Thiết kế nhà máy thực phẩm

Hình 1.1: Biểu đồ mức tiêu thụ các sản phẩm nước giải khát %- Thị trường thế giới: 10 thị trường phát triển nhất của nước giải khát có gas tới năm 2017 được dự báo sẽ tạo ra một lượng tư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCMKHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



BÁO CÁO

SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS

Nguyễn Thị Hồng Diệu 1410523

Trịnh Thị Bích Phương 1413041

Huỳnh Lê Bảo Trâm 1414134



 TP.HỒ CHÍ MINH, 5/2017

MỤC LỤC

Chương 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT 9

1.1 Luận chứng kinh tế: 9

1.2 Luận chứng kỹ thuật 16

1.3 Thiết kế năng suất: 19

1.4 Thiết kế sản phẩm 20

1.5 Lựa chọn địa điểm 24

Chương 2: NGUYÊN LIỆU 30

2.1 Nước 30

2.2 Đường (re) – saccharoza 31

2.3 Khí CO2 32

2.4 Acid citric 33

2.5 Các chất phụ gia 33

2.5.1 Chất bảo quản (E211) 33

2.5.2 Các chất màu 34

2.5.3 Hương liệu 35

Chương 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 37

3.1 Quy trình công nghệ theo sơ đồ khối 37

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 38

3.2.1 Quy trình xử lí nước 38

3.2.2 Nấu syrup 42

3.2.3 Quá trình lọc 44

3.2.4 Làm nguội 45

3.2.5 Phối trộn 46

3.2.6 Làm lạnh 48

3.2.7 Quá trình xử lý CO2 49

3.2.8 Bão hòa CO2 50

3.2.9 Chiết rót – Đóng nắp 51

3.2.10 Dán nhãn 53

3.2.11 Đóng thùng, bảo quản 53

3.3 Bản vẽ quy trình công nghệ theo thiết bị 54

Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 55

Chương 5: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ 63

Chương 6: CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 74

6.1 Điện 74

6.2 Hơi 80

6.3 Nước 82

6.4 Nhiên liệu : 83

Chương 7: THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG NHÀ XƯỞNG 85

Chương 8: THIẾT KẾ MẶT BẰNG TỔNG THỂ 87

Chương 9: NHÂN SỰ VÀ KẾ HOẠCH SẢN XUẤT 93

9.1 Nhân sự 93

9.2 Kế hoạch sản xuất 95

Chương 10: TÍNH TOÁN KINH TẾ 96

10.1 Vốn cố định dùng cho sản xuất 96

10.2 Vốn lưu động 100

10.3 Tiền lãi vốn ngân hàng 104

10.4 Giá thành sản phẩm 104

10.5 Lợi nhuận và thời gian hoàn vốn 104

10.6 Tổng lãi suất 105

Chương 11: AN TOÀN SẢN XUẤT VÀ MÔI TRƯỜNG 106

11.1 An toàn sản xuất 106

11.2 Các yêu cầu cụ thể: 107

11.3 Vệ sinh xí nghiệp 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Biểu đồ mức tiêu thụ các sản phẩm nước giải khát (%) 6

Hình 1.2: Thiết bị phụ trợ 15

Hình 3.1: Hệ thống lọc nước sơ bộ 36

Hình 3.2: Cột lọc và hình cắt cột lọc vải bong 37

Hình 3.4: Cột lọc trao đổi ion 38

Hình 3.5: Mặt cắt ống lọc vi sinh 39

Hình 3.6: Thiết bị nấu syrup 41

Hình 3.7: Thiết bị lọc khung bản 42

Hình 3.8: Thiết bị làm nguội ống lồng ống 43

Hình 3.9: Thiết bị phối trộn 45

Hình 3.10: Tháp bão hòa CO 2 48 Hình 3.11 : Máy chiết đẳng áp 49

Hình 3.12 : Thiết bị dán nhãn 50

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thị trường nước ngọt có gas Việt Nam (nguồn: BMI) 6

Bảng 1.2 : Các nước có lượng tiêu thụ nước giải khát lớn trên thế giới 7

Bảng: 1.3: Thành phần dinh dưỡng có trong 100ml sản phẩm 17

Bảng 1.4: Hàm lượng kim loại (mg/l) theo quy định của Bộ Y tế 4/1994 18

Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh 18

Bảng 1.6: Chỉ tiêu cảm quan 19

Bảng 1.7: Bảng so sánh các địa điểm xây dựng nhà máy 21

Bảng 1.8: Bảng đánh giá cho điểm các địa điểm theo phương pháp chuyên gia 25

Bảng 1.9: SWOT 26

Bảng 2.1- Các chỉ tiêu cảm quan 25

Bảng 4.1: Bảng hao hụt (%) qua các công đoạn 52

Bảng 4.2: Biểu đồ sản xuất cho dây chuyền nước ngọt pha chế có gas 58

Bảng 4.3: Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho nước giải khát pha chế có gas 58

Bảng 5.1: Bảng tổng kết chọn thiết bị nước giải khát có gas 69

Bảng 6.1: Bảng tính toán công suất chiếu sáng cho toàn nhà máy 73

Bảng 6.2: Bảng tính toán công suất động lực của thiết bị 75

Bảng 6.3: Nước dùng cho vệ sinh thiết bị 79

Bảng 8.1: Bảng tổng kết về diện tích xây dựng 87

Bảng 9.1: Nhu cầu nhân lực làm việc theo ca 91

Bảng 9.2: Biểu đồ sản xuất cho dây chuyền nước ngọt pha chế có gas trong 1 năm 92

Bảng 10.1: Vốn đầu tư cho xây dựng sản xuấ 93

Bảng 10.2: Công trình xây dựng gián tiếp phục vụ sản xuất 94

Bảng 10.3: Vốn đầu tư máy móc thiết bị 95

Bảng 10.4: Chi phí nguyên liệu chính và phụ 97

Bảng 10.5: Bảng chi phí nguyên liệu 98

Bảng 10.6: Tiền lương cho công nhân viên nhà máy (theo giờ hành chính) 99 Bảng 10.7: Tiền lương tính theo ca 100

Chương 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1 Luận chứng kinh tế:

1.1.1 Tình trạng thị trường

- Thị trường nước ngọt tại Việt Nam: luôn có lượng tiêu thụ đáng kể Theo doanh số năm

2017 thì đã lên tới gần 4 tỉ USD và tốc độ tăng trung bình mỗi năm hơn 10% Sản phẩmnước giải khát tại thị trường Việt Nam trong những năm gần đây đang ngày một tăngmạnh do tình trạng công nghiệp hóa cuộc sống, người dân càng ngày càng ưa chuộngnhững loại thức ăn nhanh và nước giải khát đóng chai vì tính tiện lợi và nhanh chóng củachúng, Ước tính trong vòng 15 năm trở lại đây thị trường nước giải khát Việt Nam đãtăng trưởng chóng mặt từ 800 triệu lít lên đến 4,8 tỉ lít trong khoảng thời gian 2010-2025

1.295,74

1.391,62Tiêu thụ tính trên

đầu người (lít/người)

Hình 1.1: Biểu đồ mức tiêu thụ các sản phẩm nước giải khát (%)

- Thị trường thế giới:

10 thị trường phát triển nhất của nước giải khát có gas tới năm 2017 được dự báo sẽ tạo

ra một lượng tương đương hơn 3/4 sức tăng trưởng khối lượng bán lẻ toàn cầu của mặthàng này, riêng Braxin đã chiếm trong số đó gần 1/3 (2,7 tỷ lít)

