Nguyên Lý Sản Xuất Sạch Hơn Đề bài: Rót và đóng chai bia công suất 300.000 lítngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
______________________O

OO_____________________

BÁO CÁO MÔN HỌC
Nguyên Lý Sản Xuất Sạch Hơn
Đề bài:
Rót và đóng chai bia cơng suất 300.000 lít/ngày

GVHD: TS. Đinh Quang Hưng
Nhóm SVTH:Nguyễn Tiến Dũng
Nguyễn Thị Kim Phụng
Đinh Thị Phương Thảo
Nguyễn Thị Thùy Dung
Lớp: Kỹ thuật môi trường MT02


LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển của xã hội và khoa học kỹ thuật nhằm đáp ứng ngày càng cao nhu
cầu của con người đã làm cho môi trường và tài nguyên thiên nhiên ngày càng chịu nhiều
tác động tiêu cực. Ơ nhiễm mơi trường, sự cố mơi trường, suy thối tài ngun, thay đổi
khí hậu tồn cầu là hậu quả trực tiếp, gián tiếp của các tác động do các dự án, chính sách
phát triển khơng thân thiện với mơi trường. Nước ta đang ở trong thời kỳ cơng nghiệp
hóa, hiện đại hóa, q trình này đã tạo ra những thay đổi lớn về mặt kinh tế nhưng đồng
thời nó cũng để lại những hậu quả về mặt môi trường. Đóng góp vào sự thay đổi đó chính
là do sự xuất hiện ngày càng nhiều các khu công nghiệp, các hoạt động sản xuất. Có thể
nói các khu cơng nghiệp, các hoạt động sản xuất đóng góp một phần khơng nhỏ vào sự
phát triển của nền kinh tế cả nước. Thế nhưng, bên cạnh ưu điểm bao giờ cũng kèm theo
các nhược điểm, thực trạng ô nhiễm môi trường càng trở nên trầm trọng như hiện nay chủ

yếu phần lớn là do chất thải từ các hoạt động sản xuất, khu cơng nghiệp, khu chế xuất.
Chính vì thế, việc xây dựng và áp dụng những biện pháp quản lý môi trường hiệu quả là
một vấn đề rất cần thiết. Làm thế nào để vừa mang lại lợi ích về kinh tế và làm thế nào để
cải thiện hiện trạng môi trường cho các doanh nghiệp. Đây cũng chính là bài tốn nan
giải khơng chỉ riêng Việt Nam mà hiện nay các nước trên Thế giới rất quan tâm đặc biệt
trong xu thế mà Thế giới đang tiến đến mục tiêu phát triển bền vững.
Qua một thời gian dài, các giải pháp quản lý môi trường theo hướng công nghệ xử
lý chất thải đã cho thấy những nhược điểm của nó. Đầu tiên là việc giải quyết không triệt
để các chất thải, chuyển từ dạng này qua dạng kia, sau đó là việc tốn kém một giá trị kinh
tế rất lớn. Chính vì vậy, sản xuất sạch hơn được xem là một giải pháp quản lý môi trường
theo hướng chủ động, quản lý chất thải từ đầu vào của sản xuất, tối ưu hóa tài nguyên....
Sản xuất sạch hơn là một trong những phương pháp hữu hiệu để giúp cho một tổ
chức vừa cải thiện kinh tế và môi trường cho cơng ty mình. Ý nghĩa của loại hình sản
xuất này là giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn phát sinh, giảm thiểu chất thải đến mức thấp
nhất, tăng hiệu quả kinh tế và môi trường cho công ty. Sản xuất sạch hơn không giống


như xử lý cuối đường ống, ví dụ như xử lý nước thải, khí thải, chất thải rắn. Các hệ thống
xử lý cuối đường ống làm giảm tải lượng ô nhiễm nhưng không tái sử dụng được phần
nguyên liệu đã mất đi. Do đó, xử lý cuối đường ống làm tăng chi phí sản xuất. Trong khi
đó sản xuất sạch hơn mang lại các lợi ích kinh tế song song với giảm tải lượng ô nhiễm.
Sản xuất sạch hơn đồng nghĩa với giảm thiểu chất thải và phịng ngừa ơ nhiễm.


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT SẠCH HƠN
* Khái niệm về SXSH.
Theo chương trình mơi trường LHQ (UNEP, 1994) định nghĩa:
“ Sản xuất sạch hơn là một sự áp dụng liên tục một chiến lược phịng ngừa mơi

trường tổng hợp đối với các quá trình sản xuất, các sản phẩm và các dịch vụ nhằm làm
giảm tác động xấu đến cơn người và môi trường.
Đối với các quá trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo tồn ngun liệu, nước và
năng lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và là giảm khối lượng, độc tính của các chất
thải vào nước và khí quyển.
Đối với các sản phẩm, chiến lược SXSH nhằm vào mục đích làm giảm tất cả các
tác động đến mơi trường trong tồn bộ vịng đời của sản phẩm, từ khâu khai thác nguyên
liệu đến khâu thải bỏ cuối cùng.
Đối với các dịch vụ, SXSH là sự lồng ghép các mối quan tâm về môi trường vào
trong việc thiết kế và cung cấp các dịch vụ.
SXSH địi hỏi áp dụng các bí quyết, cải tiến công nghệ và thay đổi thái độ.
Như vậy, SXSH không ngăn cản sự phát triển, SXSH chỉ yêu cầu rằng sự phát
triển phải bền vững về mặt môi trường sinh thái. Không nên cho rằng SXSH chỉ là một
chiến lược về mơi trường bởi nó cũng liên quan đến lợi ích kinh tế. Trong khi xử lý cuối
đường ống liên quan đến lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp thơng qua việc giảm thiểu rác
thải. Do vậy, có thể khẳng định rằng SXSH là một chiến lược “một mũi tên trúng hai
đích“.
LIÊN TỤC
PHÒNG
NGỪA
TỔNG HP

