Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm điện trong ngành công nghiệp sản xuất bia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

NGUYỄN MẠNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM
ĐIỆN TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT BIA

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

NGUYỄN MẠNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM
ĐIỆN TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP
SẢN XUẤT BIA

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TSKH. HỒ ĐẮC LỘC

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS. TSKH. HỒ ĐẮC LỘC

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 12 tháng 03 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
Họ và tên

TT

Chức danh Hội đồng

1

PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương

Chủ tịch

2

PGS.TS. Dương Hoài Nghĩa

Phản biện 1

3

TS. Võ Hoàng Duy

Phản biện 2

4

PGS.TS. Lê Minh Phương

5

TS. Đặng Xuân Kiên

Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 2016

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN MẠNH TUÂN

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 01/11/1983

Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

MSHV: 1441830026

I- Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN TRONG NGÀNH
CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Nghiên cứu tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bia.
- Quy trình sản xuất và tiềm năng tiết kiệm điện trong quá trình sản xuất bia.
- Các giải pháp tiết kiệm điện cho các hệ thống thiết bị tiêu thụ điện chính
trong ngành công nghiệp sản xuất bia.
- Phân tích hiện trạng sử dụng năng lượng tại Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi.
- Tính toán và đề ra các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
cho Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi.
III- Ngày giao nhiệm vụ: 20/08/2015
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/01/2016
V- Cán bộ hướng dẫn: GS.TSKH. HỒ ĐẮC LỘC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn
gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)


ii

LỜI CÁM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại trường Đại học Công nghệ TP.HCM.
Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên,
giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến GS.TSKH. Hồ Đắc Lộc;
PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể thầy cô giáo của Trường
đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ vô cùng có ích trong suốt thời gian học

tập vừa qua.
Cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau
đại học của trường Đại học Công nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Ngoài ra, để đạt được kết quả trên là nhờ sự giúp đỡ của Lãnh đạo Nhà máy
Bia Sài Gòn Củ Chi, sự tận tình của anh em Phòng kỹ thuật của Nhà máy đã giúp
tôi hoàn thành luận văn này.
Bên cạnh đó, cho tôi gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo Trung tâm Tiết kiệm Năng
lượng TP.HCM - Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất cho
tôi trong quá trình học tập.
Cuối cùng, tôi cũng cảm ơn những lời động viên từ gia đình, bạn bè và
những người đã luôn bên tôi, khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài
nghiên cứu của mình.
Nguyễn Mạnh Tuân


iii

TÓM TẮT
Các nguồn năng lượng đang được sử dụng phổ biến hiện nay trên thế giới là
nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu, khí…Tuy nhiên tất cả các nguồn năng
lượng này lại đang đứng trước vấn đề cạn kiệt. Các nguồn năng lượng khác như
năng lượng mặt trời, năng lượng gió…việc khai thác và sử dụng chúng hiện tại còn
gặp nhiều khó khăn về mặt công nghệ và chưa hoàn toàn hiệu quả về mặt kinh tế.
Hơn nữa dưới sự biến động của giá năng lượng ngày càng tăng làm thúc đẩy
việc thực hiện tiết kiệm năng lượng cho các ngành sản xuất công nghiệp, đặc biệt là
ngành công nghiệp sản xuất bia đang rất phát triển trên thị trường hiện nay. Chính
vì thế việc nghiên cứu tìm kiếm các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả trong ngành công nghiệp sản xuất bia nhằm mang lại lợi ích kinh tế, cải thiện
môi trường, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững, qua đó góp phần đảm

bảo an ninh năng lượng của quốc gia.


iv

ABSTRACT
Nowadays, fossil energy resources such as coal, oil and gas are popular used
all around the world.
Nevertheless, all of the kind of these energies will have been facing to
become exhausted.
Other energies such as solar energy, wind energy ..to exploit and use are
facing many issues about technology. In addition, these energies are not efficiency
in economic.
Furthermore, fluctuation of prices of energy prices will have been increasing
day by day. This action has been speeding up saving energy processes in industry
manufacturing especially in beer manufacturing industry market.
Hence, researching and seeking the saving energy solutions also efficiency
solution in beer manufacturing industry to enhance the benefit economic, improving
environment, implement sustainable economy – social and through that action to
ensure national energy security.