Các loại nước uống có ga có thể đem về khoảng 209 tỷ USD doanh thu trong năm 2017,chiếm 40% thị phần NGK toàn cầu Cũng trong năm nay, sản lượng của ngành NGK toàncầu ước đạt khoảng 197 tỷ lít, tốc độ tăng trưởng có thể đạt 10% từ 2015 – 2020 Chiếm42% doanh thu toàn cầu về mặt hàng này, Cola là sản phẩm bán chạy nhất Các hãng đồuống của Hoa Kỳ cũng được hưởng lợi lớn nhất khi chiếm tới 54% thị phần thế giới Cáccông ty dẫn đầu trong phân khúc này là Coca-Cola, với 42% thị phần, theo sau lần lượt làRed Bull, Dr Pepper Snapple và PepsiCo

Bảng 1.2 : Các nước có lượng tiêu thụ nước giải khát lớn trên thế giới

- Mối quan hệ giá cả chất lượng

o Chiến lược bán hàng tối ưu: Hàng tốt nhất được bán với giá cao nhất

o Chiến lược xâm nhập thị trường: Hàng chất lượng tốt được bán với giá trung bình.Chiến lược này nhằm thu hút khách hàng mới

o Chiến lược tình thế ngoại lệ: Hàng chất lượng cao được bán với giá thấp Chiếnlược này thường chỉ áp dụng trong những trường hợp bán với tính chất chokhông

o Chiến lược giá cao: Hàng chất lượng trung bình bán với giá cao Chiến lược nàychỉ nên sử dụng khi cầu lớn hơn cung nhiều lần.

o Chiến lược giá trung bình: Chiến lược giá cả phù hợp với chất lượng

o Chiến lược tình thế: Hàng chất lượng trung bình bán với giá thấp Đây là chiếnlược chiếm lĩnh thị trường, chỉ áp dụng trong hoàn cảnh, thời điểm nhất định

1.1.2 Khả năng phát triển của thị trường

- Sự gia tăng nhu cầu và số lượng

o Việt Nam là một đất nước có cơ cấu dân số trẻ

o Số người trong độ tuổi 15-40 đạt gần 43% vào năm 2017, là độ tuổi đượcEuromonitor đánh giá là có nhu cầu lớn nhất về nước giải khát không cồn tại ViệtNam

- Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới.

Nhiệt độ trung bình của Việt Nam với mùa hè lên tới trên 300C và mùa đông dao động xungquanh 200C Đặc biệt các tỉnh phía Nam, nhiệt độ luôn trên 250C Khí hậu nóng ẩm khiến cơ thểsinh nhiệt Nước giải khát đóng chai vì thế trở thành một phương thức để điều hòa cơ thể Tổchức Moner dự báo, khí hậu Việt Nam sẽ càng ngày càng nóng lên, với mức độ tăng trung bình1-200C trong giai đoạn 10 năm tới Vì vậy, ngành nước giải khát dự báo sẽ còn tăng trưởngdoanh thu trong tương lai

- Sự gia tăng của xu hướng thức ăn nhanh tại Việt Nam

Tốc độ tăng trưởng của ngành nước giải khát Việt Nam được hỗ trợ bởi xu hướng dịch vụ ănnhanh đang gia tăng tại Việt Nam Theo Euromonitor, tốc độ tăng trưởng của fast food đạt 17%trong năm 2013, cao hơn so với 15% đạt được năm 2012 Bên cạnh đó, sự phát triển của ngànhnước giải khát cũng được hỗ trợ bởi dịch vụ ăn uống ngoài hàng và các quán đồ uống và cáctrung tâm giải trí Trong vòng 5 năm tới, dịch vụ ăn nhanh vẫn được Euromonitor đự đoán tăngvới tốc độ trung bình 7%, tạo cơ hội tốt cho sản lượng nước giải khát, đặc biệt là nước ngọt cógas được tiêu thụ với số lượng lớn

- Ảnh hưởng từ hiệp định TPP

Việc tham gia ký Hiệp định Đối tác Kinh tế chiến lược xuyên Thái Bình Dương sẽ tạo chongành đồ uống không cồn ở Việt Nam có nhiều cơ hội mới như: Gia tăng xuất khẩu do các nướcTPP xóa bỏ thuế quan theo cam kết, được áp dụng cơ chế tự chứng nhận xuất xứ, cơ hội thu hútđầu tư từ phía các doanh nghiệp Hoa Kỳ và các nước TPP khác vào ngành đồ uống Việt Nam,

DN Việt Nam có cơ hội tham gia vào chuỗi giá trị toàn cầu

1.1.3 Khả năng cạnh tranh về giá và hệ thống phân phối

- Sự cạnh tranh về giá

Sau khi Việt Nam gia nhập Cộng đồng kinh tế chung ASEAN, lộ trình cắt giảm thuế nhậpkhẩu từ 30% đối với nước giải khát có gas giảm về mức 0%, điều này càng cho thấy cuộc chiếngiành thị phần trong ngành hàng nước giải khát sẽ ngày càng khắc nghiệt hơn

Các sản phẩm nhập khẩu có giá thành rẻ tương đương với giá sản phẩm trong nước, mức độcạnh tranh về giá trở thành vấn đề đáng quan ngại trong thiết kế xây dựng sản phẩm

o Giá thành nguyên liệu:

Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất nước ngọt có gas là đường saccharose, đây lànguyên liệu có tính ổn định, giá cả ít biến động, là một thuận lợi cho sản xuất, hạn chế tình trạngsản xuất theo mùa vụ giá cả bấp bênh

Phi-líp-30 triệu người, chiếm 35% tổng dân số và chiếm 61% lực lượng lao động

Theo tờ báo nước ngoài The Richest (2013) đã đưa thông tin: Việt Nam trong nhóm 5 nước

có giá lao động rẻ nhất thế giới với 0,39 USD/giờ Tuy nhiên hiện nay giá thành nhân công ngàycàng tăng Đây cũng là một đáng lo ngại của nhà sản xuất khi lên kế hoạch đầu tư phát triển, địnhgiá thành sản phẩm đầu ra

- Hệ thống phân phối:

Hiện nay hệ thống phân phối nước ngọt có gas vô cùng rộng từ các cửa hàng tạp hóa nhỏ, cáccửa hàng tiện lợi đến các siêu thị lớn giúp sản phẩm dễ dàng tiếp cận đến người tiêu dùng

1.1.4 Mối nguy hiện có

- Thị trường nhiều bất ổn

Kinh tế thế giới phục hồi chậm hơn dự báo, tăng trưởng thương mại toàn cầu giảm mạnh,hoạt động của thị trường hàng hóa kém sôi động, giá cả hàng hóa thế giới ở mức thấp đã ảnhhưởng đến kinh tế nước ta, nhất là hoạt động xuất nhập khẩu và thu ngân sách Nhà nước Ở trongnước, bên cạnh những thuận lợi từ dấu hiệu khởi sắc của năm 2015, kinh tế nước ta đối mặt vớinhiều khó khăn, thách thức bởi diễn biến phức tạp của thời tiết, biến đổi khí hậu

- Cạnh tranh từ nhập khẩu

Hiệp định TTP mang đến những ảnh hưởng cả hai chiều đến ngành Bên cạnh những cơ hộithì TPP mang đến nhiều thách thức khi ngành đồ uống phải đón nhận sự cạnh tranh từ các doanhnghiệp nước ngoài Và đặc biệt, tâm lý thích sử dụng hàng ngoại nhập của một bộ phận ngườitiêu dùng sẽ ảnh hưởng đến “miếng bánh” thị phần của các doanh nghiệp thuần nội địa, đặc biệt

là các doanh nghiệp nhỏ, tiềm lực còn hạn chế

Sự tham gia của các tập đoàn nước ngoài, cùng với sự nở rộ của các thương vụ M&A đã chothấy được sự quan tâm cũng như mức độ cạnh tranh của ngành Điều đó cũng đồng nghĩa vớiviệc nguy cơ các doanh nghiệp phải đối mặt với lợi nhuận giảm cũng như khả năng đào thải củangành

