Mục lục MỤC LỤC 1MỞ ĐẦU CHƯƠNG I 2TỔNG QUAN TÀI LIỆU 21 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA 21 1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới 51 2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở[.]
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam .5 1.2.1 Hiện trạng công nghệ thiết bị 1.2.2 Hiện trạng sản xuất 1.2.3 Tình hình tiêu thụ 1.2.4 Định hướng phát triển CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP BIA .10 2.1 Công nghệ sản xuất bia .10 Sơ lược công nghệ sản xuất bia [13] 10 Công nghệ sản xuất bia [6] 11 Một số quy trình công nghệ sản xuất bia .12 2.2 Đặc tính nước thải cơng nghiệp bia 15 Nước thải nhà máy bia giới [2] 15 Nước thải nhà máy bia Việt Nam 16 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN BIA THANH HÓA 17 3.1 Lịch sử hình thành phát triển cơng ty 17 3.2 Vài nét nhà máy .19 3.3 Nhu cầu nguyên liệu vật tư cho sản xuất bia 20 Nguyên liệu 20 3.4 Nhu cầu nhiên liệu, lượng .23 3.5 Quy trình cơng nghệ sản xuất .25 3.6 Các nguồn thải sản xuất bia 28 1.Khí thải 30 Chất thải rắn 30 Nước thải .31 3.7 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Thanh Hóa [1] 34 Sơ đồ công nghệ 34 Thuyết minh công nghệ 34 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 37 2.2 Phương pháp nghiên cứu 37 2.2.1 Phương pháp thu thập, phân tích tài liệu 37 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 37 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu .37 2.3 Phương pháp luận thiết kế chương trình quan trắc 37 2.3.1 Xác định vị trí điểm quan trắc 37 2.3.2 Xác định thông số quan trắc 38 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Mục tiêu chương trình quan trắc 39 3.2 Kiểu / loại quan trắc 39 3.3 Xác định vị trí điểm quan trắc 39 3.4 Thông số quan trắc .46 3.5 Thời gian tần xuất quan trắc 49 3.6 Phương pháp quan trắc .49 3.6.1 Phương pháp lấy mẫu đo đạc trường .49 3.6.2 Phương pháp vận chuyển bảo quản mẫu 50 3.6.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm .50 3.7 Xử lý số liệu viết báo cáo 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Diễn giải BTNMT TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam QA/QC Đảm bảo chất lượng kiểm soát chất lượng Bộ tài nguyên môi trường quan trắc môi trường BOD5 Nhu cầu ơxy hóa hóa học COD Nhu cầu ôxy hóa sinh học ngày TDS Tổng chất rắn hòa tan TSS Tổng chất rắn lơ lửng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân bố sản lượng bia giới theo khu vực [10] Bảng 1.2 Tăng trưởng sản lượng sản xuất bia số quốc gia [10] Bảng 1.3 Mức tiêu thụ bia bình quân số quốc gia giới [10] Bảng 1.4 Hiện trạng công nghệ thiết bị sản xuất bia Việt Nam [2] .6 Bảng 1.5 Sư tăng trưởng ngành bia Việt Nam (giai đoạn 1995 – 2010) Bảng 1.6 Mức tiêu thụ bình quân Việt Nam qua năm [8] .8 Bảng 1.7 Nhu cầu vốn đầu tư sản lượng sản xuất theo quy hoạch .9 giai đoạn 2010 – 2015 [12] Bảng 1.8 Các giá trị trung bình nước thải cơng nghiệp sản xuất bia theo Cục bảo vệ môi trường Thụy Điển 15 Bảng 1.9 Đặc trưng nước thải số sở sản xuất bia 16 địa bàn Hà Nội .16 Bảng 1.10 Nhu cầu nguyên liệu trung bình để sản xuất 1000 