v

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................................... ii
TÓM TẮT ...........................................................................................................................iii
ABSTRACT ........................................................................................................................ iv
MỤC LỤC ........................................................................................................................... v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ ix
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... x
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... xi
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................. ii
TÓM TẮT.................................................................................................................. iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................x
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU .............................................................................................1
1.1.Đặt vấn đề: ........................................................................................................1
1.2.Tính cấp thiết của đề tài: ...................................................................................4
1.3.Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu: .............................................6
1.3.1. Mục tiêu của đề tài: ...................................................................................6
1.4.Nội dung nghiên cứu: ....................................................................................6
1.5.Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu: ...........................................6
1.6.Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài: ..............................................7
1.7.Cấu trúc luận văn: .........................................................................................7
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN ......................................................................................8
2.1.Lịch sử hình thành: ............................................................................................8
2.2.Đặc điểm về bia:................................................................................................8


vi

2.3.Nguyên liệu chính: ............................................................................................9
2.4.Malt: ..............................................................................................................9
2.3.Hoa houblon: ...............................................................................................13

2.4.Nước: ...........................................................................................................13
2.5.Thế liệu: ......................................................................................................14
2.6.Nấm men: ....................................................................................................15
CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG TRONG CÔNG NGHỆ .............................................................................16
SẢN XUẤT BIA .......................................................................................................16
3.1.Các công đoạn trong sản xuất bia: ..................................................................16
3.2.Công đoạn chuẩn bị liệu: ............................................................................17
3.4.Công đoạn chuẩn bị dịch lên men: ..............................................................19
3.5.Công đoạn lên men: ....................................................................................23
3.6.Quá trình hoàn thiện sản phẩm: ..................................................................25
3.7.Tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất bia: .......................28
3.7.1.Quá trình vệ sinh: .....................................................................................28
3.7.2.Quá trình cung cấp hơi: ............................................................................29
3.7.3.Quá trình cung cấp lạnh: ..........................................................................29
3.7.4.Quá trình cung cấp khí nén: .....................................................................29
3.7.5.Quá trình thu hồi và sử dụng CO2: ...........................................................29
CHƯƠNG 4 : NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA
...................................................................................................................................30
4.1.Tiêu thụ nhiên liệu: .........................................................................................31
4.2.Tiêu thụ điện: ..................................................................................................33
CHƯƠNG 5 : GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ
ĐIỆN CHÍNH............................................................................................................36
5.1.HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG:.....................................................36
5.1.2.Lợi ích của hệ thống quản lý năng lượng: ...............................................36
5.1.3.Thành lập Ban quản lý năng lượng: .........................................................36


vii

5.1.4.Theo dõi năng lượng tiêu thụ: ..................................................................37
5.2.HỆ THỐNG TRẠM BIẾN ÁP: ......................................................................38
5.3.HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG: ..........................................................................38
5.3.1.Sử dụng đèn có hiệu suất phát sáng cao và tuổi thọ lớn. Ánh sáng phù
hợp với nhu cầu sử dụng: ..................................................................................39
5.3.2.Sử dụng thiết bị điện tử: ...........................................................................39
5.4.Nhược điểm của ballast điện tử: .....................................................................40
5.4.1.Tăng hiệu quả sử dụng ánh sáng phản xạ: ...............................................40
5.5.Hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động: ....................................................40
5.6.Các yêu cầu đối với đơn vị sử dụng: ...........................................................40
5.7.HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ: ........................................................................41
5.8.HỆ THỐNG LẠNH: .......................................................................................42
5.8.1.Thiết bị ngưng tụ: .....................................................................................42
5.8.2.Thiết bị bay hơi: .......................................................................................43
5.8.3.Hệ thống phân phối lạnh: .........................................................................43
5.8.4.Hệ thống bơm, quạt giải nhiệt: .................................................................43
5.8.5.Thu hồi nhiệt từ hệ máy nén: ...................................................................44
5.8.6.Thu hồi nước từ quá trình làm lạnh nhanh: ..............................................44
5.8.7.Áp dụng hệ thống làm lạnh tầng: .............................................................44
5.8.8.CÁC THIẾT BỊ CHUYÊN DỤNG KHÁC: ...........................................44
5.8.8.1.Lựa chọn thiết bị nghiền và lọc: ............................................................44
5.8.8.2.Thu hồi dịch nha loãng: ........................................................................45
5.8.8.3.Áp dụng công nghệ lên men nồng độ cao, giảm mức tiêu hao năng
lượng: ................................................................................................................45
5.8.8.4.Ứng dụng công nghệ mới (bao gồm cả sử dụng enzyme) để rút ngắn
thời gian sản suất, tăng hiệu suất: .....................................................................45
5.8.8.5.Tiết kiệm nước trong rửa chai, két: .......................................................46
5.8.8.6.Thiết bị thanh trùng kiểu tuy nen: .........................................................46
5.8.8.7.Duy trì bảo trì bảo dưỡng: .....................................................................47

viii

CHƯƠNG 6 : KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, ........................................48
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

CHO NHÀ MÁY BIA

SÀI GÒN CỦ CHI ....................................................................................................48
6.1.Giới thiệu về hoạt động kiểm toán năng lượng:..............................................49
6.2.Trình tự thủ tục thực hiện kiểm toán năng lượng: ..........................................49
6.3.Thiết bị đo được sử dụng trong quá trình kiểm toán năng lượng: ..................50
6.4.Quy mô Nhà máy và tình hình hiện nay: ........................................................51
6.5.Chế độ vận hành: .............................................................................................51
6.6.Điện năng tiêu thụ: ..........................................................................................51
6.7.Suất tiêu hao năng lượng:................................................................................52
6.8.Hệ thống thiết bị sản xuất: ..............................................................................53
6.9.Ràng buộc tài chính .........................................................................................53
6.10.Ràng buộc về mặt kỹ thuật: ...........................................................................54
6.11.Các giải pháp tiết kiệm điện năng: ................................................................54
6.11.1. Giải pháp ...............................................................................................54
6.11.3. Giải pháp 2 ............................................................................................56
6.12.Giải pháp 3: ...............................................................................................59
6.13.Giải pháp 4 ................................................................................................63
CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................65
7.1.Kết luận ...........................................................................................................65
7.2.Kiến nghị .........................................................................................................66
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................68
PHỤ LỤC

ix

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GDP

: Tổng sản phẩm Quốc nội

IRR

: Suất sinh lời nội tại

KTNL

: Kiểm toán năng lượng

LV

: Luận văn

NPV

: Giá trị hiện tại thuần

QLNL

: Quản lý năng lượng

TKNL

: Tiết kiệm năng lượng

TOE

: Tấn dầu tương đương quy đổi

VSV

: Vi sinh vật


x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các dạng năng lượng hóa thạch chính trên trái đất ....................................1
Bảng 1.2: Hệ số đàn hồi ..............................................................................................3
Bảng 1.3: Tiêu thụ năng lượng/GDP ..........................................................................3
Bảng 2.1: Phân biệt bia - rượu ....................................................................................8
Bảng 4.1: Bảng tiêu hao tài nguyên trong một số nhà máy bia ................................31
Bảng 4.2: Bảng tỷ lệ % các dạng năng lượng sử dụng trong 2 năm .........................32
Bảng 4.3: Bảng tỷ lệ % lượng hơi sử dụng tại các khu vực trong 2 năm .................32
Bảng 4.4: Bảng tỷ lệ % lượng hơi sử dụng tại các khu vực trong 2 năm ................32
Bảng 4.5: Bảng tỷ lệ % tiêu thụ điện năng của từng khu vực trong 2 năm ..............33
Bảng 4.6: Bảng tỷ lệ % tiêu thụ điện năng của phân xưởng động lực trong 2 năm
của 1 Nhà máy bia điển hình .....................................................................................33
Bảng 6.1: Danh mục các thiết bị đã sử dụng trong kiểm toán năng lượng ...............50
Bảng 6.2: Số giờ vận hành trong năm tại các khu vực .............................................51
Bảng 6.3: Biểu giá điện theo giờ năm 2014 ..............................................................51
Bảng 6.4: Các ràng buộc về năng lượng và tiêu chuẩn .............................................54
Bảng 7.1: Tổng hợp các giải pháp tiết kiệm năng lượng ..........................................66

xi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 : Các dạng năng lượng ................................................................................1
Hình 1.2: Biểu đồ trữ lượng các dạng năng lượng trên thế giới .................................2
Hình 1.3: Biểu đồ hệ số đàn hồi ..................................................................................3
Hình 1.4: Biểu đồ tiêu thụ năng lượng/GDP ...............................................................4
Hình 1.5: Biểu đồ hệ số đàn hồi ..................................................................................5
Hình 2.1: Bông đại mạch ............................................................................................9
Hình 2.2: Đại mạch 2 dòng .......................................................................................10
Hình 2.3: Đại mạch 6 dòng .......................................................................................10
Hình 2.4: Hạt đại mạch .............................................................................................12
Hình 2.5: Cấu tạo đại mạch .......................................................................................12
Hình 2.6: Nước trong sản xuất bia ............................................................................14
Hình 3.1: Các công đoạn trong sản xuất bia .............................................................17
Hình 3.2: Máy nghiền búa .........................................................................................18
Hình 3.3: Máy nghiền 6 trục khô ..............................................................................18
Hình 3.4: Thiết bị nồi nấu .........................................................................................19
Hình 3.5: Thiết bị lọc nồi ..........................................................................................21
Hình 3.5: Thiết bị lọc khung bản ..............................................................................21
Hình 3.7: Thiết bị nồi đun sôi ...................................................................................22
Hình 3.8: Thiết bị nồi lắng xoáy ...............................................................................22
Hình 3.9: Thiết bị trao đổi nhiệt ................................................................................22
Hình 3.10: Tank lên men kín.....................................................................................24
Hình 3.11: Thiết bị lọc trong bia ...............................................................................26
Hình 3.12: Máy rửa chai ...........................................................................................27
Hình 3.13: Máy chiết chai .........................................................................................27
Hình 4.1: Nguồn năng lượng/nguyên liệu sử dụng trong nhà máy bia .....................30

Hình 6.1: Tổng quan Nhà máy bia Sài Gòn Củ Chi .................................................48
Hình 6.2: Quy trình kiểm toán năng lượng ...............................................................49


xii

Hình 6.3: Thiết bị đo lường kiểm soát. .....................................................................52
Hình 6.4: Bảng theo dõi đo lường năng lượng tiêu thụ. ...........................................52
Hình 6.5: Đèn huỳnh quang 1.2m T8 (36W) ............................................................55
Hình 6.6: Áp suất khí nén cài đặt trong hệ thống hiển thị trên màn hình điều khiển.
...................................................................................................................................56
Hình 6.7: Bố trí máy nén khí và bộ sấy khí ..............................................................57
Hình 6.8: Biểu đồ dòng điện các máy nén khí ..........................................................58
Hình 6.9: Bơm Glycol ...............................................................................................60
Hình 6.10: Hệ thống lạnh trung tâm .........................................................................59
Hình 6.11: Biểu đồ phụ tải dòng điện các máy lạnh. ................................................60
Hình 6.12: Biểu đồ phụ tải lạnh của hệ thống lạnh trung tâm. .................................61


1

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề:
Năng lượng là một trong những yếu tố cần thiết cho sự tồn tại và phát triển

xã hội, đồng thời cũng là yếu tố duy trì sự sống trên trái đất.

Hình 1.1: Các dạng năng lượng

Trong tương lai, nhiên liệu hoá thạch như dầu thô, than đá, khí tự nhiên,
chiếm đa phần năng lượng tiêu thụ sẽ bị cạn kiệt, đồng thời việc sử dụng các dạng
năng lượng này đã và đang gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến môi
trường sống, đây là những vấn đề rất lớn của toàn cầu. Nhiều tổ chức nhà nước,
Trung tâm nghiên cứu phục vụ mục tiêu tiết kiệm năng lượng được thành lập, và
mở rộng hoạt động hiệu quả hơn.
Bảng 1.1: Các dạng năng lượng hóa thạch chính trên trái đất
STT

Dạng năng lượng chính

Trữ lượng năm khai thác còn lại (năm)

1

Dầu

41.6

2

Khí thiên nhiên

60.3

3

Than đá

133

Nguồn: Trung tâm Tiết kiệm Năng lượng TP.HCM


2

Trữ lượng (năm)

