đồ án tốt nghiệp dhbkhn nhà máy bia

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Nguyễn Duy Thọ
Lớp: CN- Công nghệ thực phẩm

Khóa 59

Khoa ( Viện): Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm
Đầu đề thiết kế
- Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia năng xuất 50 triệu lít/ năm
2 Các số liệu ban đầu
- Năng suất nhà máy: 50 triệul/ năm
3 Nội dung phần thuyết minh và tính toán
- Mục lục
- Lời mở đầu
- Tổng quan sản phẩm nguyên liệu
- Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất
- Tính toán cân bằng sản phầm
- Tính toán và lựa chọn thiết bị
- Tính toán nhu cầu năng lượng ,nước của nhà máy
- Tính xây dựng
- Tính toán kinh tế

- Tài liệu tham khảo
4 Các bản vẽ( ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước các bản vẽ)
- Bản vẽ số 1: dây chuyền công nghệ
- Bản vẽ số 2: mặt bằng phân xưởng nấu
- Bản vẽ số 3: mặt bằng phân xưởng lên men
- Bản vẽ số 4: mặt bằng phân xưởng hoàn thiện.
- Bản vẽ số 5: tổng mặt bằng nhà máy
1

5

Cán bộ hướng dẫn
Cán bộ hướng dẫn

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

( ký, ghi rõ họ tên)

PGS.TS. Tôn Thất Minh
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế
31/3/2018
7 Ngày hoàn thành
12/06/2018
6

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngày
Chủ nhiệm bộ môn/ khoa

...... tháng .......

năm 2018

Cán bộ hướng dẫn

( ký, ghi rõ họ tên)

( ký, ghi rõ họ tên)

Kết quả đánh giá

Sinh viên đã hoàn thành
và nộp đồ án cho bộ môn
( ký, ghi rõ họ tên )

Ngà ...... tháng ..... năm
Chủ tịch hội đồng
( ký, ghi rõ họ tên)

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Mục Lục
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................................................8

..............................................................................................................160

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là bước cuối cùng trong quá trình học đại học, là bản tổng
kết những kiến thức mà mỗi sinh viên thu nhận được trong suốt năm năm học đại
học.
Cũng như các bạn sinh viên khác, khi bắt tay vào làm đồ án tốt nghiệp em rất bỡ
ngỡ, kiến thức của em chủ yếu là kiến thức được học qua sách vở, kiến thức thực tế
thu được trong thời gian thực tập là chưa đủ. Tuy nhiên được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận
tình của các thầy cô trong Bộ môn Quá Trình Và Thiết Bị CNSH-CNTP, đặc biệt là
sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS Tôn Thất Minh Sơn đã giúp em biết phải làm gì và
làm thế nào để đạt được kết quả tốt nhất cho đồ án tốt nghiệp của mình. Cùng với sự
nỗ lực của bản thân sau ba tháng em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình
với đề tài:
” Thiết kế dây truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lít/năm, xây
dựng tại huyện Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai”
Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong trường, các
thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời gian học đại học, đã cho em kiến thức từ cơ sở
đến chuyên ngành. Đặc biệt là PGS.TS Tôn Thất Minh , đã tận tình giúp đỡ em hoàn

thành đồ án của mình . Sự giúp đỡ tận tình của thầy cô không chỉ giúp em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp mà còn để lại những kỷ niệm đẹp cho em về mái trường Bách
Khoa Hà Nội yêu dấu này.
Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, độ cồn thấp, màu sắc,
hương vị thơm ngon đặc trưng nên dễ dàng phân biệt với các loại đồ uống khác.
Nguyên liệu chính dùng sản xuất bia là malt đại mạch, hoa houblon và nước với một
quy trình công nghệ khá đặc biệt. Ngoài ra để tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá thành
sản phẩm cũng như đa dạng hóa các loại sản phẩm các nhà máy bia còn sử dụng
một số nguyên liệu thay thế như: đại mạch nảy mầm, gạo hoặc ngô, sắn... Khi uống
bia mang lại cho con người vị ngọt mát cùng cảm giác tươi mới rất sảng khoái và
hấp dẫn. Ngoài tác dụng giải khát, bia còn có vai trò lớn trong việc cải thiện bộ máy
tiêu hóa của cơ thể do trong bia có chứa hệ enzym rất phong phú. Bởi vậy uống bia
với một lượng thích hợp không những xua tan đi sự mệt nhọc sau một ngày làm việc
nặng nhọc mà còn rất tốt cho sức khỏe của chúng ta.
Trải qua lịch sử hơn 100 trăm tồn tại và phát triển, ngành bia hiện nay đã có
những bước phát triển đáng kể. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, mục tiêu đề ra và lợi
ích của việc phát triển công nghệ sản xuất bia thì việc xây dựng thêm các nhà máy
bia với cơ cấu tổ chức chặt chẽ và công nghệ hiện đại để đáp ứng hết được nhu cầu
thị trường cả về chất lượng cũng như số lượng, cung cấp cho người tiêu dùng sản
phẩm bia chất lượng, giá thành phù hợp là điều vô cùng cần thiết.

