Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 75,5 triệu lít sản phẩm năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ Khoa Cơ Khí – Công Nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 75,5 triệu lít sản phẩm/năm Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Huế Bộ môn: Công nghệ thực phẩm NĂM 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ------ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Lớp: CNTP49C Khóa: 2015 - 2020 Ngành: Công nghệ thực phẩm I. TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA NĂNG SUẤT 75,5 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Năng suất: 75,5 triệu lít sản phẩm/năm Nguyên liệu: malt, hoa houblon, gạo, nước, nấm men Sản phẩm: bia vàng III. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN Lời mở đầu Phần 1: Lập luận kinh tế và kỹ thuật Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu Phần 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Phần 4: Tính cân bằng vật chất Phần 5: Tính và chọn thiết bị Phần 6: Tính tổ chức Phần 7: Tính xây dựng Phần 8: Tính toán năng lượng Phần 9: Tính kinh tế Phần 10: Kiểm tra sản xuất và quản lý chất lượng sản phẩm Phần 11: An toàn lao động và vệ sinh thực phẩm Kết luận Tài liệu tham khảo IV. CÁC BẢN VẼ 1. Tổng mặt bằng nhà máy (A0) 2. Sơ đồ dây chuyền sản xuất (A0) 3. Phân xưởng nấu (A0) 4. Phân xưởng lên men (A0) 5. Phân xưởng chiết rót (A0) 6. Bản vẽ hơi – nước (A0) V. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 30/9/2019 VI. NGÀY HOÀN THÀNH: 10/3/2020 Huế, ngày 10 tháng 04 năm 2020 Trưởng bộ môn TS. Lê Thanh Long Giáo viên hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Huế DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần hóa học của malt đại mạch................................................8 Bảng 2.2. Thành phần của hoa houblon..............................................................11 Bảng 2.3. Thành phần hóa học của gạo...............................................................14 Bảng 2.4. Các chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật.............................................15 Bảng 3.1. Thành phần của bột nghiền malt.........................................................23 Bảng 4.1. Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy.................................................42 Bảng 4.2. Hao hụt nguyên liệu qua các công đoạn.............................................43 Bảng 4.3. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho bia chai..............................58 Bảng 4.4. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho bia lon...............................62 Bảng 4.5. Tổng kết số lượng bao bì của nhà máy trong một năm.......................65 Bảng 5.1. Bảng tổng kết phần thiết bị...............................................................117 Bảng 6.1. Bảng phân phối lao động gián tiếp...................................................121 Bảng 6.2. Bảng phân phối lao động trực tiếp....................................................122 Bảng 7.1. Bảng tổng kết các công trình............................................................130 Bảng 8.1. Công suất chiếu sáng các công trình.................................................135 Bảng 8.2. Bảng tổng kết điện động lực.............................................................136 Bảng 9.1. Chi phí xây dựng các công trình chính.............................................158 Bảng 9.2. Chi phí đầu tư thiết bị.......................................................................160 Bảng 9.3. Chi phí nguyên liệu để sản xuất trong năm......................................163 Bảng 9.4. Chi phí nhiên liệu để sản xuất trong năm.........................................163 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Malt đại mạch........................................................................................7 Hình 2.2. Hoa houblon..........................................................................................9 Hình 2.3. Hoa viên và cao hoa dùng trong sản xuất bia........................................9 Hình 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia..............................................21 Hình 3.2. Thiết bị nghiền ướt..............................................................................23 Hình 3.3. Thiết bị nghiền búa..............................................................................24 Hình 3.4. Giản đồ nấu.........................................................................................24 Hình 3.5. Thiết bị nấu..........................................................................................26 Hình 3.6. Thiết bị houblon hóa............................................................................28 Hình 3.7. Thiết bị lắng.........................................................................................29 Hình 3.8. Sơ đồ làm lạnh nhanh..........................................................................30 Hình 3.9. Sơ đồ quy trình lên men......................................................................31 Hình 3.10. Thiết bị tank lên men.........................................................................34 Hình 3.11. Sơ đồ quá trình chiết chai..................................................................36 