- Năng lực của đối thủ

Theo số liệu thống kê của Hiệp hội Bia – Rượu và Nước giải khát Việt Nam, năm 2010,PepsiCo và Coca-Cola chiếm tới hơn 80% thị phần nước giải khát Việt Nam Và thực tế thì, haiông lớn này cũng đang “làm mưa làm gió” trên thị trường nước giải khát có gas hiện nay TheoNilsen, năm 2013, hai mặt hàng quen thuộc Coca Cola và Pepsi vẫn lần lượt chiếm 28% và 24%thị phần Bên cạnh đó, còn có Fanta, 7Up, Sprite mỗi loại chiếm 12% thị phần

- Các nguy cơ về chất lượng và niềm tin vào sản phẩm

Ý thức về sức khỏe cũng như mối quan tâm về nâng cao sức khỏe ngày càng được nâng cao,điều đó có nghĩa với việc người tiêu dùng rất quan tâm đến thành phần dinh dưỡng của sảnphẩm Những thành phần như chất béo, đường, Carbonate rất được chú ý vì đây là chất rất dễảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng

Uy tín thương hiệu góp phần rất lớn vào việc ra quyết định mua của người tiêu dùng, đặc biệt

là những người có nhận thức và yêu cầu về chất lượng sản phẩm hay những đối tượng có khảnăng thu nhập Quan niệm của người tiêu dùng thường so sánh chất lượng sản phẩm, vấn đề về

an toàn vệ sinh thực phẩm cũng như đảm bảo về giá cả dựa trên yếu tố thị trường Khi xuất hiệnmột loại nước giải khát có ga mới trên thị trường, phải tạo được uy tín của thương hiệu thì ngườitiêu dùng mới có thể có ý định mua

- Vốn đầu tư ban đầu

Tạo lập và thu hút vốn đầu tư là đầu vào, là nguồn cung của vốn đầu tư, là cơ sở để sử dụngvốn đầu tư Chỉ khi tạo lập và thu hút vốn đầu tư đủ lớn đáp ứng yêu cầu thì quá trình đầu tư mớiđược thực hiện và lượng vốn đầu tư đó mới được đem vào sử dụng cho đầu tư phát triển Tạo lập

và thu hút vốn đầu tư rất cần thiết cho hoạt động đầu tư Nếu ít vốn sẽ làm cho hoạt động đầu tưkhó thực hiện Tuy nhiên, tạo lập và thu hút vốn đầu tư quá nhiều, vượt quá nhu cầu hiện tại thìvừa làm giảm đi tiêu dùng trong nền kinh tế, gây tác động xấu cho tăng trưởng kinh tế, vừa gâykhó khan cho việc hấp thụ, giải ngân nguồn vốn, việc kiểm soát vốn đầu tư và hoạt động đầu tưrất khó khan, hoạt động đầu tư lan tràn, thiếu hiệu quả dễ gây thất thoát, lãng phí

- Luật và sự kiểm soát

o Dự thảo gia tăng thuế TTĐB với mặt hàng nước giải khát không cồn có gas

o Nếu dự thảo được thông qua thì các mặt hàng nước giải khát có gas sẽ chịu mức thuếTTĐB là 10% Theo ước tính dự kiến của Bộ tài chính thì giá của mỗi lít nước ngọt sẽtăng 2000 đồng, và giá tăng này không ảnh hưởng đến doanh nghiệp mà gánh nặng thuếchuyển hết lên người tiêu dùng Và giá cả sẽ ảnh hưởng ít nhiều đến doanh số bán hàngcủa các doanh nghiệp

- Tồn kho

Có 3 lý do chính khiến doanh nghiệp có nhu cầu về hàng tồn kho

o Thứ nhất, có độ trễ về thời gian trong chuỗi cung ứng, từ người cung ứng đến người sử

dụng ở mọi khâu, đòi hỏi doanh nghiệp phải tích trữ một lượng hàng nhất định để đảmbảo nguồn nguyên vật liệu cho sản xuất hoặc đảm bảo có sản phẩm cung ứng cho ngườimua

o Thứ hai, có những bất trắc nhất định trong nguồn cung, nguồn cầu, trong giao nhận hàng

khiến doanh nghiệp muốn trữ một lượng hàng nhất định để dự phòng Trong trường hợpnày, hàng tồn kho giống như một cái giảm shock

o Thứ ba, để khai thác tính kinh tế nhờ quy mô Nếu không có hàng tồn kho, doanh nghiệp

sẽ cần tăng cường hoạt động logistics để nhận hay giao hàng Điều này khiến cho chiphí logistics tăng lên Vì thế, doanh nghiệp có thể muốn trữ hàng đợi đến một lượng nhấtđịnh thì mới giao hàng nhằm giảm chi phí logistics

Việc kiểm soát lượng hàng tồn kho sao cho vừa đủ tại mỗi thời điểm gọi là quản lý tồn kho.Nếu lượng tồn kho không đủ thì doanh nghiệp có thể gặp những khó khăn nhất định vì 3 lý dotrên Nhưng nếu lượng tồn kho nhiều quá thì doanh nghiệp sẽ tốn chi phí để lưu hàng và chậmthu hồi vốn

 Hướng giải quyết trước những mối nguy- tạo ưu thế canh tranh

Trước những lợi thế và mối nguy về kinh tế nhà máy sản xuất nước ngọt có gas non trẻ cần cónhững biện pháp để tạo lợi thế cạnh tranh cho riêng mình để cạnh tranh với các ông lớn tồn tạihàng chục năm, chiếm lĩnh phần lớn thị phần

Trong điều kiện cạnh tranh cực kì khốc liệt:

- Các biện pháp về sản phầm, khuyến mãi, quảng cáo, giá bán,… chỉ có lợi thế ngắn

- Phân phối là một biến số quan trọng của marketing

o Hoạt động phân phối giải quyết vấn đề hàng hóa dịch vụ được đưa như thế nàođến nười tiêu dùng

o Tạo lợi thế cạnh tranh dài hạn cho doanh nghiệp trên thị trường

o Các kênh phân phối cung cấp cho người tiêu dùng cuối cũng hoạc khách hàngcông nghiệp các lợi ích về thời gian, địa điểm và sở hữu

- Kênh phân phối:

o Thực hiện chính sách quảng cáo qua các phương tiện thông tin đại chúng

o Phân phối trực tiếp đến các siêu thị Thực hiện quảng cáo sản phẩm mới bằnghình thức dùng thử Khách hàng khi đi tham quan mua sắm sẽ được thử sản phẩmmới để khách hàng biết đến sản phẩm của nhà máy

o Phân phối đến các hệ thống bán lẻ, các cửa hàng tiện lợi, các cửa hàng tạp thực hiện chính sách hoa hồng trên từng sản phẩm đối với hộ kinh doanh, báncàng nhiều hoa hồng càng nhiều để khuyến khích người bán hàng giới thiệu sảnphẩm mới cho khách hàng

hóa-1.2 Luận chứng kỹ thuật

1.2.1 Công nghệ (Technological)

Hiện nay tình hình sản xuất nước giải khát ở Việt Nam phát triển rất mạnh mẽ Tuy nhiên xét

về quy mô cũng như tiềm năng hiện tại vẫn chưa đáp ứng được Thực tế các doanh nghiệp trongngành nước giải khát Việt Nam đang chạy đua các thiết bị, công nghệ để tăng sức cạnh tranh.Thời gian qua, Bidrico liên tục đầu tư cơ sở hạ tầng, máy móc thiết bị hiện đại để cho ranhững sản phẩm phù hợp Năm 2010-2012, Bidrico đã điều chỉnh công suất dây chuyền sản xuấtnước ngọt đóng chai loại 1,25 lít tăng 45%, dây chuyền sản xuất nước ngọt loại chai 300 ml tăng165%, dây chuyền nước tinh khiết tăng 50% Thành công của Bidrico đã dấy lên một làn sóngđầu tư cải tiến, đổi mới công nghệ khá mạnh mẽ trong nội tại các doanh nghiệp cùng ngành.Ngành đã được đầu tư cơ sở vật chất tương đối lớn với gần 10 ngàn tỷ đồng, nhiều cơ sở cóthiết bị công nghệ hiện đại, tạo ra những sản phẩm có tín nhiệm với người tiêu dùng trong cảnước hoặc khu vực, như: bia 333, bia Hà Nội, Heineken, Halida, Carlsberg, Sanmiguel, Huda nước ngọt Coca-Cola, Pepsi-Cola, nước khoáng Vĩnh Hảo, Lavie, Đảnh Thạnh, Thạch Bích,rượu Nếp mới, Vang Thăng Long

