2 Sử dụng tài nguyờn và ụ nhiễm mụi trường
3.2.4 Giảm thiểu lượng bia dư
Bia dư là bia cũn sút lại trong cỏc tank. Lượng bia dư cần được giảm thiểu bằng cỏch thay đổi quy trỡnh, đặc biệt cỏc thao tỏc liờn quan đến việc thỏo rỗng tank. Người vận hành cần xỏc định chắc chắn rằng bia đó hết trước khi vệ sinh tank. Qua việc quản lý nội vi và hệ thống quan trắc hiệu quả thỡ chỉ
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 26
cũn một lượng bia dư rất nhỏ nhất cũn trong tank khi khụng thể lấy ra được thờm. BOD của bia là 80.000mg/l phụ thuộc vào nồng độ và hàm lượng cồn của bia. Nếu bia dư bị thải vào hệ thống nước thải thỡ khụng chỉ làm tăng BOD mà một lượng sản phẩm cú giỏ trịđó bị mất.
3.2.5 Áp dụng hệ thống làm lạnh tầng
Cú nhiều cụng nghệđể nõng cao hiệu quả hệ thống mỏy lạnh trong nhà mỏy bia. Cụng ty Mycom (Nhật Bản) đó nghiờn cứu và ứng dụng thành cụng cụng nghệ mỏy lạnh tầng. Thụng thường để lạnh nhanh dịch đường người ta làm lạnh nước 28-30ºC về 2ºC bằng 1 mỏy lạnh. Việc chạy lạnh đú cho hệ số hữu ớch của động cơ là 4,87. Cụng nghệ mới của Mycom là chia việc làm lạnh nước thành 3 cụng đoạn với 3 mỏy cú cụng suất nhỏ hơn. Mỗi mỏy chạy trong khoảng nhiệt độ gần nhau (30ºC xuống 18 ºC; 18 ºC xuống 10 ºC; 10 ºC xuống 2 ºC. Do vậy hiệu suất của mỏy lạnh tăng lờn 8,06; năng lượng giảm 60%; cụng suất mỏy giảm 70%, nghĩa là chỉ cần lắp mỏy lạnh cú cụng suất nhỏ hơn rất nhiều.
3.2.6 Áp dụng cụng nghệ lờn men nồng độ cao, giảm mức tiờu hao năng lượng năng lượng
Lờn men truyền thống bắt đầu từ dịch đường cú nồng độ 10-12%. Cỏc nghiờn cứu và ứng dụng đó đưa ra cụng nghệ lờn men nồng độ cao hơn đến 16% (cú nhiều nghiờn cứu tiến hành ở nồng độ đến 22% nhưng việc ứng dụng chưa rộng rói). Kết quả thực tếở nhiều nước, ở Việt Nam cú Tổng cụng ty Bia rượu nước giải khỏt Sài Gũn, Cụng ty Bia Việt Nam, Nhà mỏy bia Hà Tõy đó ỏp dụng cho thấy cú thể nõng cụng suất nhà mỏy lờn 10-15%, giảm điện năng, năng lượng 15-18% trong khi cú thể linh hoạt sản xuất nhiều loại bia cú cỏc nồng độ ban đầu khỏc nhau.
3.2.7 Ứng dụng cụng nghệ mới (bao gồm cả sử dụng enzyme) để rỳt ngắn thời gian sản suất, tăng hiệu suất ngắn thời gian sản suất, tăng hiệu suất
Việc sử dụng cỏc loại enzyme trong quỏ trỡnh nấu như enzyme dịch húa,
đường húa, cho phộp rỳt năng thời gian nấu từ 30-45 phỳt mỗi mẻ, giảm điện, hơi nước, tăng cụng suất;
Enzyme trong lờn men như sử dụng enzyme Maturex giỳp làm giảm hàm lượng diacetyl trong bia lờn men phụ, cho phộp rỳt ngắn thời gian lờn men phụ từ 3-5 ngày mà vẫn đảm bảo chất lượng; và cỏc chất trợ lắng giỳp làm giảm thời gian lờn men, giảm tiờu hao lạnh, điện.
