Thiết kế nhà máy sản xuất bia

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 enzyme 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 thu bia của con người ngày càng tăng, thậm chí đã trỏ thành loại nước giải khát không thể thiếu hằng ngày đối với mỗi người dân phương Tây. Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất 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 ngày càng cao. Ngày nay ngành sản xuất bia Việt 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 và nâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị trường.

MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH Chương TỔNG QUAN Trang MỞ ĐẦU Bia loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon bổ dưỡng Công nghệ sản xuất bia đ ặ c bi ệ t , mang lại cho người uống cảm giác sảng khối hấp dẫn Trong bia có chứa hệ enzym phong phú đặc biệt enzyme kích thích cho tiêu hóa Vì uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa, mà giảm mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thu bia người ngày tăng, chí trỏ thành loại nước giải khát khơng thể thiếu ngày người dân phương Tây Trong năm gần đây, nhu cầu uống bia người ngày tăng nhanh, với phát triển ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia có bước tiến nhảy vọt Nhiều cải tiến công nghệ áp dụng vào sản xuất bia, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu sử dụng thiết bị, mang lại hiệu kinh tế ngày cao Ngày ngành sản xuất bia Việt Nam nhà máy bia liên doanh hay hãng bia nước không ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng nhà máy phù hợp nâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường Trang Chương TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất bia giới Trong năm gần đây, ngành sản xuất bia nước châu Âu Bắc Mỹ suy giảm, sản lượng bia nước châu Á Nam Mỹ l ại tăng lên ngày giữ vị trí quan trọng thị trường bia giới Hình 1 Lượng tiêu thụ bia giới năm 2014 (Số liệu thống kê Kirin Holdings 2014) Một khảo sát tập đoàn Kirin Holdings (Nhật Bản) ti ến hành 171 quốc gia khu vực cho thấy sản lượng bia toàn cầu năm 2016 đạt h ơn 190,9 tỷ Trang lít, giảm 0,6% so với năm 2015 Đây năm thứ ba liên ti ếp s ản l ượng bia toàn cầu sụt giảm Theo khảo sát này, lượng tiêu thụ bia kinh tế m ới nh Vi ệt Nam Mexico tăng mạnh, lại giảm Trung Quốc, Mỹ th ị tr ường hàng đầu khác Do nhu cầu bia Trung Quốc khơng tăng thị trường bão hòa th ời ti ết không thuận lợi, sản lượng bia quốc gia đông dân giới giảm 3,7% Tương tự, sản lượng bia Mỹ giảm 0,7% Sự ưa chuộng loại bia th ủ công cho thấy ngày có nhiều người tiêu dùng Mỹ khơng u ống cho mà chuyển sang thưởng thức hương vị bia, Kirin nhận xét Tình hình Nhật Bản không s ản lượng bia c ả s ản phẩm tương tự bia giảm 2,1% năm ngối Tính từ năm 2006 tới nay, lượng bia sản xuất Nhật Bản gi ảm 15,5%, cho thấy đồ uống có cồn khác rượu shochu ngày tăng th ị ph ần Dù vậy, Nhật Bản giữ vị trí nhà sản xuất bia lớn thứ giới 14 năm liên tiếp Cùng với tốc độ phát triển kinh tế châu Á, ngành công ngh ệ s ản xu ất bia tăng trưởng cải tiến chất lượng Chính phủ nước khuy ến khích cho hãng bia nước đầu tư nhằm mở rộng nâng cấp c s hoạt động địa phương Rất nhiều hãng bia lớn gi ới như: Beek’s c Đức, Heineken Hà Lan, Samiguel Philippin, Fosters Úc, Blu Ribbon Mỹ, Carlsberg Đan Mạch… đầu tư vào thị trường châu Á Tại nước phát triển, thị trường bia ổn định, chiến lược kinh doanh họ giành thị phần, giảm chi phí sản xuất ngược l ại, s ố nước có th ị trường tăng trưởng chiến lược phát triển sản xuất, tăng sản lượng nâng cao chất lượng Trang Hình Mức tiêu thụ bia nước Đông Nam Á năm 2011 (Nguồn: Euromonitor International) 1.2 Tình hình sản xuất bia Việt Nam Bia đưa vào Việt Nam từ năm 1890 Cho đến bia trở thành thứ đồ uống phổ biến với người Việt Nam Do nhu