Đồ Án Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Bia

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU...........................................................................................6
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................6

1.2.

Mục đích nghiên cứu.......................................................................................7

1.3.

Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................7

1.4.

Nội dung nghiên cứu.......................................................................................7

1.5.

Phương pháp nghiên cứu.................................................................................8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA VÀ
KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI BIA.......................................9
2.1.

Giới Thiệu Về Ngành Sản Xuất Bia................................................................9

2.1.1.
2.2.

Qui trình cơng nghệ tổng quát của ngành sản xuất Bia..................................10

2.2.1.
2.3.

Tình hình phát triển ngành cơng nghiếp sản xuất bia................................9
Đặc tính ngun liệu...............................................................................10

Quy trình cơng nghệ sản xuất bia..................................................................13

2.3.1.

Dây chuyền công nghệ khâu nấu và đường hóa......................................15

2.3.2.

Lên men dịch đường...............................................................................17

2.3.3.

Giai đoạn Lọc bia....................................................................................18

2.4.

Các nguồn phát sinh chất thải........................................................................19

2.4.1.

Về nước thải............................................................................................19

2.4.2.

Khí thải...................................................................................................20

2.4.3.

Tác nhân nhiệt.........................................................................................20

2.4.4.

Chất thải rắn............................................................................................20

2.4.5.

Tiếng ồn, độ rung ...................................................................................21

CHƯƠNG 3............................................................................................................ 22
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY SANIBECO.........................................................22
3.1.

Giới thiệu tổng quan công ty..........................................................................22

3.1.1.

Điều kiện tự nhiên...................................................................................22

3.1.2.

Điều kiện khí hậu....................................................................................23

3.1.3.

Hiện trạng chất lượng nước ngầm...........................................................23

SVTH : TRẦN MINH TÀI

1


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

3.2.

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Quy trình công nghệ sản xuất bia của Nhà Máy............................................24

3.2.1.

Các loại nguyên liệu và hóa chất sử dụng...............................................24

3.2.2.

Quy trình cơng nghệ...............................................................................26

3.3.

An tồn lao động ,phòng cháy chữa cháy và các sự cố mơi trường...............27

3.3.1.

Phịng cháy, chữa cháy và các sự cố mơi trường.....................................27

3.3.2.

Các biện pháp phòng chống sự cố rò rỉ dầu............................................28

3.3.3.

Các biện pháp hỗ trợ...............................................................................28

3.4.

Hiện trạng môi trường tại công ty Sanibeco..................................................29

3.4.1.

Nguồn gốc phát sinh và tính chất nước thải............................................29

3.4.2.

Đặc tính nước thải...................................................................................30

3.4.3.

Về Khí Thải............................................................................................30

3.4.4.

Chất thải rắn............................................................................................32

4.1.

Tổng quan về nước thải ngành sản xuất bia...................................................34

4.1.1.

Thành phần , tính chất của nước thải sản xuất bia...................................34

4.1.2.

Tác động đến môi trường của nước thải nghành bia...............................35

4.2.

Các phương pháp xử lý nước thải ngành sản xuất bia...................................39

4.2.1.

phương pháp cơ học................................................................................39

4.2.2.

Phương pháp hóa lý................................................................................42

4.2.3.

Phương pháp hấp thụ..............................................................................45

4.2.4.

Phương Pháp Sinh Học...........................................................................45

4.2.5.

Phương pháp kị khí.................................................................................49

4.3.

Xử Lý cặn:.....................................................................................................54

CHƯƠNG 5............................................................................................................ 56
CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG
TRÌNH ĐƠN VỊ.....................................................................................................56
5.1.

Cơ Sở Lựa Chọn Cơng Nghệ.........................................................................56

5.1.1.

PHƯƠNG ÁN 1......................................................................................59

5.1.2.

PHƯƠNG ÁN 2......................................................................................61

5.2.

So sánh và lựa chọn phương án.....................................................................63

SVTH : TRẦN MINH TÀI

2


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

5.3.

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ..............................65

5.3.1.

Các Thơng Số Tính Tốn........................................................................65

5.3.2.

Lưu Lượng Tính Tốn.............................................................................65

5.3.3.

Tính tốn song chắn rác:.........................................................................66

5.3.4.

Hố thu nước thải.....................................................................................71

5.3.5.

Bể Điều Hịa...........................................................................................72

5.3.6.

Bể UASB................................................................................................75

5.3.7.

BỂ TRUNG GIAN..................................................................................89

5.3.8.

BỂ AEROTANK.....................................................................................90

5.3.9.

BỂ LẮNG ..............................................................................................98

5.3.10. Tính toán bể tiếp xúc, khử trùng ..........................................................105
5.3.11. Bể chứa bùn..........................................................................................110
5.3.12. Tính tốn máy ép bùn lọc ep dây đai.....................................................113
CHƯƠNG 6 – TÍNH TỐN KINH TẾ CHO DỰ ÁN......................................115
6.1.

Tính tốn vốn đầu tư....................................................................................115

6.1.1.