3.3 Cỏc cơ hội SXSH liờn quan đến khu vực chiết chai
3.3.1 Tiết kiệm nước trong rửa chai, kột
Trong hệ thống chiết chai mỏy rửa chai tiờu tốn nhiều nước nhất và do vậy cũng thải ra một lượng nước thải rất lớn. Cú thể giảm tiờu hao nước bằng cỏch kết hợp cỏc phương phỏp khỏc nhau trong cỏc vựng khỏc nhau của mỏy
rửa chai. pH của nước rửa được kiểm soỏt để tiết kiệm húa chất và nước trỏng. Do vậy tiết kiệm được năng lượng và giảm chi phớ cho xử lý nước thải. Cỏc mỏy rửa chai mới cho phộp giảm tới hơn 50% nước rửa chai (từ mức 530 ml/chai xuống 264 ml/chai).
Mỏy rửa chai sử dụng nước và xỳt để làm sạch. Mức tiờu thụ nước của mỏy rửa chai chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo của mỏy. Cỏc mỏy thế hệ mới cú mức tiờu thụ nước (0,5 hl/hl vỏ chai) và năng lượng thấp hơn so với cỏc mỏy cũ (3- 4 hl/hl vỏ chai). Cỏc cải thiện về tiết kiệm nước bao gồm:
- Lắp cỏc van tự động để ngừng cấp nước khi dõy chuyền khụng hoạt
động;
- Lắp cỏc vũi phun cao ỏp;
- Tỏi sử dụng dũng nước trỏng chai ở 2 hàng cuối vào việc rửa chai cỏc hàng đầu;
- Tận dụng nước thải từ hệ thống rửa chai để rửa kột; - Tiết kiệm xỳt trong rửa chai.
Xỳt trong quỏ trỡnh rửa chai cú thể thu hồi và tỏi sử dụng. Cần lắp đặt tank lắng xỳt ra từ hệ thống rửa chai, đặc biệt trong những ngày dừng hoạt động của mỏy rửa chai. Xỳt được bơm vào tank lắng, tất cả cỏc chất cặn sẽđược tỏch ra khỏi xỳt và cú thể tỏi sử dụng.
Cú thể giảm được 75% xỳt dựng cho rửa chai nhờ thu hồi và tỏi sử dụng.
3.3.2 Thiết bị thanh trựng kiểu tuy nen
Trong mỏy thanh trựng, bia và chai được hõm núng lờn dần dần lờn đến 60ºC sau đú làm nguội về 30-35ºC. Nếu bia được làm nguội bằng nước sạch thỡ mức tiờu thụ nước của nhà mỏy sẽ rất lớn. Nếu tận thu nước làm mỏt, tuần hoàn và tỏi sử dụng qua thỏp giải nhiệt cú thể tiết kiệm được 80% nước trong hệ thống thanh trựng.
Áp dụng lắp thỏp giải nhiệt trong hệ thống thanh trựng
Một nhà mỏy bia ở chõu Á cú cụng suất 50 triệu lớt/năm làm nguội bia chai thanh trựng bằng nước trong hệ thống hở. Để tiết kiệm nước họđó lắp hệ thống làm nguội khộp kớn với thỏp giải nhiệt. Kết quả là:
Giảm lượng nước tiờu thụ mỗi năm 50.000 m3
Đầu tư 45.000 USD
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 28
3.4 Cỏc cơ hội SXSH liờn quan đến bộ phận phụ trợ
3.4.1 Thu hồi nước làm mỏt từ quỏ trỡnh lạnh nhanh
Thất thoỏt 1m3 nước núng 85ºC tương đương mất 8,7 kg dầu.
Sử dụng nước núng hiệu quả là một trong những vấn đề mấu chốt của tiết kiệm năng lượng. Nước làm mỏt dịch đường trong quỏ trỡnh lạnh nhanh (từ
100ºC về 10ºC) cú thểđạt 85oC (với cỏc thiết bị trao đổi nhiệt tốt) cần được tuần hoàn và tỏi sử dụng để tận dụng nước và nhiệt. Sử dụng tank cú bảo ụn
để trữ trước khi sử dụng. Nước này cú thể sử dụng lại ở những khu vực cú nhu cầu như làm nước nấu, nước cấp nồi hơi, hệ thống vệ sinh CIP, rửa chai và thanh trựng. Thựng chứa nước núng cần tớnh toỏn cõn đối với quy mụ thu hồi để cho khụng cú thừa nước núng thải vào hệ thống nước thải.