DỊCH VỤ

CON NGƯỜI

CHIẾN LƯC

GIẢM RỦI
RO

PHÒNG
SẢN
NGỪA
PHẨM &
QUY TRÌNH
SẢN
Hình XUẤT
1. Mục tiêu và chiến lược SXSH

SẢN
XUẤT
SẠCH HƠN


Chương 2:
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA
2.1 Khái niệm bia:
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà lồi người đã tạo ra, có
niên đại ít nhất là từ thiên niên kỉ 5 TCN. Bia (từ tiếng Pháp: bière hoặc
Anh: beer) nói một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản
xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong mơi trường lỏng và nó
khơng được chưng cất sau khi lên men. Bia dược sản xuất từ các loại
nguyên liệu chính là nước, malt, gạo, hoa houblon, sau quá trình lên men,
sẽ cho ra một loại đồ uống giàu dinh dưỡng, có hương thơm đặc trưng, độ
cồn thấp, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn với hàm lượng CO2 phù hợp.
Ngoài ra, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm
enzim kích thích tiêu hố amylaza.
Trong những năm gần đây, ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung
và ngành cơng nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện

mạo mới. Lượng bia sản xuất ngày càng tăng cùng với thiết bị và công nghệ
sản xuất ngày càng hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
người tiêu dùng.
* Thành phần
Nước:
Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của
nó có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia
chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong
khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương
hỗ của các loại khống chất hịa tan trong nước được sử dụng trong sản
xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù
hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó, để đảm bảo sự ổn định về
1.


chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia
vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định.
Malt:
Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm
đến một giai đoạn nhất định và sau đó làm khơ hạt đã nảy mầm trong các lò
sấy để thu được hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của
quy trình này giúp hoạt hố, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ
enzin trong đại mạch. Hệ enzym này giúp chuyển hóa tinh bột trong hạt
thành đường hồ tan bền vững vào nước tham gia vào quá trình lên men.
Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt
khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản
xuất ra bia sẫm màu hơn.
2.

Hoa houblon:

Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000
năm TCN. Đây là thành phần rất quan trọng và khơng thể thay thế được
trong quy trình sản xuất bia, giúp mang lại 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.
Cây hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắp thế giới với nhiều giống
khác nhau, nhưng nó chỉ được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu. Hoa
houblon có thể được đem dùng ở dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu
và dễ vận chuyển, houblon phải sấy khô và chế biến để gia tăng thời gian
bảo quản và sử dụng.
3.

Gạo:
Đây là loại hạt có hàm lượng tinh bột khá cao có thể được sử dụng xản xuất
được các loại bia có chất lượng hảo hạng. Gạo được đưa vào chế biến dưới
dạng bột nghiền mịn để dễ tan trong q trình hồ hố, sau đó được phối
trộn cùng với bột malt sau khi đã đường hoá. Cần chú ý, hạt trắng trong
khác hạt trắng đục bởi hàm lượng protein. Do đó, trong sản xuất bia, các
nhà sản xuất thường chọn loại hạt gạo có độ trắng đục cao hơn
4.

Men:
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia
cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, Men bia sẽ
chuyển hoá đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit
(CO2). Bia Sài Gòn, với công nghệ sản xuất hiện đại hiện sử dụng loại men
5.


được ni cấy có độ tinh khiết cao, đảm bảo sự ổn định và đồng bộ trong

sản phẩm của mình.

Hình 1.1 Một số sản phẩm bia sử dụng rộng rãi ở
Việt Nam

2.2

Giới thiệu nhà máy bia
Tên : Nhà máy bia X
• Địa chỉ : Khu cơng nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, Điện Bàn
Quảng Nam
• Thành lập : Tháng 9 năm 2002
2
• Diện tích : 30.000 m
• Hình thức doanh nghiệp : Doanh nghiệp nhà nước
• Tổng vốn đầu tư: 10 Triệu USD
• Cơng suất : 300.000 lít/ ngày
•

2.3 Quy trình sản xuất bia


Hinh 2.2 : Sơ đồ quy trình cơng nghệ

Quy trình trên chia thành các quá trình sau :
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: gạo, malt, H20,
men, hoa Hupblon. Trong đó malt và hoa Hupblon là hai nguyên liệu
chính dùng để sản xuất bia, nó có chất lượng cao của các hãng cung
cấp hàng đầu thế giới. Việc sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ tiên
tiến và tn thủ nghiêm ngặt theo đúng các quy trình cơng nghệ cũng

như các tiêu chuẩn của Việt Nam Thế giới.
Gạo: chỉ là nguyên liệu phụ (chiếm 30%), nguyên liệu dùng
để thay thế nhằm giảm giá thành sản phẩm. Gạo được mua từ gạo ăn
bình thường, đem nghiền nát sau đó say mịn ở dạng tấm và được đưa
vào nồi gạo. Ở nồi gạo, gạo dạng tấm được hoà tan bằng nước ở 77
độ C và hỗn hợp đó được hồ hố ở 100 độ C. Trong q trình hồ hố


