Tài liệu Thiết lập tổng mặt bằng cho nhà máy bia

Nhóm 9 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM BỘ MÔN THIẾT KẾ NHÀ MÁY TIỂU LUẬN: THIẾT LẬP TỔNG MẶT BẰNG CHO NHÀ MÁY BIA GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN NHÓM: 9 Tp.HCM, ngày 17 tháng 6 năm 2013 GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 1 Nhóm 9 Nhận xét của giáo viên ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 2 Nhóm 9 DANH SÁCH NHÓM Họ và tên Mã số sinh viên Nguyễn Văn Chung 2005100068 Nguyễn Thị Hiền 2005100071 Nguyễn Thị Hồng 2005100107 Nghiêm Thị Hiền 2005100039 Nguyễn Thị Nguyệt 2005100018 Trần Hoàng Phương 2005100474 GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 3 Nhóm 9 MỞ ĐẦU 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 enzym 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 thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm trí đã trở thành loại nước giải khát không thể thiếu hàng 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 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. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 4 Nhóm 9 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan về bia......................................................................................... 6 1.1 Khái niệm 6 1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 6 1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam 8 1.4 Địa điểm 10 Chương 2: Dây chuyền sản xuất................................................................................... 14 2.1. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm ......................................................................................................................................... 14 2.2. Nguyên liệu sản xuất bia ......................................................................................................................................... 22 2.3. Thuyết minh dây chuyền sản xuất ......................................................................................................................................... 25 GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 5 Nhóm 9 Chương 3: Tính toán xây dựng..................................................................................... 36 3.1. Thiết kế bố trí tổng mặt bằng ......................................................................................................................................... 36 3.2. Tính toán các hạ mục công trình ......................................................................................................................................... 37 Kết luận: ............................................................................................................................... 45 GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 6 Nhóm 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA 1.1. Khái niệm Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau. 1.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới. 1.2.1 Tình hình sản xuất bia trên thế giới. Theo thống kê năm 2011, sản xuất bia toàn cầu đạt 192.710.000 nghìn lít tăng 6,94 triệu kl, tăng 3,7% so với 2010 . GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 7 Nhóm 9 Bắc Mỹ: sản xuất bia đã giảm 1,5% so với cùng kỳ năm 2011, đánh dấu năm thứ tư liên tiếp của nó giảm. 1.2.2 Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới. Năm 2011, toàn cầu tiêu thụ bia lên tới 188,78 triệu kl, tương đương với 298,2 tỷ chai ( 633-ml ). Năm 2010: 181,88 triệu kl tăng 6,9 triệu kl, tương đương với 10,9 tỷ chai ( 633-ml) Đánh dấu sự gia tăng 26 năm liên tiếp. Châu Á là một trong những khu vực có lượng tiêu thụ bia tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trường bia nhận định rằng Chau Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới. Vào năm 2007, châu Á đã vượt qua châu Âu và châu Mỹ về lượng bia tiêu thụ. Theo BBC, châu Á đứng đầu thế giới về lượng tiêu thụ bia là nhờ vào “công”của Trung Quốc.Trung Quốc hiện cũng đã trở thành nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới, với 44 tỉ lít bia vào năm 2010, đứng sau là Mỹ (23 tỉ lít), Brazil (12 tỉ lít) và Nga (10 tỉ lít), theo Euromonitor. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 8 Nhóm 9 Biểu đồ thể hiện lượng tiêu thụ bia trên thế giới 1.3.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam. 1.3.1 Tình hình sản xuất bia tại Việt Nam. Theo thống kê năm 2011, VN có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng mạnh về số lượng. Trong đó, hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/ năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/ năm và 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/ năm. Sản lượng sản xuất Bia hàng năm tại Việt Nam. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 9 Nhóm 9 Sơ đồ thị trường bia Việt Nam 1.3.2 Tình hình tiêu thụ bia tại Việt Nam. Trong khi thu nhập bình quân người của Việt Nam chỉ đứng 8/11 trong khu vực Đông Nam Á, thì Việt Nam lại đang nắm giữ kỷ lục tiêu thụ bia với gần 3 tỷ lít trong năm 2012. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 10 Nhóm 9 1.4. Địa điểm Địa điểm được chọn để xây dựng nhà máy cần đáp ứng được những yêu cầu sau: − Phù hợp với quy hoạch chung của thành phố. − Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nơi tiêu thụ sản phẩm. − Thuận tiện về giao thông. − Đảm bảo các nguồn điện, nước, nhiên liệu. − Vấn đề cấp thoát nước dễ dàng. − Nguồn nhân lực không quá khan hiếm. Sau khi khảo sát và tìm tìm hiểu chúng em chọn địa điểm xây dựng nhà máy bia ở khu công nghiệp Việt Nam - Singapore Thuận An, Bình Dương 1.4.1 Giao thông vận tải Khu công nghiệp Việt Nam Singapore thuộc tỉnh Bình Dương có hệ thống giao thông đường bộ và đường thủy rất quan trọng nối liền giữa các vùng trong và ngoài tỉnh. Trong hệ thống đường bộ, nổi lên đường quốc lộ 13 – con đường chiến lược cực kỳ quan trọng xuất phát từ thành phố Hồ Chí Minh, chạy suốt chiều dài của tỉnh từ phía nam lên phía bắc, qua tỉnh Bình Phước và nối Vương quốc Campuchia đến biên giới Thái Lan. Quốc lộ chạy qua khu công nghiệp và giao với quốc lộ khu công nghiệp tọa lạc trên đại lộ hữu nghị. Một đại lộ lớn và nối liền với nhiều tỉnh lộ khác. Về hệ thống giao thông đường thủy, Bình Dương nằm giữa ba con sông lớn, nhất là khu công nghiệp nằm gần sông Sài Gòn. Bình Dương có thể nối với các cảng lớn ở phía nam và giao lưu hàng hóa với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Thuận lợi cho việc cung cấp nguyên liệu và phân phối sản phẩm. Khu công nghiệp nằm gần cảng Đồng Nai, cảng Bình Dương và cảng Sài Gòn. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 11 Nhóm 9 Ngoài ra khu công nghiệp còn gần Ga sài Gòn và sân bay Tân Sơn Nhất. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 12 Nhóm 9 1.4.2 Cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, gạo trong nước và đường (nguyên liệu thay thế cho một phần malt), hoa houblon, nước, nấm men và một số nguyên liệu phụ trợ khác. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 13 Nhóm 9 − Malt đại mạch và hoa houblon được nhập về từ CHLB Đức. Malt được đóng gói vào trong các bao tải có trọng lượng cả bì là 50kg. Hoa houblon được nhập về dưới dạng hoa viên và cao hoa. Nguyên liệu được nhập về nhà máy bằng đường thủy và đường hàng không. − Gạo được thu mua từ Đồng bằng Sông cửu long bằng đường bộ và đường thủy. − Men giống: nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces carlsbergensis X25. - Nước: trong sản xuất bia nước đóng một vai trò rất quan trọng. Nước được sản xuất với một khối lượng tương đói lớn và yêu cầu của nước hết sức nghiêm ngặt. Nhà máy sử dụng nguồn nước máy do tỉnh cấp. Đây là một yếu tố quan trọng vì nước không chỉ để dùng cho nấu và xử lý, sinh hoạt mà còn được dùng để pha loãng từ bia nồng độ cao ra bia thành phẩm sau này. 1.4.3. Hệ thống thoát nước Nhà máy thải ra một lượng nước thải lớn. Đây là loại nước chứa nhiều chất hữu cơ do đó nước thải của nhà máy được gom về hệ thống xử lý nước thải đặt trong nhà máy, sau khi nước đã được xử lý rồi mới thải ra hệ thống nước thải của tỉnh. 1.4.