Bài giảng Một số nghiên cứu điển hình về áp dụng sản xuất sạch hơn: Áp dụng sản xuất sạch hơn trong công nghiệp sản xuất bia

MỘT SỐ

NGHIÊN CỨU ĐIỂN
HÌNH VỀ

ÁP DỤNG SXSH

GV: ThS. Lý Thuận An

Email:
ÁP DỤNG SXSH

TRONG CÔNG
NGHIỆP SẢN XUẤT BIA
TỔNG QUAN QUÁ

TRÌNH SẢN XUẤT
 Bia là một loại nước giải khát lên men bổ
dưỡng, có độ rượu nhẹ (hàm lượng
ethanol khoảng 3-6%), có gas (CO
2
3-4g/l)
có bọt mịn, xốp, hương vị thơm ngon.
 Các nguyên liệu chính để sản xuất bia:
 malt (đại mạch, tiểu mạch);
 nguyên liệu thay thế (gạo, lúa mì, ngô);
 hoa houblon;
 Men;
 một lượng nước rất lớn.
 Các công đoạn chính:
 đường hóa,

 nấu sôi dịch nha với hoa houblon,
 lên men bia, lọc
 đóng chai
Xay, nghiền
Malt
Nguyên

liệuthaythế
Nước
Nước
Nướcthải
Nướcthải
Nướcthải
Nướcthải
Nướcthải
Nướcthải
Phụ

gia
Đường

hóa

(nấunha)
Lọcdịch

đường
Nấusôidịch

nha

vớihoa
Tách

bã
Làm

lạnh
Lên

men chính, phụ
Lọcbia
Bão

hòa

CO
2
Chiếtchai, đóng

nắp
Thanh

trùng
Nướcthải
Bã

lọc
Bã

men
Bã

hoa
Bã

malt
Nướcthải
Hoa

houblon
Men giống
Phụchồimen
Chấttrợ

lọc
Rửachai
NướcXút
Chai
Các

vấn

đề

môi

trường
 Nướcthải: sinh ra mộtlượng nướcthảirất
lớnvớichấthữucơ cao, pH, nhiệt độ cao

 Tiêu thụ nhiềunước và khá nhiềunăng
lượng
 Mùi từ nhà lên men và phát thảikhítừ nồi
hơi
 Các chất thải rắn: cặn sinh khối + men dư,
chất trợ lọc
Mộtsố

đặctrưng

nướcthải

nhà

máy

bia

SG
Thông

số, đơnvị Giá

trị
TCVN 5945 -

1995
A B C
pH 4,5 –

5,0 6 –

9 5,5 –

9 5 –

9
BOD
5

, mg/l 1700 –

2700 20 50 100
COD, mg/l 3500 –

4000 50 100 400
SS, mg/l 250 –

300 50 100 200
Tổng

PO
4
3-
, mg/l
20 –

40 4 6 8
NH
3

-N, mg/l 12 –

15 0,1 1 10
Các

định

mứctiêuthụ

nguyên

liệuvà

phát

sinh

chấtthải
Định

mức

nguyên

liệu/
chấtthải
Công

nghệ

truyền

thống
Công

nghệ

trung

bình
BAT
Nước(m
3
/m
3

bia)
20 –

35 7 –

15 4
Nhiệt

(MJ/100L bia)
390 250 150
Điện

(kWh/100L bia)