có bổ sung thêm một số hố chất như: CaCl2, CaSO4 nhằm mục đích
cung cấp Ca 2+ để phục vụ cho q trình đường hố sau này và có bổ
sung thêm 1 loại enzym chống cháy có tên thương mại là Termamyl
để pha loãng dung dịch, chống trường cháy nồi và enzym này phải là
enzym chịu nhiệt cao.
Malt: là một hạt ngũ cốc gọi là lúa mạch (chiếm 70%). Nó
được nhập từ các nước Anh, Úc, Đan Mạch. Chất lượng malt được
đảm bảo theo tiêu chuẩn tập đoàn Casberg. Malt được các nước gởi
mẫu cho phịng thí nghiệm Casberg và chất lượng của malt được
kiểm tra tại đó. Sau khi kiểm tra xong mẫu malt được gởi về cho
Công ty bia Huda và nó được đưa vào các SILO bể chứa. malt dạng
hạt sau khi say được hoà tan bằng nước ở 37 độ C và cho vào nồi
malt. Đối với việc hoà tan malt khác với hoà tan gạo vì malt dể bị
hiện tượng đóng cục hơn do đó malt được khuấy trộn dưới dạng phun
nước trước khi cho vào nồi phun. Malt còn được dùng để tạo màu
cho bia, với malt bình thường khơng đủ độ màu vì thế người ta thêm
malt “ đen” để tăng độ màu, bia Huda có độ màu từ 4 - 6 EBC.
Men: là chất xúc tác có nguồn gốc prơtêin, đó là những phân
tử có cấu tạo từ axit amin và có cấu trúc không gian xác định của
mạch polypeptit. Tác dụng xúc tác là nhờ các q trình lên men. Đó
là những q trình trong đó xảy ra sự thay đổi thành phần hoá học
của chất gây ra do kết quả hoạt động của các vi sinh vật nào đó (ví dụ

men rượu, nấm hoặc vi khuẩn).Trong những trường hợp này, những
chất men do vi sinh vật tạo ra là những yếu tố hoạt động xúc tác.
Chất men vẫn giữ được tính hoạt động và khả năng tác dụng của nó
khi lấy nó ra khỏi vi sinh vật. Mỗi loại men có một hương vị riêng.
Hoa Hupblon: dùng để tạo vị đắng cho bia. Cây Hupblon là
một loại dây leo, thích hợp khí hậu ơn đới, được trồng nhiều ở Anh,
Mỹ. Có 2 loại Hupblon là: Hupblon bittermiss và Hupblon Aroma.
Cả 2 loại này đều phải được bảo quản ở nhiệt độ dưới 10 độ C để
giảm độ mất mát của - axit. Trên cây Hupblon người ta thường dùng
hoa của cây để tạo vị đắng cho bia vì hoa của cây Hupblon có vị đắng
nhiều hơn.
H2O: nguồn nước sử dụng của bia Huế được lấy từ Nhà máy
nước Vạn Niên (thượng nguồn sông Hương) rất đảm bảo các chỉ số
kỹ thuật phù hợp cho việc sản xuất bia.
Chính vì vậy chất lượng sản phẩm của Công ty luôn thoả mãn
với các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về vệ sinh an toàn thực phẩm của các
quốc gia khác nhau trên thế giới như: Mỹ, Canada, Châu âu ... và


được các nhà nhập khẩu hàng đầu ln hài lịng về chất lượng ổn
định.
* Q trình đường hố và lọc:
Ở nồi malt tiến hành q trình đường hố ở 66 độ C trong 1 giờ. Sau
đó nâng lên 76 độ C và chuyển qua nồi lọc để tách tất cả các bã malt.
Ở nồi lọc người ta thu dung dịch đầu, sau đó dùng nước rửa ở 76 độ
C để rửa hồn tồn dung dịch đường cịn lại. Sau đó bã hèm được xã
ra ngoài và bán cho ngành chăn ni. Để thử q trình đường hố
hồn tồn hay khơng người ta dùng iốt để thử. Nếu đạt thì nâng hỗn
hợp lên 76 độ C trực tiếp bằng hơi, lúc này thì enzym - amylase bắt
đầu hoạt động.

* Quá trình Hupblon hoá:
Được tiến hành tại nồi Hupblon. Ở đây lại xãy ra q trình đường hố
trong 1 giờ. Ở hoa Hupblon quan trọng là - axit đắng.
* Quá trình lắng trong và làm lạnh:
Quá trình này được thực hiện bằng một thiết bị lắng trong gọi là
Whirlpool. Dịch được đưa qua thiết bị lắng trong ở 100oC, tất cả các
cặn bã trong quá trình Hupblon được tách ra ở thiết bị này. Dịch
trong thu được đi qua thiết bị làm lạnh, dung dịch sau khi đi ra khỏi
thiết bị làm lạnh có nhiệt độ làm lạnh là 16oC và tiến hành thu dịch ở
16oC.
*Quy trình cơng nghệ ở phân xưởng lên men:

*Quy trình này gồm có các q trình sau:
Q trình lên men: quá trình lên men là quá trình trao đổi chất
qua màng tế bào.
Ở phân xưởng lên men xảy ra nhiều quá trình, tất cả các quá trình đều
nằm ở thùng lên men. Dịch lạnh ở 16oC ở phân xưởng nấu theo


đường ống dẫn qua các thùng lên men, ở phân xưởng lên men có gần
50 thùng lên men, mỗi thùng lên men có một đồng hồ nhiệt độ riêng.
Trong 4 - 8 giờ đầu tiên xảy ra quá trình men sử dụng chất dinh
dưỡng trong đường, O2 (để tăng nồng độ oxy hoá) để tạo sinh khối
cho men bia phát triển. Quá trình lên men dừng lại khi lượng O2
giảm đến 0. Dịch đường (đường maltol) lên men được giữ ở nhiệt độ
16 độ C vì:
• Ở nhiệt độ này thích hợp cho nấm men phát triển.
• Dễ chuyển đổi đường thành rượu, CO2 và một số sản phẩm phụ
như các este tạo mùi (ví dụ: este amin).
Nếu lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng hỏng men, sẽ

làm đục bia.
Căn cứ vào nhiệt độ để quy định số ngày lên men.
Nhiệt độ càng cao thì tốc độ lên men càng lớn.
Khi lượng đường lên men cịn lại đạt giá trị khơng đổi (thường từ 78 ngày) thì ta bắt đầu hạ nhiệt độ (từ 16oC xuống -1,5 độ C).
Trong 4 ngày đầu lên men người ta tiến hành thu hồi men, lúc này
men đạt cực đại, nó kết thành từng mãng lớn rồi lắng xuống đáy.
Trung bình 1 mẻ men có thể sử dụng khoảng 10 lần để lên men bia.
Lúc nào độ lên men RDF thấp thì tiến hành thải men.
Sơ đồ quá trình lên men bia:

