Phần 4 Kết quả và thảo luận
4.3. Đề xuất cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất
4.3.3. Giải phỏp xanh húa sản xuất
Giải phỏp chung về xanh húa sản xuất
Qua phõn tớch dũng thải và đỏnh giỏ dũng thải của Cụng ty, để xanh húa sản xuất ngoài việc nõng cao hiệu quả quản lý nội vi, nõng cao ý thức trỏch nhiệm của cỏn bộ cụng nhõn viờn cũn phải đầu tư về trang thiết bị, cải tiến cụng nghệ. Do đú, cần phải tỡm hiểu cỏc tồn tại gõy ra chất thải, sử dụng quỏ mức cần thiết nguyờn vật liệu và cỏc biện phỏp để giảm thiểu chất thải, tiờu thụ nguyờn vật liệu ỏp dụng việc tỏi sử dụng ở những cụng đoạn cú thể thực hiện được và quản lý nội vi tốt hơn.
Bảng tổng hợp dưới đõy sẽ phõn tớch cỏc tồn tại hiện nay trong quy trỡnh sản xuất của Cụng ty cổ phần bia Ninh Bỡnh, cụ thể:
Bảng 4.8. Phõn tớch tồn tại theo hướng xanh húa sản xuất
Dũng thải Tồn tại
Bó hốm (cú chứa gạo và malt)
- Quỏ trỡnh lọc chưa hiệu quả
- Quỏ trỡnh thủy phõn chưa hoàn toàn
Cấn men - Chưa kiểm tra được khả năng lắng cặn và tỏch bằng tuyển nổi - Chưa kiểm soỏt được lượng bia non đi theo men
Bia rơi vói
- Do tay nghề của cụng nhõn ở khõu chiết chai - Do thiết bị
- Do vỏ đựng bia chưa đạt chất lượng yờu cầu
Nước vệ sinh - Rửa kộm hiệu quả
- Khụng tỏi sử dụng nước rửa lần cuối
Thất thoỏt nhiệt
- Nhiệt mất trong khúi lũ
- Nhiệt mất mỏt trờn cỏc đường ống hơi - Nhiệt mất trong hệ nấu
Từ quỏ trỡnh phõn tớch dũng thỏi và những tồn tại gõy ra chất thải, dưới đõy là bảng tổng hợp đề xuất cỏc giải phỏp chung về xanh húa sản xuất:
Bảng 4.9. Đề xuất cỏc giải phỏp chung về xanh húa sản xuất Dũng thải Giải phỏp chung xanh húa sản xuất Dũng thải Giải phỏp chung xanh húa sản xuất
Bó hốm (cú chứa gạo và malt)
- Kiểm soỏt cỏc thụng số lọc cho phự hợp - Kiểm tra thời gian nấu
- Nghiền đều trước khi nấu
Cấn men - Nghiờn cứu qui trỡnh lắng và tuyển nổi phự hợp với quỏ trỡnh tỏch bó men
- Phõn tớch thành phần và hàm lượng bia cú trong cấn men - Thu hồi và bảo quản cấn men để tận dụng lại hàm lượng bia Bia rơi vói - Nõng cao tay nghề và trỡnh độ của cụng nhõn
- Bảo dưỡng thiết bị định kỳ
-.Kiểm tra ỏp lực của thiết bị triết chai
- Kiểm tra vỏ đựng bia trước khi đem triết bia Nước vệ sinh - Rửa thựng nấu bằng vũi ỏp lực
- Tỏi sử dụng nước rửa nguyờn liệu cho phần chuẩn bị nguyờn liệu - Thu hồi nước từ mỏy thanh trựng và mỏy làm mỏt
Thất thoỏt
nhiệt - Điều chỉnh cấp khụng khớ vừa phải, bằng cỏch lắp cửa chỉnh giú và hệ thống phõn phối khớ - Bảo ụn cỏc đường ống dẫn hơi
- Tận dụng nhiệt bay hơi tại nồi đun hoa hỳp lụng
Tại Bảng 4.9 đó đề xuất cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất, để ỏp dụng cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cần phải lựa chọn cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất phự hợp với tỡnh hỡnh hoạt động của Cụng ty. Theo đề xuất của cỏc giải phỏp chung xanh húa sản xuất, cú 16 giải phỏp trong đú cú cỏc giải phỏp cú thể thực hiện ngay và cỏc giải phỏp cần đầu tư kinh phớ.