lít bia [1] 20 Bảng 1.11 : Thành phần hóa học Malt [1] 21 Bảng 1.12 : Thành phần bột gạo [1] 21 Bảng 1.13: Thành phần hóa học hoa Houblon theo % chất khơ [1] .22 Bảng 1.14 : Thành phần hóa học nước sản xuất bia [1] .22 Bảng 1.15 Nhu cầu nhiên liệu, lượng để sản xuất 1000 lít bia [1] 24 Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất bia nhà máy bia Thanh Hóa 26 Bảng 1.16 : Các nguồn thải sản xuất bia [7] 29 Bảng 1.17 Chất thải trình sản xuất bia [1] 31 Bảng 1.18 Đặc trưng nước thải sản xuất bia [7] 31 Bảng 1.19 Tải trọng ô nhiễm nước mưa chảy tràn 32 Bảng 1.20 : Kết phân tích nước thải nhà máy bia Thanh Hóa [1] 33 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia nhà máy Quảng Nam 14 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia Sài Gịn (Đồng Nai) 15 Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức máy nhà máy bia Thanh Hóa 19 Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Thanh Hóa .34 Hình 3.1.Sơ đồ vị trí điểm quan trắc nước thải sinh hoạt 40 Hình 3.2 Sơ đồ vị trí điểm quan trắc nước thải sản xuất 41 Hình 3.3 Sơ đồ vị trí điểm quan trắc khu xử lý nước thải sản xuất 42 MỞ ĐẦU Sản xuất bia ngành đồ uống nên trình sản xuất phải sử dụng nhiều nước Nguyên liệu cho sản xuất bia bao gồm malt, gạo Nguyên liệu nghiền nhỏ sau đưa vào chế biến dịch đường Trong trình nấu, nước sử dụng nhiều cho nấu, cung cấp cho lò để sản xuất nước phục vụ cho công nghệ, nước dùng làm mát máy móc thiết bị Nước dùng trình sản xuất để chuyển thành sản phẩm dùng dạng khơng bị thải bỏ thải Nước thải sản xuất bia chủ yếu phát sinh từ trình rửa, vệ sinh máy móc thiết bị vệ sinh nhà xưởng, chủ yếu tập trung khu vực lên men, lọc bia chiết sản phẩm Với đặc thù sản xuất bia đòi hỏi phải sử dụng lượng nước rửa vệ sinh lớn Thực tế cho thấy, đặc tính chung nước thải sản xuất bia chứa nhiều chất gây ô nhiễm với chủ yếu chất hữu hòa tan dạng keo, chất rắn dạng lắng lơ lửng, số chất vơ hịa tan, hợp chất nitơ phốt Tất chất gây nhiễm có nước thải từ thành phần bã malt, cặn lắng dịch đường lên men, hạt trợ lọc khâu lọc bia, xác men thải rửa thùng lên men bia thất thoát chiết vào bom Nước thải bia chứa nhiều chất dễ phân hủy sinh học nên có màu nâu thẫm Hàm lượng oxy hòa tan nước thải nhà máy bia thấp Nhu cầu ôxy sinh học BOD hóa học COD cao vượt tiêu chuẩn thải nhiều lần (COD hàm lượng 600 2400mg/l; BOD5 hàm lượng 310 - 1400mg/l), trung bình lớn 10 lần tiêu chuẩn cho phép Các giá trị BOD COD thường thay đổi theo thời gian ngày, cao vào thời điểm xả nước rửa bã nồi nấu thùng lên men Các tiêu này, không tiến hành kiểm tra định kỳ làm ô nhiễm tới nguồn nước mặt sinh hoạt người dân Hiện nay, nhà máy, việc tiến hành đo đạc thống kê số liệu tiêu gây ô nhiễm nguồn nước chưa thực thường xuyên ảnh hưởng không nhỏ tới công tác kiểm tra, kiểm soát xử lý để đảm bảo chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn trước xả mơi trường Do đó, việc thiết kế chương trình quan trắc nước thải cho nhà máy bia để vấn đề cấp thiết cho trình phát triển ngành sản xuất thức uống Việt Nam CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BIA 