Tài liệu Thiết kế nhà máy bia với năng suất 65 triệu lít năm

i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế biến và quý thầy cô giáo đã giảng dạy tôi trong suốt thời gian học tại trường. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Vũ Duy Đô đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu để tôi hoàn thành đề tài này. Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến Ban giám đốc Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Hà Nam và các anh chị kỹ sư, công nhân trong nhà máy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi thực hiện tốt đề tài. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè luôn luôn bên cạnh, chăm sóc, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Do kinh nghiệm bản thân còn ít và khối lượng công việc tương đối lớn nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo từ đó giúp tôi hoàn thiện hơn về kiến thức, và đạt được quả tốt nhất. Nha Trang, tháng 06 năm 2009 Sinh viên thực hiện Vũ Thị Thu Hoà ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................i MỤC LỤC ...............................................................................................................ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................................................ix DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................x DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................xi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: LẬP LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY .........................................................................................1 1.1. Lập luận chứng kinh tế kỹ thuật.....................................................................1 1.2. Chọn địa diểm xây dựng nhà máy..................................................................4 1.2.1. Về giao thông .........................................................................................5 1.2.2. Về nguyên liệu .......................................................................................5 1.2.3. Nguyên liệu thay thế...............................................................................5 1.2.4. Nhiên liệu...............................................................................................5 1.2.5. Nguồn nhân lực ......................................................................................6 1.2.6. Nguồn điện.............................................................................................6 1.2.7. Nguồn nước............................................................................................6 1.2.8. Sự hợp tác hoá sản xuất ..........................................................................6 1.2.9. Thị trường tiêu thụ..................................................................................7 CHƯƠNG II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ..........................................................8 2.1. Nguyên liệu cho sản xuất bia .........................................................................8 2.1.1. Malt........................................................................................................8 2.1.2. Hoa houblon...........................................................................................9 2.1.3. Nguyên liệu thay thế.............................................................................10 2.1.4. Nước ....................................................................................................10 2.1.5. Nấm men..............................................................................................11 2.1.6. Các nguyên vật liệu và hoá chất phụ trợ ...............................................11 iii 2.2. Dây chuyền sản xuất....................................................................................11 2.2.1. Chọn phương pháp nấu.........................................................................12 2.2.2. Chọn phương pháp lọc hèm..................................................................12 2.2.3. Chọn phương pháp lên men ..................................................................12 2.2.4. Chọn phương thức lên men...................................................................13 2.3. Quy trình công nghệ sản xuất bia của nhà máy ............................................13 2.3.1. Sơ đồ quy trình.....................................................................................13 2.3.2. Thuyết minh quy trình ..........................................................................13 2.3.3. Hệ thống thu hồi và hoá lỏng CO2 ........................................................26 2.3.4. Xử lý nước cấp.....................................................................................28 CHƯƠNG III: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM ....................................................30 3.1. Lập kế hoạch sản xuất cho nhà máy.............................................................30 3.2. Cân bằng sản phẩm cho bia hơi 10oBx (tính cho 1000 lít bia hơi 10oBx) .....31 3.2.1. Tính lượng nguyên liệu cho 1000 lít bia hơi 10oBx...............................31 3.2.2. Lượng bã malt và gạo ...........................................................................33 3.2.3. Tính lượng nước dùng trong quá trình nấu và rửa bã ............................33 3.2.4. Lượng hoa Houblon sử dụng ................................................................35 3.2.5. Lượng men giống sử dụng....................................................................35 3.2.6. Sữa men kết lắng ..................................................................................35 3.2.7. Cặn lắng ...............................................................................................36 3.2.8. Các hoá chất sử dụng............................................................................36 3.2.9. Lượng CO2 ...........................................................................................36 3.2.10. Lượng bock ........................................................................................37 3.3. Cân bằng sản phẩm cho bia chai 11oBx (tính cho 1000 lít bia chai 11oBx)...39 3.3.1. Tính lượng nguyên liệu cho 1000 lít bia chai 11oBx .............................39 3.3.2. Lượng bã malt và gạo ...........................................................................40 3.3.3. Tính lượng nước dùng trong quá trình nấu và rửa bã ............................41 3.3.4. Lượng hoa Houblon sử dụng ................................................................42 3.3.5. Lượng men giống sử dụng....................................................................43 iv 3.3.6. Sữa men kết lắng ..................................................................................43 3.3.7. Cặn lắng ...............................................................................................43 3.3.8. Các hoá chất sử dụng............................................................................43 3.3.9. Lượng CO2 ...........................................................................................44 3.3.10. Lượng vỏ chai ....................................................................................45 3.3.11. Số lượng nhãn ....................................................................................45 3.3.12. Số nắp chai .........................................................................................45 3.3.13. Lượng két đựng chai...........................................................................45 CHƯƠNG IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ..........................................................48 4.1. Các thiết bị đặt tại khu chứa nguyên liệu .....................................................48 4.1.1. Silô chứa malt và gạo ...........................................................................48 4.1.2. Gầu tải số 1 (để vận chuyển malt và gạo lên silô chứa).........................50 4.1.3. Băng cào vận chuyển nguyên liệu từ container đến phễu của gầu tải ...50 4.1.4. Băng cào vận chuyển nguyên liệu từ silô đến gầu tải số 2....................51 4.1.5. Gàu tải số 2 ..........................................................................................51 4.2. Các thiết bị đặt trong phân xưởng nấu .........................................................51 4.2.1. Máy sàng tách tạp chất .........................................................................51 4.2.2. Thiết bị tách sắt ....................................................................................52 4.2.3. Thiết bị tách sạn ...................................................................................52 4.2.4. Gầu tải số 3 (vận chuyển bột sau nghiền qua phễu)...............................52 4.2.5. Phễu chứa nguyên liệu..........................................................................52 4.2.6. Máy nghiền malt...................................................................................54 4.2.7. Máy nghiền gạo....................................................................................55 4.2.8. Vít tải vận chuyển bột từ phễu chứa vào các thiết bị nấu ......................55 4.2.9. Nồi hồ hoá............................................................................................56 4.2.10. Nồi đường hoá....................................................................................57 4.2.11. Thiết bị lọc đáy bằng ..........................................................................59 4.2.12. Nồi nấu hoa ........................................................................................61 4.2.13. Thùng chứa trung gian........................................................................63 v 4.2.14. Thiết bị lắng xoáy...............................................................................63 4.2.15. Thiết bị làm lạnh nhanh ......................................................................65 4.2.16. Thiết bị đun nước nấu.........................................................................65 4.2.17. Thùng chứa bã nguyên liệu và bã hoa .................................................68 4.2.18. Bơm ...................................................................................................68 4.3. Các thiết bị trong phân xưởng lên men ........................................................70 4.3.1. Tính chọn tank lên men ........................................................................70 4.3.2. Tank TBF .............................................................................................73 4.3.3. Thiết bị nhân men giống.......................................................................74 4.3.4. Thiết bị rửa men ...................................................................................76 4.3.5. Máy lọc khung bản ...............................................................................76 4.3.6. Bơm (bơm từ tank lên men sang thiết bị lọc khung bản) .......................77 4.4. Thiết bị trong phân xưởng hoàn thiện ..........................................................77 4.4.1. Máy rửa bock .......................................................................................77 4.4.2. Máy chiết bock....................................................................................77 4.4.3. Máy chiết chai......................................................................................78 4.4.4. Máy rửa chai ........................................................................................78 4.4.5. Máy dập nút chai..................................................................................78 4.4.6. Thiết bị thanh trùng ..............................................................................79 4.4.7. Máy dán nhãn.......................................................................................79 4.3.8. Máy in date ..........................................................................................79 4.4.9. Robot gắp chai vào két .........................................................................79 4.4.10. Băng tải ..............................................................................................80 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CIP VÀ VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG....................................................................................................................81 5.1. Tính toán hệ thống CIP trung tâm................................................................81 5.1.1. Hệ thống CIP cho phân xưởng nấu .......................................................81 5.1.2. Hệ thống CIP cho phân xưởng lên men ................................................82 5.2. Vệ sinh an toàn lao động .............................................................................84 vi 5.2.1. Vệ sinh .................................................................................................84 5.2.2. An toàn lao động ..................................................................................85 CHƯƠNG VI: TÍNH XÂY DỰNG ........................................................................88 6.1. Thiết kế mặt bằng sản xuất ..........................................................................88 6.1.1. Phân xưởng nấu....................................................................................88 6.1.2. Phân xưởng lên men .............................................................................90 6.1.3. Phân xưởng hoàn thiện .........................................................................91 6.2. Các công trình phụ trợ .................................................................................92 6.2.1. Khu nguyên liệu ...................................................................................92 6.2.2. Kho thành phẩm ...................................................................................92 6.2.3. Bãi vỏ chai, bock..................................................................................92 6.2.4. Kho nắp chai ........................................................................................93 6.2.5. Kho nhãn..............................................................................................93 6.2.6. Kho hoá chất bôi trơn ...........................................................................93 6.2.7. Kho hồ dán...........................................................................................94 6.2.8. Văn phòng............................................................................................94 6.2.9. Phân xưởng cơ khí................................................................................94 6.2.10. Kho vật tư...........................................................................................94 6.2.11. Nhà lò hơi...........................................................................................94 6.2.12. Khu phát và phân phối điện ................................................................94 6.2.13. Bãi than xỉ ..........................................................................................94 6.2.14. Trạm biến thế .....................................................................................95 6.2.15. Khu xử lý nước thải............................................................................95 6.2.16. Bãi đậu xe ô tô....................................................................................95 6.2.17. Khu chứa và xử lý nước cấp ...............................................................95 6.2.18. Nhà điều hành trung tâm.....................................................................95 