cầu cầu ngày cao th ị trường nên thời gian ngắn, ngành sản xuất bia Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ thơng qua việc đầu tư cải tạo mở rộng nhà máy có Xây dựng nhà máy bia tăng c ường nhà máy liên doanh với hãng bia nước Trong giai đoạn 2010 – 2016, sản lượng bia – rượu – nước giải khát người Việt tiêu thụ liên tục tăng Kết thúc năm 2016, sản lượng bia – rượu – n ước giải khát người Việt tiêu thụ 3.79 tỷ lít (báo cáo tổng k ết tình hình phát triển công nghiệp thương mại năm 2016 Bộ Cơng Thương), tức trung bình người Việt uống 42 lít bia, tăng khoảng lít so với năm 2015 Trang Hình Sản lượng tiêu thụ bia người Việt Nam giai đoạn từ 20102016 Trong bối cảnh sản lượng bia toàn cầu năm 2016 giảm, l ượng bia tiêu th ụ Việt Nam tăng Sản lượng bia Việt Nam năm 2016 tăng 11,2% so v ới năm 2015 tăng gấp lần so với năm 2006, nh tăng tr ưởng kinh t ế nhanh tỷ lệ dân số trẻ cao Theo số liệu công bố vào tháng 8/2016 sản lượng tiêu thụ bia theo quốc gia năm 2015 (Kirin Beer University Report Global Beer Production by Country in 2015 – thực Kirin Holdings Company), lượng bia tiêu thụ Việt Nam đứng thứ 24 vào năm 2005, sau 10 năm chễm chệ vị trí thứ 8, với mức tăng gần 239% - t ốc đ ộ tăng l ớn danh sách 25 nước tiêu thụ bia nhiều giới Không nh ững th ế, xét riêng khu vực châu Á, Việt Nam đứng sau Trung Quốc Nh ật Bản Trang Hình Thứ hạng Việt Nam top 25 quốc gia tiêu thụ bia nhiều giới ( (Nguồn: Kirin Beer University Report Global Beer Production by Country in 2015) Sau đặt chân vào thị trường Việt Nam, hãng bia nước đ ều tích cực đầu tư để mở rộng sản xuất Hãng Carlsberg mở rộng nhà máy hà N ội đầu tư xây dựng nhà máy bia Huế Hãng APB mở rộng liên doanh xây d ựng nhà máy bia Việt Nam thành phố Hồ Chí Minh Ngoài ra, sỏ sản xuất bia tươi vừa nhỏ phát tri ển mạnh nhi ều địa phương nước Theo thống kê nước, lực sản xuất bia sở sản xuất bia nhỏ chiếm khoảng 7,3% tổng lượng bia nước Hai nhà máy bia Sài Gòn bia Hà Nội thuộc tổng công ty bia Vi ệt Nam có lực 1100,6 triệu lít/năm 422,4 tri ệu lít/năm Tổng cơng ty có k ế hoạch nâng cao công suất công ty bia Hà Nội lên 525 tri ệu lít/năm 1.3 1.3.1 Tổng quan bia Bia Bia loại nước uống chứa cồn sản xuất trình lên men đường lơ lửng mơi trường lỏng khơng chưng cất sau lên men Nói cách khác, bia loại n ước gi ải khát có đ ộ c ồn th ấp, b ọt m ịn xốp có hương vị đặc trưng hoa houblon Đặc bi ệt CO hòa tan bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho q trình tiêu hóa, ngồi bia chứa lượng vitamin phong phú (chủ yếu vitamin nhó B vitamin B1, B2, PP .) Nhờ ưu điểm này, bia sử dụng rộng rãi hầu h ết nước giới với sản lượng ngày tăng Đối với nước ta bia tr thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày tăng tr ngành công nghiệp mũi nhọn ngành cơng nghiệp nước ta Q trình s ản xu ất bia đ ược gọi nấu bia Do thành phần sử dụng đ ể sản xu ất bia có khác bi ệt tùy theo khu vực, đặc trưng bia hương vị màu s ắc thay đổi r ất khác có khái niệm loại bia hay phân loại khác 1.3.2 • Chỉ tiêu chất lượng bia Các tiêu cảm quan: Độ bọt: Khi rót bia cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc ln có b ột khí li ti dần lên bề mặt Chiều cao lớp bọt >2 cm, th ời gian gi ữ bọt 5-15 phút • Mùi vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng hương th ơm dịu nh ẹ hoa houblon, khơng q nhạt khơng có mùi vị lạ • Màu sắc độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sang óng ánh, su ốt, khơng - có cặn hay vẩn đục Chỉ tiêu hóa lý: Trang • Độ đường ban đầu: 10 – 13% trọng lượng bia 100Bx • • • • • • • • bia chai 120Bx Hàm lượng cồn: bia hơi: 3,5%; bia chai 5% Hàm lượng diaxetyl: bia < 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 Hàm lượng đạm tổng số (mg/100ml): 65 – 80 Hàm lượng đạm formol (mg/100ml): 20 – 25 Độ chua