Các công nghệ xử lý nước cấp trong nhà máy sản xuất bia

Chào thầy và các bạn
đến với buổi thuyết trình của nhóm 2
Danh sách nhóm:
1. Nguyễn Thị Yến Nhi
2. Nguyễn Thị Bích Ngọc
3. Đặng Thị Hồng Loan
4. Đặng Thị Trung Trinh
5. Dương Thị Bích Hiền
6. Lê Thị Thanh Nga
7. Đoàn Việt Minh
8. Lê Thị Xuân Thi
M c L cụ ụ

Lời mở đầu

Nội dung

I/ Nước cấp trong sản xuất bia

1/ Nguồn nước cấp phổ biến

2/ Mục đích, yêu cầu chung về chất lượng nước cấp

3/ Tiêu chí lựa chọn nguồn nước cấp

II /Các quy định về chất lượng nước cấp hiện hành của sản phẩm bia

III/ Các công nghệ xử lý nước cấp trong nhà máy sản xuất bia.
Lời mở đầu

Nước là một trong những nguyên

liệu chính để sản xuất bia. Trong
quá trình sản xuất bia ta cần một
lượng nước rất lớn, một phần
dùng để đun sôi, hồ hóa, đường
hóa, làm lạnh, rửa dụng cụ thiết
bị, vệ sinh phân xưởng sản xuất.

Nước dùng để sản xuất bia không
phải chỉ đạt đến tiêu chuẩn của
nước uống, mà đòi hỏi phải có
thêm những tiêu chuẩn kỹ thuật
riêng.
I/ Nước cấp trong sản xuất bia
1/ Nguồn nước cấp phổ biến

Nước bề mặt ( nước hồ, ao, sông, suối): thường bị ảnh hưởng
trực tiếp bởi hoạt động của con người: chất thải sinh hoạt, chất
thải công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật…

Nước ngầm ( nước ở trong lòng đất) : chất lượng thường bị
ảnh hưởng bởi điều kiện địa tầng, thời tiết nắng mưa, các quá
trình phân hóa và sinh hóa trong khu vực.
2/ Mục đích, yêu cầu chung về chất lượng nước cấp
a/ Mục đích sử dụng dụng nước cấp

Mục đích sử dụng nước trong nhà máy bia là:

Làm lạnh, rửa chai, thanh trùng làm nguội, tráng và vệ sinh
thiết bị (CIP), nấu và rửa bã, vệ sinh nhà xưởng (nước rửa sàn;
phòng lên men,phòng tàn trữ ), vệ sinh hệ thống băng tải có

dầu nhờn ở khu vực chiết chai, làm mát các bơm chân không,
và phun rửa bột trợ lọc,nước vệ sinh- sinh hoat,nước rữa chai
va két chứa.

Tùy vào mục đích sử dụng mà chất lượng nước cấp cũng khác
nhau.

b/ Yêu cầu chung về chất lượng nước cấp

Mỗi quốc gia đều có những yêu cầu riêng về chất lượng nước
cấp, thông qua các quy chuẩn hoặc tiêu chuẩn về nước cấp
hiện hành

Việt Nam: QCVN 01: 2009/BYT (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về chất lượng nước ăn uống)

EU: Chỉ thị số 98/83/ EEC ( Chất lượng nước sử dụng cho con
người )

Mỗi bộ tiêu chuẩn có thể khác nhau, tuy nhiên các chỉ tiêu này
phải đạt tiêu chuẩn an toàn về: vệ sinh, chất độc hại, VSV…
3/ Tiêu chí lựa chọn nguồn nước cấp

-Nguồn nước cấp phải có lưu lượng trung bình nhiều năm theo
tần suất yêu cầu của nhà máy sản xuất bia.

Trữ lượng nguồn nước phải đảm bảo khai thác trong nhiều
năm

-Chất lượng nguồi nước cấp phải đáp ứng yêu cầu vệ sinh, yêu

tiên chọn nguồn nước cấp dễ xử lý ít dùng hóa chất.