Hình 3.12. Sơ đồ quá trình chiết lon...................................................................39 Hình 5.1. Silo chứa nguyên liệu..........................................................................66 Hình 5.2. Máy làm sạch dạng rung.....................................................................69 Hình 5.3. Máy nghiền malt..................................................................................70 Hình 5.4. Máy nghiền gạo...................................................................................71 Hình 5.5. Bunke chứa nguyên liệu......................................................................72 Hình 5.6. Modul cân............................................................................................74 Hình 5.7. Gàu tải.................................................................................................75 Hình 5.8. Vít tải...................................................................................................78 Hình 5.9. Nồi nấu................................................................................................81 Hình 5.10. Nồi houblon hóa................................................................................86 Hình 5.11. Thiết bị lọc đáy bằng.........................................................................88 Hình 5.12. Thùng chứa bã...................................................................................90 Hình 5.13. Thiết bị lắng Whirlpool.....................................................................92 Hình 5.14. Thiết bị làm lạnh bản mỏng...............................................................94 Hình 5.15. Thiết bị lên men.................................................................................97 Hình 5.16. Thiết bị nuôi cấy nấm men................................................................99 Hình 5.17. Bộ lọc nến........................................................................................103 Hình 5.18. Thùng chứa bia trong......................................................................104 Hình 5.19. Máy dỡ lon......................................................................................108 Hình 5.20. Máy tráng lon..................................................................................109 Hình 5.21. Máy chiết lon và ghép mí tự động...................................................109 Hình 5.22. Thiết bị kiểm tra sau chiết...............................................................110 Hình 5.23. Thiết bị thanh trùng dạng đường hầm.............................................110 Hình 5.24. Thiết bị thổi khí...............................................................................111 Hình 5.25. Máy in mã ngày...............................................................................111 Hình 5.26. Máy xếp thùng.................................................................................112 Hình 5.27. Máy rửa chai....................................................................................113 Hình 5.28. Máy kiểm tra chai sau khi rửa.........................................................113 Hình 5.29. Máy chiết chai.................................................................................114 Hình 5.30. Thiết bị thanh trùng dạng đường hầm.............................................114 Hình 5.31. Máy thổi khô...................................................................................115 Hình 5.32. Máy dán nhãn..................................................................................115 Hình 5.33. Máy tháo két....................................................................................116 Hình 5.34. Máy rửa két.....................................................................................116 Hình 5.35. Băng tải............................................................................................117 Hình 6.1. Sơ đồ tổ chức nhà máy......................................................................120 Sơ đồ 11.1. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải.....................................................175 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CAGR Tốc độ tăng trưởng kép mỗi năm VSV Vi sinh vật MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................1 PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT.....................................................2 1.1. Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam...........................................2 1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới...........................................2 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam..........................................2 1.2. Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường......................................3 1.2.1. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy........................................................3 1.2.2. Nguồn nguyên liệu......................................................................................4 1.2.3. Nguồn cung cấp điện – nước – nhiệt năng..................................................4 1.2.4. Nguồn nhân lực...........................................................................................5 1.2.5. Giao thông vận tải.......................................................................................5 1.2.6. Sự hợp tác hóa.............................................................................................5 1.2.