Vốn đầu tư xây dựng.............................................................................115

6.1.2.

Vốn đầu tư trang thiết bị.......................................................................116

6.2.

Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống................................................................117

CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................124

SVTH : TRẦN MINH TÀI

3


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Các chỉ số chất lượng của Malt vàng........................................................12
Bảng 3.1. Chất Lượng Nước Ngầm ........................................................................24
Bảng 3.2. Nhu cầu hàng năm và các loại nguyên phụ liệu của công ty ..................24
Bảng3.3. Nhu cầu về điện, nước, nhiên liệu...........................................................25

Bảng 3.4. Đặc tính nước thải của cơng ty Sanibeco................................................30
Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chỉ tiêu mơi trường...............................................30
Bảng3.6.Kết quả phân tích chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh quanh và
mơi trường lao động................................................................................................31
Bảng 3.7. Khối lượng chất thải trung bình phát sinh trong quý I/2016....................32
Bảng 3.8. Khối lượng chất thải nguy hại phát sinh trong quý I/2016:.....................33
Bảng 4.1. : Tính chất đặc trưng của nước thải ngành sản xuất Bia..........................35
Bảng 4.2. Tiêu chuẩn phân loại mức độ ô nhiễm....................................................37
Bảng 4.3. Các hóa chất thường dùng để điều chỉnh pH..........................................43
Bảng 5.1. Đặc trưng nước thải công ty Sanibeco.....................................................58
Bảng 5.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp............59
Bảng 5.3. Thống kê các thông số thiết kế SCR........................................................70
Bảng 5.6. Các Thơng Số Thiết Kế Bể Điều Hồ......................................................74
Bảng 5.9 : Các thơng số thiết kế bể UASB..............................................................88
Bảng.5.10. Tóm tắt thông số thiết kế bể trung gian.................................................90
Bảng 5.11. Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối bọt nhỏ giọt và
mịn.......................................................................................................................... 95
Bảng 5.12. Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aeroten.....................................................98
Bảng 5.5:Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng.................................................99
Bảng 5.6: Tổng hợp tính tốn bể lắng....................................................................105
Bảng 5.14. Tóm tắt kích thước bể khử trùng.........................................................109
Bảng 5.15. Thống kê thông số thiết kế bể nén bùn................................................113
Bảng 6.1. Tính tốn giá thành xây dựng..................................................................115
Bảng 6.2. Vốn đầu tư trang thiết bị........................................................................116
CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU
SVTH : TRẦN MINH TÀI

4

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

1.1.
Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay, Bia là một loại thức uống rất được ưa chuộng trên thế giới. Ở các
nước phương Tây, bia dược xem là nước giải khát.
Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, theo thống kê của các công ty
nghiên cứu thị trường, ước đạt 15%/năm. Song song với phát triển kinh tế thì ngành
cơng nghiệp sản xuất bia cũng đang là mối quan tâm lớn trong vấn đề ô nhiễm môi
trường đặc biệt là nước thải. Các loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất lơ
lửng, COD và BOD dễ gây ô nhiễm mơi trường. Vì vậy, các loại nước thải này cần
phải xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
Công ty TNHH Sanibeco tại KCN Thành Hải, tỉnh Ninh Thuận với ngành
nghề kinh doanh sản xuất nước giải khát lên men (bia). Hoạt động của Cơng ty đã
góp phần vào sự phát triển kinh tế của Tỉnh .Tuy nhiên, các hoạt động của sản xuất
của công ty không tránh khỏi những tác động đến môi trường xung quanh do việc
phát sinh các chất thải có khả năng gây ơ nhiễm mơi trường, đặc biệt là nước thải.
Do nhu cầu phát trển, công ty Sanibeco tiến hành nâng công suất nên hệ
thống xử lý nước thải hiện có khơng đủ cơng suất để xử lý nên công ty tiến hành
xây dựng thêm giai đoạn 2 để đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải của công ty.
Đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY
SANIBECO ( BIA SÀI GÒN – CHI NHÁNH TỈNH NINH THUẬN ) GIAI
ĐOẠN 2”, đựơc thực hiện nhằm giải quyết vấn đề đang tồn tại ở cơng ty đó là việc
xử lý nước thải sản xuất trước khi thải vào mơi trường.
1.2.

Mục đích nghiên cứu.

Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải ngành bia nói chung
và của Cơng ty TNHH Sanibeco nói riêng.
Tìm hiểu tình hình hoạt động, cơng nghệ sản xuất bia của Công ty TNHH
Sanibeco nhằm đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện thực tế của

SVTH : TRẦN MINH TÀI

5


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Cơng ty TNHH Sanibeco đạt tiêu chuẩn đầu ra , và tính tốn chi tiết các cơng trình
đơn vị.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải của công ty Sanibeco đạt chuẩn đầu ra cột
B nước thải QCVN 40: 2011/BTNMT.
1.3.

Phạm vi nghiên cứu.

