đề tài nhận diện tác động môi trường của một cơ sở sản xuất bia và sơ bộ đề xuất giải pháp quản lý

Hình 2: Sản lượng bia tính theo quý theo báo cáo của VIRAC1.3 Quy trình công nghệ sản xuất bia1.3.1 Nguyên, nhiên liệu để sản xuất biaBốn loại nguyên liệu chính cần dùng cho quá trình s

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG HÓA VÀ KHOA HỌC SỰ SỐNG

Ngành :Kỹ thuật môi trường

Giảng viên hướngdẫn:

Trần Thanh Chi

HÀ NỘI, 1/2024

Chữ ký của GVHD

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI

TRƯỜNG 4

1.1 Giới thiệu chung về ngành sản xuất bia 5

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành công nghiệp bia thế giới 5

1.1.1.1 Nguồn gốc của bia 5

1.1.1.2 Lịch sử phát triển của bia 5

1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành sản xuất bia ở Việt Nam 7

1.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam 8

1.2.1 Nhu cầu tiêu thụ bia trên toàn thế giới 8

1.2.2 Nhu cầu tiêu thụ bia ở Việt Nam 10

1.3 Quy trình công nghệ sản xuất bia 11

1.3.1 Nguyên, nhiên liệu để sản xuất bia 11

1.3.2 Quy trình công nghệ sản xuất 17

1.4 Các vấn đề môi trường trong ngành sản xuất bia 19

2.1: Giới thiệu chung về công ty bia 22

2.2: Quy trình công nghệ, nhu cầu sử dụng nguyên nhiên liệu của công ty bia 22

2.2.1: Nhu cầu sử dụng nước 22

2.2.2: Nhu cầu sử dụng nguyên nhiên liệu trong sản xuất 22

2.2.3: Quy trình công nghệ 23

2.3: Nhận diện tác động môi trường tại công ty sản xuất bia 43

2.3.1 Nguồn gây ô nhiễm không khí Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phátsinh trong giai đoạn hoạt động dự án bao gồm: 43

2.3.1.1 Bụi phát sinh từ quá trình nhập và xử lý nguyên liệu Malt, gạo 43

2.3.2.2 Chất thải sinh hoạt 56

2.3.3 Tác động đến môi trường nước 57

2.3.3.1 Nước thải sinh hoạt 57

2.3.3.2 Nước thải sản xuất 58

2.3.3.3 Nước mưa chảy tràn 61

2.3.4 Các tác động không liên quan đến chất thải 61

2.3.4.1 Tiếng ồn của các thiết bị máy móc 61

2.3.4.2 Nhiệt dư 63

2.3.4.3 Mùi và khí 64

2.3.5 Tác động về kinh tế- xã hội tại khu vực 64

2.3.6 Tác động đến môi trường sinh thái 65

3.1.1.1 Biện pháp phòng chống sự cố cho các hệ thống xử lý bụi 70

3.1.1.2 Biện pháp xử lý khi xảy ra sự cố hệ thống xử lý bụi: 70

3.1.2 Biện pháp giảm thiểu và phòng chống sự cố khu hệ thống xử lý nước thải ngừng hoạt động hoặc hoạt động không hiệu quả 70

3.1.2.1 Biện pháp phòng chống sự cố hệ thống xử lý nước thải: 70

3.1.2.2 Biện pháp xử lý khi xảy ra sự cố hệ thống xử lý nước thải: 71

3.1.3 Biện pháp quản lý, giảm thiểu nước thải, khí thải 73

3.1.4 Biện pháp xử lý khi xảy ra sự cố cháy, nổ 73

3.1.5 Biện pháp phòng ngừa, ứng phó sự cố hoá chất 74

3.1.5.1 Biện pháp phòng ngừa sự cố hoá chất 74

3.1.5.2 Biện pháp ứng phó xử lý sự cố hoá chất 75

3.1.6 Biện pháp phòng ngừa, ứng phó sự cố thiên tai, dịch bệnh 76

3.1.6.1 Biện pháp phòng chống sự cố thiên tai, dịch bệnh 76

3.1.6.2 Biện pháp ứng phó và khắc phục hậu quả thiên tai, dịch bệnh 76

3.1.7 Biện pháp phòng ngừa sự cố trong quá trình sản xuất, đào tạo, phòng chống rủi ro 77

3.2 Tổ chức thực hiện các công trình, biện pháp bảo vệ môi trường 78

3.2.1 Danh mục công trình, biện pháp bảo vệ môi trường của dự án 78

3.2.2 Tổ chức, bộ máy quản lý, vận hành các công trình bảo vệ môi trường 79

KẾT LUẬN 80

2

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC HÌNHHình 1: Hình ảnh hoa bia: sự góp mặt đã làm thay đổi xu hướng sản xuất bia 6

Hình 2: Đồ hoạ thông tin thể hiện 25 quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất thế giới, dựa trên dữliệu của Kirin Holdings- công ty Nhật Bản 9

Hình 3: Sản lượng bia tính theo quý ( theo báo cáo của VIRAC) 11

Hình 4: Hình ảnh minh hoạ của Malt đại mạch 12

Hình 5: Hình ảnh minh hoạ của Hoa Houblon 13

Hình 6: Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất bia 23

Hình 7: Thiết bị nấu đường hoá, hồ hoá, nhũ hoá 29

Hình 8: Hệ thống lọc 31

Hình 9: Bồn nấu 32

Hình 10: Sơ đồ nấu hoa bia 33

Hình 11: Hệ thống bồn bể nuôi cấy nấm men 36

Hình 12: Hệ thống bão hoà CO2 37

Hình 13: Hệ thống chiết rót đẳng áp 38

Hình 14: Hệ thống máy rửa chai 39

Hình 15: Hầm thanh trùng tuyến tính phun 42

DANH MỤC BẢNGBảng 1.1: Thành phần chính của Malt tính theo % khô: 12

Bảng 1.2: thành phần hoá học của hoa Houblon tính theo % chất khô: 13

Bảng 1.3: Các chỉ tiêu vật lý, hoá học 15

Bảng 2.4: Nồng độ bụi từ quá trình xử lý malt, gạo của nhà máy hiện hữu 45

Bảng 2.5: Nồng độ các khí thải từ quá trình đốt lò hơi của lò hơi hiện hữu 47

Bảng 2.6: Hệ số ô nhiễm khi đốt dầu DO 48

Bảng 2.7: Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm khi máy phát điện 49

Bảng 2.8: Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải máy phát điện dự phòng của Nhà máy 49

Bảng 2.9: Nồng độ NH3 đo được tại khu vực đặt máy nén lạnh nhà máy hiện hữu 51

Bảng 2.10: Nồng độ CO2 đo được tại khu vực lên men bia của Nhà máy hiện hữu 53

Bảng 2.11: Chất thải rắn sản xuất phát sinh hàng năm của dự án 55

Bảng 2.12: Tính chất của nước thải sinh hoạt 57

Bảng 2.13: Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của dự án 58

Bảng 2.0.14: Tính chất nước thải sản xuất của dự án ( các thông số ô nhiễm chính) 60

Bảng 2.15:Tải lượng các chất ô nhiễm chính trong nước thải sản xuất của dự án 60

Bảng 2.16: Tiếng ồn đo được tại các phân xưởng của nhà máy 62

Bảng 2.17: Nhiệt độ đo được tại khu vực nhà nấu của Nhà máy hiện hữu 633

Bảng 3.1: Danh mục các công trình, biện pháp bảo vệ môi trường của dự án 78Bảng 3.2: Danh mục các công trình, biện pháp bảo vệ môi trường của dự án 79

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC VẤN ĐỀMÔI TRƯỜNG

1.1 Giới thiệu chung về ngành sản xuất bia

Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men.Nói một cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương vị đặc trưng của hoa houblon Đặc biệt CO hoà tan trong bia có tác dụng 2giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hoá, ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin B , B , 12PP…) nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng Đối với nước ta, bia đã trở thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta.

Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tuỳ theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác.

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành công nghiệp bia thế giới

1.1.1.1 Nguồn gốc của bia

Bia là một trong những đồ uống lâu đời nhất của con người Khi ngũ cốc lần đầu tiên được trồng để làm thức ăn vào hàng ngàn năm trước, có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà Xung quanh nó cũng có rất nhiều câu chuyện thú vị, người ta cho rằng trong một lần tình cờ khi những hạt gạo bị ướt và lên men quá trình này đã tạo thành một thức uống rất thơm ngon Từ đó loại bia đầu tiên đã được phát hiện.

Tuy nhiên, nhờ kiểm định hóa học các bình gốm cổ người ta phát hiện bằng việclên men tự nhiên, bia đã được phát minh một cách độc lập giữa các nền văn minhtrên toàn thế giới Và tương tự như rượu vang, bia đã được sản xuất khoảng 7.000năm TCN ở vùng Lưỡng Hà, Iran ngày nay.