6.3. Các công trình phục vụ sinh hoạt.................................................................96 6.3.1. Nhà hành chính ....................................................................................96 6.3.2. Nhà giới thiệu sản phẩm .......................................................................96 vii 6.3.3. Nhà ăn..................................................................................................96 6.3.4. Nhà để xe .............................................................................................96 6.3.5. Phòng bảo vệ ........................................................................................96 6.3.6. Phòng y tế ............................................................................................97 6.3.7. Nhà vệ sinh ..........................................................................................97 6.4. Các bản vẽ thiết kế ......................................................................................98 CHƯƠNG VII: TÍNH HƠI – LẠNH – NƯỚC – ĐIỆN ........................................ 108 7.1. Tính hơi.....................................................................................................108 7.1.1. Tính nhiệt cho phân xưởng nấu ..........................................................108 7.1.2. Lượng nhiệt cấp cho phân xưởng hoàn thiện ......................................115 7.1.3. Tính lượng hơi....................................................................................116 7.1.4. Chọn lò hơi.........................................................................................117 7.1.5. Lượng nhiên liệu cung cấp cho nồi hơi...............................................117 7.2 .Tính lạnh ...................................................................................................118 7.2.1. Lượng lạnh cần thiết cho thiết bị làm lạnh nhanh................................118 7.2.2. Lượng lạnh cần để cung cấp cho quá trình lên men chính ...................118 7.2.3. Lượng lạnh cần cho quá trình lên men phụ .........................................119 7.2.4. Lượng lạnh cấp cho hệ thống lên men giống.......................................120 7.2.5. Lượng lạnh cần cấp để tái sử dụng men kết lắng.................................121 7.2.6. Lượng lạnh cần để hạ nhiệt bia non xuống 0oC đưa đi lọc ..................121 7.2.7. Năng suất lạnh cung cấp cho toàn bộ nhà máy....................................122 7.2.8. Chọn máy lạnh ...................................................................................122 7.3. Tính lượng nước........................................................................................123 7.3.1. Lượng nước dùng cho phân xưởng nấu...............................................123 7.3.2. Lượng nước dùng cho phân xưởng lên men........................................123 7.3.3. Lượng nước dùng cho phân xưởng hoàn thiện ....................................123 7.3.4. Lượng nước cần cung cấp cho nồi hơi ................................................124 7.4. Tính điện ...................................................................................................125 7.4.1. Tính phụ tải chiếu sáng.......................................................................125 viii 7.4.2. Phụ tải động lực công suất các thiết bị trong nhà máy.........................129 7.4.3. Tính và chọn máy biến áp...................................................................130 7.4.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm.......................................................130 CHƯƠNG VIII: PHUƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI ..................................... 132 8.1. Môi trường ................................................................................................132 8.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường trong nhà máy.........................132 8.2. Phương pháp xử lý nước thải.....................................................................132 CHƯƠNG IX: TÍNH KINH TẾ............................................................................ 137 9.1. Tổ chức quản lý nhà máy...........................................................................137 9.1.1. Sơ đồ tổ chức quản lý nhà máy...........................................................137 9.1.2. Tính lực lượng lao động .....................................................................137 9.2. Hạch toàn giá thành sản phẩm ...................................................................139 9.2.1. Vốn cố định........................................................................................139 9.2.2. Tính giá thành sản phẩm.....................................................................142 9.3. Đánh giá các chỉ tiêu kết quả và hiệu quả ..................................................147 9.3.1. Tổng doanh thu của nhà máy ..............................................................147 9.3.2. Doanh thu thuần: DTT = DT – VAT ..................................................147 9.3.3. Tổng lợi nhuận : TLN = DTT – G ......................................................148 9.4. Đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả ...................................................................148 KẾT LUẬN.......................................................................................................... 149 PHỤ LỤC ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCN: Trước công nguyên WTO: World Trade Organism (tổ chức thương mại thế giới) CHLB: cộng hòa liên bang KCN: Khu công nghiệp CIP: Cleaning In Place (làm vệ sinh tại chỗ) UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket COD: Chemistry Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học) BOD: Biology Oxygen Demand (nhu cầu oxy sinh học) PCCC: Phòng cháy chữa cháy KCS: Kiểm tra chất lượng sản phẩm ALC: alcohol x DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1: Tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn sản xuất của nhà máy ............40 Bảng 3.2: Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm ............................................41 Bảng 3.3: Tỷ lệ nguyên liệu sử dụng để sản xuất bia hơi .......................................41 Bảng 3.4: Tóm tắt cân bằng sản phẩm cho bia hơi 100Bx ......................................48 Bảng 3.5: Tỷ lệ sử dụng nguyên liệu để sản xuất bia chai ......................................49 Bảng 3.6: Tóm tắt cân bằng sản phẩm cho bia chai 110Bx .....................................56 Bảng 3.7: Phân bố thời gian sản xuất từng công đoạn ............................................57 Bảng 6.1: Các hạng mục công trình trong tổng mặt bằng..................................... 115 Bảng 7.1: Tổng hợp lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 mẻ nấu ............................... 124 Bảng 7.2: Tổng hợp các bộ phận dùng đèn chiếu sáng......................................... 137 Bảng 7.3: Công suất điện động lực ...................................................................... 138 Bảng 7.4: Tiêu thụ hơi - nước - điện - lạnh .......................................................... 140 Bảng 9.1: Lực lượng lao động trực tiếp ............................................................... 147 Bảng 9.2: Vốn đầu tư các công trình xây dựng .................................................... 149 Bảng 9.3: Vốn đầu tư cho thiết bị ........................................................................ 150 Bảng 9.4: Chi phí nguyên vật liệu chính sản xuất cho 1000 lít bia hơi ................. 152 Bảng 9.5 : Chi phí nguyên vật liệu chính sản xuất cho 1000 lít bia chai............... 152 Bảng 9.6: Chi phí nhiên liệu và động lực trong 1năm .......................................... 153 Bảng 9.7: Chi phí vật tư để sản xuất 1 chai bia .................................................... 155 xi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Sản lượng bia ở Việt Nam trong những năm gần đây .............................2 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất bia của nhà máy ..............................................15 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu hồi khí CO2 .............................................27 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước cấp...............................................28 Hình 4.1: Silô chứa nguyên liệu.............................................................................48 Hình 4.2: Nồi hồ hóa .............................................................................................56 Hình 4.3: Thùng lọc đáy bằng................................................................................60 Hình 4.4: Nồi houblon hóa ....................................................................................62 Hình 4.5: Thiết bị lắng xoáy ..................................................................................64 Hình 4.6: Tank lên men .........................................................................................71 Hình 6.1: Sơ đồ mặt bằng nhà xử lý nguyên liệu ...................................................88 Hình 6.2: Sơ đồ mặt bằng khu đặt silô nguyên liệu ................................................92 Hình 6.3: Sơ đồ nguyên lý xay nghiền malt ...........................................................98 Hình 6.4: Sơ đồ nguyên lý xay nghiền gạo ............................................................99 Hình 6.5: Sơ đồ mặt cắt ngang nhà nấu................................................................ 100 Hình 6.6: Sơ đồ mặt cắt đứng nhà nấu ................................................................. 101 Hình 6.7: Sơ đồ mặt cắt ngang khu đặt tank lên men ........................................... 102 Hình 6.8: Sơ đồ mặt cắt đứng khu đặt tank lên men............................................. 103 Hình 6.9: Sơ đồ mặt bằng nhà điều hành trung tâm.............................................. 104 Hình 6.10: Sơ đồ nguyên lý lắp đặt hệ thống chiết chai ....................................... 105 Hình 6.11: Mặt bằng tổng thể nhà máy ................................................................ 106 Hình 8.1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải.......................................... 132 Hình 9.1: Sơ đồ tổ chức quản lý nhà máy ............................................................ 