Theo quy hoạch phát triển ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìnđến năm 2025, ngành công nghiệp sản xuất bia, rượu, nước giải khát sẽ được phát triển theohướng bền vững, chú trọng bảo đảm vệ sinh, an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng và bảo vệmôi trường sinh thái

Đối với ngành nước giải khát, Bộ Công Thương khuyến khích các thành phần kinh tế đầu tưsản xuất bằng thiết bị, công nghệ hiện đại, đảm bảo vệ sinh thực phẩm và bảo vệ môi trường.Khuyến khích các doanh nghiệp sử dụng nguyên liệu trong nước gắn với việc xây dựng vùngnguyên liệu tại các địa phương Trong đó, ưu tiên các doanh nghiệp sản xuất nước giải khát từhoa quả tươi và các loại nước giải khát bổ dưỡng.

Từ nhà nấu, lò hơi, hệ thống xử lý nước, nuôi cấy men, lên men bằng tank tự động ngoài trời,

hệ thống lọc, lạnh, xử lý nước thải… đều được thay mới và cải tiến Nhà nấu mới có công suấtcao và giảm chi phí và quan trọng là có tính tự động hoàn toàn Công nghệ mới này có hệ thốngCIP riêng, hệ thống cấp nước, lọc nước hiện đại và điểu khiển tự động Công nghệ mới góp phầnnâng cao chất lượng sản phẩm, bao bì đẹp, giảm tiếng ồn, hơi nóng, đảm bảo vệ sinh, giảm haochi phí sản xuất, giảm lao động nặng nhọc….nhưng mức độ sử dụng vốn đầu tư, công nghệ vàtrang thiết bị kĩ thuật của các doanh nghiệp trong ngành còn rất khác nhau Có doanh nghiệp đầu

tư theo hướng chuyên sâu, có doanh nghiệp đàu tư theo hướng phân tán

1.2.2 Thiết bị

Hiện nay có nhiều nhà cung cấp như JMEI VN, IFOOD cung cấp giải pháp tổng thể cho dâychuyền sản xuất thiết bị So sánh với các thiết bị tốt nhất, nhà cung cấp hướng tới hiệu quả toàndiện và công suất của các dây chuyền hoàn chỉnh, cho các nhà máy nước giải khát có ga, và tậptrung vào khâu thiết kế nhà máy kết hợp sản xuất thiết bị công nghệ tự động hóa cao

Dây chuyền sản xuất nước ngọt có ga chứa các công đoạn quan trọng như xử lý nước tinhkhiết, máy chiết rót 3 trong 1 ISObaric, máy chèn nhãn tự động và hệ thống đóng gói Công đoạn

xử lý nước có hệ thống màng lọc đa ống, bộ lọc carbon hoạt tính, hệ thống trao đổi ion Na+ , hệthống thẩm thấu ngược RO và đơn vị tiệt trùng UV Các dây chuyền được thiết kế hoàn toàn tựđộng sản xuất, hiệu suất ổn định, năng lực sản xuất cao Các hoạt động bảo trì dễ dàng Tốc độsản xuất tự động là hiệu suất cao nhất Sử dụng linh kiện chính hãng German SIEMENS PLC hệthống điều khiển cảm ứng kiểm soát hiệu năng hoạt động của dây chuyền Toàn bộ thiết bị nhậpkhẩu EU bao gồm cả linh kiện máy nén khí với hiệu suất ổn định Các thiết bị hàng đầu đảm bảokhông có chuyện rò rỉ xảy ra trong dây chuyền Nhân đôi tốc độ chiết rót và cơ chế định lượngtránh làm đầy tràn tăng trong quá trình sản xuất

1.2.3 Công nghệ phụ trợ

Hệ thống giao diện máy tính thông minh có chức năng nhận biết lỗi trong trường hợp báolỗi sẽ tìm ra nguyên nhân lỗi và sữa chữa đảm bảo cho quá trình sản xuất Hệ thống điện tử lưutrữ dữ liệu hàng ngày, cho phép thực hiện quá trình sản xuất lưu trữ chỉ với 1 thao tác chạm vàomàn hình cảm ứng, thuận tiện

Thiết bị phụ trợ trong sản xuất nước giải khát:

 Nguyên lý: là dùng nhiệt năng tỏa ra do quá trình đối lưu tự nhiên (thường dùng

là dầu FO hoặc DO) nên rất sạch sẽ và làm giảm ô nhiễm môi trường

cao và có nhiệt độ cao Hơi NH3 cao áp này sẽ được đưa sang một dàn ngưng dung khôngkhí và nước lạnh giải nhiệt Nhờ vậy mà NH3 sẽhóa lỏng chảy vào bồn chứa và được đưavào thiết bị ngậm ga để tiếp tục chu trình làm lạnh.

- Hệ thống khí nén:

 Chức năng: cung cấp cho dây chuyền một nguồn khí nén sạch, khô, vô trùng vàkhông có nhớt khay các tạp chất khác nhằm cung cấp khí có áp suất cao trong một

số thiết bị dùng các cơ cấu điều khiển bằng khí nén

 Nguyên lý làm việc: dùng những máy nén khí không dầu dùng để nén khí lên ápsuất cao quy định, sau đó làm lạnh khí nén để ngưng tụ lượng hơi nước có trongkhí nén để thu được khí nén khô ở đầu ra Sau đó khí nén được đưa vào bồn chứa

để cung cấp cho các thiết bị

1.3 Thiết kế năng suất:

- Thị trường nước ngọt tại Việt Nam luôn có lượng tiêu thụ đáng kể Sản phẩm nước giảikhát tại thị trường VN trong những năm gần đây đang ngày một tăng mạnh Một phần donước ta có khí hậu nhiệt đới, thời gian nắng nóng dài, nên có nhu cầu về nước giải khát,

và một phần do thói quen ưa chuộng thức ăn nhanh và nước giải khát đóng chai vì tínhtiện dụng của chúng

- Nước giải khát là sản phẩm không phụ thuộc thời vụ, khả năng cung cấp nguyên liệu liêntục

- Năng suất nhà máy lớn, 21 triệu lít một năm

- Nhà máy có đầy đủ các loại dung tích từ 330ml,1L, 1,5L phục vụ đầy đủ nhu cầu ngườitiêu dùng trong năm, nhưng các loại sản phẩm dung tích lớn như 1L, 1,5L sẽ được sảnxuất nhiều vào dịp cuối năm, phục vụ lễ tết

- Năng suất nhà máy cao hơn ở những tháng 1 đến tháng 6, và từ tháng 11 đến tháng 12 do,dịp đầu năm và cuối năm có lễ lớn như tết nguyên đán nên sản xuất nhiều và từ tháng 3tháng 6 là vào mùa hè, lượng nước ngọt cũng tiêu thụ nhiều

- Một năm nhà máy sản xuất 300 ngày , trung bình mỗi tháng sản xuất 25 ngày nhữngngày còn lại để tu dưỡng, sữa chửa bảo trì máy móc thiết bị