-Ưu tiên chọn nguồn nước cấp gần nơi nhà máy sản xuất bia
TT Tên chỉ
tiêu
Đơn vị
tính
Giới hạn
tốiđa
TCVN
Giới hạn tốiđa
WHO
Phương
pháp thử
Mức độ
kiểm tra
I. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ
1 Màu sắc TCU 15 15 TCVN 6187-
1996 ( ISO
7887-1985 )
I
2 Mùi vị Không có mùi
vị lạ
Không có mùi
vị lạ
Cảm quan I
3 Độ đục NTU 5 5 TCVN 6184-
1996
I
4 pH 6.0-8.5 (**) 6.0-8.5 (**) TCVN 6194-

1996
I
5 Độ cứng mg/l 300 300 TCVN 6224-
1996
I
6 Amoni
( tính theo
NH4+)
mg/l 1.5 1.5 TCVN 5988-
1995 (ISO
5664-1984)
I
II /Các quy định về chất lượng nước cấp
1/ Các chỉ tiêu chung về nước cấp cho các nhà máy sản xuất thực phẩm.
7 Nitrat ( tính
theo NO3- )
mg/l 50 50 TCVN 6180-1996
(ISO 7890-1988)
I
8 Nitrit ( tính
theo NO2- )
mg/l 3 3 TCVN 6178-1996(ISO
9297-1989)
I
9 Clorua mg/l 250 250 TCVN 6194-1996 (ISO
9279-1989)
I
10 Asen mg/l 0.005 0.005 TCVN 6182-1996(ISO
6595-1982)
I

11 Sắt mg/l 0.5 TCVN 6177-1996(ISO
6332-1988)
I
12 Độ ô-xy hóa
theo KMn04
mg/l 2 2 Thường quy kỹ thuật
cảu Viện Y học lao
động và vệ sinh môi
trường
I
13 Tổng số chất
rắn tan (TDS)
mg/l 1000 500 TCVN 6193-1996(ISO
9696-1992)
II
14 Đồng mg/l 1 2 TCVN 6193-1996(ISO
8288-1986)
II
16 Florua mg/l 1.5
17 Chì mg/l 0.01 0.01 TCVN 6195-1996
(ISO 10359-1992)
II
18 Mangan 0.5 0.4 TCVN 6193-1996
(ISO8286-1986)
II
19 Thủy ngân mg/l 0.001
0.006
TCVN 6002-1995
(ISO6333-1986)
II

20 Kẽm mg/l 3
3
TCVN 6193-1996
(ISO 6193-1996 (ISO
8288-1989)
II
II. Vi sinh vật
21 Colifom tổng
số
Vi khuẩn
/100ml
0 0 TCVN 6187-1996
(ISO 9308-1990)
I
22 E. Coli hoặc
Colifom chịu
nhiệt
Vi khuẩn
/100ml
0 0 TCVN 6187-1996
(ISO 9308-1990)
I
III. Tính phóng xạ
23
Độ phóng xạ α
pCi/L 3 0.1 TCVN
6219-1995
II
24
Độ phóng xạ β