136 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong những thức uống giải khát hiện nay thì bia là sản phẩm được ưa chuộng và dùng phổ biến nhất trên toàn thế giới, sản xuất bia đem lại lợi nhuận kinh tế cao và đây cũng chính là động lực thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất bia ngày càng phát triển. Lịch sử ngành bia nước ta tuy có quá trình phát triển chưa lâu, song với quy mô và sức phát triển như hiện nay đã khẳng định ngành công nghiệp sản xuất bia là một ngành kinh tế quan trọng, có chỗ đứng vững chắc trong nền kinh tế quốc dân và còn nhiều tiềm năng để phát triển. Một nhà máy sản xuất bia theo công nghệ lên men hiện đại bao gồm nhiều phân xưởng với các máy móc trang thiết bị hiện đại. Do đó việc thiết kế một nhà máy bia hoàn chỉnh với đầy đủ các bộ phận là một công việc rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian và phải có kiến thức tổng hợp về nhiều lĩnh vực. Điều kiện này cũng nói lên rằng: thiết kế nhà máy bia là một yêu cầu và cũng là điều kiện cần thiết để rèn luyện kỹ năng, tiếp cận gần hơn với công nghiệp sản xuất thực phẩm đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất các thực phẩm lên men. Trong đồ án này tôi có nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy bia với năng suất 65 triệu lít/ năm”, sản phẩm bao gồm 50% bia chai (nồng độ dịch lên men 11oBx) và 50% bia hơi (nồng độ dịch lên men 10oBx). Nội dung đồ án gồm các phần chính sau: - Lập luận chứng cho thiết kế - Công nghệ sản xuất bia - Tính cân bằng vật chất cho quá trình sản xuất - Tính và chọn máy, thiết bị sản xuất - Quy hoạch mặt bằng sản xuất - Tính hơi - nước - điện - lạnh - Tính lực lượng lao động - Tính các chỉ số kinh tế 1 CHƯƠNG I: LẬP LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY 1.1. Lập luận chứng kinh tế kỹ thuật Bia là một trong những loại đồ uống có truyền thống lâu đời. Từ 7000 năm TCN, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ những hạt đại mạch và một số loại ngũ cốc nảy mầm. Khoảng thế kỷ XIX, những người dân Xibiri, đông nam nước Nga đã biết sản xuất ra bia từ malt đại mạch, hoa Houblon và nước như ngày nay. Mãi đến năm 1857, nhà bác học người Pháp Louis Pasteur đã phát hiện: “nấm men là loài vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của nó đã làm nên quá trình lên men bia” tạo ra bước ngoặt lớn cho ngành công nghiệp sản xuất bia. Đến cuối thế kỷ XIX, các nhà khoa học Đức, Nga mới chứng minh được rằng: nấm men tạo nên ezym và có khả năng chuyển hoá đường thành rượu và CO2 - hai thành phần quan trọng nhất của bia. Không giống như rượu, bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, nhưng giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon đặc trưng và đặc biệt CO2 trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát ở người uống. Do đó, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu khắp các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng. Đối với những nước có nền công nghiệp phát triển thì bia được sử dụng như một loại đồ uống thông dụng. Hiện nay, trên thế giới có 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100tỷ lít/năm. Trong đó Mỹ, CHLB Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc trên 7 tỷ lít/năm. Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiên tiến như sau: CH Szech- Slovakia 150lít/người/năm, Đức 147lít/người/năm, Đan Mạch 125lít/người/năm… Châu Á là một trong những khu vực tiêu dùng bia đang tăng nhanh. Các nhà nghiên cứu thị trường của thế giới nhận định rằng Châu Á ngày càng giữ vị trí dẫn đầu trên thế giới. Hiện nay, mức tiêu thụ bia trên đầu người đã tăng, Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất là 26,5%/năm, Indonesia 17,7%/năm. Đây là những nước có tốc độ phát triển nhanh trong khu vực. 2 Riêng ở Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất bia có lịch sử hơn 100 năm. Xưởng sản xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Pháp tên là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhà máy bia Sài Gòn nay là Tổng công ty rượu bia nước giải khát Sài Gòn. Ở miền Bắc, vào năm 1889, một người Pháp tên là Homel đã mở xưởng bia ở làng Đại Yên, Ngọc Hà sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty Rượu Bia Nước giải khát Hà Nội. Tuy ngành công nghiệp sản xuất bia của nước ta còn non trẻ so với thế giới nhưng trong quá trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá trình hội nhập, ngành sản xuất bia đã phát triển về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có thế mạnh khi Việt Nam gia nhập WTO. Việc đầu tư xây dựng các nhà máy bia được triển khai mạnh mẽ từ những năm 1990 trở lại đây. Chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã đầu tư, mở rộng các nhà máy bia đã có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc trung ương và địa phương quản lý, các công ty liên doanh với các tập đoàn bia lớn như Heineken, Carlsberg, Poster…nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. tỷ lít Sản lượng bia ở Việt Nam trong những năm gần đây 2.5 2 Sản lượng bia 1.5 1 0.5 0 2002 Năm 2004 2006 2008 2010 Hình 1.1: Sản lượng bia ở Việt Nam trong những năm gần đây 3 Ngành công nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo các ngành công nghiệp khác phát triển, đem lại nguồn ngân sách lớn cho nhà nước (cứ 1triệu lít