Giới hạn về mặt không gian: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nước thải
sản xuất bia của Công ty TNHH Sanibeco.
Giới hạn về mặt thời gian: Đề tài được thực hiện trong thời gian từ ngày
1/3/2016 đến ngày 1/7/2016.
Giới hạn về mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và tính tốn
thiết kế các cơng trình đơn vị.
1.4.

Nội dung nghiên cứu.

Thu thập tài liệu tổng quan về ngành sản xuất bia.
Tìm hiểu về các thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải ngành bia và
các phương pháp xử lý nước thải nghành bia và một số cơng nghệ xử lý nước thải
điển hình của ngành bia hiện nay.
Thu thập một số thông tin về tình hình sản xuất, cơng nghệ sản xuất … của
Cơng ty TNHH Sanibeco.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho Cơng ty TNHH
Sanibeco. Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đã đề xuất và dự toán kinh tế.

SVTH : TRẦN MINH TÀI

6


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1.5.

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Phương pháp nghiên cứu.

Tổng hợp và nghiên cứu các tài liệu có liên quan nước thải Công ty TNHH
Sanibeco. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khác nhau và so sánh lựa chọn để tìm
ra phương án tối ưu cho Cơng ty TNHH Sanibeco.
Khảo sát thực tế tiến hành thu nhập các số liệu thực tế cần thiết phục vụ cho
khóa luận tại công ty TNHH Sanibeco.
Tổng hợp tài liệu đã thu nhập

Lựa chọn công nghệ trên cơ sở phù hợp với thành phần, tính chất nước thải,
điều kiện mặt bằng, tiêu chuẩn xả thải, khả năng đầu tư
Dùng công vụ world để soạn thảo văn bản, thể hiện thiết kế trên phần mềm
AutoCAD.
1.6.

Ý nghĩa đề tài :

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Sanibeco đạt tiêu
chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT
Ngăn ngừa và giảm thiểu nguy cơ gây ô nhiễm môi trường do nước thải nhà
máy bia gây ra.
Cải thiện môi trường xung quanh cho khu công nghiệp Thành Hải cũng như
khu dân cư xung quanh.
Tiết kiệm chi phí xử lý nước thải tại cơng ty

SVTH : TRẦN MINH TÀI

7


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA
2.1. Giới Thiệu Về Ngành Sản Xuất Bia.
2.1.1.

Tình hình phát triển ngành cơng nghiếp sản xuất bia.

2.1.1.1. Trên thế giới :
Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ các nước châu Âu như Đức,
Anh , Pháp… với nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn như hiện nay thì ngành sản xuất
Bia đang chiếm một vị trí quan trọng trong ngành phát triển công nghiệp trên thế
giới.
Theo thống kê Năm 2015 dựa trên kết quả của viện nghiên cứu thuộc hãng
sản xuất nước ngọt hàng đầu Nhật Bản Kirin Breweries thì sản lượng bia toàn cầu
trong năm 2015 đạt 280 triệu kilolit. Sản lượng bia tăng 5,9%, đạt mức tăng cao
nhất kể từ khi viện nghiện cứu này bắt đầu công việc thống kê vào năm 1974.
Trung Quốc giữ vị trí là nhà sản xuất bia hàng đầu trên thế giới trong suốt 6
năm trở lại đây, chiếm đến 22% tổng sản lượng bia trên toàn thế giới,theo sau là
Nga với mức tăng sản lượng đạt ở mức hai con số và đứng thứ 3 là Đức. Dự kiến
với mức tăng trưởng kinh tế như hiện nay, mức sống của người dân trên thế giới
ngày càng cao thì ngành cơng nghiệp sản xuất bia sẽ phát triển mạnh trong những
năm tới.
2.1.1.2. Tại việt nam :
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự xuất hiện của Nhà máy
bia Sài Gòn và Nhà máy bia Hà Nội, như vậy bia Việt Nam đã có lịch sử trên 120
năm. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản
xuất bia có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư và mở rộng các
nhà máy bia có từ trước và xây dựng các nhà máy bia mới thuộc Trung ương và địa
phương quản lý, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nước ngồi. Cơng nghiệp

SVTH : TRẦN MINH TÀI

8


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

sản xuất bia phát triển kéo theo sự phát triển các ngành sản xuất khác như: Vỏ lon
nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, các loại nút chai và bao bì khác.
Sản phẩm bia, rượu là những sản phẩm khơng chỉ có thuế VAT mà còn chịu
thuế tiêu thụ dặc biệt và nói chung có mức thuế xuất cao. Vì thế ngành sản xuất bia
- rượu - nước giải khát là một trong số ít ngành đóng góp cho ngân sách lớn, với tỷ
lệ khoảng bằng 50% doanh thu tiêu dùng của ngành và với tổng mức thu nộp vào cả
ngân sách trung ương và ngân sách địa phương hiện nay khoảng trên 30 ngàn tỷ
đồng/năm.
Từ chỗ chỉ có 2 nhà máy là bia Hà Nội và bia Sài Gòn, đến nay, cả nước ta
có 469 cơ sở sản xuất với năng lực 1021 triệu lít /năm. Hiện nay, bình qn tiêu thụ
bia đầu người trong một năm là 8,5 lít. Với tốc độ phát triển nhanh, đáp ứng về số
lượng và chất lượng, các sản phẩm bia Việt đang dần dần thay thế sản phẩm nhập
khẩu và nâng cao giá trị nơng sản thực phẩm.
2.2. Qui trình cơng nghệ tổng qt của ngành sản xuất Bia:
2.2.1.

