, Cách Hà Nội 25 km, cách thành phố Bắc Ninh 17 km. b. Về khí hậu Bắc Ninh thuộc kiểu khí hậu 4 mùa với mùa đông lạnh làm cho khí hậu của Bắc Ninh dịu hòa, thích hợp với nhiều loại cây trồng và gia súc cũng như thích hợp với điều kiện sinh lý của con người. Mùa hè nóng làm tăng nhu cầu giải khát là nguồn tiêu thụ lớn cho nhà máy. 2.2.2. Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu chính là malt vàng nhập từ Úc và Pháp. Ngoài ra có thể nhập thêm malt ở Nhà máy sản xuất malt của Công ty Cổ phần Đường Malt có địa chỉ tại Đường Tiên Sơn 3, Hoàn Sơn, Tiên Du, Bắc Ninh (cách Khu công nghiệp Thuận Thành 3 8km) để giảm chi phí. Hoa houblon được nhập bằng đường thủy, 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 sử dụng là ngô, được thu mua ngay trong địa bàn của tỉnh. 2.2.3. Nguồn cung cấp nước Nhà máy nước với công suất 6.500m3ngày đêm (đường kính của ống cấp nước từ D100mm – D300mm), độ sâu đặt ống trung bình 1,2m. Lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm. Hệ thống cấp nước được đấu nối từ hệ thống của khu công nghiệp đến nhà máy. 2.2.4. Nguồn cung cấp điện Nhà máy được cung cấp điện từ Khu công nghiệp Thuận Thành 3 theo lưới điện Quốc gia qua thông qua trạm biến áp 11022KV với công suất 2.500KVA. 2.2.5. Hệ thống xử lý nước thải Nước thải sau khi được xử lý cục bộ tại nhà máy sẽ được thải ra hệ thống thoát nước thải chung của khu công nghiệp. 2.2.6. Nguồn nhân lực Công nhân của nhà máy chủ yếu lấy từ nguồn công nhân ở địa phuơng, vừa giải quyết công ăn việc làm cho người dân ở địa phương vừa giảm được chi phí về nhà ở sinh hoạt cho công nhân. Tại khu công nghiệp có khu nhà ở công nhân, nhà ở chuyên gia và cán bộ quản lý, đáp ứng đủ nhu cầu. Mặt khác, với lượng dân cư đông đúc ở Bắc Ninh, nhà máy còn có điều kiện thuận lợi trong việc lựa chọn, đào tạo nhân lực có đầy đủ kỹ năng thao tác thực hành, rành về trình độ chuyên môn, đáp ứng được yêu cầu sản xuất. 2.2.7. Nguồn tiêu thụ sản phẩm Một lượng lớn sản phẩm của nhà máy được tiêu thụ trong tỉnh bởi lượng dân cư đông đúc trong tỉnh và các tỉnh lân cận đều có số dân từ một triệu người trở lên, đồng thời tiêu thụ trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài. 2.2.8. Giao thông vận tải Khu công nghiệp nằm cách Hà Nội 25km, cách thành phố Bắc Ninh 17km, cách cảng Hải Phòng 85km, cách Sân bay Quốc tế Nội Bài khoảng 47km, cách Ga Gia Lâm khoảng 25km. Do đó thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, cũng như việc vận chuyển sản phẩm đi tiêu thụ, vì vậy việc tiêu thụ bia không chỉ gói gọn tại chỗ mà có thể tiêu thụ ở các vùng lân cận. CHƯƠNG 3. NGUYÊN LIỆU 3.1. Malt đại mạch Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Malt đại mạch chính là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện 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 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. a. Chỉ tiêu cảm quan Về màu sắc: có màu vàng sáng đều Về mùi: có mùi thơm tự nhiên, đặc trưng của malt, không có mùi lạ, không được mốc và không hôi khói. Về vị: có vị ngọt dịu nhẹ. Về độ sạch: là tỷ lệ các tạp chất, hạt vỡ gẫy chứa trong đó. Tỷ lệ cho phép là 0,5% hạt gẫy, vỡ và 1% là các tạp chất khác. Về kích thước: phải đồng đều, hạt trên sàng 2,8mm và 2,5mm chiếm 94%, hạt dưới sàng 2,2mm không quá 0,5. b. 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 – 38gr. Khối lượng riêng của malt trong khoảng 520 – 600gl Độ ẩm của malt không quá 6% Độ chiết của malt: 75 82% 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% c. Chỉ tiêu hóa học Thủy phần ≤ 6% Chất hòa tan : 70 79% Hàm lượng tinh bột : 56 58% chất khô Protit: 8 10% chất khô Saccharoza: 5% Đường khử: 4% chất khô Cellulo: 6% chất khô Thời gian đường hóa : 1035 phút, hoạt lực amylaza đạt 100 300 đơn vị, hàm lượng tinh bột càng cao càng tốt nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 912%, nếu cao hơn bia sẽ đục, rất khó bảo quản, còn nếu thấp hơn thì bia kém bọt, vị kém đậm đà. Nhà máy sử dụng malt nhập ngoại từ các nước Anh, Đan Mạch, Pháp, Úc, và một phần được nhập từ Công ty Cổ phần Đường Malt. Malt sau khi về nhà máy được kiểm tra chất lượng sau đó được bảo quản ở kho chứa, thời gian dự trữ khoảng 1 tháng, trong quá trình bảo quản thường xuyên theo dõi nhiêt độ, độ ẩm trong kho để xử lý kịp thời. 3.2. Hoa houblon Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia, đứng vị trí thứ 2 (sau malt đại mạch). Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Trong công nghệ sản xuất bia, hoa houblon được sử dụng dưới dạng chế phẩm đó là dạng cao hoa và hoa viên. Thành phần hóa học của hoa houblon: Nước: 1113% Chất đắng: 1521% chất khô Polyphenol: 69% chất khô Protein: 1521% Xenluloza: 1214% Chất khoáng 58% Các chất khác 2628% Trong các cấu tử trên đây thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến là tinh dầu thơm và thứ 3 là polyphenol. Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia là rất to lớn. Chúng là cho bia có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia. Khi đã hòa 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 cho 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 hòa tan vào dịch đường tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một 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. 3.3. 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. Ngoài ra, nước rong nhà máy còn được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như xử lý nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh xí nghiệp,…Do đó lượng nước dùng trong nhà máy bia rất lớn. Nước đưa vào nhà máy bia phải đạt được những yêu cầu nhất định phù hợp với từng mục đích sử dụng. Nước dùng để nấu bia phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: Nước dùng để nấu phải là nước trung bình hoặc nước mềm. Nước cần phải xử lý để đạt các tiêu chuẩn sau: Tiêu chuẩn vật lý: trong suốt, không màu, không bị Tiêu chuẩn vi sinh vật: chỉ số E.coli ≤ 3 (số tế bào E.coli cho phép trong 1 lít nước). Nước có độ cứng trung bình 5 6mg đương lượnglít, pH=6,8 7,3. Độ oxy hóa không vượt quá 1 2 mgl, hàm lượng cặn không vượt quá 600mgl. Tiêu chuẩn hóa học: Ca2+ 56 đến 200250mgl Mg2+ 34 đến 80100mgl Na+ 1520 mgl theo Na2O Fe2+ 0,20,5 mgl Mn2+