Cỏc tiờu chớ để lựa chọn giải phỏp cú thể thực hiện ngay: là cỏc giải phỏp khi thực hiện sẽ mang lại hiệu quả thiết thực thể hiện ngay về cả 3 mặt: kinh tế, kỹ thuật và mụi trường.
Về kinh tế: giải phỏp khụng cần chi phớ hoặc ớt chi phớ.
Về kỹ thuật: đơn giản, dễ thực hiện, khụng yờu cầu cao về kỹ thuật và chuyờn mụn.
Về mụi trường: hạn chế được phỏt sinh chất thải và hạn chế được cỏc tỏc động xấu đến mụi trường.
Bờn cạnh đú cỏc biện phỏp cú thể thực hiện ngay là cỏc biện phỏp cú thể ỏp dụng trong thời gian dài mang hiệu quả bền vững.
tớnh khả thi, cú chi phớ đầu tư quỏ lớn, liờn quan đến cỏc vấn đề nhạy cảm, liờn quan đến sức khỏe của cụng nhõn, yờu cầu kỹ thuật và chuyờn mụn quỏ cao hay cú tớnh khả thi về kinh tế nhưng lại tỏc động xấu đến mụi trường…
i) Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể thực hiện ngay
Bảng tổng hợp dưới đõy đưa ra 13 giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể thực hiện ngay như sau:
Bảng 4.10. Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể thực hiện ngay Cụng đoạn Cụng đoạn
dũng thải Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất Hiệu quả của giải phỏp
Bó hốm (cú chứa gạo và malt)
1. Kiểm soỏt cỏc thụng số lọc cho phự hợp
Nõng cao hiệu suất sản xuất Tiết kiệm nguyờn vật liệu
1.100 kg bó hốm 2. Kiểm tra thời gian nấu
3. Nghiền đều trước khi nấu
Cấn men 4. Nghiờn cứu qui trỡnh lắng và tuyển
nổi phự hợp với quỏ trỡnh tỏch bó men Kiểm soỏt quỏ trỡnh tốt hơn Tiết kiệm 280kg cấn men 5. Phõn tớch thành phần và hàm lượng
bia cú trong cấn men
Bia rơi vói 6. Nõng cao tay nghề và trỡnh độ của cụng nhõn
Tiết kiệm nguyờn vật liệu 50kg bia
7. Bảo dưỡng thiết bị định kỳ 8. Kiểm tra ỏp lực của thiết bị triết chai
9. Kiểm tra vỏ đựng bia trước khi đem chiết bia
Nước vệ sinh
10. Rửa thựng nấu bằng vũi ỏp lực
Tiết kiệm nước, nõng cao hiệu suất 5 m3 nước
11.Tỏi sử dụng nước rửa nguyờn liệu cho phần chuẩn bị nguyờn liệu Thất thoỏt
nhiệt
12. Điều chỉnh cấp khụng khớ vừa phải, bằng cỏch lắp cửa chỉnh giú và hệ thống phõn phối khớ.
Tiết kiệm than, nõng cao hiệu suất
34.238 kg than 13. Bảo ụn cỏc đường ống dẫn hơi
Bảng trờn chỉ ra 13 cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể thực hiện ngay. Ngoài ra, cũn 3 giải phỏp cú thể ỏp dụng nhưng cần đầu tư nghiờn cứu thờm trong thời gian tới.
ii) Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể ỏp dụng nhưng cần đầu tư nghiờn cứu thờm trong thời gian tới
Bảng tổng hợp dưới đõy đưa ra 03 giải phỏp xanh húa sản xuất cần đầu tư kinh phớ cụ thể như sau:
Bảng 4.11. Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất cú thể ỏp dụng cần đầu tư kinh phớ Cụng đoạn Cụng đoạn
dũng thải
Cỏc giải phỏp xanh húa sản xuất
Hiệu quả của
giải phỏp Biện phỏp
Cấn men
Thu hồi và bảo quản cấn men để tận dụng lại hàm lượng bia
Tuần hoàn, tỏi sử dụng
Cần phải đầu tư và kiểm tra chất lượng của bia non thu hồi
Nước vệ sinh
Thu hồi nước từ mỏy thanh
trựng và mỏy làm mỏt. Tuần hoàn, tỏi sử dụng Cần phải đầu tư kinh phớ
Thất thoỏt nhiệt Tận dụng nhiệt bay hơi tại nồi đun hoa hỳp lụng
Cải tiến quỏ trỡnh
Cần phải đầu tư kinh phớ
Theo kết quả tại Bảng 4.11, 03 giải phỏp xanh húa sản xuất cần đầu tư kinh phớ được cụ thể là: Sử dụng tiết kiệm và hiệu quả tài nguyờn, năng lượng bao gồm thu hồi và bảo quản cấn men để tận dụng lại hàm lượng bia, thu hồi nước từ mỏy thanh trựng và mỏy làm mỏt. Đổi mới cụng nghệ bằng việc tận dụng nhiệt bay hơi tại nồi đun hoa hỳp lụng.
* Thu hồi nước từ mỏy thanh trựng và mỏy làm mỏt
Đỏnh giỏ tớnh khả thi về kinh tế
Cỏc chi phớ đầu tư cho giải phỏp, được liệt kờ qua bảng dưới:
Bảng 4.12. Chi phớ đầu tư cho giải phỏp
TT Tờn gọi đặc tớnh Đơn vị Số lượng Đơn giỏ (VNĐ)
1 Bơm Chiếc 01 5.000.000
2 Ống nước, thiết bị điện phụ trợ - - 3.000.000
3 Nhõn cụng 2.000.000
Tổng cộng 10.000.000
Ước tớnh mỗi một mẻ 9.000 lớt thu hồi được 5 m3 nước làm mỏt và mỏy thanh trựng, dự kiến sản lượng của Cụng ty năm 2017 là 1.600.000 lớt. Lượng nước tiết kiệm trong năm 2017, dự kiến là: 1.600.000/9000 *5 m3 = 889 m3.
Chi phớ tiết kiệm được sẽ là:
889 m3/năm *12.000 đ/m3 = 10.668.000 đ/năm. Khụng kể chi phớ vận hành, thời gian hoàn vốn giản đơn là: P = I/S = 10.000.000/10.668.000 = 0,94(năm) = 11,2 (thỏng). Trong đú:
P: Thời gian hoàn vốn giản đơn (năm) I: Tổng số vốn đầu tư (VNĐ)
S: Số tiền tiết kiệm được nhờ thực hiện giải phỏp (VNĐ) Đỏnh giỏ tớnh khả thi về kỹ thuật
Hiện nay, Cụng ty cổ phần bia Ninh Bỡnh đó cú 01 bể chứa nước với dung tớch 20 m3. Do vậy, chỉ cần lắp đặt hệ thống bơm để thu hồi nước từ mỏy làm mỏt và mỏy thanh trựng. Đõy là một giải phỏp đơn giản và dễ thực hiện.Việc lắp đặt và vận hành khụng yờu cầu kỹ thuật cao do đú người vận hành cú thể dễ dàng sử dụng mà khụng cần chuyờn mụn cao. Bờn cạnh đú, việc thu hồi nước làm mỏt để tỏi sử dụng cũng khụng làm ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
Đỏnh giỏ tớnh khả thi về mụi trường
Đối với Cụng ty thực phẩm, yờu cầu về chất lượng nước rất khắt khe, kộo theo giỏ thành nước cũng tương đối cao. Vỡ vậy, một trong những giải phỏp tiết kiệm được nguồn tài nguyờn nước khụng những chỉ tiết kiệm về mặt kinh tế mà cũn giảm được lượng lớn nước phỏt thải ra mụi trường.
* Thu hồi và bảo quản cấn men để tận dụng lại hàm lượng bia Quy trỡnh cụng nghệ :
Nước sạch Men sữa từ tank lên men
Làm lạnh Ly tâm vắt
Rửa men
Thùng chứa bia non
Thùng chứa men thu hồi, nhân men
Tank lên men
Tái sử dụng Xả bỏ
Hỡnh 4.4. Sơ đồ cụng nghệ thu hồi bia từ cấn men
Thành phần cơ bản của men sữa: Men: 13,15%
Bia: 86,85%
Lượng bia tỏch được: 40%
Cỏc loại vitamin: B1, B2, B6, PP
Khi kết thỳc giai đoạn lờn men chớnh, hạ nhiệt độ của tank lờn men xuống 2-40C sẽ bắt đầu thu hồi men sữa. Lượng men sữa này được xả thẳng vào mỏy ly tõm vắt và thực hiện ly tõm để thu hồi bia non về thựng chứa, lượng men ướt cũn lại trong mỏy được kiểm tra đỏnh giỏ chất lượng. Tựy theo đời men và nhu cầu sản xuất sẽ quyết định xả bỏ hay tiếp tục rửa men để tỏi sử dụng. Thụng thường lượng tỏi sử dụng chiếm 30% toàn bộ lượng men cú trong quỏ trỡnh sản xuất. Thời gian thực hiện ly tõm khụng được quỏ 60 phỳt để trỏnh nhiễm trựng men và bia non. Bia non thu hồi được đưa ngay vào thựng chứa cú ỏo lạnh để hạ và giữ nhiệt độ theo quy định của lờn men chớnh. Từ đõy lượng bia non sẽ được phối trộn vào tank lờn men chớnh giai đoạn cuối theo tỷ lệ nhất định. Lượng bia non này làm tăng thu hồi, giảm giỏ thành sản phẩm, nõng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh và giảm thiểu chất thải ra mụi trường.
Khi thực hiện rửa men bắt buộc phải cú nước lạnh vụ trựng. Lượng nước này cú được nhờ thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh nước bằng glycol đang cú trong dõy chuyền hiện tại, nước qua thiết bị này cú nhiệt độ 2-40C. Thiết bị rửa men thực hiện theo nguyờn lý tuyển nổi dựng nước đẩy xỏc tế bào ra khỏi men sữa, xả bỏ phần lắng cặn ở dưới cựng thiết bị và giữ phần men tốt để tỏi sử dụng. Lượng nước dựng cho một mẻ thường gấp 5 đến 6 lần lượng men đưa vào thiết bị.
Đỏnh giỏ tớnh khả thi về kinh tế
Theo kết quả cõn bằng vật liệu, một mẻ 9.000 lớt đầu vào thỡ sẽ thu hồi được 280 lớt cấn men, trong đú, dự kiến sản lượng của Cụng ty năm 2017 là 1.600.000 lớt. Lượng cấn men thu hồi trong năm 2017, dự kiến là: 1.600.000/9000 *280 lớt = 49.778 lớt.
Ngoài ra, hàm lượng bia non trong cấn men là 40%, do đú lượng bia non thu hồi trong năm 2017 dự kiến là: 49.778*0,4 = 19.911 lớt. Hiện nay giỏ bia của Cụng ty là 4.100 đ/lớt, như vậy sau khi hệ thống thu hồi bia đi vào hoạt động sẽ thu được dự kiến năm 2017 là: 19.911 l*4.100 đ/l = 81.635.100 đồng.
Kinh phớ dự kiến lắp đặt hệ thống thu hồi men khoảng 150 triệu đồng, do đú, thời gian hoàn vốn giản đơn sẽ là: 150.000.000/81.635.100 = 1,84 năm = 22 thỏng.
Đỏnh giỏ tớnh khả thi về kỹ thuật
Hầu hết cỏc thiết bị trong quy trỡnh cụng nghệ như: mỏy vắt ly tõm, thựng chứa bia non, thiết bị rửa men đều cú thể chế tạo hoặc mua sẵn trờn thị trường nội địa. Việc lắp đặt cỏc thiết bị này hoàn toàn độc lập, khụng làm ảnh hưởng tới quỏ trỡnh sản xuất của Cụng ty. Mặt khỏc, cỏc thiết bị trờn khụng đũi hỏi nhiều diện tớch lắp đặt cũng như mặt bằng thi cụng nờn việc chế tạo, lắp đặt hoàn toàn cú thể thực hiện được. Do hệ thống thu hồi bia từ bó men rất đơn giản nờn chỉ cần hướng dẫn cụ thể cho cụng nhõn cỏch vận hành là cú thể thao tỏc được.
Việc bảo dưỡng thiết bị: trừ thiết bị làm lạnh nhanh đũi hỏi việc lắp rỏp và bảo dưỡng tỉ mỉ, cỏc thiết bị cũn lại đều cú thể vệ sinh và bảo dưỡng thường xuyờn rất đơn giản sau mỗi ca sản xuất. Phương phỏp này hoàn toàn mang tớnh khả thi về kỹ thuật.
Đỏnh giỏ tớnh khả thi về mụi trường
Việc xả bỏ cặn men ở đõy gõy ra sự ảnh hưởng lớn tới mụi trường và làm khú khăn cho quỏ trỡnh xử lý nước thải. Do thành phần của nấm men chủ yếu là
protein cho nờn nú dễ dàng bị phõn huỷ và gõy ra mựi hụi thối rất khú chịu. Người lao động làm việc trong mụi trường này dễ bị nhiễm cỏc căn bệnh về đường hụ hấp. Về mặt cụng nghệ sẽ cú nguy cơ cao gõy nhiễm tới nấm men thuần khiết trong quỏ trỡnh lờn men làm ảnh hưởng tới sản phẩm. Dũng thải cú chứa nhiều cặn nấm men thỡ chỉ số BOD5>1000 mg/l. Trong sản xuất bia tại Cụng ty thỡ lưu lượng và đặc tớnh dũng thải cũn biến đổi theo mựa vụ sản xuất gõy khú khăn cho việc xử lý nước thải.
Bờn cạnh đú, việc đưa vào tỏi sử dụng nấm men thu hồi khụng qua rửa men tỏch cặn gõy ảnh hưởng khụng nhỏ tới chất lượng sản phẩm vỡ nấm men này cũn chứa một tỷ lệ khỏ lớn men chết và cặn lắng khỏc trong quỏ trỡnh lờn men chớnh hỡnh thành. Thường tỷ lệ men chết từ 5-8%. Đõy là một nguyờn nhõn làm suy giảm hoạt lực và gõy ra sự thoỏi hoỏ nhanh của nấm men trong sản xuất làm ảnh hưởng tới hiệu suất lờn men và ảnh hưởng khụng tốt tới hương vị của bia thành phẩm.
* Tận dụng nhiệt bay hơi tại nồi đun hoa hỳp lụng
Nhiệt được sử dụng hầu như trong tất cả cỏc cụng đoạn của quỏ trỡnh sản xuất, nhưng nhiệt lượng tiờu thụ chủ yếu ở một số khõu trong hệ nấu. Lượng nhiệt này được cấp trực tiếp bởi hơi do lũ hơi sản xuất.
Nước cụng nghệ cú nhiệt độ cao được sử dụng để hoà trộn với dịch tại nồi hồ hoỏ và được cấp bởi lượng nước sau khi làm lạnh dịch sau thựng lắng xoỏy (được mụ tả trong sơ đồ cụng nghệ của hệ nấu được trỡnh bày dưới Hỡnh 4.5). Lượng nước thu được đủ cung cấp cho nhu cầu sử dụng tại hệ nấu, nờn cỏc biện phỏp gia nhiệt nước cấp cho hệ nấu là khụng cần thiết.
Hỡnh 4.5. Sơ đồ cụng nghệ của hệ nấu
Đa số cỏc nhà mỏy bia chỉ đúng chai một phần lượng bia sản xuất ra, phần cũn lại được tiờu thụ dưới dạng bia hơi. Mỏy thanh trựng bia cho dõy chuyền này đũi hỏi một lượng nước 60oC bổ xung cho lượng nước tiờu hao trong quỏ trỡnh vận hành. Đa số cỏc nhà mỏy bia đang hoạt động hiện nay phải tiờu tốn một lượng nhiệt rất lớn để sản xuất lượng nước đú từ nước cú nhiệt độ mụi trường.
Giải phỏp được lựa chọn là tận dụng hơi thoỏt ra trong nồi hỳp lụng để gia