tính theo ml NaOH 1N trung hòa lượng axit 100 mlbia: 1,2 – 1,7 • • • • • • • ml Kim loại nặng: khơng có Chỉ tiêu vi sinh: Vi sinh vật hiếu khí: < 100 tế bào/ml bia Vi khuẩn yếm khí: khơng có E.coli: khơng có Vi trùng gây bệnh đường ruột: khơng có Nấm mốc: ≤ tế bào/ml Riêng bia chai đảm bảo khơng có vi sinh vật bên 1.3.3 1.3.3.1 Nguyên liệu sản xuất bia Malt đại mạch Malt hạt đại mạch nảy mầm điều kiện nhân tạo Hạt đại mạch ngâm nước, sau tạo mơi trường ẩm để thích hợp cho việc nảy mầm Quá trình nảy mầm, lượng lớn enzyme xu ất hi ện tích tụ hạt đại mạch như: enzyme amylase, enzyme protease Các enzyme nhân tố thực việc chuyển chất thành phần h ạt đại m ạch thành nguyên liệu mà nấm mem sử dụng để tạo thành sản phẩm bia, hạt đại mạch nảy mầm, người ta đem sấy khô nhi ệt độ cao, th ời gian ngắn, tùy theo nhiệt độ sấy mà ta thu loại malt khác nhau: - Malt vàng: sấy nhiệt độ 80oC Malt socola: sấy nhiệt độ 100oC Phải chọn đại mạch chứa protein, làm ướt đến 42-48%, nảy mầm nhiệt độ tương đối (13-18%) phải thơng gió tốt Trong điều kiện đó, hạt tích tụ nhiều enzyme, tiêu hao đạm polysaccharide, đường tích tụ v ới s ố l ượng vừa đủ Quá trình sấy thực nhanh 24 Sau loại b ỏ m ầm, mầm mang lại cho bia vị khơng bình thường Khơng thể dùng malt vừa sấy xong để làm bia mà phải qua trình bảo quản, trình b ảo quản malt hút ẩm từ khơng khí, độ ẩm tăng lên, malt lúc Trang xuất số tượng hóa lý ngược với lúc sấy khô Tất nh ững thay đổi dẫn đến số sản phẩm hồn chỉnh malt chín tới Thành phần hóa học malt (tính theo % chất khô) - Tinh bột: 58% Lipit: 2,5% Đường khử: 4% Pentoza: 8% Chất khoáng: 2,5% Saccharose: 5% Protid: 10% Cenllulose: 6% Malt cung cấp cho trình lên men đường, tinh bột, axit amin, ch ất béo, chất khống, đạm, cung cấp enzym protease, amylase cho cơng nghệ n ấu dịch lên men hệ thống enzym oxy hóa khử khác Ngồi malt cung c ấp ngu ồn đạm hòa tan cho sinh trưởng, phát tri ển nấm men, cung c ấp nh ững ch ất đặc trưng tạo nên hương vị, độ bọt, độ bền bọt cho bia sau  Chỉ tiêu chất lượng malt: - Màu sắc: vàng nhạt vàng thẫm - Mùi vị: có mùi thơm, vị dịu - Kích thước, trọng lượng: hạt đồng đều, 1000 hạt malt khô l ượng dao động từ 30 -44g Malt phải xốp, cắn phải mềm, không phản ứng malt khơng có dấu hiệu meo mốc Nếu độ ẩm malt >5% chất bị giảm, khó bảo quản Nước Nước nguyên liệu dùng để sản xuất bia Thành 1.3.3.2 phần tính chất nước ảnh hưởng trực tiếp đến tồn q trình cơng nghệvà chất lượng thành phẩm Trong trình sản xuất bia cần lượng nước lớn để hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò h Chất lượng nước có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia Lượng nước sử dụng sản xuất bia thường khoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia Trong việc s ản xu ất bia nồng độ cao, nước có ý nghĩa quan trọng vi ệc pha loãng bia thành  − − − − − − − − nồng độ theo yêu cầu Chỉ tiêu chất lượng nước: Độ cứng từ mềm đến trung bình Hàm lượng muối cacbonat khơng q 50 mg/l Hàm lượng muối Mg2 không 100 mg/l Hàm lượng muối clorua 75 – 150 mg/l Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l NH3 muối NO2 khơng có Hàm lượng ion sắt không 0,3 mg/l Vi sinh vật khơng q 100 tế bào/ml Trang 10 322,67 (lít) 3.2.3 Tính lượng men giống Tỷ lệ men giống trước cấy cho vào 10% so v ới d ịch đưa vào lên men, lượng men giống đưa vào là: 490,91 x 0,1 = 49,09 (lít) Nếu sử dụng men sữa ta sử dụng theo tỷ lệ 1% Vậy lượng men sữa là: 490,91 x 0,01 = 4,91 (lít) 3.2.4 Tính tốn lượng bã malt đại mạch ❖ Lượng bã khô: − Tổng lượng chất khô malt đại mạch 68,70 (kg) − Tổng lượng chất chiết malt đại mạch 48,09 (kg) Ð Tổng lượng bã khô 100kg nguyên liệu là: 68,70 – 48,09 = 20,61 (kg) ❖ Lượng bã ẩm: Độ ẩm bã 80% nên lượng bã ẩm là: 20,61 / 20% = 103,05 (kg) Lượng nước bã là: 103,05 – 20,61 = 82,44 (kg) 3.2.5 Tính tốn lượng nước dùng q trình nấu rửa bã ❖ Q trình hồ hóa: tỷ lệ bột đại mạch : nước = : Lượng nước cho vào nồi hồ hóa là: 24,75 x = 99 (kg) Lượng nước có sẵn nguyên liệu nồi hồ hóa là: 24,75 x 10,4% = 2,57 (kg) Tổng hỗn hợp bột + nước ban đầu nồi hồ hóa 24,75 + 99 = 123,75 (kg) Tổng lượng dịch cháo sau đun (bay 5% lượng dịch): 123,75 x 0,95 = 117,56 (kg) ❖ Q trình đường hóa: tỷ lệ bột malt : nước = : Lượng nước cho vào nồi đường hóa là: 49,5 x = 198 (kg) Lượng nước có sẵn nguyên liệu nồi đường hóa là: 49,5 x 6% = 2,97 (kg) Tổng lượng dịch nồi đường hóa sau chuyển dịch cháo sang là: 117,56 + 49,5 + 198 = 365,06 (kg) Lượng dịch lại nồi đường hóa sau đun (bay 5%): 365,06 Trang 26 x 0,95 = 346,81 (kg) Lượng nước dịch trước lọc: 346,81 – 68,70 = 278,11 (kg) ❖ Tính tốn lượng nước dịch trước đun hoa: Lượng nước dịch sau đun hoa (dịch đường có nồng độ 14 oBx) 516,93 x 0,86 = 444,56 (kg) Lượng nước dịch trước đun hoa (nước bay 10% so với tổng lượng dịch trước đun hoa): 444,56 + (516,93 x 10%) = 496,25 (kg) ❖ Tính tốn lượng nước rửa bã: Vnước trước lọc + Vnước rửa bã = Vnước bã + Vnước dịch đun hoa Vnước rửa bã = Vnước bã + Vnước dịch đun hoa  Vnước trước lọc = 82,44 + 496,25  278,11 = 300,58 (kg) Tổng lượng nước cho vào hai nồi nấu đường hóa là: 99 + 198 = 297 (kg) 3.2.6 Tính tốn ngun liệu khác 3.2.6.1 Lượng hoa houblon Để tính lượng hoa viên cao hoa ta dựa vào lượng hoa cánh ❖ Bia hơi: Ta chọn tỷ lệ houblon 1,2g hoa cánh/lít bia Vậy lượng hoa cánh c ần thiết là: 316,91 x 1,2 = 380,29 (g) = 0,38 (kg) Ta chọn tỷ lệ cao hoa hoa viên 30 : 70 Biết rằng: hoa viên tương đương với 1,3kg hoa cánh Vậy lượng hoa viên cần dùng là: 380,29 x 0,7 / 1,3 = 204,77 (g) 1kg cao hoa tương đương với 6kg hoa cánh Vậy lượng cao hoa cần dùng là: 380,29 x 0,3 / = 19,01 (g) ❖ Bia chai: Ta chọn tỷ lệ houblon 2g hoa cánh/lít bia chai Vậy l ượng hoa cánh c ần thiết là: 322,67 x = 645,34 (g) Ta chọn tỷ lệ cao hoa hoa viên 30 : 70 Bi ết rằng, hoa viên tương đương với 1,3kg hoa cánh Vậy lượng hoa viên cần dùng là: 645,34 x 0,7 / 1,3 = 347,49 (g) Trang 27 1kg cao hoa tương đương với 6kg hoa cánh Vậy l ượng cao hoa c ần dùng là: 645,34 x 0,3 / = 32,27 (g) 3.2.6.2 Lượng chế phẩm enzym Chế phẩm enzym Termamyl 120L dùng với tỷ lệ 0,1% so v ới lượng nguyên liệu thay (đại mạch) Vậy lượng Termamyl cần dùng là: 24,75 x 0,1% = 0,025 (kg) Chế phẩm enzym Cereflo dùng với tỷ lệ 0,04% so v ới l ượng nguyên liệu thay (đại mạch) Vậy lượng Cereflo cần dùng là: 24,75 x 0,04% = 0,0099 (kg) Chế phẩm enzym Neutrase 0,5L dùng với tỷ lệ 0,1% so v ới tổng khối lượng malt Vậy lượng Neutrase cần dùng là: 49,5 x 0,1% = 0,0495 (kg) 3.2.6.3 Lượng bột trợ lọc diatomit Lượng bột trợ lọc cần dùng tùy thuộc vào chất lượng bột, thi ết bị lọc b ề mặt lọc Thông thường 1000 lít bia cần 0,37kg bột trợ lọc lượng bột trợ lọc cần dùng là: 459,48 x 0,37 / 1000 = 0,17 (kg) 3.2.7 Tính sản phẩm phụ 3.2.7.1 Bã hoa ❖ Bia hơi: Lượng chất khơ khơng hòa tan hoa cánh hoa viên 60%, bã có độ ẩm 85%, cao hoa có lượng bã khơng đáng kể nên bã hoa ch ủ y ếu bã hoa viên nên lượng bã hoa là: 204,77 x 0,6 / (1 – 0,85) = 819,08 (g) = 0,82 (kg) ❖ Bia chai: Lượng chất khơ khơng hòa tan hoa cánh hoa viên 60%, bã có độ ẩm 85%, cao hoa có lượng bã khơng đáng kể nên bã hoa ch ủ y ếu bã hoa viên nên lượng bã hoa là: 347,49 x 0,6 / (1 – 0,85) = 1389,96 (g) = 1,39 (kg) 3.2.7.2 Cặn lắng 100kg nguyên liệu có khoảng 1,75kg cặn lắng W = 80% (ở thùng l ắng xoáy) 3.2.7.3 Sữa men 100 lít bia (sau lên men) cho lít sữa men W = 85% 100kg nguyên liệu (sản xuất 459,48 lít bia nồng độ cao) cho lượng Trang 28 men sữa là: 459,48 x / 100 = 9,19 (lít) Trong phần men sữa (4,91 lít) dùng làm men giống Vậy lượng sữa men dùng làm thức ăn gia súc là: 9,19 – 4,91 = 4,28 (lít) 3.2.7.4 Lượng