1.1.1.2 Lịch sử phát triển của bia5

Ở đầu cho thời đại của bia không thể bỏ qua người Sumeria, họ có đến 20 hãng sảnxuất bia Ở thời điểm đó do không được lọc nên bia có màu đục, nên khi uống phảidùng ống hút Dần dần ngành nấu bia được phổ biến sang các nước lân cận trongvùng Lưỡng Hà Ở triều đại thời Babylon cổ, vua Hammurabi có đạo luật sản xuấtbia phân phối cho mọi người như một phần ăn và không được bán mà chỉ trao đổibằng lúa mạch.

Ở thời Cộng hòa La Mã, bia từng được người La Mã yêu thích đã bị hất hủi và chỉthích hợp cho những người man rợ (Hanibal), khi có sự xuất hiện của rượu vang vàđược ưa chuộng hơn Có thể bạn chưa biết, nhưng ở thời Trung cổ các tu viện đượccoi là nơi sản xuất bia hàng đầu, khi pha chế các tu sĩ thường dùng nhiều loại thảomộc khác nhau vào bia để cải thiện hương vị, giúp bảo quản lâu hơn.

Hình 1: Hình ảnh hoa bia: sự góp mặt đã làm thay đổi xu hướng sản xuất biaHoa bia bắt đầu được trồng và khai thác tại Pháp vào thế kỷ thứ 9, giống hoa nàykhi pha chế bia sẽ tạo nên vị đắng và bảo quản hương vị lâu hơn Từ thời Trung cổở châu Âu, bia thường được sản xuất trong hộ gia đình Dần dần đến khoảng thế kỷ14 và 15, từ việc sản xuất bia theo hộ gia đình được chuyển sang hoạt động thủcông.

Ở Anh trong thế kỷ 15, loại bia không chứa hoa bia thường được gọi là ale, bia cóchứa hoa bia thì gọi là “bia” – “beer” tiếng Anh Đến thế kỷ 16, các loại bia cónồng độ cao và bia sử dụng hoa bia đều được gọi là ale.

6

William IV, Công tước xứ Bavaria, đã thông qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết)vào năm 1516 Trước năm 1857, Reinheitsgebot qui định thành phần của bia chỉbao gồm nước, lúa mạch hoa bia Đến năm 1857 được bổ sung thêm men bia sauphát kiến của Louis Pasteur (1822-1895).

Thời gian sau Reinheitsgebot của người Bavaria đã được áp dụng trong cả nướcĐức và đến ngày nay, Reinheitsgebot vẫn được coi là tiêu chuẩn của độ tinh khiếtcho bia, mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi xung quanh nó.Đến thế kỷ 16, trong mộtlần tình cờ khi bia được lưu trữ ở hầm lạnh một thời gian dài, nhờ vậy dòng bialager (bia lạnh) đã được phát hiện và sản xuất nhiều hơn ale.

Vào cuối thế kỷ 19, trong các cuộc cách mạng công nghiệp, việc sản xuất bia nhỏlẻ không còn đáng kể và được chuyển từ thủ công sang công nghiệp Đồng thời sựra đời và phát triển của phù kế – nhiệt kế cũng đã thay đổi việc làm bia Ngày nay,bia đã trở thành một loại thức uống phổ biến được ưa thích nhất trên thế giới,ngành công nghiệp bia phát triển vượt bật, nó trở thành một nền kinh doanh toàncầu.

1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển của ngành sản xuất bia ở Việt Nam

Bia du nhập vào Việt Nam từ cuối thế kỷ 19 thông qua người Pháp Cụ thể, ông Alfred Hommel đã thành lập xưởng bia đầu tiên tại Hà Nội vào năm 1980, nhằm thoả mãn nhu cầu uống bia của lính Pháp cùng người dân viễn xứ Dân ta khi ấy vẫn chưa thực sự đón nhận loại thức uống phương Tây này cho lắm, đơn giản vì họvẫn còn quen với các loại rượu gạo truyền thống Từ xuất phát điểm là 30 nhân công giúp sản xuất ra khoảng 150 lít bia/ ngày, nhà máy của ông Hommel đã phát triển đến 300 nhân công cùng khoảng 5 triệu lít bia/ năm sau 45 năm Trong giai đoạn đó, bia dần trở thành thức uống được ưa chuộng Không chỉ mang tính giải khát nhẹ nhàng hơn các loại rượu gạo truyền thống, bia còn mang giá cả phải chăng hơn nhiều so với các loại rượu nhập khẩu khác ở thời điểm đấy.Đến năm 1957, nhà máy bia Hommel thuộc về quyền kiểm soát của nhà nước, chính thức trở thành nhà máy bia Hà Nội, là tiền đề của Tổng công ty cổ phần Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội (HABECO) ngày nay Vào năm 1960, nhà máy bia Hà Nội đã cho ra đời một tuyệt phẩm làm say lòng bao thế hệ người Việt Đó chính là bia hơi.

7

Đặc điểm chính của bia hơi chính là độ cồn nhẹ – tầm 2-4%, hương vị béo thơm – có sự biến chuyển khá rõ từ sáng sớm đến chiều tối, và thường được sản xuất lẫn tiêu thụ trong ngày mà không qua giai đoạn thanh trùng lẫn pha trộn chất bảo quản.Đấy là còn chưa kể đến giá thành cực kỳ phải chăng, tầm 7 đến 10 ngàn đồng/ly, khiến bia hơi trở thành một nhân tố phổ biến trên thực đơn của các quán vỉa hè chođến nhà hàng cao cấp.

Xuyên suốt thập niên 1990, các loại bia phổ biến và được tiêu thụ nhiều tại Việt Nam cũng không nhiều đổi thay, chủ yếu thuộc dòng lager đóng chai và đóng lon từ các thương hiệu bia trong nước lẫn quốc tế Nhưng đến đầu những năm 2000, tạiThành phố Hồ Chí Minh bắt đầu xuất hiện các nhà hàng phục vụ bia Tiệp, được thiết kế với xưởng chế biến bia ngay trong khuôn viên của mình.

Đi đầu và nổi tiếng nhất trong số đó có lẽ là Hoa Viên Brauhaus, hay còn mang danh là ‘nhà hàng nấu bia’ đầu tiên tại Việt Nam Đây là thành quả hợp tác văn hóagiữa Cộng hòa Séc với nước ta, ứng dụng công nghệ nấu bia truyền thống của thành phố Pilsen (vốn vang danh toàn cầu với bia Pilsner) do các chuyên gia nước bạn chia sẻ, nhằm cho ra đời những mẻ bia lager tươi đậm phong cách châu Âu ngay tại nhà hàng.

Bia thủ công của Việt Nam không đơn thuần là sự sao chép nguyên bản từ quátrình ủ nấu và thành phần từ u Mỹ, mà lồng ghép trong mình những nguyên liệuđậm chất địa phương như trái cây nhiệt đới và các loại gia vị độc lạ nhằm cho rađời các hương vị hoàn toàn mới đầy thu hút Không ít người cho rằng, một khi đãthưởng thức và trót yêu bia thủ công, bạn sẽ không thể nào quay lại với các loại biaphổ thông vốn có trên thị trường Và cứ như vậy, dòng chảy lịch sử bia tại ViệtNam cứ thứ tiếp diễn Với con số thống kê dự đoán đà tăng trưởng của ngành kinhdoanh và tiêu thụ rượu bia tại nước ta, con đường sáng tạo và những cơn sốt mớivẫn sẽ còn chờ đối với ngành công nghiệp bia.

1.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam1.2.1 Nhu cầu tiêu thụ bia trên toàn thế giới

Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng như một thứ giải khát thông dụng.

8

Hiện nay Bia là một trong những thức uống được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới Theo dữ liệu mới nhất từ Kirin Holdings, thế giới tiêu thụ tổng cộng 177 triệu kilô lít bia trong năm 2020 (1 kilô lít tương đương 1.000 lít).

Đồ họa thông tin đưới đây thể hiện 25 quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất nhất thếgiới, dựa trên dữ liệu của Kirin Holdings - công ty Nhật Bản theo dõi con số này từnăm 1975.

Hình 1: Đồ hoạ thông tin thể hiện 25 quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất thế giới,dựa trên dữ liệu của Kirin Holdings- công ty Nhật Bản

Trong đó, Trung Quốc là quốc gia đứng số 1 với hơn 36 triệu kilô lít bia được tiêu thụ trong năm 2020 Con số này đủ để lấp đầy hơn 14.000 bể bơi kích cỡ tiêu chuẩn Olympic Quốc gia đông dân nhất thế giới chiếm khoảng 23% tổng lượng bia được tiêu thụ toàn cầu.