Vì vậy trong đồ án tốt nghiệp này em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế dây

truyền thiết bị sản xuất bia công suất 50 triệu lít/năm, xây dựng tại huyện
Quảng Xương tỉnh Thanh Hóa với sản phẩm là bia hơi và bia chai ”.
Trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm thực
tiễn chưa có nên bản đồ án này sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong quí
thầy cô góp ý để bản thiết kế này được hoàn thiện hơn.
SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ
1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1 Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia, sản xuất bia toàn cầu đạt
xấp xỉ 189 tỉ lít trong năm 2015, giảm 1,1% so với năm trước.
So sánh sản xuất bia toàn cầu trong năm 2015 với 10 năm trước đây đã có sự
gia tăng khoảng 27 tỉ lít, tốc độ tăng trưởng 17,3%.Trung Quốc có mức tăng lớn

nhất trong khối lượng, tăng khoảng 12 tỉ lít. Theo nguồn Kirin (2015), Trung Quốc
vẫn là nước sản xuất bia lớn nhất thế giới trong năm thứ 14 liên tiếp, thậm chí với
sự sụt giảm 4,3% trong năm 2015 so với năm trước. Tiếp theo là Hoa Kỳ, trong đó
cho thấy sự giảm 1,4%, và Brazil giảm 2,0%. Nhật Bản vẫn ở vị trí thứ bảy, giảm
0,1% trong năm 2015 so với năm trước. Trong 10 quốc gia hàng đầu, Việt Nam xếp
trên Vương quốc Anh lần đầu tiên kể từ năm 1974, với mức tăng 14.8% trong năm
2015 so với mức giảm 0,7% ở Anh. Các dòng bia lager vẫn được ưa chuộng nhất
với 56% thị phần. Châu Âu là thị trường bia lớn nhất thế giới, chiếm 48% thị phần.
Theo khu vực, châu Á sản xuất ít hơn 1,3% bia trong năm 2015 so với năm
2014 nhưng vẫn giữ một cổ phần 33,8% của thị trường bia toàn cầu, sản xuất bia ở
châu Phi xếp thứ năm với 7,5% thị phần toàn cầu, tăng 1,6% so với năm trước, đánh
dấu năm thứ 15 của sự tăng trưởng.
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất bia ở các nước trên thế giới
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Quốc gia

Trung Quốc
Mỹ
Brazil

Đức
Mexico
Russia
Nhật Bản
Anh
Ba Lan
Việt Nam
Nguồn: Kirinholding 2015

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Tổng sản lượng
năm 2014 (tỉ lít)
44,9333
22,6043
14,147
9,5274
7,8000
7,6633
5,4686
4,4336
3,952
3,8900

Page 7

Tổng sản lượng
năm 2015 (tỉ lít)
42,9228
22,2869

13,8573
9,5623
7,450
7,3031
5,4643
4,4039
3,9800
4,4670


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.2 Tại Việt Nam
Bia là loại thức uống rất phổ biến hiện nay ở Việt Nam và nhiều nước khác. Theo
thống kê của tổ chức nghiên cứu Euromonitor, năm 2013, VN tiêu thụ 3 tỉ lít bia,
tương đương giá trị 3 tỉ USD, trở thành “quán quân” uống bia ở khu vực ASEAN và
thứ 3 châu Á, chỉ sau Trung Quốc và Nhật Bản. Trong khi 10 năm trước, VN chỉ tiêu
thụ 1,29 tỉ lít bia. Như vậy, chỉ sau một thập niên, tốc độ tiêu thụ bia của người Việt
tăng gần 200%. Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam (VBA) cho biết,
sản lượng bia của cả nước ước đạt 3,4 tỷ lít trong năm 2015, tăng 4,7% so với cùng
kỳ năm 2014. Trong 5 năm qua, sản lượng bia tăng bình quân 7% mỗi năm.
Hiện cả nước có khoảng 129 cơ sở sản xuất bia. Có nhiều cơ sở sản xuất có quy
mô lớn từ 200 - 400 triệu lít/năm như nhà máy bia Củ Chi (Sabeco), nhà máy bia Mê
Linh (Habeco), nhà máy bia Việt Nam (Heineken) ở TPHCM. Theo đó, tổng công
suất ngành bia đến nay đạt khoảng 4,8 tỷ lít/năm.
Thị trường bia Việt hiện do 4 công ty lớn thống trị, gồm Sabeco, Heineken,
Habeco và Bia Huế. Trong đó, ngoài Heineken, 3 thương hiệu còn lại phân chia vị
trí thống lĩnh 3 miền, thể hiện ngay ở tên gọi.
Habeco dẫn đầu thị trường miền Bắc với Bia Hà Nội; Bia Huế (Huda, Halida) do
Carlsberg sở hữu mạnh ở khu vực miền Trung, Sabeco là Bia Sài Gòn, thị phần lớn

nhất khu vực miền Nam. Ngoài ra, Heineken hiện diện tại cả khu vực miền Trung và
miền Nam.
Theo số liệu của một công ty chứng khoán, riêng 4 cái tên nói trên đã chiếm 90%
sản lượng bia bán ra trên thị trường. Phần còn lại thuộc về các công ty nước ngoài
mới xuất hiện trên thị trường, như Sapporo và AB InBev, hay các công ty nhỏ hơn
như Masan Brewery, Southeast Asia Brewery của Carlsberg. Sản lượng tiêu thụ tại
miền Bắc chiếm 35%, miền Trung 6% và còn lại 59% là ở miền Nam.