CO2 Ta có phương trình lên men sau: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 28 calo 180 k 88 kg Hiệu suất lên men trình lên men 60% Lượng ch ất chi ết dịch lên men 69,84kg Vậy lượng CO2 thu là: 69,84 x 0,6 x 88 / 180 = 20,48 (kg) Lượng CO2 hòa tan bia (2,5g CO2/lít bia non) là: 461,78 x 2,5 = 1154,45 (g) = 1,15 (kg) Lượng CO2 thoát là: 20,48 – 1,15 = 19,33 (kg) Lượng CO2 thu hồi (thường đạt 70%) là: 19,33 x 70% = 13,53 (kg) Ở 20oC, 1atm 1m3 CO2 cân nặng 1,832kg Vậy thể tích CO2 bay là: 13,53 / 1,832 = 7,39 (m3) Lượng CO2 cần bão hòa thêm để đạt 4g/l bia sau bão hòa là: (459,48 x 4) – (2,5 x 461,78) = 683,47 (g) = 0,68 (kg) Thể tích CO2 cần bão hòa thêm (ở 20oC) 0,68 / 1,832 = 0,37 (m3) 3.3 Lập kế hoạch sản xuất Nhà máy thiết kế với suất 50 triệu lít/năm bia chai 12oBx chiếm 60% bia 10oBx chiếm 40% tổng sản lượng Trong năm dự kiến sản xuất 300 ngày, ngày lại làm cơng tác s ửa chữa, b ảo d ưỡng thi ết bị, máy móc, vệ sinh nhà xưởng, nghỉ ngày lễ tết Một năm có b ốn mùa, m ỗi mùa có ba tháng, nhiên nhu cầu tiêu thụ bia gi ữa mùa khác D ự kiến tháng sản xuất 25 ngày Dựa vào tình hình kinh tế thị trường tiêu thụ bia chủ yếu vào mùa hè, bia chai tiêu thụ mùa hè đặc bi ệt d ịp l ễ tết Vì nhu cầu khác nên phải lập kế hoạch sản xuất bia hợp lý để tránh lãng phí Kế hoạch sản xuất bia cho nhà máy: Trang 29 Mùa xuân Sản lượng (triệu 10 lít) % suất (%) 20 Mùa hè Mùa thu Mùa đông 15 15 10 30 30 20 Theo kế hoạch mùa hè mùa thu có sản lượng l ớn hơn, v ậy ta ph ải thiết kế theo suất lớn từ 15 triệu lít Mỗi mùa có ba tháng v ậy m ỗi tháng ta sản xuất là: 15 triệu / = (triệu lít) Mỗi tháng sản xuất 25 ngày nên ngày sản xuất là: 5000 000 / 25 = 200 000 (lít/ngày) Mỗi ngày nấu mẻ sản lượng mẻ là: 200 000 / = 40 000 (lít/mẻ) Với tỷ lệ sản phẩm 60% bia chai 40% bia nên nấu bia nồng độ cao 14oBx pha loãng để bia thành phẩm theo yêu cầu Cân sản phẩm cho bia cao độ 14oBx: Hạng mục Đơn vị Cho 100 kg NL Cho 40 m3/mẻ Cho 200 m3/ngày Nguyên liệu kg 100 8705,49 43527,47 Malt kg 50 4352,75 21763,73 10881,87 10881,87 Enzym Termamyl Enzym Neutrase Enzym Cereflo kg 25 2176,37 kg 25 2176,37 Các nguyên liệu khác g 24,75 2154,61 g 49,5 4309,22 g 9,9 861,84 Cho năm sản xuất 10881866, 5440933,2 2720466,6 2720466,6 Hoa houblon viên g 10773,05 21546,1 4309,22 269230,4 25002,17 21367,63 2136,76 269361,9 5386523,9 1077304,8 67307608, 6250544,1 5341908,2 534190,82 Đại mạch Đường Hoa houblon cao Men giống nuôi cấy Men sữa Dịch sau đường hóa Dịch nóng sau đun hoa Dịch trước lên men Bia sau lên men chính,phụ 618,53 53846,1 g 57,44 5000,44 l 49,09 4273,53 l 4,91 427,35 Sản phẩm trung gian 30191,5 kg 346,81 44285,7 l 508,71 42736,1 l 490,91 40813,0 l 468,82 Trang 30 150957,6 221428,5 213680,6 204065,5 37739401, 55357142, 53420170, 51016366, Bia lọc l 461,78 40200,2 201001,1 50250282, Bia nồng độ cao sau bão hòa l 459,48 40 000 200 000 50000000 Sản phẩm phụ, phế liệu Bã malt gạo ẩm kg 103,05 8971,01 44855,05 Bã hoa Cặn lắng Sữa men chăn nuôi kg kg l m3 2,47 1,75 4,28 215,02 152,35 372,6 1075,13 761,73 1862,98 11213763, 268782,1 190432,66 465743,88 7,39 643,33 0,37 32,21 m Lượng nước công nghệ 3216,68 161,05 804169,9 40262,9 Nước dùng hồ hóa l 99 Nước dùng đường hóa l 198 Nước rửa bã l 300,58 CO2 thu hồi CO2 cần bổ sung 8618,44 17236,8 26166,9 43092,19 86184,38 130834,8 10773047, 21546095, 32708714, Cân sản phẩm cho bia 10oBx Hạng mục Nguyên liệu Malt Đại mạch Đường Enzym Termamyl Enzym Neutrase Enzym Cereflo Hoa houblon viên Cho Cho 40 100 m3/mẻ kg NL kg 100 2163,74 kg 50 1081,87 kg 25 540,94 kg 25 540,94 Các nguyên liệu khác g 24,75 535,53 g 49,5 1071,05 g 9,9 214,21 Đơn vị g 204,77 Cho 200 m3/ngày Cho năm sản xuất 10818,71 5490,35 2704,68 2704,68 2704676,4 1352338,2 676169,1 676169,1 2677,63 5355,26 1071,05 