9

Theo sau là Mỹ với 24 triệu kilô lít bia tiêu thụ trong năm 2020, chiếm 13,6% toàn cầu Không chỉ uống bia, Mỹ cũng là nước sản xuất bia lớn thứ hai thế giới, chỉ sau Trung Quốc

Việt Nam xếp thứ 9 thế giới về lượng bia tiêu thụ với hơn 3,8 triệu kilô lít trongnăm 2020, chiếm 2,2% toàn cầu.

Xét về lượng bia tiêu thụ trên đầu người, Cộng hòa Séc là quốc gia đứng số một Bình quân một người Séc uống hơn 181 lít bia trong năm 2020 Theo sau là Áo và Ba Lan với lần lượt 96,8 và 96,1 lít.

1.2.2 Nhu cầu tiêu thụ bia ở Việt Nam

Theo báo cáo tổng hợp, được biết mức tiêu thụ bia tính đến năm 2022 của Việt Nam đang ở 3,8 triệu lít/năm, chiếm 2,2% thị trường thế giới Nhờ kết quả thống kê này, Việt Nam đã trở thành quốc gia đứng đầu toàn khu vực ASEAN, đứng thứ ba châu Á (sau Trung Quốc và Nhật Bản) về mức tiêu thụ bia Cuối năm 2022, theo dự báo của VIRAC, ngành bia Việt Nam sẽ có mức tăng trưởng kép CAGR là11%/năm trong giai đoạn 2023 – 2026 Mức dự báo tăng trưởng này được kết luận là nhờ sự hồi phục của du lịch – kinh tế sau Covid.

Tuy nhiên, theo báo cáo từ nhiều nguồn cho thấy, tình hình sản xuất, tiêu thụcủa ngành bia nói chung và hoạt động kinh doanh của các ông lớn ngành bia trongnước nói riêng, không đạt được như kỳ vọng trong các tháng đầu năm nay.

Sản lượng và tiêu thụ ngành bia đầu năm 2023

Theo báo cáo của VIRAC, sản lượng ngành bia trong Q1/2023 tăng khoảng27% so với cùng kỳ năm trước mặc dù giảm khoảng 15% so với quý trước đó

10

Hình 2: Sản lượng bia tính theo quý ( theo báo cáo của VIRAC)

1.3 Quy trình công nghệ sản xuất bia

1.3.1 Nguyên, nhiên liệu để sản xuất bia

Bốn loại nguyên liệu chính cần dùng cho quá trình sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa houblon, nước và nấm men.

Chất lượng của chúng quyết định đến chất lượng bia thành phẩm

a, Malt đại mạch

Malt Đại Mạch là nguyên liệu chính thứ nhất để sản xuất bia Malt được sản xuất bằng cách cho hạt đại mạch nảy mầm Mục đích của quá trình cho hạt nảy mầm là để hoạt hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzym có trong hạt đại mạch Khi được hoạt hoá hệ enzym có trong hạt ( amylaza, proteaza, sitaza…) là động lực để phân cắt các hợp chất protit, gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các sản phẩm thấp phân tử như dextrin bậc thấp, axit amin, pepton… và nhiều chất khác dễ hoà tan trong nước thành chất chiết của dịch đường Muốn Maltcó chất lượng tốt phải tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm, độ thông thoáng cho khối hạt để phôi phát triển Sau quá trình nảy mầm mang sấy khô, tách rễ, làm sạch ta thu được Malt đại mạch để sản xuất bia.

11

Hình 3: Hình ảnh minh hoạ của Malt đại mạch

Tuỳ vào yêu cầu của quá trình sản xuất mà người ta sử dụng malt vàng hoặc Malt đen ( Malt vàng và Malt đen chỉ khác nhau ở chế độ sấy) Malt vàng dùng trong công nghệ sản xuất bia vàng Malt đen dùng trong công nghệ sản xuất bia đen.Malt trước khi mang nhập kho phải được kiểm tra chất lượng, nếu đạt yêu cầu công nghệ mới được đưa vào sản xuất

Một số tiêu chuẩn đánh giá cảm quanMàu sắc: Malt có màu vàng tươi

Mùi vị: có mùi thơm tự nhiên, không có mùi ẩm mốc, có vị ngọt nhẹ, dịu; không bị mối mọt; bao bì nguyên vẹn

Độ sạch: không lẫn tạp chất rơm, rác, đá, sỏi

Chiều dài mầm: khoảng 70-75% số hạt có mầm dài từ 2/3 đến ¾ chiều dài của hạtĐộ ẩm khoảng 5-7%

Hàm lượng chất hoà tan tương đối: >73.5%

Bảng 1.1: Thành phần chính của Malt tính theo % khô:STT

12

Hình 4: Hình ảnh minh hoạ của Hoa Houblon

Bảng 1.2: thành phần hoá học của hoa Houblon tính theo % chất khô:

13

Căn cứ vào chất lượng của hoa Houblon người ta phân hoa ra làm 3 loại:Loại 1: Màu sắc: Có màu vàng đến vàng óng/ Tạp chất ≤ 1.75% (chất khô) / Chất đắng: ≥ 15% (chất khô)/ Chất tro: ≤ 10% (chất khô)/ Độ ẩm: ≤ 13%

Loại 2: Màu sắc: Có màu vàng lục/ Tạp chất: ≤ 30% (chất khô)/ Chất đắng: ≥ 12%(chất khô)/ Độ ẩm: ≤ 13%

Loại 3: Màu sắc: có màu xanh đến vàng/ Tạp chất: ≤ 9% / Chất đắng: ≥ 13% / Độ ẩm: ≤ 13%

Trong quá trình sản xuất nhà máy bia Hà Nội sử dụng hoa Houblon nhập từ Tiệp và Đức

Chỉ tiêu chất lượng: Bao bì nguyên vẹn, hàm lượng axit trong cao hoa là: 30%, hoaviên: 8%, hoa thơm: 3 – 5%

c, Nước

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Thành phần và tính chất của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng của bia thành phẩm sau này Nước trong nhà máy sản xuất bia dùng với nhiều mục đích khác nhau: Nước trực tiếp sản xuất bia ( dùng trong quá trình hồ hoá, đường hoá, lọc rửa bã, ngâm malt và gạo, nước pha thêm trong quá trình điều chỉnh nồng độ dịch đường lên men), nước dùng để vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, nước dùng cho sinh hoạt của cán bộ công nhân trong nhà máy.

Do thành phần của nước có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm nên nước dùng trong quá trình sản xuất phải được xử lý và kiểm tra chặt chẽ trước khi đưa vào sử dụng.

14

Một số chỉ tiêu của nước dùng để trực tiếp sản xuất: Chỉ tiêu cảm quan:

Màu sắc: Trong suốt không vẩn đụcVị: Không có mùi vị lạ

Bảng 1.3: Các chỉ tiêu vật lý, hoá học

Nước chiếm 80 – 90% trong bia Nước có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuấtgóp phần tạo nên thương hiệu riêng của công ty.

NGUYÊN LIỆU THAY THẾ

Để hạ giá thành sản phẩm, cải tiến mùi vị của bia Trong công nghệ sản xuất ngườita thường dùng một số nguyên liệu để thay thế cho Malt Đại Mạch Các nguyên liệu thay thế được chia làm 2 nhóm: Nhóm dạng hạt và nhóm dạng đường.

Nguyên liệu thay thế dạng hạt

Các loại ngũ cốc dùng thay thế Malt đại mạch chủ yếu là Tiểu mạch, gạo tẻ, ngô Các loại này được dùng ở trạng thái chưa ươm mầm và đưa vào chế biến dưới dạngbột nghiền mịn, phối trộn cùng bột Malt Tỷ lệ thay thế ở các nước trung bình hiện nay là 30%, nếu lượng thay thế nhiều hơn thì phải tính toán để bổ sung enzym15

Gạo tẻ

Ở nước ta nguyên liệu thay thế chủ yếu cho Malt đại mạch là gạo tẻ Gạo trước khi đưa vào sản xuất phải được kiểm tra chất lượng Một số chỉ tiêu của gạo trong quá trình sản xuất:

Chỉ tiêu cảm quan của gạo: Tạp chất thô: không có (cát sỏi lớn, rơm, rác)/ Độ ẩm: 12 – 14%/ Màu sắc: Màu trắng, không có mối, mọy, không có hạt bịmốc/ Mùi vị: không có mùi hôi

Thành phần của gạo tính theo % chất khô

Do thành phần của gạo chứa nhiều tinh bột, ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu được một lượng lớn các chất hoà tan (khoảng 85% chất khô) nếu tỉ lệ nguyên liệu thay thế khoảng 30% hoàn toàn có thể thu được sản phẩm bia có chất lượng không thua kém sản phẩm bia sản xuất từ malt đại mạch Nếu muốn tỉ lệ nguyên liệu thay thế nhiều hơn phải tính toán đến yếu tố công nghệ.