Đặc tính nguyên liệu:

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt Đại Mạch, hoa houblon
và nước. Để tiết kiệm nguồn malt Đại Mạch hoặc để sản xuất một vài loại bia thích
hợp, với thị hiếu của người tiêu dùng bên cạnh Đại Mạch, người ta còn dùng thêm
các nguyên liệu phụ như bột mì, gạo, bột ngơ, thậm chí cả bột đậu tương đã tách
béo.
2.2.1.1. Nước:
Đối với bia, nước là một nguyên liệu khơng thể thay thế được. Thành phần
hóa học của nước ảnh hưởng đến đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nó tác
động trong suốt các q trình chế biến của công nghệ sản xuất bia.

Trên dây chuyền công nghệ chính, nước được dùng trong q trình nấu, pha loãng
dung dịch đường để lên men, như vậy nước trở thành thành phần chính của sản

SVTH : TRẦN MINH TÀI

9


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

phẩm. Ngồi ra, nước cịn được dùng ở những q trình khác như làm lạnh, làm
nóng, rửa dụng cụ, thiết bị, vệ sinh khu vực sản xuất.
2.2.1.2. Đại mạch :
Đại mạch là nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất bia, muốn được vậy, đại
mạch phải trải qua quá trình nẩy mầm nhân tạo sau đó dừng lại bằng cách sấy khơ.
Thành phần hóa học của Đại mạch:
 Carbohydrate chung

: 70-85%.

 Các chất vô cơ

: 10,5-11,5%

 Chất béo

: 1,5 -2%

 Các chất khác

: 1-2

Độ ẩm bình quân thay đổi từ 14 -14,5%, độ ẩm có thể thay đổi từ 12% trong
điều kiện thu hoạch khô ráo và trên 20% trong điều kiện ẩm ướt.
Tinh bột :
Có cơng thức là (C6H10O5)n, có được chuyển hóa dễ dàng thành đường
glocose dưới tác dụng của acid và thành dextrine và maltose dưới tác dụng của
amylase. Tinh bột là một thành phần quan trọng về mặt số lượng trong đại mạch từ
55-65%. Khi nấu, dưới tác dụng của các men amylase được chuyển hóa thành thành
dextrine và đường maltose và sau đó sẽ được chuyển hóa thành cồn và CO 2 trong
quá trình lên men.
Protein :
Sản phẩm thủy phân của protein được chia ra làm nhiều nhóm khác nhau và
giữ một vai trị hết sức quan trọng trong sản xuất malt và bia. Những nhóm kém
phức tạp sẽ là chất dinh dưỡng cho nấm men trong q trình lên men, nhưng nếu
trong dịch đường có qúa nhiều loại này nấm men không sử dụng hết, phần tồn tại
trong bia sẽ là dinh dưỡng cho các vi sinh vật làm hỏng bia trong quá trình bảo
quản.
SVTH : TRẦN MINH TÀI

10


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Bảng 1. Các chỉ số chất lượng của Malt vàng

Thứ

Các chỉ số chất lượng

Giá trị trung

tự
1

Khối lượng hectolit, kg

bình
55 -58

2

Khối lượng 1000 hạt không lựa chọn,g

32-35

3

Độ dài lá mầm, % số hạt có chiều dài 2/3-3/4 hạt

70-75

4

Số hạt trắng đục, %

90-96

5

Hàm ẩm, %

3.8-5.0

6

Thời gian đường hóa, phút

10-15

7

Cường độ màu, ml 0,1NI2 / 100ml dịch đường

8

Lượng chất chiết hòa tan, % theo chất khô.

9

Hiệu số chiết ly (nghiền mịn, nghiền thô)

2-3.5

10

Hàm lượng đường maltoza, % theo chất chiết

65-82

11

Đường: dextrin

12

pH

13

Độ chua định phân ml 0,1N NaOH/100g chất khô

14-17.5

14

Đạm tổng, %N

1.5-1.7

15

Đạm tổng, % theo chất khô ( N x 6,25)

9.5-10.5

16

Đạm formol, %

0.19-0.21

17

Độ lên men biểu kiến cuối cùng, %

0.16-0.25
78-80.5

0.4-0.55
4.5-6

75-78

18 Hoạt lực amylaza, 0WK
220-280
[Nguồn. PGS.TS. HOÀNG ĐÌNH HỊA, Cơng nghệ sản xuất Malt và bia, 2000]
2.2.1.3.Chủng Nấm Men
Nấm men đóng vai trị quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất
của tế bào nấm men bia chính là q trình chuyển hóa ngun liệu thành sản phẩm.
Q trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ ezyme trong tế bào
nấm men, do đó việc phải ni cấy nấm men để tạo điều kiện cho sự hình thành và
hoạt động của hệ ezyme là một khâu kỹ thuật rất quan trọng không thể tiến hành
một cách tùy tiện.
SVTH : TRẦN MINH TÀI