669407,4 1338814,8 267762,96 5538365,8 514158,98 1327725,6 132772,56 4430,69 22153,46 Hoa houblon cao Men giống nuôi cấy Men sữa g 19,01 411,33 l 49,09 1062,18 l 4,91 106,22 Sản phẩm trung gian 2056,64 5310,9 531,1 Dịch sau đường hóa kg 37520,35 346,81 Trang 31 7504,07 9380088,1 Dịch nóng sau đun hoa l 516,93 11185,0 55925,13 Dịch trước lên men l 409,91 8869,39 44346,96 Bia sau lên men chính,phụ l 468,82 10144,0 507202,5 Bia lọc l 461,78 9991,72 49958,62 Bia nồng độ cao sau bão hòa l 459,48 9941,96 49709,79 13981283, 11086738, 12680063, 12489654, 12427447, Sản phẩm phụ, phế liệu Bã malt gạo ẩm kg 103,05 2229,73 11148,68 Bã hoa Cặn lắng Sữa men chăn nuôi kg kg l m3 4,78 1,75 4,28 103,43 37,86 92,61 517,13 189,33 463,04 2787169,0 129283,53 47331,83 115760,15 7,39 0,37 159,9 8,01 799,5 40,03 199875,58 10007,3 10710,52 21421,04 32518,86 2677629,6 5355259,2 8129716,3 CO2 thu hồi CO2 cần bổ sung Nước dùng hồ hóa Nước dùng đường hóa Nước rửa bã m3 Lượng nước cơng nghệ l 99 2142,1 l 198 4284,21 l 300,58 6503,77 Cân sản phẩm cho bia chai 12oBx Hạng mục Đơn vị Nguyên liệu kg Cho 100 kg NL 100 Malt kg 50 3718,92 18594,62 Đại mạch kg 25 1859,46 9297,31 Đường kg 25 1859,46 9297,31 Các nguyên liệu khác g 24,75 1840,87 9204,34 Enzym Termamyl Cho 40 m3/mẻ Cho 200 m3/ngày Cho năm sản xuất 7437,85 37189,24 9297309,4 4648654,6 2324327,3 2324327,3 Enzym Neutrase g 49,5 3681,73 18408,67 Enzym Cereflo g 9,9 Hoa houblon viên g 347,49 Hoa houblon cao g 32,27 736,35 25845,7 2400,19 3681,73 129228,8 12000,97 Trang 32 2301084,1 4602168,1 920433,6 32307220, 3000241,7 Men giống nuôi cấy 3651,24 18256,2 l 4,91 365,12 Sản phẩm trung gian 1825,62 Dịch sau đường hóa kg 346,81 25795,2 128976 Dịch nóng sau đun hoa l 516,93 38448,5 192242,3 Men sữa l 49,09 30488,4 34870,1 Bia sau lên men chính,phụ l 468,82 34346,4 Bia lọc l 461,78 Bia nồng độ cao sau bão 34175,4 l 459,48 hòa Sản phẩm phụ, phế liệu Dịch trước lên men l 409,91 152442,4 174350,6 171732,4 170877,1 4564049,1 456404,91 32243998, 48060581, 38110600, 43587645, 42933115, 42719277, Bã malt gạo ẩm kg 103,05 7664,7 38323,51 Bã hoa Cặn lắng Sữa men chăn nuôi CO2 thu hồi kg kg l m3 2,32 1,75 4,28 7,39 172,56 130,16 318,34 549,66 862,79 650,8 1591,7 2748,28 9580877,2 215697,57 162702,9 397924,84 687071,16 137,6 34400,04 CO2 cần bổ sung 0,37 27,52 m3 Lượng nước cơng nghệ Nước dùng hồ hóa l 99 Nước dùng đường hóa l 198 Nước rửa bã l 300,58 Trang 33 7363,46 14726,9 22356,6 36817,34 73634,7 111783,4 9204336,2 18408672, 27945852, Chương TÍNH TỐN XÂY DỰNG 4.1 Thiết kế bố trí tổng mặt 4.1.1 Thiết kế quy hoạch Trong khu vực xây dựng nhà máy, cơng trình xây dựng theo nguyên t ắc phân vùng đảm bảo yêu cầu hợp lý sản xuất đảm b ảo mỹ quan cân đ ối nhà máy, dẽ mở rộng, dễ quản lý, phù hợp với đặc ểm khí hậu Vi ệt Nam Địa điểm xây dựng nhà máy có hướng chủ đạo hướng Tây − Bắc, cơng trình chính, phụ xây dựng theo hướng Tây − Bắc trung tâm khu v ực sản xuất Các cơng trình xây dựng đảm bảo tính liên hệ mật thi ết công đoạn sản xuất, tính logic thiết bị, đảm bảo kinh tế, đảm bảo đường c dây chuyền ngắn 4.1.2 Nguyên tắc phân vùng  Nguyên tắc phân vùng: • Vùng trước nhà máy: nơi bố trí nhà hành quản lý, ph ục vụ sinh ho ạt, cổng vào, gara ôtô, chỗ để xe Vùng có diện tích kho ảng 20% di ện tích nhà máy • Vùng sản xuất chính: nơi bố trí phân xưởng s ản xu ất n ằm dây chuyền sản xuất nhà máy Vùng có diện tích chi ếm khoảng 55% di ện tích • nhà máy Vùng cơng trình phụ: vùng cung cấp lượng nh ư: ện, n ước, h • cơng trình độc hại bố trí cuối hướng gió Vùng kho tàng phục vụ giao thơng: có bố trí kho tàng, b ến bãi, c ầu bốc dỡ hàng hóa cho phép bố trí vùng đất khơng ưu tiên h ướng gió, nh ưng phải phù hợp với khu tập kết nguyên, nhiên vật liệu  Ưu điểm phương pháp phân vùng: • Dễ quản lý theo ngành, theo xưởng, theo công đo ạn dây chuy ền s ản xuất nhà máy • Thích hợp với nhà máy có phân x ưởng, cơng đo ạn có đ ặc ểm điều kiện khác • Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý ph ận • •  • • phát sinh, điều kiện bất lợi trình sản xuất bui, khí độc Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông nhà máy Thuận lợi trình phát triển mở rộng nhà máy Nhược điểm: Dây chuyền sản xuất kéo dài, tốn diện tích nhà máy Dệ thống đường ống dẫn mạng lưới giao thông tăng lên nên hệ s ố xây dựng thấp việc xây dựng nhà máy Trang 34 4.2 Tính tốn hạ mục cơng trình 4.2.1 Tính toán xây dựng cho khu vực sản xuất 4.2.1.1 Phân xưởng nấu Phân xưởng nấu xây dựng nối liền với phân xưởng lên men tạo liên tục sản xuất • • • Diện tích phân xưởng 864 m2 Kích thước phân xưởng 36x24x8(m) Tường dày 220 mm Trong phân xưởng nấu dùng nèn xi măng bê tông đảm bảo cường đ ộ chịu lực chịu nước cao chất vô Phân xưởng lên men 4.2.1.2 Đây phân xưởng rộng lớn, xây dựng vững với giải pháp khung bê tông cốt thép lắp ghép Do khối lượng tank lên men l ớn nên ta ch ọn gi ải pháp đặt tank lên men ngồi trời, phía có hệ thống dàn mái lại thao tác  Kích thước phân xưởng lên men sau: • Diện tích phân xưởng lên men 1620 m2 − Kích thước: 54 x 30 x 16(m) − Tường dày 220 mm Phân xưởng lên men nối đầu với phân xưởng nấu, đầu nối v ới phân xưởng hồn thiện 4.2.2 Tính tốn xây dựng cho phân xưởng hồn thiện Đây phân xưởng có đơng số lượng công nhân, thi ết b ị m ột dây chuyền khép kín, kích thước lớn có nhiều phận hoạt động liên tục nh ư: máy chiết chai, máy dập nắp, máy dán nhãn, máy xếp két Tồn tự động hóa Bởi phân xưởng đòi hỏi thống mát, cao ráo, đ ủ ánh sáng cho cơng nhân làm việc Vì nên thiết kế nhiều cửa sổ, cửa vào r ộng rãi đ ể v ận chuy ển sản phẩm vào dễ dàng • • • 4.2.3 Diện tích phân xưởng 864 m2 Kích thước: 42 x 24 x (m) Tường dày 220 mm Tính tốn xây dựng cho phân xưởng phụ trợ Các phân xưởng phụ trợ xây dựng theo kết cấu bê tông c ốt thép h ỗn hợp theo tiêu chuẩn Kho nguyên liệu 4.2.3.1 Nguyên liệu cho sản xuất bia malt, đại mạch đường… Các nguyên liệu đóng vào bao, xếp bao thành chồng • • Kích thước: 36 x 24 x 8(m) Diện tích 864 (m2) Trang 35 Kho sản phẩm 4.2.3.2 Kho chứa sản phẩm xây dựng cạnh phân xưởng hoàn thi ện, s ản phẩm thuận tiện giao thơng • • 4.2.3.3 Kích thước: 40 x 36 x6 (m) Diện tích 1440 m2 Kho vỏ chai Được thiết kế gần phân xưởng hoàn thiện, mái tơn, tường lửng cao Kích thước: 24x18 x 9(m) Diện tích 432 m2 4.2.3.4 Gara ơtơ • Diện tích 288 m2 • Kích thước: 24 x 12 x 5(m) 4.2.3.5 Nhà lạnh thu hồi CO2 • • Xây dựng cạnh phân xưởng lên men • • 4.2.3.6 Diện tích 216 m2 Kích thước: 18 x 12 x 5(m) Gara xe tải Nhà máy cần có tơ để vận chuyển giao dịch • • 4.2.3.7 • • 4.2.3.8 • • 4.2.3.9 • • 4.2.3.10 • • 4.2.3.11 • • 4.2.3.12 4.2.3.13 4.2.4 Diện tích 405 m2 Kích thước: 27 x 15 x 5(m) Nhà xử lí nước cấp Diện tích 432 m2 Kích thước: 24 x 18 x 8(m) Lò Diện tích 432 m2 Kích thước: 24 x 18 x 8(m) Kho nhiên liệu Diện tích 108m2 Kích thước: 12 x x 4(m) Nhà xử lí nước thải Diện tích 600 m2 Kích thước: 30 x 20 x 6(m) Trạm biến áp Diện tích 6.25 m2 Kích thước: 2.5 x 2.5 x 3(m) Cửa xe tải – vào có bề rộng 8m Cổng có bề rộng 5m Các cơng trình phục vụ sinh hoạt Cơng trình phục vụ sinh hoạt xây dựng phía trước nhà máy thu ận ti ện cho việc lại cán công nhân viên, đồng th ời làm tăng v ẻ đ ẹp mỹ quan chủ nhà máy, cạnh khu vực, phân xưởng dông đúc công nhên làm vi ệc, Trang 36 giải pháp kết cấu bê tông cốt thép l ắp ghép toàn kh ối, mái b ằng t ường gạch Nhà hành 4.2.4.1 Nhà tầng, tầng cao 4m bao gồm phòng:  Phòng giới thiệu sản phẩm : Là nơi giới thi ệu s ản ph ẩm nhà máy khách hàng đến tham quan, đồng thời nơi thưởng thức khách hàng Có di ện • •  • •   4.2.4.2 tích với phòng họp: Diện tích 