Các nguyên liệu khác

Ngoài các nguyên liệu thay thế dạng hạt ở trên, trong công nghiệp sản xuất bia còn sử dụng một số loại nguyên liệu thay thế dạng đường hoặc bán thành phẩm chế biến từ đường Các loại nguyên liệu này được bổ sung trực tiếp vào dịch đường trong quá trình nấu hoa Houblon.

Một số loại đường thường dùng là:

Đường mía và đường củ cải (Saccaroza) lượng thay thế không vượt quá 20% so với lượng chất khô đã được chiết từ Malt vào dịch đường.

Đường thuỷ phân Glucoza lượng thay thế là 10 – 15%

Đường Invertaza dùng trong sản xuất bia đen làm tăng cường độ màu Siro tinh bột lượng thay thế khoảng 10 – 15%

Những chất này sử dụng dưới dạng nguyên liệu phụ nhằm khắc phục những yêu cầu kỹ thuật cần thiết mà trong quá trình sản xuất chưa đạt được.

- Nhóm chất để xử lý nước cứng như: Than hoạt tính, các muối Na2SO4 , NaSO , 3NaCl, Al2(SO)3 Nhóm các ionit vô cơ như: silicat tự nhiên- zeolit, permutit Nhóm các ionit hữu cơ như: simpho cacbon, vofatit…

- Nhóm các chất sát trùng nước và điều chỉnh pH: gồm các dung dịch Cl, H2SO4, H PO34

- Nhóm các chất sát trùng vệ sinh thiết bị máy mọc như axit, bazo

- Nhóm các chất dùng trong thu hồi CO như NaOH, KMnO , than hoạt tính24- Nhóm các chất chống oxi hoá bia như axit Ascorbic…

16

- Nhóm các chế phẩm enzym dùng trong quá trình hồ hoá, đường hoá để thuỷ phântinh bột.

- Nhóm các chất trợ lọc dùng trong quá trình lọc trong bia như: Polyclar, Bencogur, Eribasi ở dạng ủ thô và mịn, ngoài ra dùng loại Eribast để bảo quản…

d, Nấm men

Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống trong môi trường dinh dưỡng có chứa đường, photpho, nito và các chất hữu cơ, vô cơ khác Chúng là vi sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí Các đặc tính cơ bản mong muốn có đối với bất kỳ chủng nấm men nào dùng trong sản xuất bia:

- Tốc độ lên men nhanh

- Sử dụng đường có hiệu quả, tạo độ cao

- Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ và nồng độ CO phù hợp 2với từng nhà máy.

- Có khả năng kết bông hoặc kết lắng tốt.

- Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng.

- Sản phẩm tạo ra bao gồm các hợp chất hương và vị đặc trưng cho bia.- Đặc tính di truyền ổn định cao.

1.3.2 Quy trình công nghệ sản xuất

Tóm tắt quy trình công nghệ sản xuất:

- Nguyên liệu chính đưa vào sản xuất là Malt đại mạch, Gạo, Houblon và một số phụ gia khác.

- Malt và gạo từ kho nguyên liệu được sàng tách tạp chất, cân, rồi đưa tới bộ phận xay, nghiền.

- Quá trình xay – nghiền malt cần phải giữ cho vỏ nguyên liệu nguyên vẹn, càng ít bị vỡ càng tốt để khỏi ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm và tạo điều kiện cho quá trình lọc dung dịch sau này.

- Bột gạo được đưa vào nồi nấu gạo, bột Malt được đưa vào nồi nấu Malt để tiến hành quá trình dịch hoá, cháo gạo sau khi nấu được bơm qua nồi Malt để tiến hành quá trình đường hóa.

- Quá trình đường hoá sẽ thuỷ phân tinh bột và protein tạo thành đường, axit amin và các chất hòa tan khác, đó là nguyên liệu chính 17

của quá trình lên men Sau đó dung dịch được lọc qua thiết bị lọc mash filter để bỏ bã hèm “Nước nha” sau khi lọc được đưa vào nồi đun sôi và cho Houblon vào để thực hiện quá trình houblon hóa tạo hương vị cho bia Quá trình nấu sử dụng nhiều năng lượng dưới dạngnhiệt năng Lượng nhiệt từ nồi đun sôi, nước nóng từ thiết bị giải nhiệt nước nha, nước nóng từ tank nước nóng sẽ được thu hồi để tái sử dụng bằng hệ thống thu hồi năng lượng.

- Dịch sau khi houblon hóa được đưa qua thiết bị lắng xoáy để lắng cặnsau đó chuyển qua thiết bị lạnh nhanh hạ nhiệt độ dịch xuống và đưa vào tank lên men để lên men Nấm men được nuôi cấy và nhân giống từ phòng thí nghiệm sang phòng gây men và được đưa sang cáctank lên men theo tỷ lệ phù hợp.

- Lên men chính và lên men phụ được tiến hành trong cùng một tank Toàn bộ CO sinh ra trong quá trình lên men sẽ được thu hồi2 và xử lý qua hệ thống thu hồi CO để tái sử dụng cho việc bão hòa 2 CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc.

- Biện pháp rửa khí CO2: Nhiệm vụ chính của hệ thống rửa khí CO2 làloại bỏ Alcohol lẫn trong khí CO từ các bồn lên men về thông qua 2 cột rửa CO (Gas Washer) CO từ các bồn lên men sẽ được đưa 2 2 vào cột rửa từ bên dưới Alcohol sẽ bị hấp phụ bởi nước lạnh (12oC ÷20oC) phun từ trên đỉnh của cột rửa Để tăng hiệu suất hấp phụ, một lớp vật liệu đệm được thêm vào ở thân của cột rửa để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và khí CO 2

- Bia sau khi lên men phụ xong được đưa sang pha bia sau đó đưa vào hệ thống lọc, quá trình lọc bao gồm các chức năng: lọc trong, tạo ra sự ổn định cho bia, tạo ra sự đồng đều cho sản phẩm Nhà máy sửdụng lọc màng nên không phát sinh bã bột trợ lọc.

- Bão hòa CO2: Bia trong và sau khi lọc được bão hòa thêm CO để 2 đảm bảo tiêu chuẩn bia thành phẩm trước khi đóng chai, lon.

- Bia sau khi lọc trong được chứa vào các bồn chứa bia thành phẩm Bên cạnh đó, một phần bia bán thành phẩm từ các nhà máy khác đượcvận chuyển thông qua tanker cũng được đưa vào các bồn chứa bia thành phẩm của nhà máy hiện hữu để chuẩn bị cho công đoạn chiết 18

rót Từ các bồn này bia được đưa tới dây chuyền chiết chai, chiết lon Chai sử dụng để chiết là chai thủy tinh tái sử dụng Do vậy, chai từ quá trình thu gom từ các đại lý về nhà máy để tái sử dụng sẽ được phân loại, làm sạch sơ bộ trước khi đưa vào máy rửa chai Dung dịch sử dụng trong quá trình rửa chai là NaOH có nồng độ phù hợp Chai sau khi rửa được đưa vào máy kiểm tra chai rỗng để đảm bảo độ sạch cho chiết bia (các chai không đủ tiêu chuẩn sẽ được tự động loại ra khỏi dây chuyền) Sau khi chiết, đóng nắp, sản phẩm được thanh trùng theo chế độ công nghệ phù hợp để diệt vi sinh vật, kéo dài thời gian tồn trữ và sử dụng Khâu cuối cùng là dán nhãn, in ngày sản xuất và hạn sử dụng, xếp két, đóng thùng carton Sau đó nhập kho thành phẩm, xuất đi tiêu thụ.

- Quy trình công nghệ sản xuất này là quy trình công nghệ sản xuấtchung cho tất cả các loại bia của Dự án Mỗi loại bia có số ngày lênmen và tỷ lệ malt/gạo sử dụng khác nhau Tất cả các sản phẩm đềuđược đăng ký Quy chuẩn chất lượng và được Cơ quan quản lý Nhànước phê duyệt theo đúng quy định.

1.4 Các vấn đề môi trường trong ngành sản xuất bia1.4.1 Chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh từ quá trình sản xuất được ở nhiều công đoạn Lượng chấtthải rắn phát sinh phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, trình độ thao tác công nhân vàcác biện pháp quản lý mặt bằng…Các chất thải rắn bao gồm các chất thải giàu chấthữu cơ dễ phân hủy sinh học và các chất khó phân hủy sinh học.

Chất thải rắn dễ phân hủy sinh học chiếm lượng lớn bao gồm bã malt và men bia…có thể được tận thu: cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu có thẻ thu được 125 kg bã tươivới hàm lượng chất khô 20 – 25%.

Bã malt được dùng làm thức ăn gia súc Men bia có giá trị dinh dưỡng cao, có thểsử dụng làm thuốc chữa bệnh, thuốc bổ và làm thức ăn bổ sung cho gia súc rất hiệuquả.