Vớ dụ về tối ưu húa hệ thống nước núng
Một nhà mỏy bia ở chõu Âu cú cụng suất 100 triệu lớt/năm cú hệ thống làm lạnh dịch đường kiểu cũ. Sau khi trao đổi nhiệt trong quỏ trỡnh lạnh nhanh, nhiệt độ nước được làm núng lờn đến 60ºC và dựng vào hệ thống nấu. Lượng nước dư thừa sẽ bị thải vào hệ thống nước thải Một hệ thống lạnh nhanh mới được lắp đặt, cú khả năng làm núng nước đến 85ºC. Tank chứa nước núng lớn hơn được lắp đặt. Nước 85ºC được dựng để nấu, vệ sinh, rửa chai. Kết quả
như sau: Lượng dầu giảm mỗi năm 340 tấn Lượng nước giảm mỗi năm 40.000 m3 Đầu tư 120.000 USD Thời gian thu hồi vốn 3 năm 3.4.2 Thu hồi nước ngưng
Nước ngưng từ cỏc nồi nấu là nước tinh khiết, cú chứa nhiệt năng. Cỏc thực hành phổ biến cho thấy nước ngưng được dựng để làm nước cấp cho nồi hơi. Nếu đầu tư cỏc đường ống và cỏc tank chứa nước ngưng để tỏi sử dụng sẽ
cú thời gian thu hồi vốn rất ngắn.
3.4.3 Bảo ụn
Bảo ụn cỏc bề mặt núng và lạnh là giải phỏp đơn giản và dễ làm nhất, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong tiết kiệm năng lượng. Cỏc bề mặt này gồm thõn nồi hơi, nồi nấu, cỏc đường cấp hơi núng, hơi lạnh, cỏc tank lờn men và chứa bia thành phẩm…
Bảo ụn 1 một dài đường ống hơi ỉ 89 mm sử dụng trong 6.000 giờ/năm sẽ giỳp tiết kiệm được 450 kg dầu/năm (tương đương 18.000 MJ/năm) đủ năng lượng cho sản xuất 120 hl bia.
3.4.4 Tiết kiệm nước và húa chất vệ sinh
Lắp đặt hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP): tiết kiệm nước, húa chất, cú khả năng tận thu tỏi sử dụng húa chất tẩy rửa và nước, đảm bảo yờu cầu vệ
sinh cao của dõy chuyền; cú khả năng sử dụng cỏc húa chất hiệu quả cao, thõn thiện mụi trường.
Sử dụng hệ thống vũi phun cao ỏp: đảm bảo tiờu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, tiờu tốn ớt nước, chỉ sử dụng khi cần thiết, trỏnh chảy nước lóng phớ; sử dụng vũi phun định lượng cao ỏp cho vệ sinh cỏc thiết bị vận tải, kột chứa chai
Sử dụng cỏc húa chất đặc hiệu: dựng axit cho việc vệ sinh cỏc tank lờn men thay vỡ sử dụng xỳt, sử dụng cỏc chất hỗ trợ vệ sinh trong rửa chai để tăng độ
sạch của chai, giảm lượng nước.
Vớ dụ về tổn thất nước khi cú rũ rỉ (ỏp lực nước 4,5 bar)
Kớch thước lỗ (mm) m3/ngày m3/năm
0,5 0,39 140 1 1,20 430 2 3,70 1.300 4 18,0 6.400 6 47 17.000 3.4.5 Tiết kiệm điện
Một nhà mỏy sản xuất bia hiệu quả cú mức tiờu thụđiện chỉ là 29kW/hl bia. Phần lớn điện năng trong nhà mỏy bia được sử dụng để chạy cỏc mụ tơ. Cú 2 giải phỏp phổ biến để giảm bớt tiờu thụđiện năng là:
- Lắp đặt cỏc mụ tơ thế hệ mới cú hiệu quả cao
- Lắp đặt cỏc biến tần để cú thể kiểm soỏt tốt hơn tốc độ dũng và ỏp suất của mụ tơ.