50 m2 Kích thước 10x5 x 4(m) Phòng chờ , phòng kế tốn, phòng giám đốc, phòng phó giám đốc: Diện tích 15m2 Kích thước 5x3x4(m) Cầu thang có kích thước : 7x2 (m) Nhà vệ sinh : 3x2x4 (m) Phòng QA, QC Là nơi đảm bảo kiểm tra, kiểm soát tiêu chuẩn từ nguyên liệu sản phẩm: Diện tích 250 m2 Kích thước: 25 x10 x4(m) 4.2.4.3 Nhà ăn (căn tin) • Diện tích 162 m2 • Kích thước: 18 x x4(m) 4.2.4.4 Nhà để xe đạp, xe máy • • Vì nhà có lối nên ta chọn: • • 4.2.4.5 Diện tích nhà 162 m2 Kích thước: 18 x 9x4 (m) Phòng bảo vệ Phòng bảo vệ xây dựng cổng nhà máy: cổng cổng phụ Diện tích phòng 16 m2 Kích thước: x x 3.5 (m) 4.2.4.6 Phòng y tế • Diện tích 72m2 • Kích thước x x 4(m) • • Bảng 4.1: Các cơng trình sản xuất, cơng trình phụ trợ, cơng trình sinh hoạt Trang 37 STT Tên cơng trình Dài Rộng Cao Diện tích (m) (m) (m) (m2) Cơng trình sản xuất Phân xưởng nấu 36 24 864 Phân xưởng lên men 54 30 16 1620 42 24 864 Phân xưởng hoàn thiện Cơng trình phụ trợ Kho chứa ngun liệu 36 24 864 Kho chứa sản phẩm 40 36 1440 Kho vỏ chai 24 18 432 Gara ô tô 24 12 288 Nhà lạnh, thu hồi CO2 18 12 216 Gara xe tải 27 15 405 10 Nhà xử lí nước cấp 24 18 432 11 Lò 24 18 432 12 Kho nhiên liệu 12 108 13 Nhà xử lí nước thải 30 20 600 14 Trạm biến áp 2.5 2.5 6.25 15 Cửa xe tải - vào 16 Cổng Cơng trình sinh hoạt 180 (2 17 Nhà hành 22 18 Nhà ăn 18 162 19 Nhà để xe đạp, xe máy 18 162 20 Phòng bảo vệ 4 3.5 21 Trạm y tế 22 Vòng xoay cơng viên tầng) 16 (2 phòng) 72 50.24 Trang 38 23 Cây xanh 18 24 Nhà vệ sinh, tắm gội 18 108 3.5 108 Hình Sơ đồ tổng mặt  Chú thích: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Phòng bảo vệ Cửa xe tải vào Cửa xe tải Cổng Nhà để xe đạp, xe máy Gara tơ Vòng xoay khn viên Nhà xử lý nước cấp Phòng giới thiệu sản phẩm Phòng chờ Phòng kế tốn Phòng họp Phòng giám đốc Phóng phó giám đốc Cầu thang Nhà vệ sinh Lò Kho nhiên liệu Phân xưởng nấu Kho nguyên liệu Phân xưởng lên men Phòng QA, QC Nhà làm lạnh, thu CO2 Phân xưởng hoàn thiện Kho chứa sản phẩm Nhà vệ sinh Nhà ăn Trạm y tế Kho vỏ chai Cây xanh Nhà xử lý nước thải Gara xe tải KẾT LUẬN Trong thức uống giải khát bia sản phẩm đ ược ưa chuộng dùng phổ biến toàn giới, sản xuất bia đem l ại l ợi nhu ận kinh tế cao động lực thúc đẩy ngành công nghi ệp s ản xu ất bia Trang 39 ngày phát triển Lịch sử ngành bia nước ta chưa lâu song v ới quy mô sức phát triển khẳng định công nghiệp sản xuất bia ngành kinh tế quan trọng có chỗ đứng vững kinh t ế qu ốc dân nhiều tiềm để phát triển Chính thiết kế nhà máy bia m ột yêu c ầu phù hợp với nhu cầu thực tiễn Nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men đại bao gồm nhi ều phân xưởng với máy móc, trang bị đại Do thi ết kế m ột nhà máy bia hoàn chỉnh với đầy đủ phận cơng việc ph ức tạp đòi h ỏi nhi ều thời gian phải có kiến thức tổng hợp nhiều lĩnh vực Đi ều nói lên thiết kế nhà máy bia yêu cầu điêu ki ện c ần thi ết đ ể rèn luyện kỹ tiếp cận gần với công nghiệp sản xuất thực ph ẩm đ ặc biệt ngành công nghệ sản xuất sản phẩm lên men Do kinh nghi ệm c nhóm thời gian có hạn, tiểu luận chắn không tránh kh ỏi thi ếu sót Nhóm chúng em mong đóng góp ý kiến thầy đ ể hồn thi ện ki ến thức rút nhiều kinh nghiệm Trang 40 ... rộng nhà máy có Xây dựng nhà máy bia tăng c ường nhà máy liên doanh với hãng bia nước Trong giai đoạn 2010 – 2016, sản lượng bia – rượu – nước giải khát người Việt tiêu thụ liên tục tăng Kết thúc... đầu tư để mở rộng sản xuất Hãng Carlsberg mở rộng nhà máy hà N ội đầu tư xây dựng nhà máy bia Huế Hãng APB mở rộng liên doanh xây d ựng nhà máy bia Việt Nam thành phố Hồ Chí Minh Ngồi ra, sỏ... hiệu sử dụng thiết bị, mang lại hiệu kinh tế ngày cao Ngày ngành sản xuất bia Việt Nam nhà máy bia liên doanh hay hãng bia nước ngồi ln khơng ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng nhà máy phù hợp