Mầm malt, các phế liệu hạt tạo ra trong quá trình làm sạch, phân loại, ngâm hạt đạimạch và nghiền malt cũng được tận dụng làm thức ăn gia súc.

19

Bã hoa houblon và cặn protein ít được sử dụng cho chăn nuôi vì có vị đắng, thườngđược xả ra cống làm tăng tải lượng ô nhiễm cho nước thải Cặn protein có thể đượcdùng làm thức ăn cho cá ở nhiều nước người ta đã dùng cặn này làm chất kết dínhcho làm đường và làm phân bón.

Các chất thải rắn dễ chuyển hoá sinh học nếu không được xử lý kịp thời sẽ bị thốirữa, làm mất mỹ quan, gây ô nhiễm đất, nước, không khí, ảnh hưởng tới sức khoẻcủa công nhân và cộng đồng dân cư xung quanh.

Các chất thải không thể xử lý sinh học bao gồm bao bì, thuỷ tinh, két nhựa, xỉ than,chất trợ lọc… Những phần có giá trị có thể hợp đồng bán lại cho các cơ sở sản xuấtnhư bao bì, vỏ lon, chai Xỉ than được tận dụng sản xuất vật liệu xây dựng Phầncòn lại được thu gom và vận chuyển cùng với rác thải sinh hoạt.

1.4.2 Nước thải

Có thể nói, nước thải là đối tượng cần quan tâm xử lý nhất ở nhà máy bia Vì lượngnước thải phát sinh là khá lớn và có mức độ ô nhiễm cao các chất hữu cơ, các chấtđộc hại từ quá trình rửa vỏ trai, vỏ thùng… Nguồn phát sinh nước thải của nhàmáy bia gồm có nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn.Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất bia là nguồn thải chính cần quan tâmnhiều nhất Quá trình sản xuất bia đã sử dụng một lượng lớn nước vì thế cũng làmphát sinh lượng nước thải đáng kể Lượng nước thải lớn gấp 10 – 20 lần lượng biathành phẩm Nước thải của sản xuất bia bao gồm:

– Nước làm lạnh, nước ngưng: đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như không gâyô nhiễm, có khả năng tuần hoàn tái sử dụng.

– Nước thải từ bộ phận nấu, đường hoá: chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bểchứa, sàn nhà… nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ…

– Nước thải từ hầm lên men: là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,đường ống, sàn nhà, xưởng sản xuất… có chứa bã men và chất hữu cơ…

– Nước thải từ công đoạn rửa chai: đây cũng là một trong những dòng thải có độ ônhiễm lớn trong quá trình sản xuất bia Về nguyên lý chai để đóng bia được rửaqua các bước: rửa với nước nóng, rửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 – 3%20

NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phun kiềmnóng rửa bên trong và bên ngoài chai, sau đó rửa sạch bằng nước nóng và nướclạnh Do đó dòng thải của quá trình rửa chai có độ pH cao và làm cho dòng thảichung có giá trị pH cao, nếu không kiểm soát có thể làm chết các vi sinh vật ở bểxử lý vi sinh Vì vậy, trước khi đưa nước thải vào hệ thống xử lý cần có bể điềuhòa, trung hòa.

Thành phần hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải của sản xuất bia bao gồm proteinvà amino axit từ nguyên liệu và nấm men, hydrat cacbon (dextrin và đường)cũng như pectin tan hoặc không tan, axit hữu cơ, rượu… từ nguyên liệu và sảnphẩm rơi vãi.

Ngoài nước thải ra từ khu vực sản xuất, một nguồn ô nhiễm khác đó là nước thảisinh hoạt thải ra từ nhà vệ sinh, nhà bếp phục vụ cán bộ công nhân viên Nước thảisinh hoạt chủ yếu chứa cácthành phần ô nhiễm là BOD, SS, N, P, vi sinh vật với cómức độ ô nhiễm trung bình Nước thải này nếu không được xử lý hợp lý cũng gâyra những tác động xấu đến môi trường và con người.

Một nguồn khác đó là nước mưa chảy tràn Nước mưa chảy tràn có thể cuốn theochất thải trong quá trình sản xuất khác như cặn dầu, đất cát, rác thải… Nguồn nướcnày có thể được coi là nguồn nước quy ước sạch và cho phép xả trực tiếp vàonguồn thải sau xử lý.

1.4.3 Ô nhiễm nhiệt

Trong ngành sản xuất bia, các công đoạn nấu, nồi hơi, thanh trùng… có các bộphận gia nhiệt làm tăng nhiệt độ trong khu vực sản xuất, ảnh hưởng đến sự bayhơi, phát tán bụi và các chất khí gây ô nhiễm Vì vậy, nhà máy cần phải bố trí hệthống thông gió hợp lý để giảm ô nhiễm cục bộ Tương tự với các cơ sở sản xuấtcũ dùng hầm lạnh cần trang bị áo chống lạnh cho công nhân.

1.4.4 Ô nhiễm tiếng ồn

Tiếng ồn trong các nhà máy bia chỉ xảy ra cục bộ của từng phân xưởng khi thiết bịhoạt động, từ khâu xay nghiền nguyên liệu, xưởng động lực… Khi sử dụng cácthiết bị cũ, tiếng ồn thường xuyên lên tới trên 85 dB Tuy nhiên, các bộ phận sinhồn lớn đều có thể khống chế giảm tác động tới bên ngoài bằng cách đóng kín cửa,ghi biển báo.

21

CHƯƠNG 2: NHẬN DIỆN TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG TẠI MỘTCÔNG TY SẢN XUẤT BIA

2.1: Giới thiệu chung về công ty bia

Nhà máy bia Hommel được người Pháp xây dựng từ năm 1890, là khởi đầu chomột dòng chảy nhỏ bé cùng song hành với những thăng trầm của Thăng Long - HàNội Ngày 15/8/1958, trong không khí cả nước sôi sục chào mừng kỷ niệm 13 nămCách mạng Tháng Tám thành công, khai sinh ra nước Việt Nam Dân chủ Cộnghòa, bốn năm Thủ đô hoàn toàn giải phóng; chai bia Việt Nam đầu tiên mang nhãnhiệu Trúc Bạch ra đời trong niềm vui xúc động lớn lao của cán bộ công nhân viênNhà máy.

Với bí quyết công nghệ - truyền thống trăm năm, cùng hệ thống thiết bị hiện đại,đội ngũ cán bộ công nhân viên lành nghề, có trình độ, tâm huyết, các sản phẩm củacông ty đã nhận được sự mến mộ của hàng triệu người tiêu dùng trong nước cũngnhư quốc tế Thương hiệu bia ngày hôm nay được xây dựng, kết tinh từ nhiều thếhệ, là niềm tin của người tiêu dùng, niềm tự hào của thương hiệu Việt.

Với sức vươn lên mạnh mẽ của một cây đại thụ trong ngành nước giải khát ViệtNam, các sản phẩm của công ty được phân phối rộng rãi tới không chỉ ở thị trườngtrong nước mà cả tại các thị trường nước ngoài như Đài Loan, Hàn Quốc, Anh,Đức, Mỹ, Australia, cùng nhiều quốc gia khác trên thế giới.

2.2: Quy trình công nghệ, nhu cầu sử dụng nguyên nhiên liệu của công ty bia2.2.1: Nhu cầu sử dụng nước

Mức tiêu thụ nước trong nhà máy bia nằm trong khoảng 4-10 hl/hl bia.

Mức tiêu thụ nước phụ thuộc vào hệ thống đóng gói bia thành phẩm, hệ thống thiếtbị Nhiệt độ của nước cũng quyết định mức tiêu thụ nước

Các quá trình sử dụng nước trong nhà máy bia là: làm lạnh, rửa chai, thanh trùng làm nguội, tráng và vệ sinh thiết bị (CIP), nấu và rửa bã, vệ sinh nhà xưởng, vệ 22

sinh hệ thống băng tải có dầu nhờn ở khu vực chiết chai, làm mát các bơm chân không và phun rửa bột trợ lọc.

Các số liệu gần đây cho thấy mức tiêu thụ nước ở các bộ phận sản xuất như sau:- Khu vực nguyên liệu: 1,3 hl/hl

- Vệ sinh: 2,9 hl/hl- Truyền nhiệt: 0,7 hl/hl- Khác: 1,6 hl/hl

Tổng cộng 6,5 hl/hl trong đó đến 45% lượng nước dùng cho vệ sinh

2.2.2: Nhu cầu sử dụng nguyên nhiên liệu trong sản xuất

Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia là malt đại mạch, nước, hoa hublon và các nguyên liệu thay thế khác như đại mạch, gạo, ngô và các loại đường, siro Thường để sản xuất 1000 lít bia cần 150kg malt và nguyên liệu thay thế Tỷ lệ nguyên liệu thay thế có thể chiếm đến 30%

Hublon dùng để tạo hương vị cho bia, được sử dụng dưới dạng hoa tự nhiên, hoa viên hoặc cao

Mức tiêu hoa nguyên liệu phụ thuộc vào loại bia sản xuất, hiệu suất sử dụng nguyên liệu, mức độ hao phí nguyên liệu trong quá trình sản xuất.

2.2.3: Quy trình công nghệ

23

Hình 5: Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất biaThuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bia:

Chuẩn bị nguyên liệu: sàng nguyên liệu, mục đích của qúa trình sàng là làm sạch

sơ bộ và làm sạch nguyên liệu trước khi mang nguyên liệu đi nghiền Nguyên lý của quá trình sàng là dùng sàng tuần hoàn có đầu vào và đầu ra có hút khí.Thiết bị sàng nguyên liệu: đường kính các lỗ sàng là 1.2 m, hình bầu dục Hộp sàng lắc tự do được treo bằng các thanh nhựa và được truyền động từ bánh đà Việc làm sạch các sàng nhờ vào các bi cao su, có sự hút khí đầu ra để làm sạch bụi.Nguyên lí hoạt động: Nguyên liệu cần làm sạch qua ống nhập liệu rồi tới sàng sơ bộ, các phần tử lớn hơn lỗ sàng được sàng lọc và đưa ra ngoài thông qua máng 24

trượt và lấy ra ở 2 Nguyên liệu được làm sạch sẽ đi xuống sàng chính ở phía dưới và lấy ra ở 1 Phần nguyên liệu nhỏ hơn lỗ sàng chính sẽ lọt xuống sàng ở phía dưới sàng chính qua máng trượt và được lấy ra ở 3 Sản phẩm sau khi được làm sạch được đưa tiếp đến hệ thống sấy (sàng đứng) đặt tại đầu ra của máy Tại đây nguyên liệu sạch được hút hết bụi.

Một số sự cố thường xảy ra trong quá trình vận hành:

- Sản phẩm bị dồn đọng ở đường vào nguyên liệu, khắc phục bằng cách điều chỉnhlượng nguyên liệu ở đầu vào.

- Khí hút đầu ra không đủ dẫn đến sự phân loại đầu tiên có quá nhiều hạt nhẹ.- Khí hút đường ra quá lớn, hoặc lắp sai sàng dẫn đến khi bay ra có lẫn nhiều bột.- Sàng không sạch do bị mất cao su… Ngoài ra còn một số sự cố khác.

Tách đá trong nguyên liệu: mục đích của quá trình là tách đá ra khỏi nguyên liệu,

nâng cao chất lượng nguyên liệu Thiết bị tách đá làm việc theo nguyên lý lực trọng trường.

Thiết bị: cấu tạo thiết bị tách đá gồm: Bộ phận làm việc chính của máy là 2 tấm sàng rung đặt chồng lên nhau trong buồng chân không Sàng tách đá chia ra làm 3 phần có kích thước khác nhau, vùng 1: 2mm, vùng 2: 1mm Sàng dưới có đường kính 1mm.

Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu được đưa vào máy qua máng nhập nguyên liệu, nhờ thiết bị phân phối đặt tại đầu vào mà nguyên liệu được phân bố đồng đều trên khắp bề rộng của bề mặt sàng trên Sàng trên lại có 3 vùng khác nhau được phân biệt bằng kích thước của từng vùng trên lỗ sáng Khi nguyên liệu ở sàng trên với sự kết hợp giữa khí thổi từ dưới lên với độ rung của hộp D nguyên liệu được phân bố đều trên bề mặt sàng, đá, sỏi và các hạt nguyên liệu có kích thước lớn rơi xuốngsàng thấp, những hạt nguyên liệu nhẹ được lấy ra ở cửa Q Những tạp chất nhẹ được chuyển cùng khí đi qua ống hút 4 ra phía ngoài Sàng dưới có sự phân loại đá, sỏi ra khỏi nguyên liệu bằng một van điều chỉnh đặt trên cửa loại bỏ đá.Một số sự cố thường xảy ra trong quá trình vận hành:

- Khối lượng hạt quá lớn bị loại ra ở đầu ra đá, cách khắc phục là điều chỉnh thanh treo hộp rung cho đến khi hạt được tách ra khỏi đá.

- Không khí vào nhiều làm cản trở độ xả của đá, lượng sản phẩm hút ra ở cửa thoát khí nhiều Cách khắc phục là điều chỉnh độ hút không mở van hút quá lớn.

Nghiền nguyên liệu: gồm có quá trình nghiền Malt và quá trình nghiền gạo Mục

đích của quá trình nghiền là làm dập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp 25

hoá tăng từ 30 C lên 52 C và duy trì nhiệt độ này trong nồi đường hoá 30 phút Trong quá trình đạm hoá enzym pectinaza và proteaza hoạt động mạnh, thuỷ phân protit đơn giản và phức tạp thành albumin, pepton, polypeptit và sau đó thành các axit amin Các sản phẩm này giúp cho bia có khả năng giữ bọt tốt, tạo hương vị đậm đà Đặc biệt các axit amin là nguồn cung cấp thức ăn chứa nito cho nấm men hoạt động trong quá trình lên men, Khoảng nhiệt độ thích hợp cho các enzym hoạt động thuỷ phân tạo nhiều đạm hoà tan bền vững và các axit amin là 48-520C.Giai đoạn 2: Giai đoạn đường hoá

Sau khi kết thúc 30 phút của quá trình đạm hoá, ta bơm nốt lượng cháo trong nồi hồ hoá sang nồi đường hoá làm cho nhiệt độ của nồi đường hoá tăng từ 52 C lên 0650C bắt đầu quá trình đường hoá Quá trình đường hoá kéo dài 30 phút Trong khoảng nhiệt độ này enzym β-amylaza hoạt động mạnh phân cắt hợp chất amyloza và amylopectin thành đường Maltoza, dextrin và một ít glucoza kết thúc quá trình đường hoá nâng nhiệt độ lên 75 C và duy trì nồi đường hoá ở nhiệt độ này trong 0vòng 40 phút để tiến hành giai đoạn dịch hoá.

Giai đoạn 3: Giai đoạn dịch hoá

Giai đoạn dịch hoá nhằm giữ nhiệt độ yêu cầu cho enzym α-amylaza hoạt động phân cắt cơ chất.

- Giai đoạn 1: cắt tinh bột thành dextrin- Giai đoạn 2: cắt một phần dextrin thành glucoza

Sản phẩm cuối cùng của quá trình thuỷ phân là glucoza và dextrin, nhờ quá trình này độ nhớt của tinh bột giảm nhanh chóng vì hầu hết tinh bột đã bị cắt thành dextrin, amylaza phân cắt tinh bột qua 6 gốc đường.

Kết thúc quá trình đường hoá, tinh bột được thuỷ phân thành Maltoza, dextrin… các hợp chất hoà tan có thể lên men được.

3 Quá trình lọc thô: lọc và rửa bã malt, mục đích chính của quá trình lọc dịch

đường là tách pha lỏng của hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công nghệ còn pha rắn (bã malt) được loại bỏ ra ngoài, mục đích của quá trình rửa bã: dùng nước nóng khoảng 75-78 C để hoà tan, khuếch tán các thành phần chất 0tan còn sót lại trong bã thu dịch đường để hạn chế tổn hao chất khô.

Quá trình lọc bã gồm 2 giai đoạn- Giai đoạn 1: ép để tách dịch lọc31

- Giai đoạn 2: rửa bã để chiết rút các chất hoà tan còn sót lại trong bã Thường sau qúa trình lọc + rửa bã dịch đường thu được có nồng độ khoảng 12%.

Hình 7: Hệ thống lọc

4 Quá trình nấu hoa bia: mục đích của quá trình nấu dịch đường với hoa

Houblon là trích ly chất đắng, tinh dầu thơm polyphenol, các hợp chất chứa nito vàcác thành phần khác của hoa Houblon vào dịch đường để biến đổi dịch đường ngọtthành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này.

Hoà tan polyphenol của hoa Houblon sẽ có tác dụng kết hợp với các hợp chất protein cao phân tử để tạo thành phức chất dạng màng nhày dễ kết lắng và sẽ kéo theo các phân tử cặn nhỏ trong dung dịch đường lắng theo Với quá trình này độ bền keo của dung dịch tăng lên, thành phần sinh học của nó được ổn định hơn.Các hợp chất polyphenol, chất đắng, hợp chất chứa nito trong hoa được trích ly sẽ là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, nhờ có màng căng này bọt khí CO2 trong bia không dễ dàng thoát khỏi bề mặt của nó Những hợp chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho bia.