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Bia loại nước giải khát sản xuất từ lâu đời giới, từ kỷ thứ trước công nguyên, người Thracia nấu bia từ lúa mạch đen Đến kỷ 19, Louis Paster thành công nghiên cứu vi sinh vật Christian Hansen (người Đan Mạch) phân lập nấm men áp dụng vào sản xuất bia thực trở thành thứ đồ uống hảo hạng, giới ưa chuộng [13] Những năm gần đây, với tốc độ phát triển kinh tế nhanh nhiều nước giới, chất lượng sống người dân ngày đảm bảo, nhu cầu tiêu dùng gia tăng khiến cho sản lượng bia giới tăng tới 2,2% /năm từ 181,355 tỷ lít (năm 2009) lên 185,556 tỷ lít (năm 2010) [10] Bảng 1.1 Phân bố sản lượng bia giới theo khu vực [10] Khu vực Năm 1994 Sản lượng Năm 2009 Tỷ trọng Sản lượng Tỷ trọng Năm 2010 Sản lượng Tỷ trọng (triệu lít) (%) (triệu lít) (%) (triệu lít) (%) Châu Á 21.750 19,68 58.676 32,4 61.869 33,3 Châu Âu 40.000 36,2 55.513 30,5 53.943 29,1 Mỹ La Tinh 18.300 16,56 29.019 16 30.619 16,5 Bắc Mỹ 26.999 24,43 25.262 14 25.036 13,5 Châu Phi 550 0,5 9.515 5,3 10.681 5,8 Trung Đông 600 0,54 1.168 0,6 1.308 0,7 Châu Đại Dương 2.300 2,08 2.202 1,2 2.163 1,2 Tổng sản lượng 110.499 100 181.355 100 185.556 100 Các số liệu thống kê bảng 1.1 cho thấy sản lượng bia giới tăng trưởng nhanh chóng sản xuất bia phân bố không theo vùng địa lý giới Trong khoảng thời gian từ năm 2000 trước, sản xuất bia tập trung vùng có sẵn nguyên liệu khu vực Bắc Mỹ châu Âu Đây nơi sản xuất bia có bề dày lịch sử hàng trăm năm với cơng nghệ kỹ thuật sản xuất bia trình độ cao Tuy nhiên, đồ sản xuất bia dịch chuyển sang thị trường phát triển châu Á, Mỹ La Tinh Đặc biệt châu Á, mười năm qua trở thành khu vực sản xuất bia đứng vị trí số sản lượng bia giới Sản xuất bia năm 2010 ghi dấu mốc quan trọng cho 10 năm liên tiếp vị trí số châu Á với tỷ trọng sản lượng bia tăng từ 19,68 % năm 1994 đến 32,4 % năm 2009 33,3 % năm 2010 Đây năm ghi dấu cho suy giảm năm liên tiếp khu vực châu Âu Bắc Mỹ sản lượng bia, giảm 2,4 % châu Âu 1,2 % Bắc Mỹ [10] Bảng 1.2 Tăng trưởng sản lượng sản xuất bia số quốc gia [10] STT Quốc gia Trung Quốc Mỹ Brazil Nga Đức Nhật Bản Anh Việt Nam Sản lượng năm Sản lượng năm 2009 (triệu lít) 2010 (triệu lít) 42.173 44.830 22.093 22.816 10.678 12.600 10.916 10.240 9.807 9.568 5.966 5.850 4.648 4.499 2.300 2.650 Tỉ lệ tăng trưởng (%) 6,3 - 1,2 18 - 6,2 - 2,4 - 2,4 - 3,2 15,2 Sau 10 năm phát triển, tỷ trọng sản lượng sản xuất bia giới dịch chuyển nhanh từ châu Âu sang châu Á, thị trường rộng lớn nhiều tiềm Khối lượng sản xuất bia toàn cầu năm 2010 185,62 triệu lít, tăng 2,2 % so với năm 2009, đánh dấu năm thứ 26 liên tiếp tăng trưởng Tốc độ phát triển lớn Trung Quốc với sản lượng tăng 6,3 % so với năm 2009 chiếm phần tư sản lượng bia giới Chạm mốc tỷ lệ 18% /năm, Brazil vượt qua Nga để trở thành nước lớn thứ ba giới sản xuất bia Tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ gia tăng thu nhập cá nhân đưa Việt Nam trở lại danh sách 25 quốc gia sản xuất bia nhiều giới với mức tăng trưởng hàng năm đạt 15,2 % Bảng 1.3 Mức tiêu thụ bia bình quân số quốc gia giới [10] Mức tiêu thụ bình quân STT (lít/người) Quốc gia 2004 