11


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Nấm men được sử dụng cho sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc
giống Saccaromyces.
2.3. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia
Quá trình sản xuất bia gồm 3 giai đoạn chính sau:
 Nấu và đường hóa.
 Lên men chính, lên men phụ và tàng trữ.
 Lọc bia và chiết bia.
Chúng ta có thể mơ tả cơng đoạn sản xuất bia theo sơ đồ sau :

SVTH : TRẦN MINH TÀI

12


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Nước cấp để
rửa sàn,thiết
bị

Nước
mềm

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Mal
Gạo
t
Chuẩn bị nguyên
liệu

Hơi
nước
Enzim

Nấu – đường hóa

Lọc dịch đường
Hoa
hublon
Hơi nước

Bã malt

Nấu hoa
Bã malt

Tách bã
Làm lạnh
Glicol hay nước
đá
Men
giống
Hoạt hóa và
dùng lại men

Lên men chính, phụ

Bã men
Nén CO2

Lọc bia

Chất trợ lọc

Hơi

Sục khí

Bã lọc

Bão hịa CO2

Xút

Bia hơi

Rửa chai

Chiết chai, lon

Nước thải

Đóng nắp

Hơi nước

Thanh trùng
Kiểm tra, dán nhãn, nhập
kho
Sản phẩm

Hình 1. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất Bia.

SVTH : TRẦN MINH TÀI

13

Nước thải


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

2.3.1. Dây chuyền cơng nghệ khâu nấu và đường hóa.
Nghiền ngun liệu :
Mục đích của q trình nghiền là nhằm tạo ra những điều kiện thuận lợi cho
sự tiến triển của các biến đổi lý sinh hóa trong q trình đường hóa, nhằm làm thế
nào thu được lượng chất hòa tan lớn nhất. Thiết lập được một điều kiện thích hợp về
mối liên hệ giữa nước và các thành phần của bột malt là một điều kiện rất quan
trọng, có như vậy mới giúp cho quá trình lên men xảy ra tốt và q trình hình thành
các chất hịa tan hiệu quả nhất.
Trộn ngun liệu với nước :
Q trình đường hóa được bắt đầu bằng việc pha trộn bột malt, gạo với nước.

Nhằm tránh cho bột malt, gạo bị vón cục gây trở ngại cho việc thủy phân tinh bột,
người ta sử dụng một thiết bị pha dựa theo nguyên lý Ventury hoặc bằng cơ học
gồm một vít xoắn đánh tơi bột trong nước, phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật nấu hoặc
pha loãng, thường người ta áp dụng là: 3,5 - 4 lít nước cho 1kg gạo và 3 - 3,5 lít
nước cho 1kg malt.
Nấu và đường hóa ngun liệu :
Mục đích là nhằm chuyển về dạng hịa tan tất cả các chất có phân tử lượng
cao nằm dưới dạng khơng hoà tan trong bột malt. Chúng sẽ cùng với những chất
hịa tan có sẵn tạo thành chất chiết chung.
Q trình thủy phân các chất hữu cơ phức tạp trên là kết quả của sự tác dụng
của hệ thống enzyme có sẵn trong malt.
Thủy phân tinh bột :
Thành phần quan trọng nhất của bia là cồn được sinh ra trong quá trình lên
men từ dịch đường. Vì vậy sự thủy phân tinh bột thành maltose rất quan trọng.
Thêm vào đó các sản phẩm trung gian không lên men được như dextrine cũng được
hình thành.

SVTH : TRẦN MINH TÀI

14


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Sự thủy phân tinh bột được tiến hành thành 3 giai đoạn khơng thay đổi nhưng hịa
lẫn với nhau như sau:
Hồ hóa  dịch hóa  đường hóa :
 Hồ hóa: tinh bột khơng hịa tan trong nước lã, khơng hịa tan trong dung mơi