Q trình lọc: mục đích của q trình lọc bia là để loại các tế bào
nấm men, các tạp chất...
Bia sau khi lên men được gọi là bia non. Bia non tiếp tục đi qua máy
lọc khung bản với chất trợ lọc là đất lọc và giấy lọc. Dung dich sau
khi lọc được thu hồi gọi là bia trong. Để đo độ trong của bia người ta
dựa vào máy đo độ đục.
Sơ đồ khung bản:


Sau khi lọc khoảng 2 tuần người ta tiến hành vệ sinh 1 lần để loại bỏ
các cặn bả của bia non ra ngoài. Bia non sau khi qua thiết bị lọc thu
được bia trong thành phẩm có nồng độ alcol 4,5% và tiếp tục đi qua
phân xưởng chiết.
Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết

Chai thu hồi được đưa qua máy rửa bằng các băng tải. Quá
trình rửa chai trong hệ thống máy rửa như sau: chai được đưa vào bể
ngâm khoảng chừng 5 phút để bóc tất cả các dãn hiệu. Sau đó đi vào
bể sút khoảng 20 phút để làm sạch chai, tiếp tục qua máy nước nóng
để làm sạch sút, rồi qua nước ẩm, cuối cùng là qua nước lạnh và qua

hệ thống sấy khô. Chai sau khi ra khỏi máy rửa tiếp tục đi qua các
băng tải khác, các băng tải này sẽ đưa chai rửa sạch qua hệ thống đèn
soi để thu hồi những chai còn bẫn và chai vỡ và tiếp tục đi qua máy
chiết. Bia trong được chiết vào chai bằng một thiết bị xoay tròn (mỗi
vòng như vậy chiết được 42 chai) và tiếp tục được đưa qua hệ thống
đóng nắp chai. Trước khi đi qua hệ thống đóng nắp, chai bia đã được
sục CO2 (hoá lỏng) vào để tạo ga và đồng thời qua hệ thống bơm
nước nóng để đuổi hết O2 khơng khí ra ngồi nhằm diệt con men bia.
Chai bia sau khi đã được đóng nắp tiếp tục đi qua hệ thống thanh
trùng. Hệ thống thanh trùng gồm có nhiều ngăn, 2 ngăn lạnh rồi đến
2 ngăn nóng, tiếp theo là 2 ngăn lạnh, mỗi ngăn như vậy có một nhiệt
độ khác nhau, nhiệt độ thấp nhất là 20 độ C, nhiệt độ cao nhất là 67
độ C. Sở dĩ nhiệt độ lên xuống như vậy là để giảm độ thích nghi của
con men bia và nhiệt độ được giữ khơng q 67 độ C vì nếu nhiệt độ
cao hơn nhiệt độ này thì sẽ tạo 1 áp suất lớn trong chai sẽ làm vỡ
chai. Bia sau khi được thanh trùng tiếp tục đi qua bộ phận dán nhãn
và đưa vào két, các két đóng xong được đưa vào kho. Bia ra lị có


nhiệt độ khoảng 36 độ C. Ở phân xưởng chiết trong 1 ca quá trình
diễn ra liên tục và hầu như là cơ khí hồn tồn.
2.4 Hệ thống đóng chai trong nhà máy
• Tổng quan về quy trình đóng chai
Hiện nay với cơng nghệ hiện đại rất nhiều q trình cơng nghiệp
được tự động hóa. Trong đó dây truyền đóng nút chai tự động là một trong
những hệ thống được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi.
Một hệ thống sản xuất nước đóng chai hiện đại thường được phân chia
thành nhiều khâu nối tiếp nhau. Một quy trình dây truyền đóng chai khép
kín có thể được mơ tả như sau:
Từ khâu cấp chai, các chai được đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai

được cho đi qua hệ thống rửa. Chai dùng trong hệ thống đóng chai thường
là chai thành phẩm, nên thường tại khâu này chỉ qua súc rửa để làm sạch
bụi.
Sau khi được rửa sạch, các chai được băng chuyền đưa đến hệ thống rót
liệu, tới vị trí rót, chai sẽ được dừng chính xác nhờ một cảm biến, để đảm
bảo chính xác hơn nữa, có thể bố trí các cơ cấu cơ khí để kẹp giữ chai. Hệ
thống van rót, cơ cấu rót được hạ xuống sao cho vịi rót ngập sâu trong
miệng chai. Sở dĩ cần thiết kế như vậy vì áp suất trong bể chứa được giữ rất
lớn và không đổi, đảm bảo tốc độ rót cao và thời gian mỗi lần rót là như
nhau, việc nhúng vịi rót vào trong chai để tránh chất lỏng văng ra ngồi khi
rót với tốc độ lớn. với thiết kế như vậy, tổng thời gian để nâng hạ van và rót
liệu chỉ mất từ 2-3 giây.
Khi chai đạt được mức quy định được băng tải vận chuyển đến vị trí đóng
nút. Khâu đóng nút bao gồm cơ cấu cấp nắp chai và đóng nút. Cơ cấu đóng


có thể là xi lanh thủy khí (với nút dập) hoặc mô tơ (với nút vặn), cơ cấu cấp
nắp chai có thể dưới dạng gài sẵn trên băng tải hoặc kết hợp với cơ cấu dập.
Sau đó là khâu dán nhãn, đây có thể coi là khâu đơn giản nhất trong hệ
thống đóng chai. Cơ cấu bơi keo dính được gắn ngay trên băng tải và bố trí
tiếp tuyến sao cho tì vào mặt chai, ngồi chuyển động thẳng trên băng tải,
chai cịn chuyển động quay trịn do lực tì của cơ cấu bôi keo. Tương tự với
cơ cấu cấp nhãn, chai sau khi bơi keo, quay trịn, cuốn băng giấy nhãn 1
vòng quanh chai.
Khâu cuối cùng là kiểm tra và đóng gói sản phẩm. khâu kiểm tra bao gồm
một loạt các cảm biến để kiểm tra chất lượng sản phẩm(đủ định mức, đóng
nút dán nhãn đạt yêu cầu…) sau khi kiểm tra sẽ qua cơ cấu phân loại, 1 tay
gạt sẽ loại bỏ chai sang một băng tải khác. Các chai đạt tiêu chuẩn sẽ qua
khâu đóng gói, chai được xếp thành khối nhờ các tay máy gạt và nâng hạ.
Như vậy tồn bộ quy trình cơng nghệ đóng nút chai được tự động hoàn

toàn, với đầu vào là nguyên liệu và chai rỗng, đầu ra là sản phẩm có thể
đem bán trực tiếp.
a, Q trình rót liệu.
Các chai sau khi rửa được băng tải đưa đến vị trí rót liệu. Khi gặp cảm biến
vị trí băng tải dừng lại. Cảm biến lại báo cho bộ điều khiển hệ thống rót liệu
hoạt động, hệ thống rót liệu xả nhiên liệu vào trong chai được đo bằng cảm
biến lưu lượng, khi đạt mức quy định cảm biến lưu lượng sẽ báo bộ điều
khiển dừng hệ thống rót liệu. Q trình rót liệu kết thúc
b, Quy trình đóng nút.
Khi đạt mức quy định cảm biến vị trí sẽ báo bộ điều khiển dừng hệ thống
rót liệu. Các chai được rót đủ nhiên liệu tiếp tục được băng tải vận chuyển
đến vị trí đóng nút . Khi chai gặp cảm biến vị trí hệ thống băng tải dừng lại.


CB sẽ báo bộ điều khiển, điều khiển hệ thống đóng nút chai. Van khí nén
điều khiển xi lanh dập nút chai, khi đó các nút chai sẽ được dập vào chai.
Sau khi dập xong cảm biến vị trí lại báo tín hiệu cho hệ thống và các chai
lại tiếp tục được di chuyển đến vị trí dán nhãn.
c, Quy trình dán nhãn.
Sau khi các chai qua vị trí đóng nút, tiếp tục được di chuyển. Khi đến vị trí
dán nhãn cảm biến vị trí lại báo cho hệ thống băng tải dừng lại. Tại vị trí
dán nhãn có cơ cấu kẹp ở hai bên đi vào giữa kẹp chặt chai lại. Khi đó xi
lanh dán nhãn hoạt động và các chai được dán nhãn. Sau khi dán xong cơ
cấu kẹp nhả ra và cảm biến vị trí báo cho hệ thống băng tải tiếp tục chạy.
Các chai sau khi dán xong được đưa vào đóng hộp.
Ở Việt Nam hiện nay, các nhà máy lớn đều có những dây chuyền đóng chai
hồn tồn tự động. Các dây chuyền này phần lớn được nhập khẩu tồn bộ từ nước
ngồi. Những xí nghiệp nhỏ hơn có thể sử dụng dây chuyền ghép nối từ các module,
mỗi module tương ứng với một khâu trong q trình đóng chai. Việt Nam đã có khả
năng chế tạo một số module riêng lẻ, chủ yếu là module rót liệu và đóng nút, đa số

dùng bán tự động trong các cơ sở sản xuất nhỏ.
2.5 Vấn đề môi trường tại các cơ sở sản xuất bia
2.5.1. Vấn đề ô nhiễm nước thải.
Vấn đề môi trường lớn nhất trong các nhà máy bia là lượng nước thải rất lớn chứa
nhiều chất hữu cơ, pH cao, nhiệt độ cao. Việc lưu giữ và thải bỏ lượng men thải lớn và
bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men sau mỗi lần lọc làm tải lượng hữu cơ trong nước thải
rất lớn. Nguồn nước thải khơng được kiểm sốt và không được xử lý sẽ dẫn đến phân hủy
các chất hữu cơ, làm giảm oxy hòa tan trong nước cần thiết cho thủy sinh. Ngồi ra q
trình này cịn gây ra mùi khó chịu. Các thành phần khác có trong nước thải như nitrat,
photphat gây ra hiện tượng phì dưỡng cho các thực vật thủy sinh.
2.5.2. Vấn đề ô nhiễm khơng khí


Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phát sinh do sử dụng nồi hơi, hơi và
mùi hóa chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu và của các chất thải hữu cơ như bã
hèm, men ... chưa được xử lý kịp thời.
Khí thải sinh ra tại các nhà máy bia cần được xử lý triệt để bằng các cơng nghệ xử
lý cụ thể vì trong khí thải thường chứa hàm lượng các chất CO, SO2, NOx, H2S, CO2,
NH3, và nhiệt độ khí thải tương đối cao.
Khí thải cần được kiểm sốt theo các Quy chuẩn kỹ thuật hiện hành như: QCVN
19:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp đối với bụi và các
chất vô cơ; QCVN 20:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp
đối với một số chất hữu cơ.
2.5.3. Chất thải rắn
Các chất thải rắn chính của quá trình sản xuất bia bao gồm bã hèm, bã men, các
mảnh thủy tinh từ khu vực chiết rót, đóng chai, bột trợ lọc từ khu vực lọc, bột giấy từ quá
trình rửa chai, giấy, nhựa, kim loại từ các bộ phận phụ trợ, xỉ than, dầu thải, dầu phanh.
Bã hèm và bã men là chất hữu cơ, sẽ gây mùi cho khu vực sản xuất nếu không được thu
gom và xử lý kịp thời.
Hiện tại các chất thải trong ngành bia đang có rất nhiều phương án xử lý rất hiệu

quả và kinh tế.