bia thì đóng góp cho ngân sách nhà nước 6 tỷ Việt Nam đồng) Mặt khác,Việt Nam hiện là quốc gia có dân số trẻ với khoảng 33 triệu người trong độ tuổi 20- 40 là độ tuổi có tỷ lệ tiêu thụ các sản phẩm bia cao nhất. Nhưng hiện mức tiêu thụ bia bình quân đầu người của Việt Nam chỉ là 18lít/người/năm, bằng 1/2 so với Hàn Quốc, bằng 1/3 so với Thái Lan và bằng 1/6-1/7 so với Ireland, Đức, Szech. Như vậy, sản lượng bia ở Việt Nam vẫn ở mức thấp so với mặt bằng chung của khu vực và thế giới. Tuy nhiên, với mức thu nhập của người dân tăng lên cộng với sự thay đổi tập quán uống (chuyển từ uống rượu nấu sang uống bia của người dân ở nhiều vùng nông thôn) thì nhu cầu uống bia của người tiêu dùng Việt Nam đang tăng khoảng 20- 25%. Theo dự báo: quy mô dân số Việt Nam tăng từ 85 triệu lên 100 triệu dân vào năm 2023 và ổn định ở mức 120 triệu dân. Trong vòng 15 năm nữa sự tăng trưởng 20% về quy mô dân số, 200% GDP bình quân đầu người 5%/năm cùng với mức tiêu thụ bia bình quân đầu người tăng lên như mức của Hàn Quốc hiện nay thì nhu cầu tiêu thụ bia sẽ tăng khoảng 5 lần. Theo lộ trình phát triển như vậy dự kiến đến năm 2010 mức tiêu thụ bia bình quân đầu người của Việt Nam sẽ tăng lên là 28 lít/người/năm và thị trường trong nước sẽ cần trên 3 tỷ lít/năm. Trước tình hình đó, ngành đồ uống Việt Nam (hiệp hội Bia- Rượu- Nước giải khát Việt Nam) đề ra mục tiêu “Quy hoạch phát triển ngành Bia- Rượu- Nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn 2025” và đã được Bộ công thương phê duyệt. Đó là: đến năm 2010 Việt Nam sẽ sản xuất và tiêu thụ 3,1- 3,2 tỷ lít bia, đến năm 2015 là 4,6- 4,7 tỷ lít bia, bình quân 49- 50 lít/người/năm. Đến năm 2020 Việt Nam sẽ sản xuất và tiêu thụ 6,0- 6,5 tỷ lít bia, bình quân đầu người là 62- 64 lít/người/năm. Năm 2025 sản xuất và tiêu thụ 7,0- 7,5 tỷ lít bia, bình quân đầu người là 69- 72 lít/người/năm. Thế nhưng theo thống kê của Bộ Công thương, hiện nay cả nước có trên 320 nhà máy bia và các cơ sở sản xuất bia với các quy mô khác nhau từ 1triệu lít/ năm đến 100 triệu lít/năm, tổng sản lượng khoảng trên 2 tỷ lít/năm. Đáng ngại là các nhà 4 máy bia quy mô nhỏ lại đang hoạt động theo công nghệ và thiết bị cũ nên chi phí sản xuất cao mà lại hoạt động không hết công suất. Tất yếu dẫn đến hiện nay đã có rất nhiều nhà máy bia nhỏ bị phá sản hoặc phải sát nhập với những nhà máy lớn hơn. Bởi vì, chỉ những doanh nghiệp có tiềm lực mạnh với những hướng đi đúng đắn mới có tương lai, ngày càng phát triển do họ có vốn, không ngừng đầu tư trang thiết bị hiện đại, mở rộng sản xuất để chiếm thị phần. Điều này sẽ làm cho thị phần của các doanh nghiệp nhỏ bị thu hẹp. Đến nay đã là năm thứ 3 Việt Nam gia nhập WTO, các doanh nghiệp sản xuất bia của Việt Nam đã, đang và sẽ đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt với các hãng bia lớn trên thế giới (tập đoàn SABmiller, Heineken, Carlsberg, Tiger, Poster…) đang tìm cách thâm nhập và chiếm lĩnh thị trường trong nước. Thế nên, chúng ta phải chủ động nắm bắt thời cơ và cơ hội để có hướng đi đúng đắn. Điều này có nghĩ là ngành bia trong nước phải có những nhà máy bia hiện đại, chất lượng bia cao nhằm đáp ứng thị trường vốn rất “khát” và ngày càng khắt khe. Vì vậy, việc thiết kế xây dựng nhà máy bia có năng suất khoảng 50- 100 triệu lít/năm trở lên theo công nghệ mới, ở gần những khu vực đông dân là hoàn toàn cần thiết, phù hợp với sự phát triển kinh tế của nước ta hiện nay và trong tương lai. 1.2. Chọn địa diểm xây dựng nhà máy Chọn đặt nhà máy bia tại khu công nghiệp Đồng Văn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam. Tỉnh Hà Nam nằm phía Tây - Nam châu thổ sông Hồng, trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế Bắc Bộ. Phía Bắc giáp với Hà Nội, phía Đông giáp với Hưng Yên và Thái Bình, nam giáp Nam Định và Ninh Bình, phía Tây giáp Hòa Bình.Vị trí địa lý này tạo rất nhiều thuận lợi cho phát triển kinh tế và xã hội của tỉnh. Các khu công nghiệp: KCN Đồng Văn, KCN Châu Sơn, KCN Hoà Mạc, Cụm công nghiệp Tây Nam thành phố Phủ Lý cùng với các cơ chế, chính sách ưu đãi đầu tư khá hấp dẫn sẵn sàng mời gọi các nhà đầu tư trong và ngoài nước. KCN Đồng Văn nằm tại thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên ,có diện tích tương đối lớn (410 ha). Đây là KCN được đầu tư, xây dựng và quy hoạch sớm nhất 5 của tỉnh và so với các KCN khác thì đây là KCN có nhiều thuận lợi nhất để đặt nhà máy sản xuất bia. Cụ thể là: 1.2.1. Về giao thông KCN nằm dọc trên trục đường quốc lộ 1A trên đường cao tốc Pháp Vân- Ninh Bình, gần quốc lộ 21, quốc lộ 21B, quốc lộ 38 (từ Đồng Văn, theo quốc lộ 38, qua cầu Yên Lệnh có thể tới Hưng Yên, Hải Phòng một cách nhanh chóng). Ngoài ra, còn cách cách sân bay Nội Bài 60 km, cách cảng biển Hải Phòng 90 km, gần ga Đồng Văn. Có thể vận chuyển nguyên liệu về nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm đi tiêu thụ bằng đường bộ hoặc đường sắt một cách dễ dàng. 1.2.2. Về nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt và hoa Houblon. Trước kia do điều kiện tự nhiên của nước ta không thích hợp để trồng 2 loại cây này nên chúng ta phải nhập khẩu hoàn toàn từ các nước: Australia, Nga, Tiệp khắc, Trung Quốc, Đan Mạch…Nhưng hiện nay, nhà máy Đường Malt -Từ Sơn- Bắc Ninh đã sản xuất được malt đại mạch cung cấp cho các nhà máy bia sản xuất trong nước và chất lượng cũng khá cao, nên mua nguyên liệu malt đại mạch của công ty này sẽ tiết kiệm được chi phí sản xuất. Việc vận chuyển nguyên liệu Malt cũng dẽ dàng rất nhiều vì chỉ cần dọc theo quốc lộ 1A qua Hà Nội là đến Bắc Ninh. 1.2.3. Nguyên liệu thay thế Trong quá trình sản xuất, để giảm giá thành sản phẩm, ngoài malt ta dùng thêm gạo tẻ với tỷ lệ 30%. Với đặc điểm về đất đai đã nêu ở trên thì việc thu mua gạo ngay tai địa phuơng hoặc các tỉnh lân cận: Nam Định, Hưng Yên, Thái Bình, Ninh Bình…rất dễ dàng, giá rẻ mà chất lượng gạo lại đảm bảo cho công nghệ sản xuất bia. 1.2.4. Nhiên liệu Nhiên liệu dùng trong sản xuất bia chủ yếu là than để cung cấp cho nồi hơi phụ vụ các mục đích sản xuất. Than sẽ được mua từ các công ty than ở Quảng Ninh và vận chuyển về nhà máy bằng đường bộ hoặc đường sắt. 6 1.2.5. Nguồn nhân lực Để đảm bảo cho nhà máy hoạt động hiệu quả nhất ngoài trang thiết bị hiện đại và tổ chức quản lý tốt thì nguồn nhân lực có chất lượng cao là điều vô cùng quan trọng. Đối với công nhân, lao động trong nhà máy thì sử dụng nguồn nhân lực tai địa phương, dân cư gần đó nên việc tuyển dụng khá dễ dàng. Còn cán bộ kỹ thuật, điều hành thì được tuyển dụng từ các trường đào tạo chuyên ngành như các trường Đại học, cao đẳng tại Hà Nội hoặc thu hút lao động tại nhà máy bia của địa phương. 1.2.6. Nguồn điện Điện: là nhu cầu vô cùng quan trọng đối với bất kỳ nhà máy nào, điện phải được đảm bảo 24/24h. Nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia 110KV chạy qua KCN. Đặt thêm 1 trạm biến thế và máy phát điện nhằm đề phòng khi mất điện. 1.2.7. Nguồn nước Cũng như điện, nước là yếu tố vô cùng quan trọng đối với bất kỹ nhà máy nào nhất là nhà máy bia. KCN có một nhà máy cung cấp nước công suất 19000 m3/ngày đêm, hệ thống cấp nước được đấu nối đến tận chân tường rào từng doanh nghiệp, do đó nhà máy sử dụng nguồn nước của KCN. Ngoài ra, Hà Nam có lượng mưa trung bình cho khối lượng tài nguyên nước rơi khoảng 1,602 tỷ m3. Dòng chảy mặt từ sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ hàng năm đưa vào lãnh thổ khoảng 14,050 tỷ m3 nước. Dòng chảy ngầm chuyển qua lãnh thổ cũng giúp cho Hà Nam luôn luôn được bổ sung nước ngầm từ các vùng khác. Nước ngầm ở Hà Nam tồn tại trong nhiều tầng và chất lượng tốt. Do đó, nhà máy còn đầu tư thêm 1 hệ thống giếng khoan để đề phòng khi hệ thống cấp thoát nước của KCN bị hỏng hoặc không đủ. Nước thải của nhà máy được xử lý trước khi thải ra hệ thống nước thải của KCN. 1.2.8. Sự hợp tác hoá sản xuất Trong KCN có nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi đã được xây dựng và đang hoạt động. Ngoài ra, tại các KCN khác trong địa bàn tỉnh cũng có các công ty sản 7 xuất thức ăn chăn nuôi, nhà máy có thể hợp tác với họ để giải quyết đầu ra cho lượng bã malt và hoa. 1.2.9. Thị trường tiêu thụ KCN nằm ở trung tâm đồng bằng Bắc Bộ, xung quanh có nhiều thành phố, là nơi có mật độ dân cư đông đúc có nhu cầu sử dụng bia lớn ở thời điểm hiện tại và sau này. Lượng bia sản xuất ra hàng năm sẽ được tiêu thụ tại địa bàn tỉnh Hà Nam, các tỉnh lân cận: Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Hà Nội…và các nơi có nhu cầu. Riêng các tỉnh Hưng Yên, Ninh Bình, Hà Nam, Nam Định là những tỉnh hiện đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ về kinh tế, từ đó làm cho đời sống của người dân tăng lên, nhu cầu tiêu thụ bia cũng tăng lên nhanh chóng. Các tỉnh Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh, Hà Nội là những thị trường lớn vì vậy nếu có những bước đi đúng đắn nhà máy có thể có được chỗ đứng quan trọng tại các tỉnh và thành phố này để từ đó có thể nghĩ đến xuất khẩu sản phẩm của mình ra nước ngoài. Ngoài ra, KCN Đồng Văn có địa chất ổn định, mặt đất bằng phẳng, dễ thoát nước và không ngập lụt nên đủ điều kiện xây dựng và mở rộng diện tích nhà máy sau này. Hơn nữa, hệ thống hạ tầng đồng bộ và các chính sách ưu đãi về thuế rất hợp lý thực sự là 1 địa điểm tốt để xây dựng nhà máy bia. 8 CHƯƠNG II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1. Nguyên liệu cho sản xuất bia Để sản xuất ra sản phẩm bia đạt tiêu chuẩn chất lượng thì điều kiện tiên quyết là nguyên liệu mang đi sản xuất phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. 2.1.1. Malt Malt sử dụng trong nhà máy là loại malt vàng, nhập từ công ty Đường Malt, mỗi lần nhập 417 tấn. Nhà máy có điều kiện bảo quản khá tốt: 3 silô 562 tấn/silô và 1 silô 278 tấn/silô dùng để bảo quản malt và gạo. Đây là phương pháp bảo quản khá an toàn, nó loại trừ được nhiều ảnh hưởng của môi trường như chuột, mối mọt… Khi mua cần quan tâm đến các chỉ tiêu chất lượng sau:  Màu sắc: vàng tươi, vỏ óng ánh, hạt to chắc.  Mùi vị: hương thơm đặc trưng, vị ngọt nhẹ  Tỷ lệ hạt vỡ cho phép:  5%  Hạt vỡ và tạp chất:  1%  Độ ẩm: 4- 5%  Khối lượng riêng: 520- 600kg/m3  Khối lượng tuyệt đối (khối lượng của 1000 hạt ngẫu nhiên): 29- 37 g  Độ bột nhìn thấy khi bóp nát hạt: 90- 96%  Lượng chất chiết hoà tan: 78- 80,5% chất khô  Thời gian đường hoá: 5-15 phút  Hoạt lực amylaza: 220- 280Wk  Hiệu số chiết ly: 2 - 3%  Hàm lượng đường maltose: 65- 82% chất chiết  pH = 5,4- 6,0  Đạm tổng số: 1,5- 1,7% N  Độ lên men biểu kiến cuối cùng: 75- 78%  Chỉ số Kolbach:  35 %