- Năng suất cho 1 ngày 21000000/300 = 70000lít/ngày

1.4 Thiết kế sản phẩm:

Sản phẩm nước giải khát có gas phong phú về mùi vị ( vị chanh, cola)

- Chất lượng của sản phẩm

o Chất lượng dinh dưỡng

Bảng: 1.3: Thành phần dinh dưỡng có trong 100ml sản phẩm

Bảng 1.4: Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm

Hàm lượng chất bảo quản (Natri benzoate,g/l) 0.3 ± 0.02

o Chỉ tiêu vệ sinh: theo TCVN 5042-1994

 Không được sử dụng các acid vô cơ (HCl, H2SO4, HNO3,…) để pha chếnước giải khát Tuy nhiên trong các loại nước cola đều có 1 hàm lượngnhỏ acid H3PO4

 Phẩm màu, hương liệu, chất bảo quản: chỉ được sử dụng nhưng loại danhmục hiện hành (QĐ 505/ BYT)

 Chất tạo ngọt tổng hợp (sacarin,…) không được sử dụng đối với sảnphẩm dành riêng cho bệnh nhân kiêng đường, phải xin phép bộ y tế vàphải ghi rõ tên đường sử dụng và mục đích sử dụng

 Hàm lượng kim loại nặng (mg/l) theo quy định của Bộ Y tế 4/1994

Bảng 1.4: Hàm lượng kim loại (mg/l) theo quy định của Bộ Y tế 4/1994

Tổng số bào tử nấm mem, mốc Không có

o Chất lượng về cảm quan

Bảng 1.6: Chỉ tiêu cảm quan

Độ trong Dung dịch trong suốt, hông có cặn và các vật thể lạ

- Cola: màu nâu

- Chanh: không màuMùi Đặc trưng cho từng sản phẩm: mùi chanh, cola

Vị Vị đặc trưng cho từng sản phẩm, có cảm giác tê lưỡi do CO2

Trạng thái Lỏng, đồng nhất

o Chất lượng về dịch vụ và tiện ích sử dụng:

Hiện nay, nước ngọt có gas là một sản phẩm có mặt ở hầu hết các cửa hàng phục vụcho nhu cầu của người tiêu dùng Việc thiết kế sản phẩm nước ngọt có gas cần đápứng các nhu cầu thiết yếu của người sử dụng

Nước ngọt có gas là sản phẩm giải khát phục vụ nhu cầu giải quyết cơn khát nhanhchóng vì vậy sản phẩm đến tay người tiêu dùng là sản phẩm có thể sử dụng ngay,không qua nhiều bước chế biến, dung tích phù hợp với từng đối tượng

o Chất lượng về công nghệ: Thực hiện cơ giới hóa, tự động hóa từ khâu nhập liệuđến đóng gói thành phẩm Quy trình vận hành liên tục dưới sự điều khiển, hiệuchỉnh của người kỹ sư

- Quy cách sản phẩm:

Loại bao bìThể tích

o Tiêu chuẩn bao bì:

 Hình dạng: không được móp méo

 Độ kín: chai không bị thủng, không bị xì gas

 Nhãn: dính chặt vào chai, lon

 Độ cứng: chai phải đạt độ cứng nhất định, cần loại bỏ những chai mềm,chai bị nứt vỡ

1.5 Lựa chọn địa điểm

1.5.1 Tiêu chí lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

Để thiết kế và xây dựng nhà máy nước ngọt có gas hoạt động có hiệu quả, việc đầu tiên là phải lựa chọn một địa điểm xây dựng thích hợp Địa điểm được lựa chọn cần đáp ứng được yêu cầu sau:

- Phù hợp với qui hoạch chung của tỉnh, thành phố

- Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm

- Thuận tiện về mặt giao thông

- Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu

- Nơi có nguồn lao động dồi dào, tránh xa khu dân cư đông đúc để đảm bảo môi trường vàtránh ùn tắc giao thông

1.5.2 So sánh các địa điểm:

Bảng 1.7: Bảng so sánh các địa điểm xây dựng nhà máy

Nhân tố lựa chọn địa

điểm

KCN LONG THÀNH

KCN NHƠN TRẠCH 1

KCN AMATA

Giá Giá đất 45 -> 60 USD/m2 45 -> 60 USD/m2/toàn

bộ thời gian thuê đất (đến năm 2048)

45 -> 60 USD/m2

Giá xử lí nước thải

Cơ sở

hạ tầng

Giao thông

Số km đường giao thông: 19,8km

Hệ thống trục chính:

+ Rộng: 31m+ Số làn xe: 4

Hệ thống giao thông trục nội bộ

+ Rộng: 24m+ Số làn xe: 2

Đường bê tông nhựa dùng cho xe có tải H30Bao gồm các loạiđường có chiểu rộng8m, 12m, 16m

Hệ thống trục chính:+ Rộng: 52m

+ Số làn xe: 4

Hệ thống giao thông trục nội bộ

+ Rộng: 24m+ Số làn xe: 4

Cấp điện Từ lưới điện quốc

gia với công suất cấp: 2x63 MVA

Công suất 103MVATrạm biến áp được cấpđiện 110KV từ 3 nguồn điện từ lưới điệnquốc gia

Trạm điện 22KV công suất 13MW và trạm điện quốc gia 64MW

Cấp nước Từ nhà máy nước

Thiên Tân 20000m3/ngày

Cấp nước đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp với công suất

22.000m3/ngày

Được cấp từ nguồn nước ngầm, qua hệ thống xử lý của Nhà máy nước sạch với

công suất 30.000m3/ngàyThông tin

Thông tin liên lạc thuận tiện trong và ngoài nước

Xử lí nước thải

Công suất hiện tại 5.000 m3/ngày

+ Vốn đầu tư: 30 tỷ VNĐ (Giai đọan 1)+ Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý: tiêu chuẩn TCVN 5945:2005, cột B

Công suất 4.000 m3/ ngày

Công suất hiện tại 5.000 m3/ngày

Nguồn cung cấp

nguyên liệu

Do đây là nhà máy sản xuất nước ngọt có gas nên nguyên liệu chính là đường và một số chất phụ gia khác nên nguồn cung cấp chính là các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh

Vị trí khu công

nghiệp

+ Cách TP Biên Hòa: 15 km+ Cách TP Hồ Chí Minh: 45 km+ Cách Cảng nước sâu Phú Mỹ: 55 km+ Cách Cảng biển Vũng Tàu: 75 km+ Cách Cảng Gò Dầu: 23 km+ Cách Ga Biên Hòa: 15 km

Thuận lợi về khoảng cách từ Khu công nghiệp Nhơn Trạch 1 tới Tp Hồ Chí Minh là

60 Km, tới Thành phố Biên Hoà là 40km, tới Thành phố Vũng Tàu

là 60km

Dự án đường cao tốc Thành phố Hồ Chí Minh - Long Thành - Dầu Giây đi vào hoạt động khoảng cách từ

+ Cách trung tâm TP.HCM: 32 Km+ Cách ga Sài Gòn:

32 Km+ Cách cảng Đồng Nai: 4 Km

+ Tân Cảng: 26 Km+ Cảng Sài Gòn: 32 Km

+ Cảng Phú Mỹ: 40 Km

- Cách Sân bay Quốc

+ Cách Ga Sóng Thần: 30 km+ Cách Sân bay Tân Sơn Nhất: 45 km+ Cách Sân bayQuốc tế mới: 11 km

Khu công nghiệp NhơnTrạch 1 tới Thành phố

Hồ Chí Minh được rút ngắn chỉ còn 24km

tế Tân Sơn Nhất: 32 Km

phẩm đến các thịtrường rộng lớn như

là thành phố HCM

và các tỉnh thành lâncận như Đồng Nai,Bình Dương, Bà Rịa– Vũng Tàu…

Nhưng vẫn tập trungchủ yếu vào thànhphố HCM là chính

Có đường cao tốcThành phố Hồ ChíMinh - Long Thành -Dầu Giây rút ngắnthời gian vận chuyểnsản phẩm đến thànhphố Hồ Chí Minh