32

Sau qúa trình nấu dịch đường với hoa Houblon thành phần hoá học của bia sẽ ổn định hơn, có mùi thơm và vị đắng đặc trưng, gia tăng nồng độ, độ axit, cường độ màu tạo thành các chất khử và làm giảm độ nhớt của các dịch đường.

Điều chỉnh nồng độ đường theo yêu cầu, thanh trùng dịch

Thiết bị nấu hoa là nồi 2 vỏ có hệ thống gia nhiệt trung tâm bằng hơi Thân hình trụ đáy nghiêng 1 góc 20 , trên nghiêng 25 Cấu tạo gồm 1 lớp vỏ ở ngoài thường 00làm bằng thép không gỉ, lớp bên trong thường làm bằng thép tráng men Các đường ống dẫn hơi ra được bọc một lớp cách nhiệt để đảm bảo cho quá trình an toàn lao động Ngoài ra còn các bộ phận như van tháo nước ngưng, van hơi an toàn, đồng hồ đo áp suất và một số thiết bị khác thuận tiện cho quá trình vận hành và kiểm tra.

Kích thước nồi: 2.5 x 4.7mLàm việc liên tục: 11 mẻ/ngàyThể tích nồi nấu: 500hl/mẻ

Phía trên của nồi nấu hoa thông với 2 thùng hoà trộn cao hoa và hoa viên.

33

Hình 8: Bồn nấu

34

Hình 9: Sơ đồ nấu hoa bia

35

Lượng hoa Houblon cho vào trong quá trình nấu đối với các loại bia khác nhau là khác nhau và phụ thuộc vào mức độ đắng của loại bia cần sản xuất, chất lượng của hoa, thành phần hoá học của nước nấu Khi nước nấu có độ cứng thấp thì lượng hoa phải sử dụng nhiều hơn và ngược lại Nếu hai loại nước có độ cứng như nhau thì loại nước nào có độ cứng cacbonat cao hơn thì lượng hoa cần sử dụng sẽ ít hơn và cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đủ lực đắng cho bia mà nguyên liệu hoa cần dùng là nhỏ nhất- Đủ các chất và thời gian cần thiết để kết lắng protein- Đảm bảo được lượng hương thơm trong bia

Sau quá trình lọc bã Malt, dịch đường ban đầu và dịch lọc bã được hoà trộn với nhau trong thiết bị nấu hoa Nhiệt độ của dịch đường không được hạ dưới 70 C Do0vậy từ khi dịch đường được chuyển vào nồi nấu hoa ta phải cấp hơi để nâng nhiệt độ của dịch lên khoảng 75- 78 C Tiếp theo ta cho đường kính đã hoà tan ở thùng 0phối trộn vào nhằm tăng nồng độ dịch đường để dịch đường sau quá trình nấu hoa có nồng độ đạt yêu cầu của quá trình lên men Khi dịch trong nồi nấu hoa sôi ta tiến hành cho hoa vào Lượng hoa cho vào phụ thuộc vào từng loại bia.

Bảng 2.1: ghi lượng đường và hoa dùng trong quá trình nấu hoa

Sau khi đun sôi dịch được 5 phút, ta tiến hành cho hoa lần 1 (cao hoa) Quá trình nấu hoa kéo dài 1-2h Trước khi kết thúc quá trình nấu hoa 15 phít ta cho nốt lượnghoa còn lại vào nồi Nhiệt độ của quá trình nấu hoa khoảng 101- 1070C.

CÔNG ĐOẠN LÊN MEN1 Chủng nấm men:

Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì nó là nhân tố để thực hiện quá trình chuyển hoá đường thành cồn và tạo hương vị đặc trưng cho từng loại bia.

36

Nấm men sử dụng trong quá trình sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào Thường dùng chủng Saccharomyces Carlsbergensis Đây là loại nấm men chỉ thích nghi với điều kiện sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp.

Đặc điểm của loại này là phân bố ở tầng sâu của dịch đường trong thiết bị lên men và có xu hướng kết lắng xuống đáy thùng (thường gọi là chủng nấm men chìm), nên thuận lợi cho việc tháo và thu hồi men sữa, hạn chế tạp nhiềm và ít tạo ra sản phẩm phụ.

Một số yêu cầu của nấm men giống trong sản xuất bia:

- Nấm men được dùng trong sản xuất bia được phân lập hoặc bia từ các viện nghiên cứu men, được nuôi cấy và thuần hoá có thể lên men ở 10- 120C.- Nấm men phải được phân giống từ chủng thuần khiết một đời lên men giống có thể sử dụng được 6-10 chu kì lên men.

- Giống nấm men phải thích ứng với điều kiện sản xuất như nhiệt độ, pH, thành phần của môi trường

- Số men giống ít nhất phải đạt từ 8- 10 x 10−6 tế bào/ 1cm khi cho vào để lên men 3dịch đường ban đầu, lượng tế bào chết không vượt quá 5%.

- Tránh cho vào quá nhiều men vì như vậy sẽ hạn chế sự phát triển hấp thụ nito,- Ở nhiệt độ thấp nên tăng số lượng nấm men.

2 Nhân giống nấm men trong sản xuất: Mục đích của quá trình nhân men giống

là cung cấp đầy đủ lượng giống cần thiết và chất lượng cho quá trình lên men.Thiết bị nuôi cấy men giống là các bình đặt ở khu vực lên men, cấu tạo các bình cóáo cấp lạnh ở bên ngoài, cánh khuấy, hệ thống van chuyển dịch và xả dịch, mô tơ để cánh khuấy hoạt động, nhiệt kế, cửa quan sát thuận tiện cho quá trình thao tác vận hành Tiến hành nhân men giống trong phòng thí nghiệm trước sau đó nhân giống sản xuất.

37

Hình 10: Hệ thống bồn bể nuôi cấy nấm men

3 Lên men: quá trình lên men bia được chia làm 2 giai đoạn là lên men chính và

lên men phụ.

Mục đích của quá trình lên men chính là: Tạo điều kiện thích hợp cho nấm men hoạt động chuyển hóa dịch đường hoa houblon thành rượu etylic (C2H5OH), CO 2và một số sản phẩm nhằm định hình hương và vị cho sản phẩm bia.

Đặc điểm của quá trình lên men chính là tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ, thải ra lượng nhiệt lớn, sản phẩm chính tạo thành rượu etylic (C2H5OH), CO và một số 2sản phẩm phụ theo phương trình sau:

C6H O126 => C2H5OH + CO + Q2

Sau quá trình lên men chính từ dịch đường Houblon hóa đã được chuyển thành sảnphẩm bia non, do sự tác động của tế bào nấm men tuy nhiên lượng chất hòa tan trong bia non là thấp hơn so với dịch đường trước khi lên men nhưng trong thành phần bia non là một hỗn hợp chất hòa tan đảm nhận việc tạo hương và vị đặc trưngcủa bia thành phẩm sau này ngoài 2 sản phẩm chính là rượu C2H5OH và khí CO2 trong quá trình lên men chính còn tạo ra nhiều sản phẩm bậc 2 Những sản phẩm này có vai trò quan trọng trong việc tạo hương vị cho bia thành phẩm

38

4 Lên men phụ và lưu trữ: mục đích của quá trình lên men phụ và tàng trữ được thể hiện ở những mặt sau: Tiếp tục lên men lượng chất hoà tan còn sót lại trong quá trình lên men chính Đặc trưng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm với một lượng đường không đáng kể Quá trình lên men phụ và tàng trữ là quá trình quan trọng để ổn định thành phần chất lượng của bia (tạo hương vị, tạo bọt, giữ bọt cho bia, khử diaxetyl, rượu bậc cao, andehyd tới mức độ cho phép).Trong quá trình lên men xảy ra hiện tượng ỳ men (nấm men không phát triển, sinh khối chậm, hoạt lực lên men thấp).

Nguyên nhân: do số lượng nấm men gieo cấy quá ít, chất lượng nấm men không đạt yêu cầu, bị lẫn nhiều tạp nhiềm, hoạt lực nấm men yếu, tỷ lệ tế bào chết nhiều Để khắc phục hiện tượng trên phải kiểm tra, bổ sung thêm nấm men.,

Nếu bổ sung nấm men, khuấy đảo, tăng hàm lượng đường mà vẫn xảy ra hiện tượng ỳ men thì phải san thùng lên men đó sang các thùng khác hòa trộn vào thùnglên men mạnh và tăng nhiệt độ thùng lên men.

QUÁ TRÌNH HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

1 Quá trình lọc bia: mục đích của quá trình lọc bia là loại bỏ nấm men, Các hạt

phân tán cơ học, chất protein- phenol, nhựa đắng và nhiều hạt nhỏ li ti khác nhằm làm tăng độ bền của bia, tăng thời gian bảo quản khi chúng lưu hành trên thị trường.

Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được làm trong một cách tự nhiên nhưng chưa đạt đến mức yêu cầu cần thiết do còn một số nấm men và các cặn mịnkhó lắng trong quá trình bảo quản, bia sẽ bị đục làm giảm giá trị cảm quan Vì vậy để tăng thời gian bảo quản và giá trị cảm quan của bia thành phẩm ta phải tiến hành quá trình lọc Với sự trợ giúp của bột trợ lọc polycat, bencogus, eribasi, ở 3 dạng là ủ, thô, mịn sẽ làm cho bia có độ trong đạt yêu cầu tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, tăng độ bên keo, sinh học của bia.

2 Quá trình bão hoà CO2 : Khí CO có trong bia là nhờ quá trình lên men rượu, 2nấm men chuyển hóa đường thành rượu và CO Trong quá trình lên men chính 2một lượng lớn bị thải vào môi trường không khí, nhưng trong quá trình lên men phụ một lượng lớn CO được hòa tan vào trong bia Tuy nhiên do các công đoạn 2sau quá trình lên men đặc biệt là công đoạn lọc bia lượng CO bị thất thoát khá lớn 2vì vậy ta phải tiến hành bão hòa CO để đảm bảo lượng yêu cầu trong bia thành 2phẩm.

39

3 Quá trình chiết rót bia

Thùng Bock là dụng cụ để chứa bia thành phẩm, có hình tang trống, với dung tích 25 l, 50 l, 100 l, và 200 l, được chế tạo bằng gỗ hoặc kim loại Mục đích của việc đóng bia và thùng bock là để vận chuyển đến các cơ sở tiêu thụ ngay trong ngày như vậy về nguyên tắc thì bia chiết bock, trước đó không cần phải bổ sung CO 2Trong quá trình rót bia vào thùng bock, cần đảm bảo 3 yêu cầu:

- Rót đầy thể tích thùng bock- Không sủi bọt

- Hao phí bia ít nhất

Để đảm bảo 3 yêu cầu trên, việc chiết bia vào thùng bock phải thực hiện trên nguyên tắc đẳng áp, nghĩa là áp suất đối kháng ở trong bock phải bằng áp suất bề mặt trong thùng chứa bia.

40

Hình 12: Hệ thống chiết rót đẳng áp

Nguyên tắc hoạt động của máy chiết đẳng áp như sau: dưới áp lực đấy của không khí ở thùng chứa không khí vô trùng 5, pittong 1 hạ xuống và cắm vào thùng bock,còn phần côn của đầu chiết thì bịt chặt miệng bock Mở van ống dẫn 7 để liên thông, giữa bock và khoảng không trên bề mặt của bia trong thùng chứa 9- áp suất 2 bên bằng nhau Mở van trên ống dẫn bia 8 để chảy vào bock Bia vào thì không khí ở trong bock bị đẩy lên thùng chứa 9 theo ống dẫn không khí 7 từ thùng bock vào thùng chứa bia Cứ như thế áp suất đối kháng trong thùng bock luôn luôn cân bằng với áp lực trên bề mặt của bia; và ở điều kiện như vậy, bia sẽ chiết đầy bock mà không bị trào bọt Khi bock đầy thì đóng van bia, xả khí ở thùng chứa không khí vô trùng 5, nhờ hệ thống lò xo, pittong 1 sẽ bị đẩy về vị trí ban đầu Đứng trên bập bênh 3, bock sẽ lăn ra khỏi vị trí chiết.

4 Quá trình rửa chai: Để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và đảm bảo chất

lượng sản phẩm, chai dù là nhập mới hay thu mua lại đều phải rửa trước khi mang đi chiết bia.

Đối với những chai mới nhập về thì sẽ tiến hành rửa bằng máy, còn những chai thumua sẽ phải ngâm và rửa thủ công trước khi rửa bằng máy,.

41

Hình 13: Hệ thống máy rửa chaiCấu tạo máy rửa chai gồm các bộ phận sau:

- Bộ phận đẩy chai vào hộp xích- Xích gắn và vận chuyển vỏ chai- Giàn phun nước rửa chai- Bộ phận đẩy chai ra ngoài- Khoang sấy

- Bể chứa nước rửa- Hệ thống máy bơm

Trước khi khởi động máy người ta đưa lô chai cần dựa vào gần bệ máy công nhân phụ trách ca sản xuất cho khởi động máy và bắt đầu đưa chai vào băng chuyền Chai được đưa vào khoang chứa nước rửa thứ nhất và bộ phận đẩy chai vào hộp xích, ở đáy chai được làm sạch sơ bộ bằng nước javen + axit Sau khi được làm sạch sơ bộ, chai tiếp tục được làm sạch ở khoang thứ 2 và thứ 3 chứa nước sạch, ở khoang thứ 4 chai được dốc ngược xuống và được làm khô trước khi đem chiết bia.Đối với những vỏ chai tái sử dụng người ta phải rửa thủ công sơ bộ trước khi rửa bằng máy Nếu chai quá bẩn phải ngâm bằng dung dịch xút đặc trước khi đem rửa thủ công.

42

Tại chỗ cửa vào và ra của vỏ chai có công nhân theo dõi chai vào và ra liên tục, thao tác ngừng chạy máy khi có sự cố xảy ra.

Chai sau khi ra khỏi máy rửa được hệ thống băng chuyền chuyển đến khu vực kiểm tra chai ở đây ánh sáng của đèn người công nhân có nhiệm vụ kiểm tra bằng mắt thường các chai chạy qua, để loại ra các chai có dấu hiệu chưa sạch Những chai này được đem đi xử lý lại.

5 Yêu cầu về chai

Chai đựng bia được thổi từ các loại thủy tinh chất lượng cao có màu cà phê hoặc xanh nhạt Theo một số kết luận thì các tia bức xạ của mặt trời có thể gây cho bia vị lạ, nguyên nhân là tạo ra cacbon oxit CO và các hợp chất chứa nhóm sunfohydrin Thuỷ tinh màu nâu, màu cà phê hoặc xanh nhạt có khả năng hấp thụ các tia này Ngoài ra, người ta cũng chứng minh được rằng, bia đựng trong các loạichai thuỷ tinh màu, độ trong của nó giữ được lâu hơn các chai thuỷ tinh màu trắng Vì vậy, trong công nghệ sản xuất bia không bao giờ dùng chai thuỷ tinh trắng.Thành của chai phải nhẵn và phẳng, độ dày của vỏ phải đồng đều, không được phép có các vết của bọt khí Đáy của chai phải bằng hoặc hơi lõm Yêu cầu quan trọng đối với bia là phải chịu được áp suất cao, cực đại là 10kg/cm , ở nhiệt độ 2100 C.0

Chai dùng để chiết bia có thể tích rất khác nhau, thông thường là 330ml, 450ml Một yêu cầu đặc biệt quan trọng là độ cao và hình dạng của chai.

Chai trước khi mang đi chiết bia phải được rửa sạch, vô trùng.

6 Máy siết nắp: Bia sau khi được chiết vào chai sẽ được chuyển sang máy dập nút

một vòng cũng là lúc mỗi chai được xiết nắp và đi ra ngoài nhờ bánh răng đưa chaivào.

Chai sau khi đã được xiết nắp theo bộ phận băng chuyền chuyển chai đến khu vực kiểm tra nút chai Cũng tương tự như việc kiểm tra vỏ chai sau khi rửa, công việc này được thực hiện thủ công nhờ sự trợ giúp của đèn chiếu sáng và một gương phản chiếu Công nhân sẽ loại bỏ các chai có nắp bị hỏng.

sau khi kiểm tra nút chai xong chai được chuyển qua máy phun mực dán nhãn bằng hệ thống băng tải.

7 Thanh trùng bia

Trong bia thành phẩm thường còn chứa một số tế bào còn sống bao gồm nấm men thuần chủng, vi khuẩn lactic và các vi sinh vật lạ khác có khả năng phát triển trong bia xử lý nhiệt nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật có trong sản phẩm bia nhằm tăng thời gian bảo quản bia và đảm bảo chất lượng của bia.

quá trình xử lý nhiệt gồm 2 cấp là tiệt trùng và thanh trùng Tiệt trùng là nâng nhiệtđộ lên đến 100- 120 C Quá trình thanh trùng diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 060- 800C.

Tùy vào khả năng chịu nhiệt của các loại vi sinh vật có mặt trong sản phẩm để quyết định xử lý bằng phương pháp tiệt trùng hay thanh trùng Đối với sản phẩm bia ngoại trừ một số còn đa số nấm men đều bị tiêu diệt ở nhiệt độ khoảng từ 62- 630C trong vòng 2 phút.

Có 2 phương pháp thanh trùng sản phẩm bia là: thanh trùng toàn khối bia và thanh trùng trong bao bì Trong thực tế sản xuất thường sử dụng phương pháp thanh trùng trong bao bì trong các thiết bị khác nhau.

Máy thanh trùng bia kiểu Tunel phun, tuyến tính

44