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Top 10 sản phẩm được tiêu thụ nhiều nhất

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

10 loại bia được tiêu thụ nhiều nhất năm 2010 theo số liệu của Sabeco
Hiện Việt Nam nhập khẩu khoảng 3 triệu lít bia mỗi năm và xuất khẩu trên 70
triệu lít. Theo Euromonitor, VN hiện thuộc nhóm 25 quốc gia có tốc độ gia tăng nhu
cầu tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới. Ấn Độ đang tăng với tốc độ 17%/năm, Brazil
tăng 16%/năm thì VN cũng đang ở tốc độ không kém cạnh là 15%/năm. Chính sự
tăng trưởng “đáng nể” này đã thu hút hàng loạt nhà đầu tư tham gia vào thị trường

bia, bất chấp kinh tế suy thoái. Ước tính ở VN hiện có khoảng 30 thương hiệu bia
trong và ngoài nước với hơn 400 nhà máy sản xuất bia. Riêng về nhập khẩu, số liệu
từ Tổng cục Hải quan cho biết, chúng ta đang nhập khẩu từ 3,6 - 4 triệu lít/năm. Vì
vậy , việc xây dựng nhà máy sản xuất bia là cần thiết và phù hợp với tình hình thực
tiễn hiện nay.

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Định hướng Bộ Công Thương:

Ngày 12/9/2016, Bộ trưởng Bộ Công Thương đã ban hành Quyết định số
3690/QĐ-BCT phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành bia, rượu, nước giải khát Việt
Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035
Mục tiêu của Quy hoạch là xây dựng ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam
thành ngành công nghiệp hiện đại, xứng đáng với vị trí, vai trò trong nền kinh tế, có
thương hiệu mạnh trên thị trường, sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng về chủng
loại, mẫu mã, bảo đảm an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng, cạnh tranh tốt
trong quá trình hội nhập, đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Chuyển
dịch cơ cấu nội bộ ngành theo hướng giảm dần tỷ trọng ngành bia, rượu; tăng dần tỷ
trọng ngành nước giải khát.
Về các mục tiêu cụ thể, Quy hoạch xác định: Giá trị sản xuất của ngành đến
các năm 2020, 2025 và 2035 lần lượt đạt: 90.500 tỷ đồng, 113.540 tỷ đồng và
167.920 tỷ đồng. Tốc độ tăng trưởng giá trị gia tăng của toàn ngành bình quân giai
đoạn 2016 - 2020 là 5,8 %/năm; giai đoạn 2021 - 2025 là 4,6 %/năm và giai đoạn
2026-2035 là 4,0%/năm. Với năm 2020, cả nước sản xuất khoảng 4,1 tỷ lít bia; 350

triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệp chiếm 35%); 6,8 tỷ lít nước giải
khát. Kim ngạch xuất khẩu đạt 450 triệu USD; Năm 2025, cả nước sản xuất khoảng
4,6 tỷ lít bia; 350 triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệp chiếm 40%); 9,1
tỷ lít nước giải khát. Kim ngạch xuất khẩu đạt 600 triệu USD; Năm 2035, cả nước
sản xuất khoảng 5,5 tỷ lít bia; 350 triệu lít rượu (trong đó rượu sản xuất công nghiệp
chiếm 50%); 15,2 tỷ lít nước giải khát. Kim ngạch xuất khẩu đạt 900 triệu USD.
Quy hoạch định hướng phát triển như sau:
- Đối với ngành bia: Tập trung đầu tư đổi mới thiết bị, công nghệ hiện đại, nâng cao
chất lượng sản phẩm, giảm tiêu hao nguyên, nhiên, vật liệu; liên kết hoặc sáp nhập
vào các doanh nghiệp lớn; Khuyến khích sản xuất bia không cồn và các dòng bia
cao cấp với giá cạnh tranh, đẩy mạnh xuất khẩu. Tiếp tục xây dựng và phát triển một
số thương hiệu bia mạnh tầm quốc gia; Không khuyến khích đầu tư mới các nhà
máy quy mô dưới 50 triệu lít/năm, trừ các cơ sở sản xuất bia để bán tiêu dùng tại
chỗ.
1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm lựa chọn cần đáp ứng các yêu cầu sau:
-

Phù hợp với quy hoach chung của tỉnh và thành phố

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ

-

Thuận tiện về mặt giao thông

-

Đảm bảo các nguồn điện nước, nhiên liệu.

-

Nguồn nhân lực không quá khan hiếm.

Ở tỉnh Thanh Hóa, theo điều tra vào ngày 1.4.2014 tổng dân số là 3.491.079 người.
Với quy mô dân số gần 3,5 tỉ người, Thanh Hóa là tỉnh có đông dân đứng thứ ba
toàn quốc. Số người ở khu vực thành thị là 513.165 người (chiếm 14,7%), ở nông
thôn 2.977.914 người ( chiếm 85,3%), dân số miền núi là 878.101 (25,1%) người và
dân số miền xuôi là 2.612.978 người (chiếm 74,9%). Thời kì 2009-2014 tỉ lệ tăng
dân số hằng năm là 0,5%, mỗi năm tăng 18.097 người. Do dân số cao nên mức độ
và nhu cầu tiêu thụ bia của tỉnh Thanh Hóa là khá lớn. Năm 2014 công ty CP bia
Thanh Hóa đã sản xuất và tiêu thụ 58 triệu lít bia các loại, doanh thu 620 tỷ đồng,
đóng góp cho ngân sách nhà nước 264 tỷ đồng. Trong 6 tháng đầu năm 2015 lượng
bia tiêu thụ của tỉnh là hơn 30 triệu lít bia các loại trong đó bia thanh hóa các loại đã
hơn 22 triệu lít. Với dân số gần 3.5 triệu người dự tính lượng tiêu thụ bia là 120
triệu lít. Hiện nay tại Thanh Hóa chỉ có một công ty cổ phần bia Thanh Hóa với hai
cơ sở sản xuất : cơ sở tại Quang Trung, phường Ngọc Trạo, thành phố Thanh Hóa
với công suất 60 triệu lít/năm và cơ sở 2 ở Trường Lâm, Tĩnh Gia với công suất 20
triệu lít/năm. Đồng thời các hãng bia khác cũng được tiêu thụ trong tỉnh nhưng với
số lượng không lớn. Như vậy, lượng bia sản xuất trong tỉnh không đủ cho nhu cầu
tiêu thụ.

Dựa vào những yêu cầu nêu trên em chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở huyện
Quảng Xương thuộc tỉnh Thanh Hóa. Đây là một điểm đông dân cư với dân số
227.991 người ( năm 2012). Vị trí địa lý của nhà máy được xây dựng cách thành
phố Thanh Hóa 17km, cách sân bay Sao Vàng hơn 61km, cách các cảng Nghi SơnTĩnh Gia-Thanh Hóa hơn 62km, cách cảng Lễ Môn- thành phố Thanh Hóa 16km vì
vậy rất thuận tiện cho quá trình nhập nguyên liệu. Bên cạnh đó Quảng Xương còn
gần đường quốc lộ 1A thuận tiện cho quá trình vận chuyển, phân phối hàng hóa.
Trong huyện còn có các địa điểm du lịch nổi tiếng thu hút rất đông khách tham quan

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

du lịch như bãi biển Sầm Sơn, bãi biển Hải Tiến …Đồng thời Thanh Hóa còn giáp
với các tỉnh Ninh Bình, Nghệ An, là 2 tỉnh có dân số đông và kinh tế khá phát triển,
thuận tiện cho việc mở rộng thị trường tiêu thụ
1.2.1 Loại sản phẩm
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc xây dựng các nhà máy bia với cơ cấu chặt chẽ
cùng thiết bị công nghệ hiện đại cung cấp cho thị trường trong nước các loại bia có
chất lượng cao, giá thành phù hợp là rất cần thiết với tình hình thực tại. Do đó chúng
em lựa chọn thiết kế nhà máy bia năng suất 50 triệu lít/ năm.Sản phẩm là bia vàng
với 2 loại sản phẩm chính là bia chai 70% và bia hơi 30%.Nhà máy sử dụng nguyên
liệu thay thế là gạo chiếm 30%.
1.2.2 Vùng nguyên liệu
- Malt bia: nhập khẩu ở cảng từ các nước Úc, Đức hoặc mua ở nhà máy sản xuất
malt ở Tiên Sơn- Bắc Ninh.
- Hoa houblon: nhập khẩu ở Tiệp Khắc dạng cao hoa và hoa viên
- Nguyên liệu thay thế: gạo (30%) mua ở trong tỉnh hoặc mua ở Nghệ An, có ý

nghĩa lớn trong việc tận dụng nguyên liệu sẵn có, giảm chi phí vận chuyển và giảm
giá thành sản phẩm
- Nước: là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất bia chiếm 82-90% trong thành
phần của bia thành phẩm. Có thể sử dụng nước của thành phố đã qua xử lí và làm
mềm, hoặc có thể dùng nước giếng khoan đem xử lí và làm mềm
- Các hóa chất thường sử dụng cho sản xuất như cloramin B, cồn, axit, NaOH,
KMnO4 được mua ở các nhà máy hóa chất trong nước hoặc mua từ nước ngoài về
dưới dạng các sản phẩm thương mại do nước ngoài cung cấp.
1.2.3 Vùng tiêu thụ
Trước tiên vùng cung cấp sản phẩm chủ yếu là trong tỉnh, bên cạnh đó là các
tỉnh lân cận như Ninh Bình, Nghệ An. Sản phẩm sau khi được chiết keg sẽ được
phân phối bằng ôtô của công ty, vận chuyển trực tiếp đến các đại lý, cửa hàng... nếu
số lượng ít có thể vận chuyển bằng phương tiện khác
SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.2.4 Giao thông vận tải
Huyện Quảng Xương nằm trên các trục quốc lộ 1A, quốc lộ 45, quốc lộ 47 nên
thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đến nhà máy và phân phối các sản
phẩm. Ngoài ra huyện Quảng Xương còn rất gần ga Thanh Hóa, ga Minh Khôi nên
có thể tận dụng giao thông ngành đường sắt để giảm chi phí vận chuyển nguyên
liệu.
1.2.5 Nguồn cung cấp điện
Nguồn điện là yếu tố cực kì quan trọng phải đảm bảo 24/24h. Nhà máy sử
dụng mạng điện lưới quốc gia qua thành phố Thanh Hóa, nhà máy cũng đặt thêm 1
trạm biến áp 35KVA và máy phát điện cho phương án dự phòng khi mất điện.

1.2.6 Nguồn cung cấp nước
Nguồn nước: đóng vai trò quan trong trong sản xuất bia. Trong nhà máy nước
được dùng vào các mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nước nấu nguyên liệu,
nước rửa chai, nước vệ sinh thiết bị, vệ sinh nhà máy... Nước nấu bia cần đáp ứng
đầy đủ các chỉ tiêu cho công nghệ sản xuất bia. Được lấy từ giếng khoan và nguồn
nước máy từ công ty cấp thoát nước của tỉnh. Nguồn nước luôn phải được đáp ứng
đầy đủ cho các chỉ tiêu công nghệ sản xuất bia.
1.2.7 Nguồn cung cấp lạnh
Dùng máy nén cấp I, II với tác nhân lạnh là NH3, chất tải lạnh là glycol hoặc muối.
1.2.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nhiên liệu dùng cho nhà máy chủ yếu là để cung cấp cho nồi hơi phục vụ cho
các mục đích như sản xuất, vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, thanh trùng, phục vụ vệ sinh
cá nhân. Nhiên liệu sử dụng chủ yếu là than, than được thu mua từ Quảng Ninh vận
chuyển qua đường sắt một cách thuận lợi và dễ dàng.
1.2.9 Nguồn nhân lực
•

Do gần thành phố và cũng là huyện đông dân cư nên có nguồn nhân lực dồi
dào, chất lượng cao

•

Cán bộ quản lý và cán bộ kĩ thuật được cung cấp từ các trường đại học của
tỉnh, các tỉnh lân cận hoặc từ Hà Nội

•

Công nhân của nhà máy được lấy từ nguồn công nhân địa phương là chủ yếu,
giúp giải quyết được vấn đề việc làm và không tốn kém về chí phí đi lại, ăn ở
sinh hoạt.

I.2.10 Hệ thống xử lí nước thải và rác thải

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Nhà máy sản xuất bia thường thải ra một lượng chất thải lớn vì vậy nước thải bắt
buộc phải xử lí sơ bộ trước bằng các phương pháp như phương pháp tự lắng,
phương pháp hóa học, phương pháp sinh học đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theo
tiêu chuẩn quốc gia trước khi xả vào hệ thống thoát nước của nhà máy
- Rác thải được thu gom và xử lý tại nhà máy xử lý rác thải huyện Đông Sơn hiện
đang được xây dựng. Dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2017- 2018.
- Khí thải của các nhà máy được lắp đặt hệ thống lọc theo tiêu chuẩn quốc gia trước
khi thải ra môi trường tự nhiên.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
2.1 LỰA CHỌN CHẤT LƯỢNG BIA VÀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA
2.1.1 Lựa chọn chỉ tiêu sản phẩm
Sản phẩm bia sản xuất ra phải đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn sau:
Bảng 2.1 Chỉ tiêu cảm quan
STT
1

Tên chỉ tiêu
Màu sắc

Chất lượng
Màu vàng sáng

2

Trạng thái

Dạng lỏng, trong suốt, không có cặn, không lẫn
tạp chất

3

Độ bọt

Bọt trắng, nhỏ, mịn, có độ bám dính thành cốc

4

Mùi

5

Vị

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Có mùi thơm của malt đại mạch và hoa houblon,
không có mùi lạ.
Có vị đắng nhẹ đặc trưng của hoa Houblon

Page 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Bia hơi

Bia Chai

1

Hàm lượng chất tan ban
đầu

% khối lượng

10 oBx

12,5 oBx

2

Hàm lượng Etanol

%v/v

3,3 ± 0,1

3,3 ± 0,1

3

Hàm lượng CO2

g/l

3,5 - 4

4,5 - 5

4

Độ axit

Số ml NaOH
0,1N /10ml bia

1,3 ± 0,1

1,3 ±0,1

5

pH

4,4 ± 0,2

4,4 ±0,2

6

Hàm lượng chất đắng

mg/l

20

22

7

Hàm lượng Diaxetyl

mg/l

≤ 0,2

≤ 0,1

Bảng 2.3 Chỉ tiêu vi sinh
•

Bia chai:

STT

Tên chỉ tiêu

1

Tổng số VSV hiếu khí

CFU/ml sản phẩm

100

2

E. coli

CFU/ml sản phẩm

0

3

Staphylococcus aureus

CFU/ml sản phẩm

0

4

Streptococci faecal

CFU/ml sản phẩm

0

5

Pseudomonas aeruginosa

CFU/ml sản phẩm

0

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Đơn vị tính

Page 16

Mức chất lượng


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

6

•

Clostridium perfringens

CFU/ml sản phẩm

0

Đơn vị tính

Mức
lượng

Bia hơi:

STT

Tên chỉ tiêu

1

Tổng số VSV hiếu khí

2

E. coli

3

Clostridium perfringens

4

Tổng số nấm men và nấm mốc

CFU/ml
phẩm
CFU/ml
phẩm
CFU/ml
phẩm
CFU/ml
phẩm

sản
sản
sản
sản

1000
0
0
100

Bảng 2.4 Chỉ tiêu kim loại nặng ( TCVN 7042: 2002)
Tên chỉ tiêu

Giới hạn tối đa (mg/l)

1. Asen (As)

0,1

2. Chì (Pb)

0,2

3. Thuỷ ngân (Hg)

0,05

4. Cadimi (Cd)

1,0

5. Đồng (Cu)

5,0

6. Kẽm (Zn)

2,0

2.1.2 Lựa chọn nguyên liệu sản xuất bia
2.1.2.1 Malt đại mạch

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 17

chất

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Malt đại mạch là nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia. Khoảng 1/3 đại mạch
trên thế giới được dùng để sản xuất bia. Đại mạch được gieo trồng vào mùa xuân
hoặc mùa đông, được trồng nhiều ở Anh, Đức, Mỹ, Canada, Nga…
Đại mạch có giống 2 hàng và 6 hàng. Tuy nhiên chỉ có đại mạch 2 hàng là được
sử dụng trong sản xuất bia. Loại này hạt to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng.
Hạt đại mạch trải qua quá trình ngâm, ươm mầm sẽ trở thành hạt malt tươi, hạt
malt tươi qua quá trình sấy, tách rễ và đánh bóng sẽ trở thành hạt malt khô có thể
bảo quản dài ngày và được dùng trong sản xuất bia. Trong quá trình xử lý hạt đại
mạch để trở thành hạt malt hoàn thiện hệ enzyme trong malt đã được hoạt hóa và
tăng cường hoạt lực, đặc biệt là hệ enzyme thủy phân thực hiện quá trình chuyển
hóa các chất cao phân tử để tạo ra chất chiết của dịch đường. Nhà máy sử dụng loại
malt có nguồn gốc từ đại mạch hai hàng, chủ yếu được nhập từ Úc hoặc một số
nước châu Âu như: Đức, Đan Mạch...
Bảng 2.5 Hàm lượng một số thành phần của malt đại mạch:
STT

Thành phần hóa học

% Chất khô

1

Tinh bột

58

2

Đường khử

4

3

Đường saccarose

5

4

Cellulose

6

5

Protein

10,5-11,5

6

Chất béo

1,5- 2

7

Chất khoáng

2,5

a. Vai trò trong công nghệ:
- Sử dụng malt chính là nguồn enzim proteaza và enzim amylaza là động lực quan
trọng thiết yếu để chuyển hóa các hợp chất cao phân tử không hòa tan thành các hợp
chất phân tử thấp hòa tan của quá trình thủy phân trong công nghệ sản xuất bia
- Các thành phần trong nội nhũ của malt như tinh bột, đường, protein, khoáng,
enzym là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường lên men, hình thành các tính
chất đặc trưng cho bia các loại.
- Vỏ malt chủ yếu là xenlulose và polyphenol (chất chát, chất đắng… ) có vai trò tạo
lớp lọc phụ lí tưởng khi lọc bã malt, làm trong dịch thủy phân, góp phần làm tăng độ
bền hóa lý cho bia thành phẩm.

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

b. Chỉ tiêu kĩ thuật

STT

Bảng 2.6: Chỉ tiêu cảm quan của malt
Tên chỉ tiêu
Chất lượng

1

Màu sắc và độ sáng

Hạt malt có màu vàng nhạt rơm, sáng đồng
nhất

2

Mùi

Mùi sạch, tươi, giống mùi rơm

3

Vỏ

Nhăn đều, mỏng

4

Tạp chất

Không có tạp chất như hạt cỏ dại, cát, sỏi,
rơm rạ, kim loại, hạt không phỉa đại mạch.

(Nguồn: GS.TS Nguyễn Thị Hiền, Malt và bia, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007)
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Chất lượng

1

Khối lượng 1000 hạt
không lựa chọn

G

30-44

2

Hàm ẩm

% theo chất khô

4-4,5

3

Hiệu suất lên men tới hạn

%

80

4

Nito hòa tan

% theo chất khô

3,5 – 4,5

5

Thời gian đường hóa

Phút

< 10

6

Hoạt lực diastaza

Windish Kolbach
(WK)

200-250

7

Chỉ số Kolbach

%

>41

8

Hàm lượng chất chiết quy
định

% theo chất khô

80-82

Bảng 2.7: Chỉ tiêu hóa lý của malt
(Nguồn: GS.TS Nguyễn Thị Hiền, Malt và bia, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007)
2.1.2.2 Nguyên liệu thay thế malt ( gạo)

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Gạo là nguyên liệu dạng hạt , rẻ, nhiều, dễ dàng chọn lựa và mua tại Việt
Nam.Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến 75-85% ; protein 69% ; chất béo 1- 1,5% ; xenlulose 0,5-0,8% . Như vậy có thể thấy rằng gạo có hàm
lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải còn chất béo và xenlulose thì ở giới
hạn thấp. Vì vậy gạo là nguyên liệu khá lý tưởng để làm nguyên liệu thay thế dùng
để thay thế một phần malt đại mạch nhằm mục đích giảm giá thành sản phẩm
a. Vai trò công nghệ

 Giảm giá thành bia thành phẩm
 Tăng cường độ bền keo
 Sản xuất những loại bia sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt
b. Chỉ tiêu kĩ thuật
Bảng 2.8: Chỉ tiêu cảm quan của gạo
STT

Tên chỉ tiêu

Chất lượng

1

Hình thái

Đồng nhất về kích thước, không có cám,
không có hạt bị mốc, mối mọt, mùi hôi

2

Màu sắc

Màu trắng bóng đồng nhất

3

Độ sạch

Tạp chất không quá 2%

Bảng 2.9: Chỉ tiêu hóa lý của gạo
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Chất lượng

1

Độ ẩm

%

≤ 13

2

Độ hoà tan

%

≥ 80

3

Protein

%

≤8

4

Tỷ lệ kim loại

%

≤ 0,3

2.1.2.3 Hoa houblon
Hoa houlon là nguyên liệu cơ bản có tầm quan trọng thứ 2 sau malt trong sản xuất
bia, hiện chưa có nguyên liệu nào có thể thay thế được. Hoa houlon làm cho bia có
vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng
độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Các hợp chất có giá trị
trong hoa phải kể đến chất đắng, polyphenol và tinh dầu thơm. Ngoài ra còn có một
số thành phần khác nhưng không mang nhiều ý nghĩa trong sản xuất bia.

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hoa houlon thường được sử dụng dưới 2 dạng : Hoa viên và cao hoa
Dạng hoa viên: Hoa houlon đã sấy khô được nghiền thành bột sau đó ép thành
viên.Ở dạng viên hoa houlon có thể định lượng và bổ sung dễ dàng. Loại hoa viên
được sử dụng là loại hoa viên nén 90

Bảng 2.10 Chỉ tiêu cảm quan của hoa viên
ST
T
1
2

Tên chỉ tiêu

Chất lượng

Màu săc
Mùi vị

3

Hình dạng

Xanh lá mạ hơi vàng
Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.
Viên đùn không vỡ vụn.

Chỉ tiêu hoá học: Hàm lượng axit đắng 6 ±1%.
Dạng cao hoa: Sử dụng nhiều loại dung môi hữu cơ (hexan, methanol,etanol…) để
trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoa houlon, sau đó làm bay hơi dung
môi. Trong quá tình tách dung môi này phần lớn các tinh dầu thơm cũng bị mất
theo. Nhược điểm của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơm thấp, ngoài ra các nhà
sản xuất còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ của dung môi nên có thể mang
độc tố và ảnh hưởng tới môi trường.
Bảng 2.11 Chỉ tiêu cảm quan của cao hoa
STT

Tên chỉ tiêu

Chất lượng

1

Màu sắc

Dạng keo màu vàng hổ phách.

2

Mùi vị

Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi. Vị đắng rõ rệt.

Chỉ tiêu hoá học:
- Hàm lượng α axit đắng 40±1 %.
- Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khiđun sôi với nước hoa thơm rõ rệt, vị
đắng dịu.
2.1.2.4 Nước
Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và
tính chất của nước ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng của bia
thành phẩm. Trong sản xuất bia cần một lượng rất lớn nước như để ngâm malt, hồ
hóa, đường hóa, rửa men,rửa thiết bị, cung cấp cho lò hơi…Chất lượng nước ảnh
SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 21

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

hưởng rất lớn đến chất lượng bia. Bởi vậy, nước dùng trong sản xuất bia phải có
chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu quan trọng.
Chỉ tiêu cảm quan:
Nước trong, không mùi vi, có thể uống được.
Bảng 2.12 Chỉ số sinh hóa của nước
ST
T

Tên chỉ tiêu

Đơn vị tính

Chất lượng

1

CaSO4

mg/l

170± 10

2

Mg2+

mg/l

3

Fe+2, Fe+3

mg/l

≤0,2

4

Muối cacbonat

mg/l

≤50

6

Cl-

mg/l

100 ± 20

7

Khí NH3 và các muối NO3
NO2

mg/l

0

8

Độ cứng

9

pH

10

Vi sinh vật tổng số

tế bào/ml

≤100

11

Coliform tổng số

tế bào/100ml

≤ 50

12

E.coli

tế bào/ml

0

o

H

≤70

≤ 10
6,5 ÷ 7

Ngoài ra nhà máy còn cần nước cho nhiều công đoạn khác. Nước này sử dụng vào
nhiều mục đích khác nhau như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh
nhà xưởng, nước thanh trùng. Mỗi mục đích đòi hỏi chất lượng riêng, nước được xử
lý theo yêu cầu sử dụng.
2.1.2.5 Nấm men
Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis cho lên men
sản xuất bia với đầy đủ các đặc tính của chủng lên men chìm với nhiều ưu điểm
vượt trội:

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chủng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis:
- Tế bào nấm men hình cầu hoặc hình oval, kích thước trung bình là 3-15 , sinh sản
chủ yếu bằng phương thức nảy chồi.
- Sinh trưởng ở 25 - 30 oC, nhưng có thể phát triển được ở 2-3 oC, có khả năng lên
men bia ở 8 ÷ 120C. Ở 00C, nấm men vẫn có khả năng lên men.Trong suốt quá trình
lên men thì nấm men có xu hướng chìm sâu và kết lắng xuống đáy thùng do tính
chất tạo chùm của tế bào, thuận lợi cho việc tách men cuối quá trình lên men để
quay vòng sử dụng nấm men. Thời gian lên men bia dài, nhiệt độ lên men thấp nên
cho bia có độ bền keo và độ bền sinh học tốt.
- Có khả năng lên men các đường như: rafinoza, maltoza, glucoza, fructoza.
- Chủng có khả năng tái sử dụng tốt 6-8 đời.
* Yêu cầu đối với dịch men giống:
- 100 đến 120 triệu tế bào/1ml dịch men giống.
- Tỉ lệ tế bào chết/ tế bào sống < 5%.
- Nấm men phải thuần chủng.
- Có khả năng lên men nhanh.
- Có khả năng sinh ra nhiều hợp chất tạo hương thơm.
- Có khả năng đề kháng cao và có khả năng tái sản xuất.
- Không sinh tổng hợp ra các hợp chất lạ.
Men dùng trong sản xuất bia có thể nuôi cấy từ chủng nấm men thuần khiết hay tái
sử dụng nấm men từ những lần lên men trước.
2.1.2.6 Các nguyên liệu phụ
 Các loại chế phẩm enzym sử dụng
Chế phẩm Termamyl
Termamyl là một endo-amylase, dạng lỏng, chịu nhiệt độ cao, thu được từ nuôi
cấy vi sinh vật Bacillus lichenformis . Chế phẩm Termamyl chứa chủ yếu α –
amilaza có tác dụng phân cắt các liên kết 1,4 α – glucozit trong chuỗi mạch amiloza
và amilopectin giúp dịch hóa dễ dàng, làm giảm nhanh độ nhớt của cháo, tránh hiện
tượng lão hoá tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá tiếp theo.

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Page 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Sử dụng sản phẩm thương mại Termamyl 120L
Liều lượng thường được dùng là 0.1% so với nguyên liệu thay thế.
Chế phẩm Maturex L
Maturex L là enzyme α – axetolactat decarboxylaza được thu nhận từ vi khuẩn
Bacillus subtillis. Sản phẩm Maturex là dịch lỏng màu xám có tỷ trọng 1,2 g/ml.
Maturex được sử dụng sử dụng trong thời kì lên men phụ bia ngăn ngừa sự tạo
thành diaxetyl bằng cách xúc tác phản ứng decacboxyl hóa của α – axetolactat tạo
thành axetoin. Bởi thế quá trình lên men phụ có thể giảm ngắn được thời gian.
Lượng Maturex thường dùng là 1-2 kg với 100hl dịch lên men
Chất điều chỉnh pH: CaCl2, axit lactic
 Bột trợ lọc: bột trợ lọc diatomit dùng cho máy lọc nến

Bột trợ lọc diatomit: đây là dạng hóa thạch của tảo đơn bào có chứa silic oxit.
Bảng 2.13 Thành phần hóa lí của diatomit
Thông số hóa lí
Kích thước (µm)
SiO2 (%)
Al2O3 (%)
Fe2O3 (%)
KI2O (%)
Na2O (%)
CaO (%)

MgO (%)
H2O (%)
Tỷ trọng khô (g/l)
Tỷ trọng ướt (g/l)
Độ thấm ( Darcy)
pH dung dịch ở nồng độ
10%
Độ kiềm (gNaOH/kg)
Độ xốp (%)

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

Diatomit
1-300
85-99
1-4
1-3
1-2
1-2
0,5
0,5
0,1-0,5
320-480
290-400
0,05-0,5
6-9
0,3-2,0
84-90

Page 24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: H2SO4, KMnO4,

NaOH…
 Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh: freon, glycol
2.2 LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
2.2.1 Nghiền nguyên liệu
a. Nghiền malt
Có 3 phương pháp nghiền malt thường được dùng là: nghiền khô, nghiền ẩm và
nghiền ướt.
Bảng 2.14: Các phương pháp nghiền malt
Phương
pháp
Đặc điểm
Ưu điểm
Nhược điểm
Nghiền khô

Nghiền ẩm

Malt sau khi làm - Có thể nghiền trước
sạch được đưa vào khi nấu một thời gian
máy nghiền mà lâu
không bổ sung
- Nghiền tốt malt có độ
thêm nước.
nhuyễn kém.

- Không giữ được
nguyên vỏ
- Khi nghiền bụi
bay ra nhiều.

- Dễ vệ sinh
Malt sau khi làm - Phần vỏ trấu được bảo - Không khí xâm
nhập vào dịch
sạch được phun ẩm toàn
để tăng độ ẩm
hèm tạo điều điện
- Phần nội nhũ được
khoảng 2% rồi mới
cho các phản ứng
nghiền
đủ
đem nghiền
oxy hóa không
mong muốn xảy
ra.
- Mức độ nghiền
nội nhũ không cao

Nghiền ướt

Malt trước khi
nghiền được ngâm
trong nước 30-50
o

C, thời gian ngâm
10-30 phút. Malt
sau đó đạt độ ẩm
30%, các thành

SVTH: Nguyễn Duy Thọ

- Vỏ trấu được bảo toàn - Nghiền không
nội nhũ được nghiền tốt với các loại
mịn
malt chưa nhuyễn.
- Năng suất nghiền - Khó kiểm soát
tăng, thời gian lọc dịch được enzyme và
đường giảm.
hoạt lực sinh học
trong quá tình
Page 25