2009 2010 Cộng hịa Séc 156,9 143,2 131,7 Đức 115,8 109,1 106,8 Ba Lan 58,4 83,8 83,6 Tây Ban Nha 64,3 81,9 69,9 Anh 99,0 75,8 73,7 Nga - 70,5 66,2 Nhật Bản - 46,9 45,4 Trung Quốc 22,1 30,2 31,5 Qua số liệu thống kê bảng 1.3 cho thấy tình hình tiêu thụ bia châu Á có chiều hướng gia tăng mạnh mẽ Đặc biệt Trung Quốc Đây quốc gia tiêu thụ nhiều bia giới mức tiêu thụ bình quân theo đầu người đứng mức khiêm tốn 31,5 lít/người Với dân số 1,34 tỷ người thị trường cịn nhiều hội phát triển Ở thị trường bia lâu đời Nhật Bản, mức tiêu thụ bình qn có chiều hướng giảm nhanh từ 52,3 lít/người (năm 2004) xuống 45,5 lít/người (năm 2010) Tại châu Âu, Cộng hòa Séc giữ vị trí mức tiêu thụ bình qn có chiều hướng giảm (từ 143,2 lít/người xuống 131,7 lít/người), Nga (từ 70,5 lít/người xuống 66,2 lít/người) đặc biệt Đức, đứng vị trí thứ ba giới sản lượng bia nhu cầu sử dụng bia giảm từ 143,2 lít/người (năm 2004) xuống 131,7 lít/người (năm 2010) Bên cạnh đó, số quốc gia có mức tiêu thụ tăng mạnh Tây Ban Nha từ 64,3 lít/người (năm 2004) lên 81,9 lít/người (năm 2009), Ba Lan từ 58,4 lít/người (năm 2004) lên 83,8 lít/người (năm 2009) 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Nền công nghiệp bia Việt Nam có lịch sử phát triển 100 năm Cơ sở sản xuất bia mở vào năm 1875 đặt tên xưởng sản xuất bia Chợ Lớn Đây tiền thân nhà máy bia Sài Gịn, tổng cơng ty bia rượu nước giải khát Sài Gòn Vào năm 1889, nhà máy bia Việt Nam xây dựng, tổng công ty bia rượu nước giải khát Hà Nội, với công suất ban đầu 150 lít/ngày 30 cơng nhân Sau thống đất nước, ngành sản xuất bia mở rộng quy mơ tồn quốc Nhiều nhà máy, cơng ty bia hình thành : nhà máy bia Đà Nẵng (thiết bị Tiệp Khắc), nhà máy bia Huda Huế (thiết bị Đan Mạch), nhà máy bia Đông Nam (thiết bị Đan Mạch), công ty bia Việt Hà, nhà máy bia liên doanh trưng ương địa phương khác…góp phần nâng cao sản lượng bia nước 1.2.1 Hiện trạng công nghệ thiết bị Trong công nghiệp sản xuất bia, công nghệ thiết bị ảnh hưởng nhiều đến chất lượng, giá thành mức độ ô nhiễm môi trường Ở Việt Nam có hai dạng cơng nghệ thiết bị sản xuất chủ yếu : - Công nghệ thiết bị sản xuất bia cổ điển : Sử dụng hệ thống nhà lạnh thiết bị lên men phụ riêng biệt Công nghệ có nhược điểm tiêu tốn nhiều lượng, hao phí nguyên liệu, hao phí nguyên liệu, thao tác vất vả, vệ sinh khó khăn - Cơng nghệ thiết bị sản xuất bia đại : Quá trình lên men lên men phụ thiết bị lên men Cơng nghệ có ưu điểm giảm tổn thất lượng men nguyên liệu, thao tác đơn giản ... Do đó, việc thiết kế chương trình quan trắc nước thải cho nhà máy bia để vấn đề cấp thiết cho trình phát triển ngành sản xuất thức uống Việt Nam CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU TỔNG QUAN VỀ TÌNH... sản xuất bia mở rộng quy mơ tồn quốc Nhiều nhà máy, cơng ty bia hình thành : nhà máy bia Đà Nẵng (thiết bị Tiệp Khắc), nhà máy bia Huda Huế (thiết bị Đan Mạch), nhà máy bia Đông Nam (thiết bị... máy nhà máy bia Thanh Hóa 19 Hình 1.6 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Thanh Hóa .34 Hình 3.1.Sơ đồ vị trí điểm quan trắc nước thải sinh hoạt 40 Hình 3.2 Sơ đồ vị trí điểm quan