Cụng ty Cổ phần Bia Kim Bài (Hà Tõy) cú cụng suất 30 triệu lớt/năm. Đểđảm bảo lạnh cho
sản xuất cụng ty sử dụng 4 mỏy lạnh mỗi mỏy cú cụng suất 90 KW. Năm 2007 cụng ty đó lắp thờm biến tần cho cỏc động cơ mỏy lạnh và đầu tư hệ thống điều khiển tựđộng cho hệ thống mỏy lạnh.
Số vốn đầu tư ban đầu là 1,4 tỷ VNĐ. Qua thời gian vận hành cho thấy cỏc mỏy giảm được 10- 12% điện năng. Thời gian thu hồi vốn ước tớnh 4 năm
3.4.6 Duy trỡ bảo trỡ
Việc bảo trỡ hệ thống cú ý nghĩa lớn trong việc duy trỡ mức tiờu hao điện, nước thấp. Việc bảo trỡ tốt cũn cú tỏc dụng làm cho hiệu quả dõy chuyền tăng lờn do giảm số lần và thời gian bị dừng sản xuất do sự cố. Thời gian hoàn vốn của việc bảo trỡ thường rất ngắn cú khi chỉ vài tuần.
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 30
Sự rũ rỉ chỉ gõy ra tiếng xỡ nhỏ, khụng nhỡn rừ hơi thoỏt ra từ cỏc van hơi cú thể dẫn đến làm mất 1kg hơi/giờ, tương ứng với tiờu thụ 700 kg dầu mỗi năm hay năng lượng này đủ cho sản xuất 200 hl bia với mức tiờu hao thấp.
Rũ rỉ ở mức nhỡn rừ hơi thoỏt ra ở cỏc mặt bớch cú thể dẫn đến làm mất 3-5 kg hơi/giờ, tương
đương 2.100-3.500 kg dầu/năm, đủ năng lượng để sản xuất 580-1000 hl bia ở mức tiờu hao
thấp
3.4.7 Trỏnh rũ rỉ khớ nộn
Tỏc động của rũ rỉ khớ nộn
(ỏp lực khớ 6 bar) tương ứng mức tiờu thụ điện
Kớch thước lỗ (mm) l/s kWh/ngày
MWh/năm
1 1 6,2 2,6
3 19 74,4 27,0
5 27 199,0 73,0
thường hệ thống cú thể mang lại kết quả tiết kiệm khoảng 10%
3.4.8 Kiểm soỏt nhiệt độ bốc hơi của hệ thống mỏy lạnh
Hệ thống mỏy lạnh tiờu thụ nhiều điện nhất trong nhà mỏy bia. Nhiệt độ bốc hơi của mỏy lạnh chỉ cần thấp theo mức độ cần thiết. Vớ dụđể làm lạnh bia xuống -2ºC thỡ nhiệt độ bốc hơi chỉ cần khoảng (-6) - (-8)ºC là đủ nhưng nhiều nhà mỏy bia đó thiết kế hệ thống cú nhiệt độ bốc hơi thấp hơn (< -10ºC) sẽ
làm hiệu suất mỏy khụng cao, tốn nhiều điện. Nếu nhiệt độ bốc hơi tăng lờn 1ºC thỡ giảm được tiờu thụđiện năng của mỏy là 3-4%
Cần vận hành hệ thống mỏy lạnh sao cho nhiệt độ ngưng tụ thấp nhất cú thể, phụ thuộc vào điều kiện khớ hậu. Cứ giảm được 1ºC cho ngưng tụ thỡ sẽ giảm được mức tiờu thụ điện năng của mỏy lạnh đi 1%.
Chọn mỏy lạnh thế hệ mới tiờu thụđiện năng thấp.
3.4.9 Giảm ỏp mỏy nộn khớ
Áp lực của mỏy nộn càng thấp trong giới hạn cú thể càng tốt.
Nếu ỏp của mỏy nộn khớ đạt thấp hơn được từ 7-8 bar thỡ mức tiờu thụ điện của mỏy nộn giảm được 7%.
Để làm mỏt mỏy nộn cần sử dụng nước tuần hoàn khộp kớn.
3.4.10 Thu hồi nhiệt từ hệ mỏy nộn
Sử dụng hệ thống trao đổi nhiệt để thu hồi nhiệt từ cỏc mỏy nộn lạnh cú thể
thu được nước núng 50-60ºC.
3.4.11 Lắp đặt thiết bị làm núng nước cấp cho nồi hơi
Lắp đặt thiết bị làm núng nước trước khi vào lũ. Thiết bị này sử dụng khúi lũ
để gia nhiệt nước cấp.
3.4.12 Sử dụng cỏc húa chất diệt khuẩn thõn thiện mụi trường để
khử trựng thiết bị thay vỡ dựng hơi núng
Một số nhà mỏy bia thường dựng hơi núng để thanh trựng thiết bị. Giải phỏp này tiờu tốn nhiều năng lượng cho việc thanh trựng và làm nguội thiết bị. Hiện nay cú nhiều húa chất thõn thiện mụi trường chứa ụxy nguyờn tử, khi phun vào thiết bị chỳng cú khả năng diệt khuẩn, sau đú chỳng được chuyển húa về
dạng ụxy phõn tử, khụng độc hại cho quỏ trỡnh lờn men và mụi trường xung quanh. Cỏc húa chất chứa ụxy nguyờn tử cú thể là nước ụzụn, hỗn hợp peracetic và hydrogen peroxide (trong sản phẩm thương mại cú tờn là SOPUROXID của hóng SOPURA) hoặc cỏc sản phẩm thương mại tương tự
của ECOLAB.
3.4.13 Kết hợp cung cấp nhiệt và phỏt điện (CHP)
Hiệu suất về năng lượng của hệ thống cú thể đạt đến 90%. Hệ thống cho phộp giảm phỏt thải CO2 và tiết kiệm ớt nhất 10% nhiờn liệu so với việc sử
dụng riờng rẽ cho mục đớch cung cấp nhiệt và điện. Hệ thống làm giảm tiờu hao năng lượng của nhà mỏy 14%, điện năng 40%, nõng hiệu suất chỏy của nhiờn liệu lờn 2-4%, giảm phỏt thải NOx 14,8% và CO2 7,9%
4 Thực hiện sản xuất sạch hơn
Chương này sẽ trỡnh bày từng bước tiến hành đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn tại doanh nghiệp sản xuất bia với mục tiờu tỡm kiếm được đầy đủ nhất cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn phự hợp với điều kiện sản xuất. Cỏc biểu mẫu đi kốm cú thể được sử dụng để thu thập và xử lý thụng tin.
Chất thải chớnh là nguyờn nhiờn liệu đầu vào khụng được đặt đỳng chỗ. Việc thực hiện đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn tuõn theo nguyờn tắc cơ bản là mọi nguyờn nhiờn liệu vào quy trỡnh sản xuất, nếu khụng nằm lại trong sản phẩm sẽ bị thải ra mụi trường, dưới dạng này hoặc dạng khỏc. Việc triển khai đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn một cỏch bài bản sẽ hỗ trợ doanh nghiệp tỡm được
đường đi cũng như dạng chuyển đổi của cỏc loại nguyờn liệu đú, để tỡm ra cỏc phương phỏp giảm thiểu lượng sử dụng một cỏch hữu hiệu nhất, đồng thời thậm chớ cú thể tăng được năng suất và chất lượng của sản phẩm, và tiết kiệm chi phớ xử lý mụi trường. Đú cũng chớnh là mục tiờu của việc ỏp dụng sản xuất sạch hơn.
Việc ỏp dụng sản xuất sạch hơn yờu cầu thời gian và nỗ lực của cỏc bộ phận trong toàn doanh nghiệp, do đú sự cam kết và hỗ trợ mạnh mẽ của Ban lónh
đạo cụng ty sẽ là yếu tố quyết định cho thành cụng của chương trỡnh. Chỳng tụi khuyến cỏo ỏp dụng sản xuất sạch hơn lần lượt theo 6 bước hay 16 nhiệm vụ sau đõy:
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 32 Bước 3: Đưa ra cỏc cơ hội sản xuất sạch hơn Bước 4: Chọn cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn Bước 5: Thực hiện cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn Bước 6: Duy trỡ sản xuất sạch hơn 4.1 Bước 1: Khởi động
Mục đớch của bước này nhằm:
- Xõy dựng được nhúm đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn