Lời nói đầu

Bia là một loại đồ uống giải khát hiện rất được ưa chuộng ở nước ta cũng như trên thế giới. Bia có màu sắc, hương vị đặc trưng, dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác. Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa hublon... bia đem lại giá trị dinh dưỡng, một lít bia cung cấp 400 –

450kcal, bia có khả năng kích thích tiêu hoá, giúp cơ thể khoẻ mạnh khi dùng với liều lượng thích hợp và đặc biệt còn có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống nhờ đặc tính bão hoà CO2.

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bia ra đời từ khoảng 7000 năm

trước Công nguyên, bắt nguồn từ các bộ lạc cư trú ven bờ sông Lưỡng Hà, sau đó được truyền sang các châu lục khác thông qua quá trình trao đổi, buôn bán giữa các bộ lạc. Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu phụ để tăng chất lượng cho bia, người ta nhận thấy hoa houblon mang lại cho bia hương vị rất đặc biệt và nhiều đặc tính quý giá. Hiện nay, hoa hublon vẫn là nguyên liệu không thể thay thế trong sản xuất bia. Đến thế kỷ XIX Louis Pasteur xuất bản cuốn sách về bia đã tạo ra ngành công nghiệp sản xuất bia dưới ánh sáng khoa học, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác quy trình công nghệ sản xuất bia đang ngày càng trở nên hoàn thiện. Chính vì vậy, bia đã trở thành loại đồ uống được ưa chuộng nhất hiện nay, được sản xuất và tiêu thụ ngày nhiều trên phạm vi toàn thế giới.

Ở Việt Nam, bia xuất hiện chưa lâu lắm (chỉ khoảng 100 năm), ngành công nghiệp sản xuất bia vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển. Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng bia ở nước ta ngày càng tăng. Rất nhiều nhà máy cũng như cơ sở sản xuất bia được thành lập trên khắp cả nước nhưng vẫn chưa đáp ứng hết được nhu cầu thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng. Hơn nữa bia là một ngành công nghiệp có nhiều đóng góp to lớn cho ngành kinh tế quốc dân vì nó là ngành sản xuất đem lại lợi nhuận cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, và là nguồn thu quan trọng cho ngân sách quốc gia.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ cùng các thiết bị công nghệ hiện đại để cung cấp cho người tiêu dùng các loại bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là vô cùng cần thiết.

Trong bản đồ án này em trình bày thiết kế nhà máy bia năng suất 25 triệu lít/năm. Đây là một nhà máy với năng suất trung bình, nếu được trang bị và tổ chức hợp lý sẽ có khả năng thích ứng linh hoạt với qui mô sản xuất trung bình, cũng như có khả năng mở rộng qui mô sản xuất.

Mục lục

Trang

Mục lục ------------------------------------------------------------------------------------------- 1

Lời nói đầu --------------------------------------------------------------------------------------------- 6

Phần I: Lập luận kinh tế kỹ thuật-------------------------------------------------------------------- 8

I. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và tại Việt Nam ------------------------- 8

II. Chọn loại sản phẩm, địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường -------------- 9

1. Lựa chọn loại bia sản xuất ------------------------------------------------------------------ 9

2. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy----------------------------------------------------- 9

3. Vùng nguyên liệu -------------------------------------------------------------------------- 10

4. Vùng tiêu thụ sản phẩm ------------------------------------------------------------------- 10

5. Nguồn cung cấp điện, nước, lạnh -------------------------------------------------------- 10

6. Nguồn cung cấp nhiên liệu---------------------------------------------------------------- 11

7. Nguồn nhân lực----------------------------------------------------------------------------- 11

8. Giao thông vận tải -------------------------------------------------------------------------- 11

Phần II: Chọn phương pháp sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ --------------- 12

I. Chọn nguyên liệu ------------------------------------------------------------------------------ 12

1. Malt đại mạch------------------------------------------------------------------------------- 12

2. Gạo ------------------------------------------------------------------------------------------- 13

3. Hoa houblon -------------------------------------------------------------------------------- 13

4. Nước ----------------------------------------------------------------------------------------- 14

5. Nguyên liệu phụ trợ khác ----------------------------------------------------------------- 15

II. Chọn phương pháp nấu ---------------------------------------------------------------------- 16

1. Nghiền nguyên liệu ------------------------------------------------------------------------ 16

2. Hồ hoá và đường hoá ---------------------------------------------------------------------- 17

3. Lọc dịch đường ----------------------------------------------------------------------------- 17

4. Nấu hoa -------------------------------------------------------------------------------------- 18

5. Lắng trong và làm lạnh dịch đường houblon hoá -------------------------------------- 19

III. Chọn chủng nấm men và phương pháp lên men ----------------------------------------- 20

1. Chọn chủng nấm men---------------------------------------------------------------------- 20

2. Lên men sản phẩm bia chai --------------------------------------------------------------- 21

3. Lên men sản phẩm bia hơi ---------------------------------------------------------------- 22

IV. Thuyết minh dây chuyền sản xuất --------------------------------------------------------- 23

1. Nghiền nguyên liệu ------------------------------------------------------------------------ 24

a. Nghiền malt --------------------------------------------------------------------------------- 24

b. Nghiền gạo ---------------------------------------------------------------------------------- 24

2. Quá trình hồ hoá và đường hoá----------------------------------------------------------- 25

a. Hồ hoá --------------------------------------------------------------------------------------- 25

b. Đường hoá ---------------------------------------------------------------------------------- 25

3. Lọc dịch đường ----------------------------------------------------------------------------- 26

4. Nấu hoa -------------------------------------------------------------------------------------- 27

5. Lắng xoáy ----------------------------------------------------------------------------------- 28

6. Lạnh nhanh---------------------------------------------------------------------------------- 28

7. Bão hoà O2 vào dịch lên men ------------------------------------------------------------- 29

8. Cấp nấm men và tiến hành lên men------------------------------------------------------ 29

9. Lọc bia --------------------------------------------------------------------------------------- 30

10. Tàng trữ và ổn định tính chất của bia thành phẩm------------------------------------ 31

11. Hoàn thiện sản phẩm --------------------------------------------------------------------- 31

V. Quy trình công nghệ xử lý nước cấp, nước thải ------------------------------------------ 33

1. Xử lý nước cấp ----------------------------------------------------------------------------- 33

2. Xử lý nước thải ----------------------------------------------------------------------------- 33

Phần III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm ---------------------------------- 35

A. Lập kế hoạch sản xuất------------------------------------------------------------------------ 35

B. Tính cân bằng sản phẩm --------------------------------------------------------------------- 36

I. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia chai ----------------------------------------------- 36

1. Tính lượng gạo và lượng malt ------------------------------------------------------------ 36

2. Lượng bã gạo và bã malt ------------------------------------------------------------------ 37

3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã -------------------------------------------------- 38

4. Lượng hoa houblon sử dụng -------------------------------------------------------------- 39

5. Các nguyên liệu khác ---------------------------------------------------------------------- 40

II. Tính cân bằng sản phẩm cho 1000l bia hơi------------------------------------------------ 45

1. Tính lượng gạo và lượng malt ------------------------------------------------------------ 45

2. Lượng bã gạo và bã malt ------------------------------------------------------------------ 46

3. Lượng nước dùng trong nấu và rửa bã -------------------------------------------------- 46

4. Lượng hoa houblon sử dụng -------------------------------------------------------------- 47

5. Các nguyên liệu khác ---------------------------------------------------------------------- 48

III. Hoá chất vệ sinh:----------------------------------------------------------------------------- 53

1. Hóa chất vệ sinh các nồi nấu: ------------------------------------------------------------- 53

2. Hóa chất vệ sinh các thiết bị lên men, tàng trữ bia: ------------------------------------ 53

Phần IV: Tính và chọn thiết bị--------------------------------------------------------------------- 55

I. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng nấu ------------------------------------------------- 55

1. Cân, gầu tải---------------------------------------------------------------------------------- 55

2. Máy nghiền---------------------------------------------------------------------------------- 55

3. Nồi hồ hoá----------------------------------------------------------------------------------- 56

4. Nồi đường hoá ------------------------------------------------------------------------------ 57

5. Thùng lọc đáy bằng ------------------------------------------------------------------------ 58

6. Nồi nấu hoa --------------------------------------------------------------------------------- 59

7. Thùng chứa trung gian--------------------------------------------------------------------- 60

8. Thùng lắng xoáy---------------------------------------------------------------------------- 61

9. Thiết bị lạnh nhanh và sục khí ------------------------------------------------------------ 62

10. Thùng nước nấu --------------------------------------------------------------------------- 62

11. Hệ thống cip nấu -------------------------------------------------------------------------- 63

II. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng lên men ------------------------------------------- 64

1. Tank lên men ------------------------------------------------------------------------------- 64

2. Thiết bị nhân giống cấp II ----------------------------------------------------------------- 65

3. Thiết bị nhân giống cấp I ------------------------------------------------------------------ 65

4. Thiết bị rửa men sữa kết lắng ------------------------------------------------------------- 66

5. Thiết bị hoạt hoá men---------------------------------------------------------------------- 67

6. Hệ thống cip lạnh: -------------------------------------------------------------------------- 67

III. Tính và chọn thiết bị cho phân xưởng hoàn thiện --------------------------------------- 69

1. Thiết bị lọc trong bia----------------------------------------------------------------------- 69

2. Thùng tàng trữ và bão hoà CO2 ---------------------------------------------------------- 69

3. Hệ thống chiết bock ------------------------------------------------------------------------ 70

4. Hệ thống chiết chai------------------------------------------------------------------------- 70

Phần V: Tính toán nhu cầu năng lượng, nhu cầu nước của nhà máy ------------------------- 74

I. Tính nhiệt lạnh --------------------------------------------------------------------------------- 74

1. Lượng nhiệt lạnh cần cấp cho thiết bị lạnh nhanh ------------------------------------- 74

2. Lượng nhiệt lạnh cấp cho khu tank lên men -------------------------------------------- 74

a. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men chính----------------------- 74

b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để hạ nhiệt độ dịch ------------------------------------------ 76

c. Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp trong giai đoạn lên men phụ: ------------------------ 76

3. Lượng nhiệt lạnh cấp cho hệ thống cấp men giống ------------------------------------ 77

a. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng -------------------------------- 77

b. Lượng nhiệt lạnh cần cấp để nhân men ------------------------------------------------- 78

4. Lượng nhiệt lạnh cấp cho phân xưởng hoàn thiện ------------------------------------- 80

5. Hệ thống lạnh ------------------------------------------------------------------------------- 81

II. Tính hơi ---------------------------------------------------------------------------------------- 83

1. Lượng hơi cấp cho nồi hồ hoá ------------------------------------------------------------ 83

2. Lượng hơi cấp cho nồi đường hoá ------------------------------------------------------- 84

3. Lượng hơi cấp cho nồi nấu hoa----------------------------------------------------------- 85

4. Lượng hơi cấp cho thiết bị đun nóng nước --------------------------------------------- 86

5. Lượng hơi cấp cho phân xưởng hoàn thiện --------------------------------------------- 86

6. Lượng nhiên liệu cho nồi hơi ------------------------------------------------------------- 87

III. Tính nước ------------------------------------------------------------------------------------- 88

1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu ------------------------------------------------- 88

2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men -------------------------------------------- 88

3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện ----------------------------------------- 88

4. Lượng nước dùng cho các hoạt động khác của nhà máy ------------------------------ 89

IV. Tính điện-------------------------------------------------------------------------------------- 90

1. Phụ tải chiếu sáng -------------------------------------------------------------------------- 90

2. Phụ tải sản xuất ----------------------------------------------------------------------------- 92

3. Xác định các thông số của hệ thống điện ----------------------------------------------- 93

4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm-------------------------------------------------------- 93

a. Điện năng thắp sáng hàng năm ----------------------------------------------------------- 93

b. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm---------------------------------------------- 94

c. Điện năng tiêu thụ cả năm----------------------------------------------------------------- 94

Phần VI: Tính toán và thiết kế về xây dựng của nhà máy ------------------------------------- 95

A. Phân tích và lựa chọn địa điểm xây dựng ------------------------------------------------- 95

B. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ------------------------------------------------------------ 97

I. Tính toán các hạng mục công trình ---------------------------------------------------------- 98

1. Khu vực sản xuất --------------------------------------------------------------------------- 98

a. Nhà sản xuất chính ------------------------------------------------------------------------- 98

b. Khu tank lên men--------------------------------------------------------------------------- 99

c. Nhà hoàn thiện sản phẩm------------------------------------------------------------------ 99

2. Kho tàng ------------------------------------------------------------------------------------- 99

a. Kho chứa nguyên liệu---------------------------------------------------------------------- 99

b. Kho chứa thành phẩm -------------------------------------------------------------------- 100

3. Các phân xưởng phụ trợ sản xuất ------------------------------------------------------- 101

a. Trạm biến áp ------------------------------------------------------------------------------- 101

b. Xưởng cơ điện ----------------------------------------------------------------------------- 101

c. Nhà đặt hệ thống lạnh, hệ thống thu hồi CO2 và cấp khí nén ------------------------ 101

d. Phân xưởng hơi ---------------------------------------------------------------------------- 101

e. Khu xử lý nước cấp ----------------------------------------------------------------------- 102

g. Khu xử lý nước thải ----------------------------------------------------------------------- 102

h. Bãi vỏ chai --------------------------------------------------------------------------------- 102

4. Các công trình khác ----------------------------------------------------------------------- 102

a. Nhà hành chính ---------------------------------------------------------------------------- 102

b. Nhà giới thiệu sản phẩm------------------------------------------------------------------ 102

c. Hội trường ---------------------------------------------------------------------------------- 103

d. Nhà ăn, căng tin --------------------------------------------------------------------------- 103

e. Gara ô tô ------------------------------------------------------------------------------------ 103

g. Nhà để xe của nhân viên ----------------------------------------------------------------- 103

h. Phòng bảo vệ------------------------------------------------------------------------------- 103

i. Nhà vệ sinh --------------------------------------------------------------------------------- 103

II. Bố trí các hạng mục công trình ------------------------------------------------------------ 105

III. Tính toán và đánh giá các thông số xây dựng ------------------------------------------- 106

IV. Thiết kế phân xưởng sản xuất chính ----------------------------------------------------- 107

1. Đặc điểm và cách bố trí các thiết bị trong phân xưởng sản xuất chính------------- 107

2. Thiết kế xây dựng phân xưởng sản xuất chính ---------------------------------------- 107

Phần VII: Tính toán kinh tế ----------------------------------------------------------------------- 109

A. Phân tích thị trường ------------------------------------------------------------------------- 109

B. Tính các chỉ tiêu dự án đầu tư -------------------------------------------------------------- 110

I. Nhu cầu vốn đầu tư --------------------------------------------------------------------------- 110

1. Vốn lưu động ------------------------------------------------------------------------------ 110

a. Tiền lương ---------------------------------------------------------------------------------- 110

b. Chi phí nhiên liệu, năng lượng ---------------------------------------------------------- 112

c. Chi phí marketing: ------------------------------------------------------------------------ 112

2. Vốn cố định -------------------------------------------------------------------------------- 112

a. Vốn đầu tư cho xây dựng----------------------------------------------------------------- 112

b. Vốn đầu tư mua dây chuyền thiết bị ---------------------------------------------------- 114

c. Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải---------------------------------------------------- 114

d. Tiền đầu tư ban đầu để mua chai, két, bock ------------------------------------------- 115

e. Khấu hao tài sản cố định ----------------------------------------------------------------- 115

3. Nguồn vốn---------------------------------------------------------------------------------- 116

II. Tính giá thành sản phẩm -------------------------------------------------------------------- 117

1. Chi phí vận hành -------------------------------------------------------------------------- 117

a. Chi phí nguyên vật liệu ------------------------------------------------------------------- 117

b. Chi phí nhân công trực tiếp -------------------------------------------------------------- 118

c. Chi phí sản xuất chung-------------------------------------------------------------------- 118

d. Chi phí tiêu thụ sản phẩm ---------------------------------------------------------------- 119

e. Chi phí quản lý doanh nghiệp------------------------------------------------------------ 119

2. Các khoản thu, chi khác ------------------------------------------------------------------ 119

a. Thu nhập từ việc bán các sản phẩm phụ của nhà máy -------------------------------- 119

b. Chi phí tiền vốn---------------------------------------------------------------------------- 120

3. Giá thành sản phẩm ----------------------------------------------------------------------- 120

4. Giá bán ------------------------------------------------------------------------------------- 120

5. Thu nhập trước thuế của dự án ---------------------------------------------------------- 121

III. Tính dòng tiền và một số chỉ tiêu hiệu quả của dự án---------------------------------- 122

Phần VIII: Vệ sinh an toàn lao động------------------------------------------------------------- 129

I. Vệ sinh ----------------------------------------------------------------------------------------- 129

1. Vệ sinh cá nhân ---------------------------------------------------------------------------- 129

2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng --------------------------------------------------------------- 129

II. An toàn lao động ----------------------------------------------------------------------------- 131

1. Chống khí độc trong nhà máy ----------------------------------------------------------- 131

2. Chống ồn và rung động------------------------------------------------------------------- 131

3. An toàn khi vận hành thiết bị ------------------------------------------------------------ 131

4. An toàn về điện ---------------------------------------------------------------------------- 131

5. Phòng cháy chữa cháy -------------------------------------------------------------------- 132

Kết luận---------------------------------------------------------------------------------------------- 133

Tài liệu tham khảo chính -------------------------------------------------------------------- 135