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu được sử dụng nhằm cung cấp nhiệt cho nồi hơi phục vụ cho các mục đích sản xuất, vệ sinh nhà xưởng, thanh trùng... Nhà máy sử dụng nhiên liệu là than đá được mua từ tổng công ty than Việt Nam. 1.4.5. Nguồn điện Điện là nhu cầu quan trọng cho bất kỳ nhà máy nào, điện phải đảm bảo 24/24 giờ. Hiện tại nhà máy sử dụng nguồn điện của hệ thống điện quốc gia. Trên tuyến quốc lộ 13 và nhất là trên toàn tỉnh Bình Dương mạng lưới điện 220KV, 500KV được phủ rộng khắp. Ngoài ra còn, đặt thêm hệ thống máy biến thế riêng để ổn định nguồn điện và một máy phát điện đề phòng khi mất điện trên mạng lưới. 1.4.6. Nguồn nhân lực Nhà máy có thể sử dụng lực lượng lao động tại địa phương, vừa nhằm giải quyết công ăn việc làm cho họ, mặt khác khi sử dụng nguồn nhân công tại chỗ giúp chúng ta không phải quan tâm đến nơi ăn chốn ở của công nhân. Và vì , Bình Dương là một tỉnh lớn, đông dân cư và chứa nhiều khu công nghiệp lớn, nằm trong vùng giao thông thuận lợi vì vậy sẽ thu hút được nhiều nhân tài từ các tỉnh, thành phố lân cận. 1.4.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 14 Nhóm 9 Điều kiện giao thông của tỉnh Bình Dương rất tốt cả đường bộ, đường thủy, đường hàng không vì vậy thị trường tiêu thụ mà nhà máy hướng tới là rộng khắp từ các tỉnh thành lân cân như thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh đồng nai, tỉnh bình phước, các tỉnh cao nguyên, các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và hướng tới thị trường ngoài nước như gần nhất là Campuchia và Thái Lan sau đó tới các nước trong khu vực Đông Nam Á. CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 2.1. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Để lựa chọn dây chuyền sản xuất bia cho phù hợp với công nghệ nấu và lên men bia cần phải xác định các chỉ tiêu chất lượngcủa bia thành phẩm. Chỉ tiêu cảm quan GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 15 Nhóm 9       Màu sắc: vàng rơm, óng ánh. Độ trong: trong suốt. Hương: thơm dịu, đặc trưng của hoa houblon. Vị: đắng dịu, đặc trưng của hoa houblon. Trạng thái bọt: trắng mịn. Thời gian giữ bọt: 5 – 25 phút. Chỉ tiêu hóa lý o  Độ đường ban đầu: 10 – 13% trọng lượng trong đó bia hơi 10 Bx o và bia chai 12 Bx.  Hàm lượng cồn: bia hơi: 3,5%; bia chai 5% (v/v).  Hàm lượng diaxetyl: bia hơi < 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 trong 100 mlbia: 1,2 – 1 ,7 ml.  Kim loại nặng: không có. Chỉ tiêu vi sinh vật  Vi sinh vật hiếu khí: < 100 tế bào/ml bia hơi  Vi khuẩn yếm khí: không có.  E.coli: không có.  Vi trùng gây bệnh đường ruột: không có.  Nấm mốc: ≤ 5 tế bào/ml.  Riêng bia chai đảm bảo không có vi sinh vật bên trong.  2.2. Nguyên liệu sản xuất bia Nguyên liệu để sản xuất bia bao gồm nguyên liệu chính và nguyên liệu thay thế. Các nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nước và nấm men. 2.2.1. Malt đại mạch Trong sản xuất bia malt là nguyên liệu quan trọng và quyết định lớn đến chất lượng của bia. Malt dùng trong sản xuất bia thường là malt được nảy mầm ở điều kiện nhân GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 16 Nhóm 9 tạo và sấy đến độ ẩm nhất định ở những điều kiện bắt buộc. Malt cung cấp cho quá trình lên men đường, tinh bột, axit amin, chất béo, chất khoáng, đạm, cung cấp enzym protease, amylase cho công nghệ nấu dịch lên men và các hệ thống enzym oxy hóa khử