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm......................................................................5 PHẦN 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.....................................................6 2.1. Nguyên liệu chính..........................................................................................7 2.1.1. Malt đại mạch.............................................................................................7 2.1.2. Hoa houblon................................................................................................8 2.1.3. Nước..........................................................................................................12 2.1.4. Nấm men...................................................................................................12 2.2. Nguyên liệu thay thế.....................................................................................13 2.2.1. Gạo............................................................................................................13 2.2.2. Đường Sacaroza........................................................................................14 2.3. Các chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật......................................................15 PHẦN 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ...............16 3.1. Chọn loại bia sản xuất..................................................................................16 3.2. Chọn phương pháp sản xuất.........................................................................17 3.2.1. Chọn phương pháp nghiền........................................................................17 3.2.2. Chọn phương pháp nấu.............................................................................18 3.2.3. Chọn phương pháp lên men......................................................................18 3.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia....................................................20 3.4. Thuyết minh quy trình công nghệ tổng quát................................................22 3.4.1. Chuẩn bị nguyên liệu nấu..........................................................................22 3.4.2. Làm sạch nguyên liệu................................................................................22 3.4.3. Nghiền nguyên liệu...................................................................................22 3.4.4. Nấu nguyên liệu.........................................................................................24 3.4.5. Lọc dịch đường..........................................................................................26 3.4.6. Houblon hóa..............................................................................................27 3.4.7. Lắng trong.................................................................................................29 3.4.8. Làm lạnh nhanh.........................................................................................30 3.4.9. Lên men.....................................................................................................31 3.4.10. Lọc bia.....................................................................................................35 3.4.11. Bão hòa CO2 và tàng trữ bia....................................................................36 3.4.12. Hoàn thiện sản phẩm...............................................................................36 PHẦN 4 . TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT........................................................41 4.1. Các số liệu ban đầu.......................................................................................41 4.1.1. Năng suất của nhà máy..............................................................................41 4.1.2. Độ cồn của sản phẩm.................................................................................41 4.1.3. Tỷ lệ nguyên liệu sử dụng.........................................................................41 4.1.4. Thông số ban đầu của nguyên liệu............................................................41 4.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy...................................................................41 4.3. Tính cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu............................................43 4.3.1. Bia chai......................................................................................................43 4.3.2. Bia lon.......................................................................................................49 4.4. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ.......................................................56 4.4.1. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ bia chai.......................................56 4.4.2. Tính cân bằng nguyên liệu cho một mẻ bia lon........................................59 4.5. Tính số lượng bao bì trong nhà máy............................................................63 4.5.1. Sản phẩm bia chai......................................................................................63 4.5.2. Sản phẩm bia lon.......................................................................................64 PHẦN 5. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................................66 5.1. Công đoạn xử lý nguyên liệu.......................................................................66 5.1.1. Tính silo chứa nguyên liệu........................................................................66 5.1.2. Máy làm sạch nguyên liệu.........................................................................68 5.1.3. Máy nghiền nguyên liệu............................................................................70 5.1.4. Tính bunke chứa........................................................................................71 5.1.5. Cân nguyên liệu.........................................................................................74 5.1.6. Tính cơ cấu vận chuyển nguyên liệu.........................................................75 5.2. Công đoạn chuẩn bị dịch đường...................................................................80 5.2.1. Nồi nấu nguyên liệu..................................................................................80 5.2.2. Nồi houblon hoá........................................................................................85 5.2.3. Thùng chứa nước nấu................................................................................86 5.2.4. Thiết bị lọc dịch đường.............................................................................87 5.2.5. Thùng chứa trung gian..............................................................................89 5.2.6. Thùng chứa bã nguyên liệu.......................................................................90 5.2.7. Thiết bị lắng Whirlpool.............................................................................91 5.2.8. Thiết bị làm lạnh........................................................................................93 5.2.9. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng nấu.......................................94 5.2.10. Hệ thống CIP nấu....................................................................................96 5.3. Công đoạn lên men.......................................................................................96 5.3.1. Thiết bị lên men.........................................................................................96 5.3.2. Thiết bị nuôi cấy nấm men........................................................................99 5.3.3. Thùng thu hồi men..................................................................................102 5.3.4. Thùng chứa bia trước lọc.........................................................................102 5.3.5. Thiết bị lọc bia.........................................................................................103 5.3.6. Thùng phối trộn chất trợ lọc....................................................................104 5.3.7. Thùng chứa ổn định bia sau khi lọc........................................................104 5.3.8. Tính và chọn các loại bơm cho phân xưởng lên men..............................106 5.3.9. Hệ thống CIP lạnh...................................................................................107 5.4. Phân xưởng chiết rót..................................................................................108 5.4.1. Hệ thống chiết lon...................................................................................108 5.4.2. Hệ thống chiết chai..................................................................................112 PHẦN 6. TÍNH TỔ CHỨC...............................................................................120 6.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy..........................................................120 6.2. Tổ chức lao động của nhà máy...................................................................121 6.2.1. Chế độ làm việc.......................................................................................121 6.2.2. Tổ chức lao động của nhà máy................................................................121 PHẦN 7. TÍNH XÂY DỰNG...........................................................................123 7.1. Thiết kế tổng mặt bằng...............................................................................123 7.2. Kích thước các công trình..........................................................................123 7.2.1. Phân xưởng nấu.......................................................................................123 7.2.2. Phân xưởng lên men................................................................................124 7.2.3. Phân xưởng chiết rót...............................................................................124 7.2.4. Phân xưởng cơ điện.................................................................................124 7.2.5. Kho chứa nguyên liệu..............................................................................125 7.2.6. Kho thành phẩm......................................................................................125 7.2.7. Kho chứa két lon, và chai không.............................................................127 7.2.8. Phân xưởng lò hơi..................................................................................127 7.2.9. Nhà hành chính........................................................................................127 7.2.10. Nhà xử lý nước......................................................................................128 7.2.11. Đài chứa nước.......................................................................................128 7.2.12. Trạm biến áp..........................................................................................128 7.2.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng...........................................................128 7.2.14. Nhà ăn – căn tin.....................................................................................128 7.2.15. Nhà tắm, nhà vệ sinh.............................................................................129 7.2.16. Gara ô tô................................................................................................129 7.2.17. Nhà để xe đạp và xe máy.......................................................................129 7.2.18. Phòng thường trực và bảo vệ.................................................................129 7.2.19. Kho nhiên liệu.......................................................................................129 7.2.20. Khu xử lý nước thải...............................................................................130 7.2.21. Nhà giới thiệu sản phẩm........................................................................130 7.2.22. Khu đất mở rộng....................................................................................130 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy.................................................................131 7.3.1. Diện tích khu đất.....................................................................................131 7.3.2. Tính hệ số sử dụng..................................................................................131 PHẦN 8. TÍNH NĂNG LƯỢNG......................................................................133 8.1. Tính điện tiêu thụ cho nhà máy..................................................................133 8.1.1. Tính phụ tải chiếu sáng...........................................................................133 8.1.2. Phụ tải động lực.......................................................................................136 8.1.3. Xác định phụ tải tiêu thụ thực tế.............................................................137 8.1.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm...........................................................138 8.1.5. Chọn máy biến áp....................................................................................139 8.1.6. Chọn máy phát điện dự phòng................................................................139 8.2. Tính hơi......................................................................................................139 8.2.1. Tính nhiệt cho nồi gạo.............................................................................139 8.2.2. Tính nhiệt cho nồi nấu malt.....................................................................143 8.2.3. Tính hơi cho nồi houblon hoá.................................................................147 8.2.4. Tính nhiệt cho nồi nấu nước....................................................................150 8.2.5. Lượng hơi dùng cho phân xưởng nấu trong một mẻ...............................151 8.2.6. Lượng hơi nước dùng trong phân xưởng chiết rót..................................151 8.2.7. Lượng hơi dùng để vệ sinh, sát trùng thiết bị và các mục đích khác......151 8.2.8. Tổng lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy trong một ngày...................151 8.2.9. Tính và chọn lò hơi..................................................................................151 8.2.10. Tính nhiên liệu.......................................................................................152 8.3. Tính nước...................................................................................................153 8.3.1. Nước dùng cho phân xưởng nấu.............................................................153 8.3.2. Nước dùng cho lò hơi..............................................................................154 8.3.3. Nước dùng cho phân xưởng lên men......................................................154 8.3.4. Nước dùng cho máy rửa chai, lon...........................................................154 8.3.5. Nước dùng cho thanh trùng.....................................................................155 8.3.6. Lượng nước đưa đi làm lạnh nhanh dịch đường.....................................155 8.3.7. Nước dùng cho sinh hoạt.........................................................................156 8.3.8. Tổng lượng nước cần dùng trong một năm.............................................157 PHẦN 9. TÍNH KINH TẾ.................................................................................158 9.1. Tính tiền lương cho cán bộ, công nhân viên nhà máy trong một năm.......158 9.2. Tiền bảo hiểm xã hội..................................................................................158 9.3. Vốn đầu tư xây dựng..................................................................................158 9.3.1. Vốn đầu tư xây dựng nhà sản xuất chính................................................158 9.3.2. Vốn đầu tư công trình phụ.......................................................................159 9.3.3. Vốn đầu tư cho đường đi – tường bảo vệ................................................159 9.3.4. Chi phí thăm dò và thiết kế công trình....................................................159 9.3.5. Tổng vốn đầu tư xây dựng.......................................................................159 9.3.6. Tổng khấu hao công trình xây dựng........................................................159 9.4. Vốn đầu tư thiết bị......................................................................................160 9.4.1. Tổng vốn đầu tư mua thiết bị chính........................................................162 9.4.2. Vốn đầu tư mua thiết bị phụ....................................................................162 9.4.3. Vốn đầu tư mua thiết bị kiểm tra chất lượng và máy móc phòng thí nghiệm ...........................................................................................................................162 9.4.4. Chi phí lắp ráp vận chuyển......................................................................162 9.4.5. Tổng số vốn đầu tư thiết bị......................................................................162 9.4.6. Khấu hao thiết bị.....................................................................................162 9.5. Tính tiền đầu tư nguyên liệu và nhiên liệu.................................................162 9.5.1. Chi phí trực tiếp.......................................................................................162 9.5.2. Chi phí gián tiếp......................................................................................164 9.6. Tính hiệu quả kinh tế..................................................................................165 9.6.1. Giá thành sản phẩm.................................................................................165 9.6.2. Lợi nhuận hàng năm của nhà máy...........................................................165 9.6.3. Thời gian hoàn vốn..................................................................................166 PHẦN 10. KIỂM TRA SẢN XUẤT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ...........................................................................................................................167 10.1. Kiểm tra nguyên liệu................................................................................167 10.1.1. Kiểm tra chất lượng của malt................................................................167 10.1.2. Kiểm tra chất lượng của gạo.................................................................167 10.1.3. Kiểm tra chất lượng của hoa houblon...................................................168 10.1.4. Kiểm tra chất lượng men giống.............................................................168 10.1.5. Kiểm tra nước nấu bia...........................................................................168 10.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất..............................................................169 10.2.1. Kiểm tra công đoạn nấu.........................................................................169 10.2.2. Kiểm tra công đoạn lên men..................................................................169 10.2.3. Kiểm tra công đoạn thành phẩm...........................................................170 10.3. Kiểm tra sản phẩm....................................................................................170 10.3.1. Chỉ tiêu cảm quan..................................................................................171 10.3.2. Các chỉ tiêu hóa lý.................................................................................171 10.3.3. Các chỉ tiêu hóa học..............................................................................171 10.3.4. Các chỉ tiêu vi sinh................................................................................172 PHẦN 11. VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG.................................................173 11.1. Vệ sinh......................................................................................................173 11.1.1. Vệ sinh cá nhân.....................................................................................173 11.1.2. Vệ sinh thiết bị.......................................................................................173 11.1.3. Vệ sinh công nghiệp..............................................................................174 11.1.4. Vệ sinh thực phẩm.................................................................................174 11.1.5. Xử lý nước dùng để sản xuất.................................................................174 11.1.6. Xử lý phế liệu........................................................................................175 11.1.7. Xử lý nước thải......................................................................................175 11.2. An toàn lao động......................................................................................177 