Biểu đồ trữ lượng năm khai thác còn lại
của các dạng năng lượng chính trên trái đất
140
120
100
80
60
40
20
0
Dầu

Khí thiên nhiên

Than đá

Các dạng năng lượng

Hình 1.2: Biểu đồ trữ lượng các dạng năng lượng trên thế giới
Đối với nước ta, trong một thời gian dài chúng ta áp dụng chính sách giá
năng lượng bao cấp, những mức giá không phản ánh thực chất chi phí của quá trình
sản xuất, do vậy vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả rất ít được quan
tâm. Khi nhà nước xoá bỏ chế độ bao cấp, các cơ sở sản xuất, kinh doanh phải tự

hoạch toán lỗ lãi, vấn đề sử dụng năng lượng đã được quan tâm nhiều hơn. Trong
những năm gần đây nhận định chung hiện trạng hệ thống năng lượng Việt Nam quy
mô của các ngành điện, than, dầu khí đều có những bước tiến vượt bậc hơn hẳn 10
năm trước đây, góp phần tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá
đất nước. Tuy vậy thành tựu đạt được chưa đủ để đưa các ngành năng lượng vượt
qua tình trạng kém phát triển:
- Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp.
- Đầu tư phát triển năng lượng còn thấp.
- Việc định giá năng lượng còn nhiều bất cập.
- Hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh chưa cao.
- Tỷ lệ phát triển giữa các phân ngành năng lượng chưa hợp lý.
Theo khảo sát thực tế ở Việt Nam, tính hiệu quả của việc khai thác sử dụng
năng lượng đang ở mức khá thấp.


3

Bảng 1.2: Hệ số đàn hồi
Khu vực

STT

Hệ số đàn hồi

1

Việt Nam

2

2

Các nước phát triển

1

3

Bình quân thế giới

1.5

Nguồn: Trung tâm Tiết kiệm Năng lượng TP.HCM

Biều đồ hệ số đàn hồi

Hệ số đàn hồi

2,5
2
1,5
1
0,5
0
Việt Nam

Các nước phát triển

Bình quân thế giới

Khu vực

Hình 1.3: Biểu đồ hệ số đàn hồi
Bảng 1.3: Tiêu thụ năng lượng/GDP
Tiêu thụ năng lượng
Khu vực

STT

(kg OE/1000USD)

1

Việt Nam

600

2

Thái Lan

400

3

Bình quân thế giới

300

Nguồn: Trung tâm Tiết kiệm Năng lượng TP.HCM

4
Biểu đồ tiêu thụ năng lượng
700

kg OE/1000 USD

600
500
400
300
200
100
0
Việt Nam

Thái Lan

Bình quân thế giới

Khu vực

Hình 1.4: Biểu đồ tiêu thụ năng lượng/GDP
Để tạo ra cùng một giá trị kinh tế, Việt Nam tiêu thụ năng lượng rất nhiều so
với bình quân thế giới, thậm chí so với các nước đang phát triến.
1.2.

Tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay trên thế giới có khoảng 25 quốc gia sản xuất bia với sản lượng lớn

hơn 1 tỷ lít/năm. Trong đó các nước như Đức, Mỹ, Úc mỗi năm sản xuất trên 10 tỷ
lít/năm. Sản lượng bình quân tính theo đầu người ở một số nước là 190
lít/người/năm như ở CH Sec, Đức…
Ở Việt Nam, bia được người Pháp du nhập vào cuối thế kỷ 19 với việc xây
dựng 2 nhà máy bia: Nhà máy bia Hà Nội và Nhà máy bia Sài Gòn. Qua hơn một
thế kỷ, hiện nay Việt Nam có hơn 100 nhà máy bia lớn nhỏ trên khắp cả nước.
Từ những năm 90 trở lại đây, sản lượng bia ở Việt Nam tăng nhanh đạt bình
quân 20 lít/người/năm và thu nộp cho nhà nước hàng nghìn tỷ đồng, tạo điều kiện
công ăn việc làm cho hàng chục ngàn lao động.


5
Biểu đồ sản lượng bia tiêu thụ hàng năm
250

Lít/người/năm

200
150
100
50
Cộng hòa
séc

Đức

Úc

Anh

Mỹ

Nhật

Hàn Quốc Việt Nam

Khu vực

Hình 1.5: Biểu đồ hệ số đàn hồi
Nguồn: Báo cáo của ngành bia
Dựa vào tốc độ tăng trưởng trong ngành sản xuất bia và tiêu thụ sản phẩm.
Dựa vào sự phát triển dân số và thu nhập bình quân đầu người, trên cơ sở tham khảo
các mức độ tiêu thụ của các nước trong khu vực, có thể dự báo về mức tiêu thụ bia
ở Việt Nam tới năm 2020 là 40 lít/người/năm.
Do nhu cầu ngày càng cao của thị trường chỉ trong một thời gian ngắn
ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ, tạo cho thị trường bia
Việt Nam phong phú hơn và góp phần nhỏ trong sự đa dạng và phong phú của bia
Thế giới.
Với tốc độ phát triển nhanh hiện nay, nhiều nhà máy bia có vi mô lớn đang
được đầu tư và cũng kéo theo nhiều vấn đề nảy sinh như tiêu tốn tài nguyên và ô
nhiễm môi trường. Nếu áp dụng tiếp cận các giải pháp tiết kiệm năng lượng ngay từ
khi đầu tư các nhà máy mới thì sẽ mang lại hiệu quả cao cho quá trình sản xuất tại
các nhà máy mới này.
Chính vì những lý do trên tôi nghiên cứu đề tài “Các giải pháp tiết kiệm
điện trong ngành công nghiệp sản xuất bia” nhằm giảm chi phí sản xuất, giúp tăng


6

năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh
tranh, tăng lợi nhuận, giảm bớt chi phí đầu tư cho các công trình, đáp ứng nhu cầu
sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời giảm sự
phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài
nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững.
1.3.

Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu:

1.3.1. Mục tiêu của đề tài:
- Tìm ra những giải pháp tiết kiệm điện cho các thiết bị trong ngành công
nghiệp sản xuất bia, góp phần giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận, nâng cao
thương hiệu, uy tín trên thị trường đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.
- Phân tích đánh giá hiệu quả năng lượng, hiệu quả kinh tế tại một doanh
nghiệp điển hình khi đầu tư các giải pháp tiết kiệm điện.
1.4.

Nội dung nghiên cứu:
Để đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vấn đề sau:
- Nghiên cứu tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bia.
- Quy trình sản xuất và tiềm năng tiết kiệm điện trong công nghệ sản xuất bia.
- Các giải pháp tiết kiệm điện cho các hệ thống thiết bị tiêu thụ điện chính

trong ngành công nghiệp sản xuất bia.
- Phân tích hiện trạng sử dụng năng lượng tại Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi.
- Tính toán và đề ra các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
cho Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi.
1.5.

Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu:

1.5.1. Phương pháp luận:
- Nghiên cứu tư liệu về các sự kiện sử dụng năng lượng của các nước trên thế giới
đặc biệt là các nước lân cận.
- Phân tích và tổng hợp hiệu quả của việc tiết kiệm năng lượng trong sản xuất.
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập các tài liệu chuyên ngành.


7

- Khảo sát thu thập thống kê các hệ thống tiêu thụ điện chính của nhà máy.
- Đo đạc các thông số về điện của từng thiết bị tiêu thụ điện chính của nhà máy.
- Đánh giá hiện trạng tiêu thụ điện năng của từng thiết bị tiêu thụ điện của nhà máy.
- Đề xuất các giải pháp để sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả nhằm nâng cao
hiệu suất sản xuất.
- Phân tích hiệu quả kỹ thuật, kinh tế tài chính.
1.6.

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:
Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được nghiên cứu

và triển khai ứng dụng tại Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi có thể áp dụng và nhân
rộng cho các doanh nghiệp sản xuất khác nhằm giảm chi phí năng lượng, giảm chi
phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm, tăng khả năng cạnh tranh, góp phần giảm ô
nhiễm môi trường, tiết kiệm nguồn năng lượng cho đất nước.
1.7.