khác. Ngoài ra malt còn cung cấp nguồn đạm hòa tan cho sự sinh trưởng, phát triển của Thành phần % Chất khô nấm men, cung Tinh bột 58 cấp những chất Đường khử 4 đặc trưng Đường sacharose 5 nên hương vị, Pentose hòa tan 1 độ bọt, độ bền bọt Pentose và hectose không hòa tan 9 cho bia sau này Xenlulose 6 2.2.1.1 Các chất chứa nitơ 10 Yêu Chất béo 2,5 chất Chất khoáng 2,5 malt Đạm formol 0,7 – 1 cầu tạo về lượng của Về Chất chứa nitơ không đông tụ 2,5 cảm quan: + Màu sắc: vàng nhạt hoặc vàng thẫm. + Mùi vị: có mùi thơm, vị dịu ngọt. + Kích thước, trọng lượng: hạt đồng đều, cứ 1000 hạt malt khô lượng dao động từ 30 -44g. Malt phải xốp, khi cắn phải mềm, không còn các phản ứngmalt không được có dấu hiệu meo mốc. Nếu độ ẩm trong malt >5% thì chấtsẽ bị giảm, khó bảo quản. 2.2.1.2. Thành phần hóa học của malt tính theo phần trăm chất khô Bảng 2.1: Thành phần hóa học của malt GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 17 Nhóm 9 Có hai loại malt: malt vàng và malt thẫm. Tuy nhiên ở nhà máy này em chọn loại malt vàng. 2.2.2. Hoa houblon Cây Houblon có tên khoa học là “Hamulus Lupulus”, là một loài thân leothuộc hàng urticacée, họ moracé. Hoa houblon được coi như là nguồn nguyênliệu chính thứ hai trong sản xuất bia. Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng đặctrưng và mùi thơm dễ chịu, đồng thời hoa cũng chiết ra các chất có tác dụng tiệttrùng do đó làm tăng thời gian bảo quản bia và giúp cho các thành phần bia đượcổn định và bọt bia giữ được lâu hơn cũng như cung cấp khoáng, tanin, protein,tanin kết hợp với protein còn lại chưa thủy phân và làm tách protein ra tránh hư hỏng trong bia. Đức và Mỹ là hai quốc gia sản xuất hoa houblon lớn nhất, tiếp theo là cộng hòa Czech và hiện nay có cả Trung Quốc. 2.2.2.1. Yêu cầu chất lượng của hoa houblon − Màu sắc: Hoa có màu xanh hơi ngà, cánh hoa phải có màu sáng ngà, không có màu nâu hoặc màu sẫm đen. − Mùi vị: có vị đắng, mùi thơm đặc trưng. − Tạp chất: hàm lượng tạp chất < 17,5%, không lẫn nhiều lá và cuống hoa (có thể chấp nhận lá và cuỗng gẫy còn khoảng 3%). GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 18 Nhóm 9 − Hàm lượng ẩm: dùng tay nghiền hoa, hoa không được dính vào nhau hoặc mất lá, không bị ướt, không bị gãy. − Hình dáng hoa: các búp hoa phải to đều, các cánh hoa xếp khít lên nhau. − Các hạt lupulin (nhụy hoa): hoa có càng nhiều lupulin càng tốt, lupulin có màu vàng chanh tới vàng bóng, dính. Bảng 2.4: Thành phần hóa học của hoa houblon Thành phần Hàm lượng (%) Nước 10 – 11 Nhựa đắng tổng số 15 – 20 Tinh dầu 0,5 – 1,5 Tanin 2– 5 Monosaccarit 2 Pectin 2 Amino axit Protein 2.2.2.2. Lipit và sáp hoa Chất tro dụng Xenluloza, lignin và các chất Khác GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 19 0,1 15 – 17 3 5–8 40 - 50 Các dạng houblon sử Nhóm 9 − Dạng cánh: sử dụng trực tiếp hoa tươi. Hoa có màu xanh hơi vàng, cánh hoa phải có màu sáng ngà, hoa có càng nhiều lupulin càng tốt. Tuy nhiên hiện nay số lượng các nhà máy sử dụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuất hiện các chế phẩm hoa houblon. − Dạng cao: Có hàm lượng chất đắng thấp nhưng có hàm lượng tinh dầu cao vì vậy cho cuối quá trình nấu hoa để tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu. Cao hoa có thể bảo quản tốt từ 3 – 5 năm. 2.2.3. Nước Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệvà chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng nước rất lớn để hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi... Chất lượng nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia. Lượng nước sử dụng trong sản xuất bia thường trong khoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia. Trong việc sản xuất bia nồng độ cao, nước có ý nghĩa rất quan trọng trong việc pha loãng bia thành các nồng độ theo yêu cầu. GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 20