Bq/L 30 1 TCVN
6219-1995
II

Giải thích:
1. (*) Mức độ kiểm tra:
a. Mức độ I:
Bao gồm những chỉ tiêu phải được kiểm tra trước khi đưa
vào sử dụng và kiểm tra ít nhất sáu tháng một lần. Đây là những
chỉ tiêu chịu sự biến động của thời tiết và các cơ quan cấp nước
cũng như các đơn vị y tế chức năng ở các tuyến thực hiện được.
Việc kiểm tra chất lượng nước theo các chỉ tiêu này giúp cho việc
theo dõi quá trình xử lý nước của trạm cấp nước và sự thay đổi
chất lượng nước của các hình thức cấp nước hộ gia đình để có
biện pháp khắc phục kịp thời.
b. Mức độ II:
Bao gồm các chỉ tiêu cần trang thiết bị hiện đại để kiểm tra và ít
biến động theo thời tiết. Những chỉ tiêu này được kiểm tra khi:
-Trước khi đưa nguồn nước vào sử dụng.
-Nguồn nước được khai thác tại vùng có nguy cơ ô nhiễm các
thành phần tương ứng hoặc do có sẵn trong thiên nhiên.
-Khi kết quả thanh tra vệ sinh nước hoặc điều tra dịch tễ cho thấy
nguồn nước có nguy cơ bị ô nhiễm.
-Khi xảy ra sự cố môi trường có thể ảnh hưởng đến chất lượng
vệ sinh nguồn nước.
-Khi có nghi ngờ nguồn nước bị ô nhiễm do các thành phần nêu
trong bảng tiêu chuẩn này gây ra.
-Các yêu cầu đặc biệt khác.
2. (**) Riêng đối với chỉ tiêu pH: giới hạn cho phép được quy định
trong khoảng từ 6,0 đến 8,5


TCU: Viết tắt của tiếng Anh True Colour Unit, mà ở đây người ta
thường dùng đơn vị đo độ màu là Platin-Cobalt. Độ màu tối đa là
15 TCU có nghĩa là độ màu tối đa trong nước cho phép là 15
mgPt/L. Độ màu biểu kiến trong nước dùng thường do các chất lơ
lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc.
Trong khi đó để loại bỏ màu thực của nuwowccs ( do các chất hòa
tan tạo nên ) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp.

NTU (Nephelometric Turbidity Unit): Đơn vị đo độ đục, ngoài
NTU còn có các đơn vị khác như: FTU(Formazin Turbidity Unit),
mgSiO2/L, JTU(Jackson Turbidity Unit)

pCi/L: Picocuri/L

Bq/L: Becquerel/L

TDS(Total Disolved Solids)
2/ Đối với nhà máy sản xuất bia
a. Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia
- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l.
- Hàm lượng muối Mg không quá 100mg/l.
- Hàm lượng muối Clorua 75÷150 mg/l.
- Hàm lượng muối CaSO4 130÷200mg/l .
- Hàm lượng Fe2+ không quá 0,3mg/l.
- Khí NH3 và các muối NO3 -, NO2-: không có.
- Vi sinh vật không quá 100 tế bào /ml.
- E.coli,coliform: không có.
- Độ cứng: 4÷12 mg/l
- PH: 6.5÷ 7

b/ . Sử dụng nước trong sản xuất bia:

Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như
ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, công
đoạn chiết rót ), tạo nên sản phẩm cuối cùng. Có thể
nói nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do
trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90-92%trọng
lượng bia

Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất
lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành
phẩm . Nước công nghệ được sử dụng trong quy trình
nấu malt, nấu gạo, rữa bã, ngâm đại mạch
Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt:
-Yêu cầu quan trọng nhất là nướckhông được chứa nhiều tạp
chất và vi sinh vật.
- Nước dùng để nấu bia:
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hòa tan chất đắng, chất c
hát trong vỏ malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia
có vị đắng khó chịu.
Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid c
ủa hồ malt làm cảntrở hoạt động của hệ enzim trong malt
2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2
CO2

Từ phản ứng trên ta nhận thấy rằng 2 phân tử có tính acid
sẽ thu được một phân tử kết tủa và một phân tử có tính
kiềm.