2.6 Bài toán cần giải quyết
Nhận thấy rằng ở quy trình rót bia vào chai và đóng chai cịn nhiều thất thốt gây lãng
phí nên chúng ta quyết định thành lập nhóm sản xuất sạch hơn nhằm đưa ra giải pháp
đúng đắn, tiết kiệm nhiên liệu cũng như đem đến một công nghệ hiệu quả về mặt lợi
nhuận cũng như giải quyết các vấn để về môi trường.

Chương 3: Đề xuất các giải pháp áp dụng SXSH cho dây
chuyền sản xuất bia 300.000 lít/ ngày
Phương pháp luận đánh giá sản xuất sạch hơn
Phân tích dịng ngun liệu và năng lượng vào và ra của một quá trình là yếu tố trọng
tâm của đánh giá SXSH. Việc thực hiện một đánh giá SXSH phải được thực hiện theo
tiếp cận có phương pháp luận và logic giúp nhận diện được các cơ hội SXSH, giải
quyết được vấn đề chất thải và phát thải ngay tại nguồn và đảm bảo tính liên tục của
các hoạt động SXSH tại nhà máy. Tiếp cận đánh giá phân tích được tổng quan mơ tả ở
Hình 2:


Nguồn: Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn:

Hình 2. Phương pháp luận về đánh giá SXSH

3.1Khởi động
3.1.1. Thành lập nhóm SXSH
Việc thành lập nhóm đánh giá SXSH là rất cần thiết khi triển khai chương trình
đánh giá SXSH. Các thành viên của nhóm là cán bộ của doanh nghiệp, có thể
hỗ trợ triển khai khi có chuyên gia bên ngoài hoặc trực tiếp thực hiện nếu qua
đào tạo. Quy mơ của nhóm sẽ phụ thuộc vào quy mơ của doanh nghiệp. Với

doanh nghiệp lớn, nhóm đánh giá SXSH nên bao gồm Đại diện Ban lãnh đạo
và quản đốc/trưởng phòng của từng phịng ban và nhóm triển khai phụ được
thành lập tùy theo thời điểm. Với doanh nghiệp nhỏ hơn, nhóm có thể chỉ gồm


đại diện lãnh đạo và quản đốc phụ trách các công việc sản xuất bia hàng
ngày. Các thành viên trong nhóm phải được phép họp định kỳ, trao đổi cởi
mở, có tính sáng tạo, được phép xem xét, đánh giá lại quy trình cơng nghệ và
quản lý hiện tại cũng như đủ năng lực áp dụng triển khai các ý tưởng sản xuất
sạch hơn khả thi.
Trong nhà máy sản xuất bia nhóm đánh giá sản xuất sạch hơn bao gồm các cán bộ
thuộc ban lãnh đạo, kế toán, nhân sự và các bộ phận sản xuất như xay nghiền nguyên
liệu, nấu, lên men, thành phẩm, phụ trợ, điện. Việc mời thêm cán bộ phụ trách tài chính,
cán bộ tư vấn ngồi cơng ty cũng nên được xem xét để các ý kiến đưa ra khách quan.
Nhóm đánh giá sản xuất sạch hơn sẽ bắt đầu quá trình đánh giá bằng việc thu thập các
thông tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp để cùng phân tích với các thành viên trong
nhóm.
Với tinh thần chung như trên và được sự chấp thuận và ủng hộ của ban lãnh đạo
công ty chúng tôi xin được phân công chức năng của đội SXSH như sau:
Bảng 3.1. Nhiệm vụ chức năng của đội SXSH
STT
Họ và tên
Chức vụ -Bộ phận
1
Chris Ritchie
Tổng giám đốc
2
Đoàn Trọng A
P. Tổng giám đốc
3

Đinh viết B
Giám đốc kỹ thuật
4
Thái Lâm Phát
Trưởng nhóm sản xuất
5
Nguyễn Thị Ngọc Bích
Quản lý chất lượng
6
Nguyễn Quang Minh
Quản lý bảo trì
7
Phan Sơn Hùng
Thủ kho
8
Lã Thị Hồng Yến
Trưởng phịng kế hoạch
9
Mai Xn Hồng
Kế tốn trưởng
10 Nguyễn Thị Thanh Thủy
Trưởng phịng thí nghiệm
11 ThS. Vũ Hải Yến
Chun gia SXSH
12 Châu Văn Tùng
Chuyên viên SXSH
3.1.2. Xác định và chọn ra các cơng đoạn gây lãng phí

Nhiệm vụ
Chỉ đạo chung

Trưởng nhóm
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Tư vấn
Tư vấn, thư ký

Ở giai đoạn này nhóm chúng tơi phân cơng nhiệm vụ cho từng thành viên có trách
nhiệm phân tích đánh giá phân tích từng cơng đoạn của q trình sản xuất về lượng chất
thải mức độ tác động đến môi trường, các cơ hội SXSH dự kiến, các lợi ích dự đoán,...


Việc khảo sát được tiến hành bằng cách đi tham quan các phân xưởng sản
xuất theo quy trình cơng nghệ, từ khâu nghiền, đến hết đóng chai, thùng, tham
quan các phân xưởng phụ trợ như khu nồi hơi. Việc tham quan này cần mang
ý nghĩa tích cực, khơng phải là cơ hội để nhóm đánh giá soi xét, phê bình.
Các ý kiến đưa ra từ việc tham quan nên mang tính xây dựng, gợi mở thực
hiện.
Trong q trình tham quan, nhóm cần ghi lại được các thơng tin chính sau:


Đầu vào, đầu ra của mỗi cơng đoạn. Khu vực chính và hiển nhiên sinh ra

chất thải cần được đánh dấu trên sơ đồ. Ký hiệu mỗi dòng thải theo trạng thái
vật lý của chúng (rắn, lỏng, khí) sẽ có lợi trong giai đoạn định lượng chất thải.

Bảng 3.2. Phân tích cơng đoạn gây lãng phí trong dây chuyền rót bia
Dịng thải
STT



1
2
3
Các quan

Cơng đoạn

CTR

Nước thải

Khí
thải

Chiết lon
x
Thanh trùng
x
Dán nhãn
x
sát về lãng phí nguyên nhiên liệu tại mỗi công đoạn. Đây là các

quan sát ban đầu, nhóm sẽ tiếp tục khai thác các cơ hội cải tiến. Đối với các
doanh nghiệp sản xuất bia, việc quản lý nội vi kém là một trong những nguyên

nhân chính dẫn đến tổn thất nguyên nhiên liệu. Đừng nhìn hoạt động sản xuất
như những điều hiển nhiên, mà xem xét từ góc độ có thể thay đổi như thế nào
cho có lợi. Điều này giúp dễ dàng định ra nhiều phương án và thực hiện ở trong
giai đoạn sớm.
Bảng 3.3. Các nội dung cần khảo sát để triển khai chương trình SXSH
STT
Khu vực
1
Khu vực chiết

Nội dung cần xác định
 Nhiệt sử dụng để thanh trùng
 Sử dụng nước thánh trung, vệ
sinh
 Sử dụng hóa chất rửa chai


 Tốc độ chiết chai
 Bia thất thốt

Chi phí cho nguyên nhiên liệu cơ bản ghi lại giá nguyên nhiên liệu sử
dụng để làm cơ sở tính tốn tiếp theo.
Bảng 3.4. Thơng kê chi phí đầu vào
Ngun liệu

Đơn vị

(ĐV)
Chuẩn bị ngun liệu

Đơn giá

Lượng sử dụng

Chi phí

VNĐ

ĐV/1000L bia

VNĐ/1000L bia

Chiết chai, đóng thùng
Vỏ chai

Chai

850

3.607

3.066.000

Nhãn

Kg

8.000

11

88.000

Hồ

Kg

25.000

18

450.000

kWh

1.580

20,88

32.000

Điện

3.2. Phân tích các cơng đoạn trong dây chuyền rót và đóng chai bia tại nhà máy
3.2.1. Xây dựng sơ đồ dịng của từng q trình
Nhằm đưa ra một sơ đồ dịng giới thiệu các cơng đoạn của q trình đã lựa chọn
để xác định tất cả các cơng đoạn và nguồn gây ra chất thải. Sơ đồ này cần liệt kê và mơ tả
dịng vào, dịng ra đối với từng cơng đoạn. Việc thiết lập sơ đồ chính xác thường không
dễ, nhưng lại là nhiệm vụ rất quan trọng quyết định đến sự thơng suốt của q trình.
Trong nhiệm vụ này yêu cầu mọi nguyên liệu sử dụng đều nên có trong

sơ đồ này vì ngun liệu đó sẽ hoặc nằm lại trong sản phẩm hoặc ra theo chất
thải. Các nguyên liệu ít khi dùng cũng cần được nêu rõ. Có thể phải tiến hành
tham quan khảo sát nơi sản xuất một vài lần trước khi thống nhất được dây
chuyền sản xuất nhóm dùng để sử dụng cho đánh giá sản xuất sạch hơn.


Hình 3.3. Sơ đồ dịng tổng qt q trình sản xuất bia tại nhà máy
3.3. Cân bằng vật chất và năng lượng
Cân bằng vật chất và năng lượng là cần thiết để định lượng sơ đồ dòng và nhận ra
các tổn thất cũng như chất thải trong quá trình sản xuất. Ngồi ra, cân bằng vật chất cịn
sử dụng để giám sát việc thực hiện các giải pháp SXSH sau này.
Cân bằng vật vật chất có thể là: Cân bằng cho tồn bộ hệ thống hay cân bằng cho
từng cơng đoạn thậm chí từng thiết bị, cân bằng cho tất cả vật chất hay cân bằng cho từng
thành phần nguyên liệu. Tuy nhiên cân bằng vật chất sẽ dễ dàng hơn, có ý nghĩa và chính
xác hơn khi nó được thực hiện trong từng khu vực, các hoạt động hay các quá trình sản
xuất riêng biệt. Dựa trên các cơ sở này cân bằng vật chất của toàn bộ nhà máy sẽ được
thiết lập:
Để thiết lập cân băng vật chất và năng lượng cần thiết phải có:


Báo cáo sản xuất



Các báo có mua vào và bán ra



Báo cáo tác động môi trường



Các đo đạc trực tiếp tại chỗ
Những điều kiện cần phải lưu ý khi lập cân bằng vật chất và năng lượng:



Các số liệu địi hỏi phải có độ tin cậy, độ chính xác và tính đại diện



Khơng được bỏ sót bất kỳ dịng thải quan trọng nào như phát thải khí, sản


phẩm phụ,...


Phải kiểm tra tính thống nhất của các đơn vị đo sử dụng



Nguyên liệu càng đắt và độc hại, cân bằng càng phải chính xác



Kiểm tra chéo có thể giúp tìm ra những điểm mâu thuẩn



Trong trường hợp khơng thể đo được, hay ước tính một cách chính xác

nhất.
Dưới sự chỉ đạo của ban lãnh đạo công ty và tình hình sản xuất thực tế đội chúng
tơi đã thu thập đượ số liệu vào đưa ra bảng cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất như
sau:
Bảng 3.5.. Cân bằng vật chất cho 01 mẻ sản xuất bia tại nhà máy

Công đoạn
Chiết chai,
lon

Thanh trùng

Vật liệu đầu vào
Tên
SL
Bia thành
300.000L
phẩm
Chai nút,
nhãn
Bia chai
trong

Vật liệu đầu ra
Tên
SL
Bia chai
trong

-

Lỏng
Bia
50L

Bia chai
-

sau thanh
trùng

Dịng thải
Rắn

Khí

Chai
vỡ

-

4,5kg
Chai

-

Bia 45L

vỡ

-

5kg

3.4. Xác định chi phí cho các dịng thải
Mỗi dịng thải ra môi trường đều mang theo nguyên liệu đầu vào, đồng thời có thể
cần chi phí xử lý trước khi được phép thải vào mơi trường. Việc xác định chi phí dịng
thải bao gồm xác định được tổng hai chi phí này.
Việc xác định tổn thất nguyên vật liệu, bán thành phẩm, sản phẩm có trong
dịng thải dựa vào thơng tin thu được từ bảng cân bằng vật liệu bảng 4.5 và chi phí
ngun liệu lấy từ bảng 4.4. Với cơng nghệ đơn giản là sản xuất bia, nguyên liệu bị mất
theo dòng nước thải chủ yếu là nước (trong nước thải), malt, gạo (dạng bụi), hóa chất tẩy
rửa (theo nước thải) và nhãn mác hỏng.
Để biết được ảnh hưởng kinh tế của một dòng thải cần xác định các chi phí
cho dịng thải như quy những mất mát do chất thải thành tiền. Nếu nhìn đơn


giản một dịng thải thì khơng thể định lượng được chi phí của nó trừ khi mất
mát các ngun liệu thô và sản phẩm trực tiếp. Muồn vậy ta phải tiến hành phân tích cụ
thể dịng thải từ đó có thể chỉ ra chi phí trực tiếp hoặc gián tiếp của các thành phần kết
hợp trong dòng thải.
Dựa vào bảng cân bằng vật chất chúng ta xác địch được khối lượng dịng thải theo
từng cơng đoạn và từng loại cụ thể như sau:
Bảng 4.6. Thông kê khối lượng chất thải của một ngày sản xuất
Công đoạn phát sinh
Tráng chai, lon
Chiết chai, lon
Thanh trùng
Dán nhãn

Tên chất thải
Nước thải
Bia
Chai vở, nắp hỏng
Nước thải
Nhãn hỏng

Trạng thái
Lỏng
Lỏng
Rắn
Lỏng
Rắn

Số lượng
2400L
50L
4,5L
15.000L
0,5kg

3.5. Thẩm định quá trình để xác định nguyên nhân sinh ra chất thải
Mục đích của nhiệm vụ này là qua phân tích tìm ra các ngun nhân thực tế hay ẩn
gây ra các tổn thất và từ đó có thể đề xuất các cơ hội tốt nhất co các vấn đề thực tế.
Khơng cần phân tích nguyên nhân đối với các vấn đề có giải pháp ngay và hiệu
quả. Để tìm ra nguyên nhân, cần đặt ra các câu hỏi “Tại sao … ?”, ví dụ:
Tại sao tồn tại dòng chất thải này ?
Tại sao tiêu thụ nguyên liệu, hóa chất và năng lượng cao như vậy ?
Tại sao chất thải được tạo ra nhiều

Lựa chọn cơng
nghệ ?

Đặc tính của sản
66666
phẩm ?

Thiết kế và bố trí thiết
bị ?

Lựa chọn và chất lượng
của nguyên liệu vào ?

Chất thải sinh ra có phải vì:

Kế hoạch quản lý và hệ
thống thơng tin ?

Tình trạng của
thiết bị ?

Kỹ năng của cơng
nhân ?

Vận hành và bảo
dưỡng ?

Hình 3... Sơ đồ câu hỏi tình huống phân tích ngun nhân gây lãng phí

Có nhiều cách để thực hiện nhiệm vụ này một cách có hệ thống thơng qua việc rà sốt
các phạm vi liên quan đến dòng thải một cách hệ thống. Điều cần chú ý là luôn chỉ ghi lại
nguyên nhân như thực tế vận hành hiện tại từ quan sát, đo đạc mà khơng mang tính chỉ
trích hoặc phê bình.
Ngun nhân của dịng thải được xác định một cách có hệ thống và đầy đủ
nhất khi sử dụng phương pháp thảo luận nhóm và biểu đồ Ishikawa (hay cịn
gọi là biểu đồ xương cá). Biểu đồ Ishikawa là một trong bảy loại biểu đồ kiểm
soát chất lượng, được coi là cơng cụ phổ biến nhất để thực hiện phân tích
nhân quả. Để xây dựng biểu đồ này cần dùng phương pháp xem xét 4M1E,
bao gồm con người (man), phương pháp thực hiện (method), ngun liệu
(material), máy móc (machine) và mơi trường (environment).
Cũng có thể xác định ngun nhân dịng thải dựa trên các câu hỏi cơ bản sau:
bản chất của cơng đoạn đó là gì (vậy dịng thải sinh ra có phải để đáp ứng
mục đích của cơng đoạn đó khơng), tại sao sinh ra nhiều như thế (có phải do
ảnh hưởng của công đoạn trước hay do công đoạn này dùng lãng phí), và có
thể làm gì được với dịng thải này (có thực hiện tuần hịan tái sử dụng được
khơng).
Bảng 3.7. Phân tích các ngun nhân gây lãng phí
3,

Dịng thải

Mất bia

Cơng đoạn
Ngun nhân
Lên men
Bia lẫn vào men sữa khi rút
phụ
Lọc trong

CQ

x

men dưới đáy thùng
Bia lẫn vào nước khi đuổi
nước vào đầu chu trình và đuổi

x

bia vào cuối chu trình.
Bão hịa

Bia mất khi xử lý máy lọc
Q áp làm trào bia theo

CO2
đường xả áp
Chiết bơm Nắp bơm bị xì hở
Phân tích đề xuất các cơ hội SXSH

KQ

x
x

6.