hữu cơ trung tính. Khi ở trong nước lã bình thường chúng hút nước và trương
nở ra. Vì thế, khi gia nhiệt thể tích của khối bột tăng lên, các hạt tinh bột bị
nén chặt sau cùng chúng bị vỡ ra và tạo thành một dung dịch nhớt. Độ nhớt
của dung dịch phụ thuộc vào lượng nước pha và tùy theo cấu trúc của từng
loại tinh bột.
 Dịch hóa: dưới tác dụng của  - amylase, các chuỗi dài amylo và
amylopectin sẽ nhanh chóng cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, vì thế nên
độ nhớt trong mẻ nấu giảm rất nhanh.  - amylase chỉ có thể cắt từ từ vào
cuối mạch của amylo và cuối mạch nhánh của amylopectin và cứ cắt 2 gốc
một như vậy. Dịch hóa có nghĩa là giảm độ nhớt trong dung dịch tinh bột đã
hồ hóa bởi  - amylase.
 Đường hóa:  - amylase tuần tự phân cắt các chuỗi của amylo và
amylopectin thành dextrin có từ 7 -12 gốc glucose cịn lại,  - amylase tách 2
gốc từ đi cịn lại của  - amylase đã cắt để hình thành các chuỗi nhỏ hơn,
các loại đường khác nhau như maltotriose và glucose có độ dài các chuỗi
khác nhau cũng được hình thành.
Lọc dịch đường và rửa bã :
Cháo malt sau khi đường hóa xong gồm 2 phần: phần đặc và phần loãng.
Phần đặc bao gồm tất cả những phần tử nhỏ khơng hịa tan của bột malt. Phần lỗng
thì dung dịch nước chứa tất cả chất hòa tan trong mẻ nấu gọi là “dịch đường”.
Mục đích của q trình lọc là nhằm phân tách phần loãng riêng ra khỏi phần
đặc. Đặc trưng của cháo malt là trong đó có rất nhiều phần tử rắn. Trong quá trình

SVTH : TRẦN MINH TÀI

15


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

lọc, những phần tử rắn này sẽ tạo thành một lớp nguyên liệu lọc phụ. Điều này có ý
nghĩa khá lớn trong khi lọc.
Đun sôi dịch đường cùng với hoa houblon :
Mục đích của q trình đun sơi dịch đường với hoa houblon là nhằm ổn định
thành phần và tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng đặc trưng của hoa houblon.
Bia là một loại giải khát có mùi thơm và vị đắng rất đặc trưng, mùi thơm vị
đắng đặc trưng này gây nên bởi hoa houblon. Đồng thời hoa houblon còn giúp cho
bia thêm phần bền vững sinh học và khả năng tạo bọt tốt. Một trong những phương
pháp thông dụng nhằm chiết chất đắng và dầu thơm của hoa houblon là đun sôi trực
tiếp dịch đường với hoa.
Làm lạnh và lắng trong dịch đường :
Mục đích của q trình làm lạnh và lắng trong là giảm nhiệt độ nước nha
xuống, đưa oxy từ khơng khí vào dịch thể và kết lắng các chất bẩn.
Thông thường làm lạnh và lắng trong nước nha tiến hành qua 2 bước:
 Bước 1 : Giảm nhiệt độ xuống 60-700C và giữ ở nhiệt độ này khoảng 2 giờ vì
cần ít nhất 2 giờ các cặn bã mới lắng hết. Sau đó, bơm phần trong của nước
nha (loại bỏ phần cặn ở đáy thùng) sang thiết bị làm lạnh nhanh.
 Bước 2: Làm giảm nhanh nhiệt độ xuống tương ứng với nhiệt độ lên men
(khoảng 7-100C). Đến giai đoạn này, số cặn còn lại tuy khơng nhiều nhưng đó
là những cặn rất nhỏ, đường kính của chúng thường không quá 0,5m và lởn
vởn trong dung dịch ở dạng huyền phù, rất khó lắng, thậm chí không lắng.
Phải loại bỏ các kết tủa này bằng ly tâm hoặc có khi sử dụng bột trợ lọc
điatomit sau đó mới đưa nước nha vào thùng lên men.
2.3.2.

Lên men dịch đường

Sản xuất bia thuộc lĩnh vực lên men cổ điển ( như lên men rượu, một số axit

hữu cơ, một số dung mơi hữu cơ…). Đó là một q trình hóa sinh, vi sinh tương đối

SVTH : TRẦN MINH TÀI

16


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

đơn giản so với các ngành lên men thuộc lĩnh vực lên men hiện đại như sinh tổng
hợp các axit amin, các enzym…
Trong sản xuất bia, q trình lên men có hai dạng: lên men nổi và lên men
chìm. Hai dạng lên men này khác nhau chủ yếu ở chỗ sử dụng hai loại nấm men
khác nhau. Nấm men chìm thì lên men chính ở 6-9 0C, cịn nấm men nổi thường có
nhiệt độ lên men chính cao hơn. Tại nhà máy áp dụng phương pháp lên men chìm.
2.3.2.1.

Các giai đoạn lên men

Giai đoạn bắt đầu :
Xuất hiện bọt trắng mịn và bám vào thành thùng và từ từ phủ kín bề mặt bia
non. Bọt này được xuất hiện từ 8 đến 16 giờ sau khi cấy men. Nếu thời gian này bị
kéo dài hơn thì nên bổ sung nấm men hoặc tăng nhiệt độ lên men, thông thường
nhiệt độ lên men của nấm men bắt đầu từ 6-70.
Nếu các biện pháp trên khơng hiệu quả thì cần kiểm tra lại hàm lượng O 2, và
hàm lượng O2 thông thường  6mg/l.
Giai đoạn tiếp theo gọi là giai đoạn “Krausen collapsing” :
Mức độ lên men ít mạnh mẽ hơn, lớp bọt dần dần bị xẹp xuống và cuối cùng

tạo nên một lớp bao phủ màu nâu có vị đắng là do sự oxy hóa của nhựa hoa houblon
và tannin.
Giai đoạn cuối cùng gọi là “collapsed foam” :
Do tốc độ lên men tiếp tục giảm, bọt tiếp tục vỡ ra và cuối cùng chỉ còn một
lớp bọt màu nâu xốp bẩn, lớp bọt này cần loại bỏ trước khi chuyển bia để khỏi làm
bẩn nấm men thu hồi.
2.3.3. Giai đoạn Lọc bia
Sau khi lên men và hồn tất q trình làm chín bia có đầy đủ các thành phần
hóa học, cũng như hương vị đặc trưng riêng biệt của từng loại bia nhưng bia vẫn
còn mờ đục nên cần phải lọc để trở nên trong suốt và óng ánh.

