Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Lời mở đầu Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase. Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đới với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO 2 khá cao (4-5 g/l) giúp cơ thể con người giải khát một cách triệt để khi ta uống. Bia xâm nhập vào nước ta sau thời kì Pháp xâm lược năm 1858. Nhà máy bia đầu tiên được xây dựng ở Việt Nam do một người chủ tư bản Pháp xây dựng ở Hà Nội năm 1890. Bia được sản xuất lúc đó nhằm đáp ứng nhu cầu của quân đội và kiều dân Pháp ở Việt Nam. Có thể nói được rằng ở miền Bắc nước ta đến năm 1990 chỉ có nhà máy bia lớn là nhà máy bia Hà Nội. Từ sau năm 1990 thì sản xuất bia bắt đầu phát triển nhanh và mạnh. ngành bia Việt nam đã có những bước nhảy vọt. Với cơ chế mới, ngành sản xuất và kinh doanh bia đã có nhiều những thuận lợi và cơ hội phát triển. Hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh trong cả nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng. Hiện nay tổng năng suất của các nhà máy bia trong cả nước lên tới gần 3tỉ lít/ năm, lượng bia tiêu thụ đã vượt quá 3 tỉ lít/năm vào năm 2013. Bên cạnh đó rất nhiều thương hiệu bia ngoại đã xuất hiện ở nước ta như Tiger, Heineken Hưởng ứng tinh thần “ Người Việt Nam dùng hàng Việt Nam” cần đẩy mạnh sản xuất trong nước, đáp ứng lượng tiêu thụ càng ngày càng tăng cao. Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 1 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Với tương lai rộng mở của ngành bia, em xin lập bản thiết kế phân xưởng nấu nhà máy sản xuất bia với công xuất 30 triệu lít/năm Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 2 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm MỤC LỤC Lời mở đầu 1 Mục lục 3 Ghi ch ú 6 PHẦN I: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ BIA TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 7 1.1. Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới 7 1.2. Tình hình tiêu thụ bia ở trong nước 12 PHẦN II: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA 22 2.1. Nước 24 2.2. Đại mạch 28 2.3. Hoa bia 35 2.4. Nấm men 40 2.5. Nguyên liệu thay thế: gạo 43 2.6. Chế phẩm enzyme 44 2.7. Các chất phụ gia khác 45 PHẦN III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 47 3.1. Nghiền nguyên liệu 49 3.1.1. Nghiền malt 49 3.1.2. Nghiền gạo 49 3.2. Hồ hóa 51 3.3. Đường hóa 53 3.4. Lọc dịch đường 56 3.5. Đun sôi dịch đường với hoa houblon 58 3.6. Lắng xoáy 60 3.7. Làm lạnh nhanh 61 PHẦN IV: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 63 4.1. Lập kế hoạch sản xuất 63 4.2. Tính cân bằng sản phẩm 63 4.2.1. Tính lượng bia và dịch đường qua các giai đoạn 64 Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 3 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm 4.2.2. Tính nguyên liệu 65 4.2.3. Tính lượng men giống 66 4.2.4. Tính lượng bã malt và gạo 66 4.2.5. Tính lượng nước trong quá trình nấu và rửa bã 67 4.2.6. Các nguyên liệu khác 68 4.2.6.1. Tính lượng hoa Houblon 4.2.6.2. Lượng chế phẩm Termamyl 120L 4.2.7. Các sản phụ khác 69 4.2.7.1. Cặn lắng 4.2.7.2. Sữa men 4.2.7.3. Bã hoa PHẦN V: TÍNH VÀ CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ 73 5.1. Cân nguyên liệu 73 5.2. Máy nghiền malt 5.3. Máy nghiền gạo 73 5.4. Chọn hệ thống vận chuyển nguyên liệu 74 5.5. Chọn nồi hồ hóa 74 5.6. Chọn nồi đường hóa 76 5.7. Chọn thùng lọc 78 5.8. Chọn nồi nấu hoa 79 5.9. Chọn thùng