8.1. Xử lý nước cấp Quy trình công nghệ Hình 8.1 Sơ đồ xử lý nước cấp Giải thích quy trình Nước giếng NaCl 1% NaOH 10% Clorine 1% Tia UV Kiểm tra Xử lý UV Vi lọc Lọc than hoạt tính Làm mềm nước Bể chứa Lọc thô
Bể nước sinh họat
Nước giếng: nước được bơm từ giếng khoan có độ sâu khoảng 80 m, công suất của bơm 30 m3/h vào bể chứa.
Bể chứa: dung tích của bể chứa là 700 m3. Công dụng chính là chứa nước chờ xử lý, đồng thời lắng sơ bộ những tạp chất lớn như sỏi, đá…
Lọc thô: nước từ bể chứa được bơm vào hệ thống lọc thô. Tại đây, có máy đo pH của nước đồng thời cung cấp dung dịch NaOH 1% và Clorin 1% để điều chỉnh pH của nước.
Cơ chế lọc thô: H2O + Cl2 HCl + HClO HClO HCl +[O]
[O] có tính oxy hóa mạnh, làm ức chế và tiêu diệt một số vi sinh vật.
NaOH sẽ trung hòa acid sinh ra do phản ứng trên, nâng pH về trung hòa như yêu cầu.
NaOH + HCl NaCL +H2O
Sau đó nước được chuyển qua cột lọc cát để loại bỏ những tạp chất keo, huyền phù. Lúc này nước đạt chuẩn sinh hoạt và được bơm vào bể chứa nước sinh hoạt.
Bể chứa nước sinh hoạt: dung tích 40000 m3, tại đây có 2 bơm, một bơm dùng để cung cấp nước sinh hoạt cho cả nhà máy và bơm còn lại dùng để bơm nước vào hệ thống xử lý nước cấp dùng cho sản xuất.
Làm mềm nước: nước sinh hoạt có mùi Clo dư và chứa các ion gây độ cứng cho nước như Ca2+, Mg2+ nên nước được dẫn qua cột lọc trao đổi ion để làm mềm nước. Tác nhân trao đổi ion là dung dịch NaCl 1%.
Lọc than hoạt tính: mục đích để hấp thụ mùi, màu và các độc tố có trong nước.
Vi lọc: sau lọc than hoạt tính, nước được chuyển qua hệ thống vi lọc gồm 3 cột vi lọc có kích thước giảm dần 10 – 5 – 1 micromet để lọc vi sinh vật.
Xử lý UV: nước được bơm qua hệ thống đèn chiếu tia UV có bước sóng ngắn. tác động trực tiếp làm biến tính DNA, tiêu diệt vi sinh vật và những bào tử có trong nước.
Cuối cùng, nước được bơm qua bể chứa chờ sản xuất, dung tích bể là 700 m3. Tại đây nhân viên QC sẽ tiến hành lấy mẫu kiểm tra trước khi đưa vào sản xuất.
8.2. Xử lý nước thải
Nguồn gốc: nước thải nhà máy chủ yếu từ quá trình rửa hệ thống đường ống (CIP) của dây chuyền sản xuất. Lượng nước thải chứa các thành phần sữa còn bám lại trên các đường ống như chất hữu cơ, đường, acid béo, bơ, kiềm… Nước do quá trình vệ sinh thiết
Quy trình xử lý nước thải
Nhà máy sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải. Dựa vào lượng vi sinh vật sẵn có trong nước thải để tự phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng tăng sinh khối. Các sản phẩm của quá trình tăng sinh khối là metan, khí CO2 và nước.
Hình 8.2 Quy trình xử lý nước thải
Giải thích quy trình
Nước thải: từ các phân xưởng trong nhà máy theo hệ thống mương dẫn nội bộ dẫn về đi qua lưới chắn rác.
Lưới chắn rác: lưới chắn rác bằng kim loại, gồm 3 lớp khung lưới đặt song song nhau có kích thước lỗ lưới giảm dần: lớp 1 từ 8 – 10 mm2, lớp 2 từ 4 – 5 mm2, lớp cuối 2 mm2, khử các cặn rác thô như: bao bì, ống hút, … bảo vệ van, van, đường ống, cánh khuấy khỏi
Thông khí – cấp hóa chất
Nước thải
Lưới chắn rác
Nước đạt tiêu chuẩn Bể lắng Bể điều hòa Bể Aerotank Xả thải Bùn tự lắng Bùn dư Bể phân hủy bùn Bể làm đặc bùn Máy ép bùn Bùn rác
Bể điều hòa: khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng. Nâng cao hiệu suất của quá trình tiếp theo. Tại bể này, có hệ thống phân phối khí, chế độ sục khí, được phân phối tự động theo chu kỳ bởi van điện tử nhằm trộn lẫn các chất, nước thải đồng nhất trước khi bơm qua bể Aerotank. Trên đường ống có gắn thiết bị đo pH tự động để điều chỉnh pH. Do hàm lượng đạm trong nước thải cao dẫn đến pH trong nước cao nên nhà máy sử dụng hóa chất H2SO4 60% để điều chỉnh pH thích hợp là 6 – 8.
Bể Aerotank: nước thải được thông khí liên tục, khuấy trộn làm tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với bùn hoạt tính và oxy. Tại đây, các chất thải lơ lửng sẽ được phân hủy nhờ quá trình oxy hóa sinh học của các vi sinh vật hiếu khí. Bể này xảy ra 3 giai đoạn oxy hóa:
• Giai đoạn 1: vi sinh vật thích nghi sau đó tăng sinh khối, nhu cầu oxy giảm dần. • Giai đoạn 2: vi sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy ít thay đổi.
• Giai đoạn 3: tốc độ oxy hóa giảm dần, tốc độ tiêu thụ oxy tăng do quá trình nitrate hóa.
Bể lắng: nước thải sau khi thông khí ở bể Aerotank được bơm qua bể lắng. Tại đây, bùn trong bể tự động lắng xuống nhờ trọng lực. Một phần bùn được tuần hoàn về bể Aerotank để điều chỉnh lượng bùn và vi sinh vật trong bể. Phần bùn còn lại được bơm qua bể phân hủy bùn.
Bể phân hủy bùn: bùn dư được bơm vào bể phân hủy bùn. Do vi sinh vật phát triển trong nước thải được là nhờ hàm lượng BOD và không khí trong nước. Mà lúc này lượng BOD trong nước thải còn ít. Bể này có hệ thống phân phối khí gián đoạn nhằm làm giảm sức sống các vi sinh vật nên các vi sinh vật mạnh ăn các vi sinh vật yếu hơn để tồn tại. Bùn qua bể phân hủy giảm từ 10 – 15%. Còn lại là bùn trơ.
Bể làm đặc bùn: bùn sau phân hủy được bơm sang bể làm đặc bùn. Cấu tạo bể có dạng phễu. Sau khi lắng xuống dưới còn phần nước nổi lên trên. Bùn sau làm dặc được đưa vào máy ép bùn.
Máy ép bùn: ép bùn bằng phương pháp thủy lực, bùn sau ép được thải bỏ ra ngoài, còn nước thải sẽ tuần hoàn về bể điều hòa xử lý tiếp. Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn A mới xả thải ra ngoài môi trường.
2 BOD mg/l 20
3 COD mg/l 50
4 SS mg/l 50
5 Dầu mỡ mg/l 5
Bảng 8.1 Tiêu chuẩn nước thải
8.3. Vệ sinh công nghiệp
8.3.1.Con người
Tất cả các công nhân, nhân viên của nhà máy phải:
Mặc đồ bảo hộ lao động, nón bảo hộ trùm kín tóc, thay dép trước khi vào khu vực sản xuất, không được đeo nữ trang, móng tay phải cắt ngắn, không được sơn móng tay (đối với công nhân và nhân viên nữ).
Vệ sinh và sát trùng theo đúng quy định trước khi bước vào các phòng có yêu cầu.
Tuân thủ việc thay đồ, dép, nón bảo hộ trước khi vào nhà vệ sinh.
8.3.2.Nhà xưởng
Khu vực chế biến:
Sau mỗi mẻ trộn, công nhân vận hành làm vệ sinh nguyên vật liệu rơi trên sàn nhà, Chocolate tank, Almix, thiết bị hâm AMF. Sau khi kết thúc phối trộn, công nhân vận hành dùng xà phòng chà rửa sạch khu vực này, nhặt bã rác trong rãnh thoát nước.
Vệ sinh sàn bằng vòi nước khi thấy sữa rơi vãi trên sàn.
Khu vực chiết rót:
Cứ 4 giờ vệ sinh nền một lần bằng Triquart 0.4%.
Rửa sàn bằng nước, lau khô, nhằm đảm bảo sàn phòng luôn sạch sẽ và khô ráo.
Nhặt sạch rác trong rãnh thoát nước và rửa sạch sữa khi sữa tràn ra nền phòng.
Cửa kiếng phải sáng, và được lau chùi thường xuyên.
Hệ thống đường ống phải kín trừ khi lấy mẫu hoặc kiểm tra vệ sinh.
Phòng giấy: sàn phòng giấy phải đảm bảo sạch sẽ, không có rác vương vãi trên
nền nhà.
8.3.3.Vệ sinh thiết bị
Vệ sinh thiết bị bằng chương trình CIP, sử dụng Lye (NaOH), acid (HNO3).
Định nghĩa quá trình CIP:
Quá trình CIP là một hệ thống làm sạch khép kín bằng hóa chất, thích hợp với các phần khác nhau của thiết bị, không cần phải tháo lắp thiết bị mà vẫn đạt được kết quả vệ sinh tốt nhất.
Mục đích:
Ngăn chặn sự sinh sôi, nãy nở của vi sinh vật.
Thời gian thực hiện CIP: quá trình CIP được thực hiện trước khi tiến hành sản xuất và tối đa 24 giờ sau khi dừng sản xuất.
Chương trình của CIP:
Chất bẩn Độ tan Khả năng dễ rửa
trôi Thay đổi dưới tácdụng của nhiệt
Đường Tan trong nước Dễ Caramel hóa, khó
rửa hơn
Béo Không tan trong nước,
tan trong kiềm Khó Polymer hóa, khórửa hơn
Đạm Không tan trong nước,
tan trong kiềm, tan một phần trong acid
Rất khó Bị biến tính, rất khó
rửa
Khoáng Tan trong nước, hầu hết
tan tốt trong acid
Bình thường Không đáng kể
Bảng 8.2 Đặc tính của chất bẩn
Tác nhân tẩy rửa:
Kiềm (NaOH): nồng độ 1.5 – 2 %, nhiệt độ 78 – 85oC.
Ưu điểm:
• Là loại kiềm mạnh nhất.
• Phân hủy tốt protein.
• Xà phòng hóa chất béo. • Diệt khuẩn mạnh. Nhược điểm: • Khó tráng rửa. • Khả năng làm ướt bề mặt thấp. • Ăn da mạnh.
• Đặc biệt là ăn mòn nhôm.
• Tạo tủa không tan với các khoáng chất trong nước (cần phải rửa bằng acid). Acid (HNO3): nồng độ 1 – 1.5%, nhiệt độ 60 – 80oC.
Ưu điểm:
• Khử trùng tốt.
• Hòa tan được các chất cặn của nước cứng và khoáng chất.
Nhược điểm:
• Ăn mòn.
• Độc.
Nước nóng: loại bỏ các chất dơ, giúp bảo toàn nồng độ hóa chất vệ sinh và giải chi phí cho hóa chất.
Nước xử lý: loại bỏ được dư lượng hóa chất.
Tiến hành
Đối với các thiết bị trước tiệt trùng (Recombine tank, Chocolate tank, Almix, Buffer tank).
Chạy chương trình Lye cho toàn bộ thiết bị.
Tiến hành:
• Bơm nước vào thiết bị nhằm tẩy rửa một phần chất bẩn trong thiết bị. • Bơm Lye (NaOH) vào thiết bị.
• Bơm nước xử lý vào thiết bị nhằm rửa sạch NaOH còn bám trên thành thiết bị. • QC kiểm tra nước sau khi rửa thiết bị, đảm bảo nồng độ NaOH đạt chuẩn quy định.
Lưu ý: nếu các đối tượng trong tuần không có sản xuất thì phải tiến hành CIP lye – acid cho tất cả các đối tượng có trong hệ thống sản xuất với tần suất 1 lần/7ngày. Nhưng riêng với đối tượng UHT, Alsafe, máy rót thì CIP Lye – acid với tần suất 1 lần/4 ngày.
Năm nguyên tắc cơ bản của CIP:
Tiration (nồng độ):
Lye: 1.5 – 2%. Nếu nồng độ lye thấp thì đảm bảo độ sạch. Nếu nồng độ lye quá cao thì lượng nước xả không đủ để xả sạch dư lượng lye còn trong thiết bị.
Acid: 1 – 1.5%
Turbulence (sự chảy rối):
Lưu lượng chảy rối phải đạt từ 1.5 m/s trở lên.
Lưu lượng càng lớn thì tốc độ xoáy càng cao, quá trình làm sạch sẽ được đảm bảo. Temperature (nhiệt độ):
Lye: 78 – 85oC.
Acid: 60 – 80oC.
Time (thời gian):
Hóa chất: 15 – 30 phút.
Nước 5 – 10 phút.
Technology (kỹ thuật):
CHƯƠNG 9