Lọc bia dựa trên cơ sở của 2 quá trình:
SVTH : TRẦN MINH TÀI

17


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Q trình cơ học: nhằm giữ lại các phần tử rắn có kích thước to hơn các lỗ
hoặc khe của lưới lọc.
Quá trình hấp thu: đối với các phần tử có kích thước rất bé như các chất keo
hòa tan dưới dạng phân tử, các nấm men và vi sinh vật,… Ngoài các chất gây đục
bia, quá trình hấp thu cũng làm giảm bớt một phần các chất protein, chất nhựa
houblon, chất màu, cồn bậc cao và ester,…Vì vậy bia được trong chính là nhờ q
trình này.
Bia lọc xong phải đảm bảo về mặt chất lượng như: độ ổn định vi sinh, độ ổn
định keo, độ ổn định mùi vị.

Bia đã lọc được đưa vào tank chứa có áp lực, thời gian chứa từ 2-3 ngày ở
nhiệt độ từ 0-20C. Tank chứa bia trong thực chất là tank chứa trung gian máy lọc và
máy chiết, nó được trang bị các phụ kiện an toàn áp lực và đảm bảo các yêu cầu
như:
 Đảm bảo vệ sinh hoàn toàn sạch bởi hệ thống lọc.
 Quá trình vệ sinh phải được kiểm tra cẩn thận.
 Bề mặt bên trong phải nhẵn, láng.
 Tank phải có hệ thống dằn áp lực CO2 và đảm bảo khơng rị rỉ gió vào.
 Phải có hệ thống kiểm tra nhiệt độ tự động.
2.4. Các nguồn phát sinh chất thải :
Ngành công nghiệp sản xuất bia cũng như các ngành cơng nghiệp khác đều
có sự phát sinh chất thải trong q trình sản xuất và ảnh hưởng đến mơi trường cụ
thể là chất thải rắn, khí thải và đặc biệt là nước thải sản xuất. Cụ thể như sau :
2.4.1.

Về nước thải.

Bia chứa chủ yếu là nước (>90%), còn lại là cồn (3 – 6%), CO 2 và các hóa
chất hịa tan khác. Vì vậy sản xuất bia là một trong những ngành cơng nghiệp địi

SVTH : TRẦN MINH TÀI

18


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

hỏi tiêu tốn rất nhiều nước do đó sẽ thải ra mơi trường một lượng rất lớn nước thải.

Nước thải của nhà máy bia thường gồm những loại sau:
 Nước làm nguội, nước ngưng tụ. Loại nước này không thuộc loại nước gây ơ
nhiễm nên có thể xử lý sơ bộ và tái sử dụng lại.
 Nước vệ sinh thiết bị như rửa thùng nấu, rửa bể chứa, rửa sàn nhà sản xuất.
Loại nước này chứa nhiều chất hữu cơ, cần phải được tiến hành xử lý để làm
sạch môi trường và tái sử dụng lại.
 Nước vệ sinh và các thiết bị lên men, thùng chứa đường ống, sàn nhà lên
men. Loại nước thải này chứa nhiều xác nấm men, xác nấm men rất dễ tự
phân hủy, gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Loại nước này cần có biện
pháp xử lý đặc biệt giảm nguy cơ ô nhiễm.
 Nước rửa chai đựng bia. Loại nước thải này cũng gây ô nhiễm nghiêm trọng,
nước này không chỉ chứa các chất hữu cơ mà còn chứa rất nhiều các hợp chất
màu từ mực in nhãn, kim loại ( đặc biệt là Zn và Cu)
2.4.2.

Khí thải.

Hơi phát sinh từ q trình nấu, hơi khí nén bì rị rỉ, bụi từ q trình chuẩn bị
nguyên liệu . . .
Nguồn Bụi phát sinh chủ yếu trong nhà máy bao gồm trong quá trình chuẩn
bị nguyên liệu, quá trình tiếp liệu, quá trình xay malt, quá trình nghiền gạo… Tuy
nhiên tải lượng bụi ở đây rất khó ước tính phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như loại
nguyên liệu, độ ẩm của nguyên liệu, tình trạng / tính năng của thiết bị máy móc…
2.4.3.

Tác nhân nhiệt.