20 16 8 –

12
Malt/nguyên

liệuthaythế

malt (kg/100L bia)
18 16 15
NaOH

(kg/100L bia) 0,5 0,25 0,1
Chấttrợ

lọc

Kieselguhr

(g/100L bia)
570 255 80
Nướcthải(m
3
/m
3

bia)
18 –

28 5,5 –

12 2,5
Các

vấn

đề

môi

trường

quan

tâm

ở

các

công

đoạn

chính

trong

sảnxuấtbia
NẤU MẠCH NHA
LÊN MEN

LỌC BIA
ĐÓNG CHAI
Malt, Nước
Ngũ

cốcthaymalt
Hoa

houblon
Nước, kiềm
Mùi
Bã

bột
Nướcthải
Men
Nước, kiềm
CO
2
Men thừa
Nướcthải
Bộttrợ

lọc
Tấmlọc
Nước, kiềm
Chai, két, nắp
Nhãn, Keo
SôđaNước
Chai

vỡ
Bia

thừa
Nướcthải
BIA CHAI
CO
2
Bộttrợ

lọcvàmen
Tấmlọc
Nướcthải
CÁC CƠ HỘI SXSH
 Công nghiệp sản xuất bia được đặc trưng
bởi sự tiêu thụ nhiều nước và nước thải có
hàm lượng chất hữu cơ cao
 Có rất ít các nguyên liệu và hóa chất nguy
hại được tiêu thụ
 Cơ hội áp dụng SXSH tập trung:
 Giảm thiểu tiêu thụ nguyên liệu
 Cải tiến hiệu suất quá trình
 Xử lý thích hợp các chất thải & sp phụ
QUẢN LÝ NỘI VI
 Giám sát lượng nước sử dụng
 Công tác vệ sinh
 Bão dưỡng
 Cân đối nước nóng
 Sử dụng hơi

 Sử dụng điện
CƠ HỘI SXSH Ở

CÁC CÔNG ĐOẠN
CHÍNH
 NẤU SÔI DỊCH NHA VỚI HOA HOUBLON
Dịch nha được bơm từ

thùng chứa vào
buồng nấu, rồi được đun sôi với hoa houblon
Trong quá

trình sôi, các protein sẽ

keo tụ

và

lắng xuống cùng với bã hoa và

các chất chát
Æ Vô trùng dịch nha, tạo ra vị bia, chiết chắt
đắng từ hoa, tăng nồng độ dịch nha
Mô tả
NẤU MẠCH NHA
Dịch

nha
Hơi
Điện

Dịch

kiềm
Hoa

houblon
Nước
Mùi
Hơi
Nướcthải
Dịch

nha

nóng
Các vấn đề môi trường
 Tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm
không khí
Đây

là

công

đoạntiêuthụ

năng

lượng

nhiều

nhất. Nếunồihơi

đun

bằng

than đáhay dầu
Æ CO
2
, SO
2
, NO
x
, PAH
 Mùi
Quá

trình

nấudịch

nha

sẽ

sinh

ra

mùi

đặc

trưng

có

thể

gây

khó

chịu

cho

những

khu

dân

cư

xung

quanh

Các

cơ

hộiSXSH
 Làm giảmsự bay hơicủadịch nha:
giảm bay hơitừ 8 – 15% bình thường Æ
5 – 8%: sẽ làm giảm đáng kể tiêu thụ
năng lượng
 Cảitiếnsự truyềnnhiệt: làm vệ sinh
định kỳ các ống dẫn hơi để tránh tạo cặn
trên các ống hơi
 Tận thu nhiệt từ hơi dịch nha:
Æ sử dụng nhiệt từ hơi dịch nha để đun nóng
nước, lắp vòi hơi để tái sử dụng
LÊN MEN
LÊN MEN
Dịch

nha

được

thông

khí
Điện
CO
2
Hèm (sinh khối men)

Bia

tươi
Mô

tả
 Trong thờigianlênmen, nấmmen sẽ
phát triển và chuyểnhóadịch chiết
thành etanol và CO
2
. Do sự sinh trưởng
củanấm men (6 – 7 lần), sẽ có một
lượng hèm (sinh khốimen) đáng kể từ
thiếtbị lên men
 Lên men chính: thựchiện ở nhiệt độ 28
0
–30
0
, tế bào nấm men phát triểnmạnh,
phân hủynhiềucơ chất Æ ethanol, CO
2
,
H
2
O. KếtthúcÆ bia non còn đục, có mùi
đặctrưng
 Lên men phụ: thựchiệntrongcácthiếtbị
kín, 0 – 5
0
C. Quá trình lên men chậm, ủ

chín bia, có thể kéo dài vài tuầntùytheo
từng loạibia
Các

vấn

đề

môi

trường
 Phầnhèmlàmhàmlượng chấthữucơ trong
nướcthảicao
 Huyền phù men (men + bia) có BOD rấtcao
(120.000 – 140.000mg/l)
Æ Khi thảivàonướccống sẽ gây ô nhiễmnặng
và tạomùikhóchịukhibắt đầuphânhủy
 Quá trình lên men sinh CO
2
Æ hiệu ứng nhà
kính
Các

cơ

hộiSXSH
 Tậndụng nhiệttừ dịch nha nóng: dùng
nướclàmnguộidịch nha trướckhilênmen,
nướcnóngthuđược dùng trong các công
đoạnkhác

 Sử dụng hèm làm sảnphẩmhữuích:
hèm chứa nhiều protein, vitamin, chấtbéovà
khoáng Æ làm thức ăn gia súc, cá,