lắng xoáy 81 5.10. Chọn thiết bị đun nước nóng 82 5.11. Chọn thiết bị l àm l ạnh nhanh 83 Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 4 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Kết luận 85 Tài liệu tham khảo 86 Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 5 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm GHI CH Ú Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ bia bình quân đầu người, 2010 Hình 2: Biểu đồ : Top 10 quốc gia có mức tiêu thụ bình quân cao nhất năm 2011 (lít/người) .Nguồn: Kirin Hình 3: Biểu đồ tổng doanh thu thị trường bia toàn cầu năm 2011 (nguồn: Indybeer) Hình 4: tốc độ tăng trưởng kép sản lượng tiêu thụ bia của Việt Nam Hình 5: Thị phân bia toàn cầu Hình 6: Sản lượng bia tiêu thụ toàn cầu trung bình trên đầu người năm 2010 (lít). Hình 7: Sản lượng bia tiêu thụ đầu người của Việt Nam trong năm 2010 Hình 8: Mức tiêu thụ bia các nước Đông Nam Á, 2011 Hình 9: Lượng tiêu thụ bia ở Việt Nam qua các năm Hình 10: Sản lượng sản xuất bia ở Việt Nam qua các năm. Hình 11: Phân bố bia trên toàn lãnh thổ Việt Nam Hình 12: Hình ảnh 10 loại bia dược tiêu thụ nhiều nhất năm 2010 theo số liệu của Sabeco Hình 13: Giá cổ phiếu AB InBev tăng liên tục trong 5 năm qua. Giá trị vốn hóa thị trường của tập đoàn hiện đạt hơn 122,62 tỷ EUR Hình 14: phân khúc bia trên thị trường Việt Nam , Hình 15: Một số thương hiệu bia của AB InBev Hình 16: Một số thương hiệu bia toàn cầu và đa quốc gia, khu vực của AB Inbev Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 6 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm PHẦN I: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ BIA TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 1. Tình hình tiêu thụ bia thế giới Các nước phát triển uống nhiều rượu bia, nhất là các nước châu Âu. Dân các nước Cộng hòa Czech, Đức, Áo, Ireland dẫn đầu trong tiêu thụ bia, bình quân đầu người hàng năm lần lượt là 132, 107, 106 và 104 lít/người/năm. Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ bia bình quân đầu người, 2010 Trong năm 2011, mức tiêu thụ bia toàn cầu đạt 188,78 tỉ lít, tăng 3,8% so với năm 2010. Trong đó, lượng tiêu thụ của Châu Á đứng đầu thế giới ở mức 66,2 tỉ lít, tiếp đó là thị trường truyền thống Châu Âu 51,2 tỉ lít. Khu vực Trung Đông là khu vực tiêu thụ ít nhất, chỉ đạt 1,4 tỉ lít dù dân số bằng ½ so với Châu Âu. Các khu vực Mĩ La Tinh, Bắc Mĩ, Châu Phi và Châu Đại Dương đạt 30,8; 26,1; 10,8 và 2,2 tỉ lít. Tổng thu nhập của thị trường bia năm 2011 đạt 500,24 tỉ đô la Mĩ Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 7 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Mặc dù đứng đầu thế giới về tổng sản lượng tiêu thụ bia, Châu Á thua xa các đại diện đến từ Châu Âu khi mà top 10 các quốc gia đứng đầu về lượng tiêu thụ bình quân chịu sự thống trị bởi các quốc gia Châu Âu. Đứng đầu năm thứ 19 liên tiếp, CH Séc đạt mức 158,6 lít/1 người, tiếp đó là Ireland (131,1 lít) và Đức (110 lít). Châu Á chỉ có 2 nước duy nhất lọt top 50 đó là Nhật (41) và Trung Quốc (50). Các Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 8 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm nước Đông Nam Á như Việt Nam, Thái Lan đạt mức tiêu thụ bình quân ở mức trung bình của thế giới (~27 lít/1 người) và cách xa khu vực top 50. Sau đây là 10 quốc gia có mức tiêu thụ bình quân theo đầu người cao nhất: Hình 2: Biểu đồ : Top 10 quốc gia có mức tiêu thụ bình