Nhiệt tỏa từ lị nấu, lị hơi (nguồn nhiệt rất nặng) và từ hệ thống làm lạnh
(nguồn nhiệt lạnh) và tiếng ồn do thiết bị sản xuất (máy bơm, máy lạnh, băng
chuyền,…) ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của cơng nhân và mơi trường xung

quanh
2.4.4.

Chất thải rắn.

SVTH : TRẦN MINH TÀI

19


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Chất thải được phát sinh chủ yếu từ công đoạn : lọc dịch đường, tách bã, lên
men chính – phụ , bao gồm bã thải lúa mạch – gạo, xỉ lò nấu, bã men bia, ngồi ra
cịn có chất thải rắn sinh hoạt từ văn phòng và bếp ăn.
2.4.5.

Tiếng ồn, độ rung .

Chủ yếu được phát sinh từ quá trình hoạt động của các máy móc thiết bị như
máy nghiền, máy đóng chai, thiết bị làm lạnh, băng chuyền . .
2.5. Các hệ thống xử lý nước thải bia đang được áp dụng :
2.5.1.

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Hồng Quỳnh :

Hình 2. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Hồng Quỳnh

Bảng 2. Tính chất nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Hồng Quỳnh

SVTH : TRẦN MINH TÀI

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

pH

-

8,84

20


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

COD
BOD5 (200C)
SS
Tổng Nito
Tổng Photpho
Coliform

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Bg/l

1536
1230
200
56
5,6
10000

[Nguồn : nhà máy bia Sài Gịn – Hồng Quỳnh]
2.5.2.

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Qng Ngải :
Hình 3. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Quãng Ngải

Bảng 3. Tính chất nước thải nhà máy bia Sài Gịn – Quãng Ngải

SVTH : TRẦN MINH TÀI

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

pH

-

5-10

21


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN
o

Nhiệt độ
COD
BOD5 (200C)
TSS
Tổng Nito
Tổng Photpho
Coliform

C
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Bg/l

35-40
1800
1300
500
37
19
100000

[Nguồn : nhà máy bia Sài Gòn – Quãng Ngải]
2.5.3.

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiler :
Hình 4. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiler

Bảng 4. Tính chất nước thải nhà máy bia Sabmiler
Chỉ tiêu

SVTH : TRẦN MINH TÀI

Đơn vị

22

Kết quả


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

pH
Nhiệt độ
COD
BOD5 (200C)
TSS
Tổng Nito
Tổng Photpho

C
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
o

5-12
35
2500
1700
800
36
15

[Nguồn : nhà máy bia Sài Gòn – Sanibeco]

SVTH : TRẦN MINH TÀI

23

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY SANIBECO.
3.1. Giới thiệu tổng quan cơng ty.

Hình 5. Cơng ty Sanibeco [Ảnh chụp]
Tên cơng ty: Công ty Sanibeco.
Địa chỉ: Khu công nghiệp Thành Hải, Xã Thành Hải, Thành phố Phan RangTháp Chàm, Tỉnh Ninh Thuận
Mã số thuế: 45005218
Đại diện pháp luật: Văn Thanh Liêm
Ngày cấp giấy phép: 05/06/2012
Ngày hoạt động: 06/06/2012 (Đã hoạt động 4 năm)
Tổng diện tích : 10ha.
Vốn đầu tư : 450 tỷ đồng.
Sản phẩm chính: Sản phẩm của cơng ty là bia và nước giải khát từ malt.
Tổng công suất sản phẩm là 20 triệu lít/năm.
SVTH : TRẦN MINH TÀI

24


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: T.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Cơng ty Sanibeco nằm trong khu công nghiệp Thành Hải, Xã Thành Hải,
Thành phố Phan Rang-Tháp Chàm, Tỉnh Ninh Thuận. Mặt tiền phía Bắc khu đất

giáp đường giao thơng nội bộ của khu công nghiệp. Khu dân cư gần nhất nằm cách
công ty khoảng 700m.
Cơ sở hạ tầng như cấp thoát nước, giao thông, cung cấp điện và thông tin
liên lạc rất đầy đủ. Công ty nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía nam, đồng thời
nằm gần các trung tâm đơ thị lớn nên thuận lợi cho việc vận chuyển và tiêu thụ sản
phẩm. Đồng thời công ty nằm trong khu vực có nguồn nhân lực dồi dào thuận lợi
cho việc tuyển chọn lao động.
3.1.1.

Khu công nghiệp Thành Hải:

KCN Thành Hải có diện tích 77.987 ha, đã có hệ thống hạ tầng kỹ thuật đồng
bộ, đáp ứng được yêu cầu đầu tư của các Dự án cơng nghiệp.

Hình 6. Khu cơng nghiệp Thành Hải [internet]
Các ngành nghề kêu gọi đầu tư: các ngành nghề ít gây ảnh hưởng xấu đến
mơi trường, công nghiệp điện tử, tin học, các ngành sản xuất vật liệu xây dựng, sản
xuất các máy cơ khí, máy công nghiệp; các ngành sản xuất hàng may mặc, chế biến

SVTH : TRẦN MINH TÀI

25