11.2.1. Bảo hộ lao động.....................................................................................177 11.2.2. Phòng chống cháy nổ............................................................................178 11.2.3. An toàn về điện......................................................................................178 11.2.4. An toàn về hơi.......................................................................................178 11.2.5. Phòng chống khí độc trong nhà máy.....................................................179 11.2.6. Chống ồn và chống rung động..............................................................179 KẾT LUẬN.......................................................................................................180 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................181 LỜI MỞ ĐẦU Bia là một loại sản phẩm thực phẩm được con người phát hiện và sử dụng từ lâu đời, không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Bia được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon, nước, nấm men với một quy trình công nghệ đặc biệt nên tạo được các tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người như: có mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, hàm lượng CO2 khá cao... giúp con người giải khát tốt khi uống. Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calo tương đối khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase. Chính vì vậy cách đây 6000 năm con người đã tìm ra cách làm bia và đến cuối thế kỉ 19, nhà khoa học người Pháp Pasteur đã khích lệ các nhà nấu bia dùng men thuần chủng để lên men bia. Cho đến ngày nay, ngành sản xuất bia trên thế giới đã có một diện mạo mới, lượng bia sản xuất ngày càng tăng theo nhu cầu con người. Ngành bia Việt Nam cũng đã phát triển không ngừng và tạo được một vị thế mới. Năm 2017 với tổng sản lượng tiêu thụ bia đạt 4 tỷ lít bia chiếm 2,1% tổng sản lượng bia toàn cầu, đứng thứ 10 thế giới và thứ 3 trong khu vực Châu Á. Qua các số liệu này cũng đã một phần cho thấy tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở nước ta. Ngành công nghiệp sản xuất bia đang trở thành một ngành kinh tế quan trọng, sản xuất ra nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, đóng góp ngày càng nhiều cho ngân sách nhà nước. Xuất phát từ nhu cầu của người tiêu dùng, ngành công nghệ sản xuất bia đã có những cải tiến trong công nghệ và dây chuyền sản xuất để mang lại các loại bia đạt chất lượng cao. Cùng với sự phát triển đó và nhu cầu thực tiễn, tôi đã chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bia năng suất 75,5 triệu lít sản phẩm/năm”. 1 PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam 1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới Ngành bia thế giới nhìn chung đã bước vào giai đoạn trưởng thành và bão hòa, với CAGR năm 2011-2015 vào khoảng 0,7%. Cơ cấu tiêu thụ dịch chuyển từ các quốc gia phát triển với nền văn hóa bia lâu đời sang các quốc gia đang phát triển có ngành bia non trẻ. Tính đến năm 2015, tỷ trọng tiêu thụ bia tại Châu Á chiếm 35% tổng sản lượng bia tiêu thụ trên toàn thế giới. Lượng tiêu thụ bia tập trung tại các nước như Nga, Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc… với động lực thúc đẩy tăng trưởng trong tiêu thụ là việc tự do hóa thương mại, thu nhập đầu người tăng và cơ cấu dân số có tỷ trọng người trong độ tuổi lao động cao. Đi ngược lại với xu hướng giảm của ngành bia thế giới ngoài khu vực châu Á còn có Châu Phi, với lượng tiêu thụ tăng đều đặn qua các năm đi liền với bùng nổ dân số và tình hình kinh tế khu vực có sự tăng trưởng mạnh. Trong giai đoạn 2015-2020, Châu Phi được dự kiến là khu vực có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất khoảng 5,2%/năm. Châu Á vẫn sẽ tiếp tục là thị trường tiêu thụ bia lớn nhất thế giới với lượng tiêu thụ kỳ vọng tăng từ 63,3 tỷ lít lên 90 tỷ lít vào năm 2020. Về tiêu thụ, Trung Quốc vẫn tiếp tục là quốc gia tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới trong năm 2015 và Việt Nam ở vị trí thứ 9. Tuy nhiên mức tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất vẫn thuộc về các quốc gia Tây Âu như Cộng hòa Séc, Đức, Áo… vào khoảng hơn 100 lít/người/năm [14]. 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam Việt Nam đang là một trong những thị trường bia lớn nhất thế giới. Năm 2017, tổng sản lượng tiêu thụ bia đạt 4 tỷ lít bia chiếm 2,1% tổng sản lượng bia toàn cầu, đứng thứ 10 thế giới và thứ 3 trong khu vực châu Á (sau Trung Quốc và Nhật Bản). Tốc độ tăng trưởng ngành đạt 5,7% cao nhất trong nhóm 10 quốc gia có quy mô thị trường lớn nhất. Xét trong giai đoạn 10 năm (2007-2017), CAGR của Việt Nam đạt 8,3% cao nhất trong nhóm này. Trong giai đoạn 20072017, quy mô thị trường Việt Nam tăng 15 bậc từ 25 lên thứ 10 thế giới. Theo chứng khoán FPT nhận định, 2018 thì ngành bia Việt Nam có khoảng 110 doanh nghiệp sản xuất, phân bổ rộng khắp các vùng miền với sản lượng sản xuất ước tính lên đến 4,3 tỷ lít bia, sản lượng tiêu thụ ước tính đạt 4,2 tỷ lít bia. 2 Như vậy, nhiều khả năng Việt Nam sẽ vượt qua Ba Lan để trở thành thị trường bia lớn thứ 9 thế giới. Tuy nhiên, tăng trưởng sản lượng của ngành bia đang có dấu hiệu chậm lại, 3 năm gần nhất tốc độ tăng trưởng đều giảm so với tăng trưởng các giai đoạn trước. Cụ thể, giai đoạn 2007-2011 CAGR đạt 9,7%, giai đoạn 2012-2015 CAGR là 7,3%, giai đoạn 2016-2018 chỉ tiêu này chỉ còn 6,8%. Sơ đồ 1.1. Sản lượng tiêu thụ thị trường bia Việt Nam 2007-2018 [15] 1.2. Địa điểm xây dựng, vùng nguyên liệu và thị trường 1.2.1. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm xây dựng nhà máy xây dựng cần thỏa mãn các yêu cầu sau: - Phù hợp với quy hoạch chung của tỉnh và thành phố. - Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu. - Thuận lợi về giao thông quốc gia như đường bộ, đường sắt, hải cảng, sân bay để thuận tiện trong việc vận chuyển nguyên liệu, vật liệu và sản phẩm. - Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng. - Khí hậu thuận lợi, nằm trong vùng có địa chất ổn định. - Gần nơi khu vực đông dân cư, nguồn lao động dồi dào, gần các trường đại học có nguồn lực trình độ khoa học kỹ thuật cao. - Nguồn điện sử dụng là điện lưới quốc gia. 3 - Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất. Qua quá trình tìm hiểu các đặc điểm về vị trí địa lý, khí hậu, giao thông vận tải và các điều kiện khác về kinh tế kỹ thuật khác tôi quyết định chọn Thừa Thiên Huế làm địa điểm đặt nhà máy bia, mà cụ thể ở đây là khu công nghiệp Phú Bài thuộc thị xã Hương Thủy. Thừa Thiên Huế là một tỉnh ven biển Bắc Trung Bộ, có đường bờ biển dài 120 km, nằm trên trục giao thông quan trọng xuyên Bắc - Nam, trục hành lang Đông - Tây nối Thái Lan - Lào - Việt Nam theo đường 9. Thừa Thiên Huế nằm giữa thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh - là hai trung tâm lớn của hai nền kinh tế phát triển nhất nước ta, là nơi giao thoa giữa điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội của hai miền Bắc - Nam. Đây là điều kiện thuận lợi để mở rộng quan hệ, giao lưu kinh tế - xã hội với các tỉnh trong cả nước và các nước khác trong khu vực. Thừa Thiên Huế có một nền công nghiệp đang phát triển. Trên địa bàn tỉnh chỉ có một nhà máy bia Huda duy nhất nằm ở khu công nghiệp Phú Bài nên không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người dân trong tỉnh cũng như các tỉnh lân cận. Vì vậy việc xây dựng thêm một nhà máy bia ở đây cũng đã một phần đáp ứng nhu cầu của người dân, cũng góp phần thúc đẩy nên công nghiệp của tỉnh nhà phát triển mạnh hơn [16]. 1.2.2. Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất bia là malt, hoa houblon, nước, mấm men. Ngoài ra còn có các nguyên liệu phụ và nguyên liệu thay thế khác như gạo. Malt và hoa houblon được nhập khẩu từ các nước châu Âu như Đức, Đan Mạch ... và được vận chuyển về chủ yếu theo đường biển qua cảng Thuận An. Gạo thì được thu mua từ thu mua ở trong tỉnh hoặc các tỉnh lân cận và được vận chuyển về nhà máy theo đường bộ. Men giống: nhà máy sử dụng nấm men Saccharomyces carlsbergensis. 1.2.3. Nguồn cung cấp điện – nước – nhiệt năng Nguồn điện: hiện nay mạng lưới điện quốc gia đã đến được trong toàn tỉnh. Nguồn điện nhà máy có 2 trạm biến áp 110/22KV-25 MVA sử dụng được lấy từ mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực. Mạng lưới điện này cung cấp 24/24 giờ trong ngày, nhưng để đề phòng sự cố mạng lưới, nhà máy bố trí một trạm biến thế và sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. 4 Nguồn nước: được sử dụng trong nhà máy được lấy chủ yếu từ nguồn nước của nhà máy nước cung cấp cho khu công nghiệp Phú Bài. Ngoài ra, trong nhà máy còn có các giếng bơm, nước từ giếng sẽ được bơm qua một hệ thống xử lý riêng của nhà máy trước khi đưa vào sản xuất. Nhiệt năng: nhà máy sử dụng hơi từ lò hơi của nhà máy. Các loại nhiên liệu như dầu diezel, xăng... do các trạm xăng dầu của tỉnh cung cấp. 1.2.4. Nguồn nhân lực Dân số tỉnh Thừa Thiên Huế khoảng 1154310 người (năm 2018), trong đó người trong độ tuổi lao động 632086 người. Tỷ lệ lao động có trình độ cao đẳng, đại học khá lớn nên đây là điều kiện thuận lợi để công ty tuyển người. Các kỹ sư của trường đại học trong tỉnh mỗi năm rất nhiều nên trình độ chuyên môn cao, cung cấp nguồn nhân lực tiềm năng cho nhà máy. Nguồn nhân công có thể tuyển chọn lao động phổ thông, học nghề ở các vùng dân cư xung quanh để đảm bảo được yêu cầu về nơi ở, sinh hoạt giảm được chi phí đầu tư nơi ở cho công nhân. 1.2.5. Giao thông vận tải Nhà máy được xây dựng trong khu công nghiệp Phú Bài gần đường quốc lộ 1A, gần cảng Thuận An, gần ga xe lửa, gần sân bay Phú Bài nên sẽ rất thuận lợi để vận chuyển, chuyên chở, tiêu thụ trong, ngoài tỉnh cũng như các nước trong khu vực. 1.2.6. Sự hợp tác hóa Thừa Thiên Huế nằm giữa hai miền Bắc Nam, đây là điều kiện thuận lợi cho sự hợp tác - liên hiệp hóa giữa các khu công nghiệp với các tỉnh khác như khu công nghiệp Hòa Khánh - Liên Chiểu - Đà Nẵng, khu công nghiệp Điện Ngọc - Điện Bàn - Quảng Nam, khu công nghiệp Dung Quất - Bình Sơn Quảng Ngãi tạo ra sự đa dạng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm. Trong quá trình sản xuất nhà máy cũng tạo ra nhiều sản phẩm như bã malt, cặn lắng, bã nấm men sử dụng làm thức ăn gia súc, phân bón cung cấp cho ngành chăn nuôi, trồng trọt. 1.2.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm Thị trường tiêu thụ bia trong nước, đặc biệt là thị trường tiêu thụ tại miền Trung trong những năm gần đây đang tăng mạnh và trong tương lai thị trường tại đây còn tăng mạnh mẽ. Nhu cầu sử dụng bia trong các dịp lễ cưới, hỏi, tiệc,... ngày một tăng cao. 5