quân cao nhất năm 2011 (lít/người) .Nguồn: Kirin Tổng doanh thu của thị trường bia thế giới năm 2011 đạt 500, 24 tỉ đô la Mĩ và được dự báo là sẽ tăng nhẹ 1,1% trong 4 năm tiếp theo. Đóng góp chính cho sự tăng trưởng này là sự tăng trưởng kinh tế của các thị trường mới nổi như Trung Quốc, Brazil, … Hình 3: Biểu đồ tổng doanh thu thị trường bia toàn cầu năm 2011 (nguồn: Indybeer) Theo thống kê, sản lượng của nhóm 40 nước sản xuất bia hàng đầu thế giới trong năm 2012 là khoảng 1,8 tỷ hectolit (1hectolit = 100 lít), tương đương 92% sản lượng bia toàn cầu. Trong khi đó, năm tập đoàn bia lớn nhất hành tinh hiện nay đã chiếm phân nửa thị trường thế giới. Đó là những cái tên như: AB InBev, SABMiller, Heineken, Carlsberg, và China Resource Brewery Ltd: 1. Anheuser-Busch InBev Có trụ sở chính tại Bỉ, sản xuất 352,9 triệu hectoliter mỗi năm, chiếm 18,1% lượng bia sản xuất trên thế giới - Anheuser-Busch InBev, viết tắt là AB InBev, là công ty sản xuất và phân phối bia lớn nhất thế giới hiện nay. 2. SABMiller Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 9 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Có trụ sở tại Vương quốc Anh, sản xuất 190 triệu hectoliter mỗi năm, chiếm 9,7% lượng bia sản xuất bia trên thế giới - SABMiller là một công ty đa quốc gia sản xuất bia và nước giải khát có trụ sở tại London, Anh quốc. 3. Heineken International Có trụ sở tại Bỉ, sản xuất 171,7 triệu hectoliter mỗi năm, chiếm 8,8% lượng sản xuất bia trên thế giới. 4. Carlsberg Group Có trụ sở tại Đan Mạch, sản xuất 120,4 triệu hectoliter mỗi năm, chiếm 6,2% lượng sản xuất bia trên thế giới. 5. China Resource Snow Breweries Ltd Có trụ sở tại Trung Quốc, sản xuất 106,2 triệu hectoliter mỗi năm, chiếm 5,4% lượng sản xuất bia trên thế giới. Bảng 3: Sản lượng bia của một số nước trên thế giới giai đoạn 2011-2012 được thống kê như sau: Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 10 [...]... 14 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Hình 9: Lượng tiêu thụ bia ở Việt Nam qua các năm Hình 10: Sản lượng sản xuất bia ở Việt Nam qua các năm Nguồn: Pomegranate Asia Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 15 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Hình 11: Phân bố bia trên toàn lãnh thổ Việt Nam Nguồn: VinaCorp & Pomegranate Asia Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 16 Thiết. .. MSSV: 20112848 Page 18 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm + 75% cho phân khúc bia đại trà + 12% cho phân khúc bia bình dân, như bia hơi Xu hướng sẽ có sự dịch chuyển trong thời gian tới, tăng bia cao cấp, giảm dần bia bình dân khi mức sống người dân đi lên Hình 15: Một số thương hiệu bia của AB InBev Ảnh: Báo cáo thường niên 2012 AB InBev Theo hãng này, nhà máy bia xây dựng tại Việt... EUR Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 17 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm (Nguồn: www.abinbev.com) Anheuser-Busch InBev – tập đoàn sản xuất bia lớn nhất thế giới dự kiến xây nhà máy sản xuất bia ở Việt Nam vào cuối năm 2014 Hiện, AB InBev Anheuser-Busch InBev là một tập đoàn đa quốc gia có trụ sở tại Leuven, Bỉ Đây là tập đoàn sản xuất bia lớn nhất thế giới với gần 25% thị phần... Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 16 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Hình 12: Hình ảnh 10 loại bia dược tiêu thụ nhiều nhất năm 2010 theo số liệu của Sabeco Thị trường bia Việt Nam hoạt động khá cạnh tranh, với nhiều thương hiệu nổi tiếng như: Tiger, Heineken, Hà Nội, Halida, Sài Gòn, 333, v.v…, từ phân khúc cấp thấp như bia hơi cho đến phân khúc bia thượng hạng 2 thị trường tiêu thụ... quan trọng trong sản xuất bia, những sản phẩm của sự thủy phân đó có phân tử lượng nhỏ thấp hơn vừa là thức ăn của nấm men vừa là cơ chất tham gia các Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 28 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm tương tác hóa học khác nhau quan trọng là phản ứng tạo melanoid làm bia có màu vàng óng mùi vị thơm dịu ngọt và khả năng tạo bọt của bia sau này Và người ta cho... peptid Enzyme này có pHopt =7.2 , topt = 40-450C và nhiệt độ phân hủy là 550C Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 30 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Dipeptidase: phân cắt các dipeptid thành chuỗi acid amin Enzyme này có pHopt =7.5, topt = 50-520C Enzyme destrinase giới hạn: Enzyme cắt các liên kết α- 1,4glycosid của phân tử amylopectin tạo ra các chuỗi mạch thẳng destrin Enzyme... quốc gia Đức và Mỹ Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 34 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Bảng 1: Thành phần hóa học hoa Hình 2 :Hoa bia [ nguồn: wikipedia.com bulông Vai trò của hoa bia trong sản Theo tài liệu [1-52 ta có bảng sau : xuất bia: Thành phần hóa học Hoa bia chứa một số tính chất rất Tỉ lệ phần trăm phù hợp cho bia: Nước Cung cấp vị đắng để cân bằng vị 10-11% ngọt của... độ tăng trưởng kép sản lượng tiêu thụ bia của Việt Nam Theo Euromonitor International, tốc độ tăng trưởng kép sản lượng tiêu thụ bia của Việt Nam giai đoạn 2011-2016 được dự báo từ 6 – 9.99%/năm Hình 5: Thị ph ần bia toàn cầu Ảnh: The Wall Street Journal Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 12 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm 42,5% thị phần bia toàn cầu thuộc về 4 tay chơi lớn trong... và khu vực Hình 6: Sản lượng bia tiêu thụ toàn cầu trung bình trên đầu người năm 2010 (lít) Ảnh: Pomegranate Asia Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 13 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Hình 7: Sản lượng bia tiêu thụ đầu người của Việt Nam trong năm 2010 Nguồn: Pomegranate Asia Hình 8: Mức tiêu thụ bia các nước Đông Nam Á, 2011 Việt Nam là nước “khát” bia nhất tại Đông Nam Á trong... dân số nhỏ hơn 40 tuổi 31 triệu dân số nằm trong độ tuổi 20-40 35% dân số nhỏ hơn 20 tuổi Mỗi năm có thêm hơn 1 triệu dân số bước sang độ tuổi 18 Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 11 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Việt Nam đang trở thành một trong những thị trường tiêu dùng hấp dẫn nhất thế giới, trong đó có thị trường bia Việt Nam đang là nước tiêu thụ bia nhiều nhất Đông Nam . 20112848 Page 1 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Với tương lai rộng mở của ngành bia, em xin lập bản thiết kế phân xưởng nấu nhà máy sản xuất bia với công xuất 30 triệu lít/năm Nguyễn. 15 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm Hình 11: Phân bố bia trên toàn lãnh thổ Việt Nam Nguồn: VinaCorp & Pomegranate Asia Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 16 Thiết kế phân. máy bia 30 triệu lít/năm Kết luận 85 Tài liệu tham khảo 86 Nguyễn Thị Diệp MSSV: 20112848 Page 5 Thiết kế phân xưởng nấu nhà máy bia 30 triệu lít/năm GHI CH Ú Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ bia bình