Cấu trúc luận văn:

Nội dung chính của luận văn bao gồm các chương sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Mô tả công nghệ sản xuất và tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong công
nghệ sản xuất bia
Chương 3: Năng lượng tiêu thụ trong nhà máy sản xuất bia
Chương 4: Giải pháp tiết kiệm điện cho các hệ thống thiết bị điện chính
Chương 5: Khảo sát đánh giá hiện trạng, đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng
cho Nhà máy Bia Sài Gòn Củ Chi
Chương 6: Kết luận và kiến nghị


8

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN
2.1.

Lịch sử hình thành:
Từ 7000 năm trước công nguyên, người Babilon đã biết sản xuất bia từ hạt

đại mạch và một số nguyên liệu từ hạt nảy mầm với công thức rất đơn giản. Người
ta rang ngũ cốc rồi đem ngâm cho lên men thu được một loại nước giải khát có cồn
và vị hơi chua. Cùng với sự phát triển của thời gian công thức chế biến bia đã thay
đổi dần, người ta biết cho thêm cỏ dại có hương thơm để cho nước có vị dễ chịu
hơn như: ngãi cứu, lupin…để tăng hương vị của bia.
2.2.

Đặc điểm về bia:
+ Độ cồn: nhẹ (0-12%).
+ Màu: vàng, đỏ, nâu, đen.
+ Mùi: thơm mùi hoa bia, một số mùi của quá trình lên men như trái cây chín,

hoa hồng,..
+ Độ trong: trong suốt, ít cặn lơ lửng.
+ CO2: bia được bão hòa CO2.
+ Chưng cất: không.
+ Nguyên liệu: 100% malt đại mạch hoặc có thế liệu (gạo, đường, ngô, sắn…).
+ Hệ vi sinh vật: nấm men: lên men nổi có nhiệt độ lên men từ 15÷240C, lên
men chìm có nhiệt độ lên men từ 8÷150C.
+ Thanh trùng: có hoặc không.
+ Bao bì: chai, lon, keg, chai PET,…
Bảng 2.1: Phân biệt bia - rượu
Bia

Rượu

Whisky

Vang

(Alcohol)
Độ cồn

< 12%

> 20%

~ 40%

12 ÷ 18%

Chưng cất

Không

Có

Có

Không

Malt đại mạch

Nguồn tinh bột

Malt đại mạch

Dịch nho

Nấm men

Nấm mốc

Nấm men

Nấm men

Nguyên liệu
Hệ VSV

Nguồn: Báo cáo ngành bia

9

2.3.

Nguyên liệu chính:
Nguyên liệu chính trong sản xuất bia là: Malt, thế liệu, hoa houblon, nước

và nấm men. Ở nước ta nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bia đều nhập từ nước
ngoài: malt, hoa houblon. Nhiều năm nay ở Việt Nam trồng thử cây đại mạch và
cây houblon trong một số vùng ở phía Bắc, Đà Lạt…nhưng năng suất thu hoạch
thấp, chất lượng chưa đảm bảo yêu cầu.
2.4. Malt:
2.4.1. Nguồn gốc, đặc điểm:
Malt là nguyên liệu chính trong sản suất bia, muốn vậy malt phải trải qua
một quá trình nhân tạo. Sau đó được dùng lại bằng cách sấy khô.
Mục đích của quá trình sản xuất malt là: biến hạt đại mạch thành sản phẩm
giàu enzyme, xúc tác sinh học, có vị thích hợp, màu sắc mong muốn cho loại bia sẽ
sản xuất.
Đại mạch gieo trồng là loại thực vật một năm. Chúng được chia thành 2
nhóm: Đại mạch mùa đông và Đại mạch mùa xuân. Chu kỳ sinh trưởng của Đại
mạch thường là 100÷200 ngày, kết thúc quá trình cây sẽ trổ bông và kết hạt malt đại
mạch.

Hình 2.1: Bông đại mạch
Hoa đại mạch nằm ở phần trên cùng của cây và kết thành bông. Mỗi bông
bao gồm 2 bộ phận: bông và gié. Khác với cây lúa nước, bông đại mạch chỉ có gié
cấp một mà không có gié cấp hai. Gié của bông đại mạch thực chất là cuốn hạt được
định trực tiếp vào trục bông. Tại mỗi mắt của trục bông có ba gié, trên mỗi gié có