Gần các cảng lớn vàtrục đường giaothông chính nêntrong tương lai cóthể mở rộng thịtrường tiêu thụ ra các

Có thể phân phối sảnphẩm đến các thịtrường rộng lớn như làthành phố HCM và cáctỉnh thành lân cận nhưĐồng Nai, BìnhDương, Bà Rịa – VũngTàu… Nhưng vẫn tậptrung chủ yếu vàothành phố HCM làchính Có đường caotốc Thành phố Hồ ChíMinh - Long Thành -Dầu Giây rút ngắn thờigian vận chuyển sảnphẩm đến thành phố

Hồ Chí Minh Gần cáccảng lớn và trục đườnggiao thông chính nêntrong tương lai có thể

mở rộng thị trường tiêuthụ ra các tỉnh thànhmiền Nam Trung Bộ

và miền Tây

Có thể phân phối sảnphẩm đến các thịtrường rộng lớn như

là thành phố HCM vàcác tỉnh thành lân cậnnhư Đồng Nai, BìnhDương, Bà Rịa –Vũng Tàu… Nhưngvẫn tập trung chủ yếuvào thành phố HCM

là chính Gần cáccảng lớn và trụcđường giao thôngchính nên trongtương lai có thể mởrộng thị trường tiêuthụ ra các tỉnh thànhmiền Nam Trung Bộ

và miền Tây

tỉnh thành miền NamTrung Bộ và miềnTây.

Nguồn lao động và

giá thuê công nhân

Nhìn chung nguồn lao động ở các KCN đến từ khắp mọi nơi trên cả nước nhưng theo điều tra thực tế thì hầu hết tại các công ty ở 3 KCN trên thì giá thuê nhân công ở KCN AMATA > KCN Nhơn Trạch 1 > KCN Long Thành

Tình hình đầu tư Tổng diện tích: 488

haCòn trống 96,42 ha

Tổng diện tích: 430 ha

Tỉ lệ đất đã cho thuê:

88%

Đất còn trống là 94,6 ha

Tổng diện tích: 494 ha

Tỉ lệ đất đã cho thuê: 60,55%

Đất còn trống là 194,883 haNgành nghề thu hút Ngành cơ khí chế tạo

thiết bị phụ tùng, điện tử công nghệ thông tin, hóa chất, hóa dầu, sản xuất cácsản phẩm hóa chất tiêu dùng mỹ phẩm, công nghiệp hàng tiêu dùng, thự phẩm

…

Ngành Dệt, May mặc, Điện tử, Thực phẩm,

Cơ khí, Vật liệu xây dựng

Các dịch vụ cho thuê kho bãi, vận chuyển container

Ngành Điện, Điện tử,

Cơ khí, Thực phẩm, Dược phẩm, Mỹ phẩm, Nông dược, Thuốc diệt côn trùng,Hóa chất…

Đất đai Nhìn chung đất ở 3 khu công nghiệp đều thuộc loại đất cứng

1.5.3 Lựa chọn địa điểm

Đặc thù của nhà máy sản xuất nước ngọt có gas là cần phải có một địa điểm giao thông thuận tiện, gần thị trường tiêu thụ và nguồn nước dồi dào, gần nguồn nguyên liệu, quan trọng như gần nhà máy sản xuất đường… Dựa vào những yêu cầu trên em chọ địa điểm xây dựng nhà máy nằmtrong khu AMATA đường số 12 Biên Hòa Đồng Nai Với tổng diện tích khoảng 7ha Đây là

một khu kinh tế mới có diện tích rộng và đất trống còn nhiều, có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế xã hội Các khu dân cư và đô thị xung quanh đang được xây dựng và mở rộng, đây là mộtvùng đất rộng lớn khá bằng phẳng, điều kiện cơ sở hạ tầng tốt

1.5.4 Áp dụng phương pháp chuyên gia

Bảng 1.8: Bảng đánh giá cho điểm các địa điểm theo phương pháp chuyên gia

+ Thiết bị, dây chuyển công nghệ hiện đại

+ Nguồn nguyên liệu ổn đinh, giá rẻ

+ Công nghiệp phụ trợ tiên tiến

+ Có vốn đầu tư mạnh

W+ Mới tung ra thị trường, chưa có thương hiệu

O

+ Thị trường rộng lớn, có tiềm năng

+ Người tiêu dùng đã quen đã sử dụng sản

phẩm

+ Xu hướng sử dụng các loại thực phẩm chế

T+ Đối thủ quá mạnh+ Thị trường hầu như đã phân chia xong+ Sản phẩm liên quan đến sức khỏe ngườitiêu dùng

biến sẵn, thức ăn nhanh tăng lên đi kèm việc

sử dụng nước giải khát có gas

Dựa vào những phân tích trên cho thấy, nhà máy đang ở trong giai đoạn vừa có những thách thức, vừa có những cơ hội phát triển

2 Chương: NGUYÊN LIỆU

2.1 Nước

Nước là thành phần chủ yếu của nước giải khát nói chung và nước pha chế nói riêng Nước sửdụng trong nước giải khát đòi hỏi phải đáp ứng nhiều chỉ tiêu, các chỉ tiêu chất lượng cao, đồngthời phải thõa mãn yêu cầu chất lượng nước uống thông thường và phải có độ cứng thấp nhằmgiảm tiêu hao acid thực phẩm trong quá trình chế biến Về bản chất, nước dùng trong sản xuấtnước giải khát phải trong suốt không màu không có mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh,đồng thời phải thõa mãn các chỉ tiêu hóa học như độ cứng, độ mềm, độ oxy hóa, độ cặn….Vì vậycần phải xử lý nước trước khi đưa vào pha chế nước giải khát

Thành phần và tính chất của nước phụ thuộc vào nguồn nước:

- Nước ngầm: chứa các loại muối và chất hữu cơ

- Nước mưa: chứa nhiều khí

- Nước mặt: chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vi sinh vật

Yêu cầu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát:

- Nước phải trong suốt, không màu, không mùi vị

2.2 Đường (re) – saccharoza

Nhà máy sử dụng đường RE Đường là thành phần chính quan trọng ảnh hưởng đến các chỉ tiêuchất lượng và dinh dưỡng của nước giải khát pha chế Hàm lượng đường trong nước giải khátchiếm 8-10% trọng lượng Đường đóng vai trò quan trong trong công nghệ nước giải khát,thường cung cấp năng lượng và chất dinh dưỡng cho cơ thể

Ngoài ra, đường còn là chất làm dịu và tạo vị hài hoà giữa vị chua và vị ngọt tạo cảm giác sảngkhoái và thích thú cho người sử dụng Trong quá trình sản xuất nước giải khát, người ta thườngdùng đường Saccharoza để sản xuất Phân tử Saccharoza gồm một phân tử glucoza và một phân

tử fructoza liên kết với nhau nhờ nhóm hydroxyl (-OH) glucozit của chúng

Đường dùng trong nước giải khát dự định của nhà máy là đường tinh luyện, được mua từ nhàmáy sản xuất trong nước Đường trước khi đem đi sản xuất cần phải kiểm tra các chỉ tiêu cảmquan (như: trắng óng ánh, hạt đường tương đối đồng đều, không có tạp chất hay mùi vị lạ, khôngvón cục…) và các chỉ tiêu hoá (như: độ ẩm, hàm lượng đường Saccharoza, hàm lượng tro, hàmlượng kim loại nặng…) và chỉ tiêu vi sinh (tổng số vi sinh vật hiếu khí, nấm men, nấm mốc,Ecoli…)

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón

cụcMùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3 h, % khối lượng

(m/m), không lớn hơn

0,05

 Dư lượng SO2

Sunfua dioxit (SO2), ppm, không lớn hơn 7

 Các chất nhiễm bẩn, mức tối đa

2.3 Khí CO 2

Khí CO2 rất phổ biến trong thiên nhiên cả ở trạng thái tự do lẫn kết hợp tùy theo nhiệt độ

và áp suất mà CO2 tồn tại một trong ba dạng rắn lỏng khí

Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường CO2 là một chất khí trơ, không cháy và duy trì sựcháy, không màu và hầu như không mùi Khi hòa tan trong nước CO2 sẽ tạo thành H2CO3 có vịchua dễ chịu Nhờ tính chất này CO2 được sử dụng rộng rãi trong nước giải khát

Vai trò của CO2 trong sản xuất nước giải khát:

- Khi uống nước giải khát có CO2 vào cơ thể, CO2 sẽ thu nhiệt và bay hơi, do đó ta có cảmgiác mát và dễ chịu hơn, thấy vị the ở đầu lưỡi Do đó mà nó được sử dụng rộng rãi trong sảnxuất nước giải khát

- Vị ngọt và độ bọt của nước uống nói chung và nước giải khát nói riêng được hình thànhphần lớn do hàm lượng CO2 quyết định không tách rời sự có mặt của các chất hòa tan như: muối

khoáng, đường, tarin, pectin, protit và các sản phẩm thủy phân CO2 hòa tan trong nước vẫn làyếu tố quan trọng tạo ra nhiều phản ứng hóa học giữa các chất làm cho mùi vị của nước uốngngon và dịu hơn Ngoài ra còn hạn chế được sự hoạt động của tạp khuẩn, giữ cho nước lâu hỏng.

- Khí CO2 còn có tác dụng như một chất bảo quản gây ức chế một số vi sinh vật

Sử dụng khí CO2 tốt nhất ở thể lỏng với tiêu chuẩn phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm antoàn mà không làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng Bởi vậy, tiêu chuẩn đầu tiên làhàm lượng CO2 để tạo nước có ga phải >99,9% Khi sản xuất nước giải khát CO2 thì phải chắcchắn trong sản phẩm không mùi lạ kì hoặc là không gây ra những mùi khó chịu

2.4 Acid citric

Acid thực phẩm là thành phần không thể thiếu được trong các loại nước giải khát, tạo vị chua dịucho nước giải khát, tăng độ hài hoà và hương thơm cho sản phẩm, tăng khả năng chuyển hoásaccharoza thành glucoza và fructoza,tạo môi trường pH thấp (3-4) có tác dụng ức chế sự pháttriển của vi sinh vật, có tác dụng bảo quản

Axít citric hay axít xitric là một axít hữu cơ yếu Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được

sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt Trong hóa sinh học, nó là tácnhân trung gian quan trọng trong chu trình axít citric và vì thế xuất hiện trong trao đổi chất củagần như mọi sinh vật Nó cũng được coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt môi trường và đóng vaitrò của chất chống ôxi hóa

Yêu cầu :

- Độ tro không quá 0,5%

- Lượng H2SO4 tự do không quá 0,05%

- Hàm lượng As không quá 0,00014%

- Khi hòa tan acid citric vào nước cất dung dịch phải trong suốt, vị chua tinh khiết vàkhông có vị lạ

2.5 Các chất phụ gia

2.5.1 Chất bảo quản (E211)

Natri benzoat (E211): có công thức hoá học là C6H5COONa Nó là muối natri của axit benzoic

và tồn tại ở dạng này khi hoà tan trong nước Nó có thể được sản xuất bằng phản ứng giữa natrihydroxit và axit benzoic

Natri benzoat là một chất bảo quản thực phẩm Nó là chất kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn vànấm trong môi trường axit Nó được dùng thịnh hành nhất trong các thực phẩm có tính axit nhưrau trộn dầm giấm, đồ uống có ga (axit cacbonic), mứt và nước trái cây (axit xitric), dưa chua(giấm ăn) và các gia vị Nó còn được tìm thấy trong nước súc miệng chứa cồn và xi tráng bạc.

Nó còn có thể có trong xirô trị ho như Robitussin Chất này được công bố trên nhãn hàng là 'natribenzoat' hay E211

Natri benzoat được sản xuất bằng phản ứng trung hoà giữa axit benzoic với natri hydroxit Axitbenzoic có thể tìm thấy với cấp độ thấp trong cây nam việt quất, mận, mận lục, quế, đinh hươngchín và táo Dù axit benzoic có tác dụng bảo quản tốt hơn, natri benzoat vẫn được dùng phổ biếnnhư là chất phụ gia thực phẩm vì axit benzoic không tan nhiều trong nước Sự cô cạn thành chấtbảo quản được giới hạn ở Mỹ bởi FDA với 0.1% khối lượng CHƯƠNG TRÌNH THẾ GIỚI VỀ

AN TOÀN HOÁ HỌC không tìm thấy ảnh hưởng có hại nào cho con người với liều lượng 647–

825 mg/kg khối lượng cơ thể mỗi ngày

Yêu cầu:

- Tinh thể màu trắng, không mùi có vị mặn

- Tan hoàn toàn trong 2 phần nước

- Không có tạp chất

2.5.2 Các chất màu

Muốn cho nước giải khát có màu đẹp hấp dẫn người ta thường dùng các chất màu tựnhiên hay tổng hợp Chất màu tự nhiên phần nhiều trích từ rễ cây vỏ quả hoặc đường cháy

Gồm có hai loại: màu tự nhiên và màu nhân tạo:

- Màu tự nhiên: được trích ly từ lá (màu xanh lá dứa, máu tím lá cẩm), củ (màu đỏ tía của

củ dền, màu vàng của củ nghệ), quả (màu cam của quả gấc, màu đỏ của hạt điều màu) Chúngthường có giá trị cao và liều dùng lớn nên thích hợp với các sản phẩm cao cấp, sản phẩm bổdưỡng, sản phẩm cho trẻ em, sản phẩm dược …

- Màu tổng hợp: được tạo bằng phương pháp hoá học từ các nguyên liệu nhân tạo Màutổng hợp thường rẻ, sử dụng với hàm lượng thấp và khá bền

Màu trước khi sử dụng phải được đánh giá cảm quan và kiểm tra độ màu theo tiêu chuẩn

đã chọn, phải được sự cho phép của Bộ Y Tế

Chất màu tự nhiên: Caramen

- Trong pha chế nước giải khát dùng đường cháy, là sản phẩm thu được khi đun nướcđường tới 180 – 1900C, là chất lỏng màu sẫm tối, hơi đắng nên gọi là keo đắng.

- Đường cháy hòa tan tốt trong nước, dùng để pha chế nước giải khát có độ màu khácnhau

Caramen keo đắng là chất màu tự nhiên thu được bằng cách nấu saccharoza trong nồi tới nhiệt

độ 180 – 1900C

Chất màu nhân tạo: Amarant

Amarant có màu đỏ nâu đến nâu sậm, là muối natri của acid β-naphtoldisulfo Tan trong nước,tan một phần trong etanol Liều lượng dùng 0 – 1,5 mg/lít thể trọng Thường để tạo màu cho đồuống, mứt quả

Các yêu cầu khi sử dụng chất màu:

- Là những chất không gây độc tính, không gây ung thư

- Những sản phẩm chuyển hóa của các chất màu là những chất không có độc tính

- Các chất màu có tính đồng nhất cao Trong đó phải chứa trên 60% phẩm màu nguyênchất, còn lại là những chất không độc

Phẩm màu là những chất không chứa những tạp chất sau:

• Cr, Se, U

• Một vài chất thuộc nhóm cacbua hydro thơm và đa vòng, các chất này gây ung thư

• Hg, cadimi (là những chất độc)

• Trong quá trình sử dụng không được gây ngộ độc tích lũy

• Không được chứa các chất như: As, Pb, các kim loại nặng

2.5.3 Hương liệu

Chất thơm: là một trong những nguyên liệu quan trọng trong thành phần của nước giảikhát Tuy chỉ chiếm số lượng ít nhưng nó tạo cho nước giải khát có mùi thơm đặc trưng vàhương mát dịu

Chất mùi: là một chế phẩm, có thể là đơn chất cũng có thể là một hỗn hợp, có nguồn gốc

tự nhiên hoặc tổng hợp, tạo ra toàn bộ hoặc một phần cảm giác mùi đặc trưng của thực phẩmhoặc một sản phẩm khác khi đưa vào miệng

Mùi thơm có thể do một cấu tử tạo nên hay có thể do một hỗn hợp chất tạo nên Thườnghàm lượng của chất bay hơi thường rất nhỏ, được tính bằng phần chục, phần trăm

- Hương liệu tổng hợp: là những chất thơm được nhận bằng con đường tổng hợp hóa học

Dung dịch phải hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kì tỷ lệ nào và không được chứa Zn, Cu.Hàm lượng Asen  0,00014%.

Trong thành phần của hương liệu bao gồm những ester phức tạp và các chất thơm hòa tan, acetatetyl, batyrat etyl, etylvalorinat Ngoài ra chúng còn chứa một số chất thơm của nhóm khác nhưvanilin, cumarin,

Yêu cầu: Hương liệu sử dụng trong nước giải khát phải đảm bảo độ tinh khiết cho thực phẩm,

không gây độc hại cho người sử dụng, nó phải nằm trong danh mục quy định hiện hành của BỘ

Y Tế (QĐ 505/BYT) và phải sử dụng đúng liều lượng cho phép

3 Chương: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

3.1 Quy trình công nghệ theo sơ đồ khối

Tạp chấtNấu syrup

hoạt tính

Acid citricNước

Sản phẩm

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

3.2.1 Quy trình xử lí nước

Nhà máy dự định sẽ sử dụng 2 nguồn nước một từ thủy cục của khu công nghiệp (độ đục thấp, PH ổn định) và nguồn nước ngầm có độ sâu 100m

Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình nấu syrup, loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn

như cát, đất, rác và các tạp chất gây mùi lạ như Clo, H2S

Nước được bơm vào bể lọc ở dạng phun mưa để khử sắt và oxy hóa các chất có trong nước như Cl

Hình 3.1: Hệ thống lọc nước sơ bộ

Bể chứa vật liệu lọc cao 1,2m, 80% thể tích bể là vật liệu lọc, phía trên bể là hệ thống phun mưa bằng các ống nhựa đục lỗ và có đồng hồ đo nhiệt độ nước vào Phía dưới bể lọc là bể chứa nước đã lọc

Nguyên lý hoạt động:

Nước phun từ dàn phun xuống để khử mùi và oxi hóa Fe2+ thành Fe3+, Fe3+ kết hợp với nước tạo thành Fe(OH)3 kết tủa bám trên bề mặt vật liệu lọc Các tạp chất như bùn, phèn, các chất gây mùi cũng được giữ trên bề mặt lớp vật liệu lọc Nước sẽ được chảy vào bể chứa

Vệ sinh: mỗi ngày tháo ống lọc chỉ ngâm trong dung dịch H2O2 15%, dùng nước rửa sạch trong và ngoài ống.

Cấu tạo:

Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình nấu syrup, làm mềm nước và đưa nước về pH = 6 -

8 phù hợp cho sản xuất

Thiết bị

Hình 3.4: Cột lọc trao đổi ion

Thiết bị trao đổi ion có 2 cột trao đổi anion và cation, chiều dài mỗi cột là l = 2m, đường kính

là d = 50 cm, bên trong là các hạt nhựa cationit và anionit được giữ lại nhờ hai mặt bích Mỗi mặt bích có 12 ống nhỏ có chiều dài là 20 cm, đường kính là 4,2cm Trên mỗi ống đều có các rãnh nhỏ dẫn nước vào, kích thước các lỗ của các rãnh nhỏ hơn kích thước hạt nhựa nhằm giữ các hạt nhựa, phía dưới mỗi ống có lỗ dẫn nước vào

Hạt cationit và anionit có kích thước rất nhỏ màu vàng nhạt (trong đó hạt cationit màu sẫm hơn) Nhà máy có 3 hệ thống trao đổi ion

Nguyên lý hoạt động: Nước được di chuyển lần lượt từ cột cation đến cột anion.

Tại cột trao đổi cation: nước đi từ dưới lên tiếp xúc với hạt nhựa cationit R[H+], các cation như Ca2+ , Na+, Mg2+ tác dụng hóa học với catinoit và được giữ lại, nước đi ra có hàm lượng ion kim loại thấp nhưng có tính axit

Tại cột trao đổi anion: loại bỏ các ion OH-, Cl- Nước ra khỏi cột anion đã mềm, ít tạp chất

Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình nấu syrup, tiêu diệt vi sinh vật và bào tử bằng ánh

sáng cực tím

Thiết bị:

Hình 3.5: Mặt cắt ống lọc vi sinh

Là một ống hình trụ dài 50cm đường kính d = 12cm, bên trong là ống thủy tinh ngăn không cho nước thấm vào bóng đèn và trong cùng là đèn cực tím

Nguyên lý hoạt động: dòng nước qua hệ thống này dưới tác dụng của tia cực tím từ ánh sáng của

đèn cực tím có bước sóng 2500 – 2600 A0 tiêu diệt vi sinh vật và bào tử nước ra từ hệ thống tiêudiệt UV đã là nước sạch

Các yếu tố ảnh hưởng tới mức độ khử trùng của đèn UV:

 Cường độ bức xạ của tia UV

 Số lượng vi sinh vật trong nước và thời gian lưu thiết bị

 Độ đục của nước (tạp chất hữu cơ và tạp chất lơ lửng), các tạp chất này phân tán tia tử ngoại nên tia tử ngoại không đi xuyên hết lớp nước Hiệu quả khử trùng cao hơn khi nước

có độ đục thấp

3.2.2 Nấu syrup

Đường trước khi pha vào nước giải khát cần nấu thành dạng syrup 70%

Mục đích công nghệ

- Các vi sinh vật bị tiêu diệt hoặc ức chế từ đó thời gian bảo quản sẽ lâu hơn

- Tạo hỗn hợp dạng lỏng đồng nhất của đường saccharose, acid citric trong nước, chuẩn bị cho quá trình phối chế

Các biến đổi:

Vật lý: có sự thay đổi về tỉ trọng của syrup sau quá trình nấu

Hóa học: xảy ra phản ứng nghịch đảo đường

Ưu điểm của phản đường nghịch đảo:

 Cải thiện vị ngọt ( đường nghịch đảo có độ ngọt cao hơn)

 Tăng nồng độ chất khô bên trong syrup nên tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm

 Hiệu suất quá trình không thể đạt 100%, do đó sau quá trình nấu, syrup sẽ chứa cả 3 loại đường: glucose, fructose và saccharose chưa bị thủy phân Nếu nhiệt độ nấu syrup quá cao thì có thể xảy ra phản ứng phân hủy đường và tạo nên một số sản phẩm mới làm cho syrup bị sậm màu Do đó trong quá trình nấu syrup ta bổ sung thêm than hoạt tính để tăng độ trong, ngoài chức năng hấp thụ chất màu và mùi, than hoạt tính đóng vai trò chất trợ lọc cho việc lọc

Hóa lý: sự hoà tan của tinh thể saccharose vào nước, sự bay hơi của nước, sự hấp phụ một số tạp chất (ví dụ như chất màu) trong syrup lên hạt than hoạt tính

Sinh học và hóa sinh: hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn trong nguyên liệu sẽ bị ức chế và tiêu diệt