2KH2PO4 + Ca(HCO)3 =CaHPO4 +2H2O +2CO2

Nhận thấy rằng từ 2 phân tử có tinh acid KH2PO4sẽ thu được
2 phân tử có tính kiềm K2HPO4, Na2HPO4
-Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị:

Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa
nhiều hợp chất hữu cơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật

Nước rữa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc
biệt không chứa các muối NH3 và các muối nitrit
c. Sử dụng nước trong tất cả các quá trình sản xuất bia:

Không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm
nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh
hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này sử
dụng vào nhiều mục đích khác nhau : nước nồi hơi, nước vệ
sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước thanh trùng.
Mỗi mụch đích đòi hỏi chất lượng riêng,nước được xử lí
theo yêu cầu sử dụng
III/ công nghệ xử lý nước cấp trong nhà máy sản xuất bia.

Công nghệ RO
•
Hệ thống lọc nước RO được sử dụng
nhiều trong các lĩnh vực nó dùng để sản
xuất nước uống đóng chai, đóng bình,
nước tinh khiết và nước siêu tinh khiết
phục vụ chi sản xuất dược phẩm, vi
mạch, phòng thí nghiệm…

Về cơ bản một hệ thống lọc nước RO

gồm:
•
Hệ thống tiền xử lí:lọc than, lọc kim loại
nặng, làm mềm, lọc cặn
•
Hệ thống màng lọc thẩm thấu ngược RO
•
Hệ thống khử trùng

Hệ thống tiền xử lí

Mụch đích: loại bỏ các kim loại nặng, chất hữu cơ, chất làm cứng
nước, các cặn lơ lửng trong nước nhằm giảm tải cho màng lọc
thẩm thấu ngược RO, giúp tăng tuổi thọ của màng

Hệ thống tiền xử lí bao gồm:

Cột xử lí kim loại nặng: đây là công đoạn lojcc thô đầu tiên của hệ
thống. Tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước cấp có thể có nhiều
cột lắp nối tiếp nhau. Sử dụng các vật liệu như cát lọc nước, hạt
filox, hạt mangan…nhằm mụch đích loại bỏ các kim loại nặng còn
lại trong nước.

Cột lọc than hoạt tính: than hoạt tính được sử dụng để hấp thụ các
độc tố, loại bỏ các chất gây mùi, màu, khử clo còn trong nước do
quá trình sử dụng nước cấp

Cột làm mềm nước:sử dụng hạt
nhựa trao đổi ion để làm mềm
nước, loại bỏ các thành phần gây

ra độ cứng của nước là canxi và
magie

Thiết bị lọc tinh: sử dụng các lõi
lọc như lõi lọc sợi quấn, lõi lọc
PP có kích thước từ 1 micron
đến 10 micron nhằm loại bỏ các
hạt cặn có kích thước nhỏ.

Hệ thống RO

Đây là thiết bị quan trọng nhất quyết định
đến chất lượng nước thành phẩm. Tại đây
dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu (được
tạo ra bởi bơm cao áp) màng lọc thẩm
thấu ngược loại bỏ các ion kim loại có
trong nước đồng thời xử lí đến 90% các vi
khuẩn có trong nước. Làm cho nước có độ
tinh khiết cao. Chất lượng nước thành
phẩm phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu và
chất lượng nước sau khi qua các thiết bị
tiền xử lí trước RO. Màng lọc RO chỉ vận
hành đạt hiệu quả và chất lượng cao nhất
khi nước đi qua màng lọc phải đảm bảo
các yêu cầu sau:
•
Nước có độ cứng càng nhỏ càng tốt (<17 mg/l)
•
Không có các chất oxy hóa
•

Có độ trong càng lớn càng tốt và hạn chế vi khuẩn có
trên màng vì khi dừng máy với thời gian lớn chính các
vi khuẩn này sẽ làm hỏng màng. Đó là cơ sở để chúng
ta lựa chọn các thiết bị tiền xử lí cho RO như trên.
Nước sau khi qua RO được đưa vào bể chứa nước thành
phẩm.
•
Hệ thống khử trùng nước
•
Nước sau khi lọc qua hệ thống RO cần phải được khử
trùng nhằm đảm bảo tiêu diệt hết tất cả các vi sinh vật.
Hệ thống khử trùng gồm: