Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Quy trình công nghệ sản xuất bia và các khía cạnh môi trường
1.4.4. Các khía cạnh môi trường trong công nghệ sản xuất bia
Chất thải rắn:
- Bã hèm: Bã hèm là phần còn lại của nguyên liệu sau khi chiết xuất và tách hết dịch nha khỏi bã hèm. Bã hèm vẫn còn chứa một lượng đường và nước. Lượng bã hèm thường khoảng 140 kg/1000 lít dịch đường và có hàm lượng nước khoảng 80%. Trong nước bã hèm vẫn còn một lượng chất hòa tan còn sót lại (thường khoảng 1-5%).
- Cặn nóng: Dịch đường sau khi chuyển sang thiết bị lắng xoáy, dịch trong đƣợc chuyển qua thiết bị lạnh nhanh vào hệ thống lên men, cặn còn lại trong đáy thiết bị gọi là cặn nóng. Cặn nóng còn chứa dịch nha, bã hoa, các chất keo tụ từ protein. Cặn nóng có thể đƣợc xử lý bằng nhiều cách, hoặc đem trộn với bã, hoặc thải vào hệ thống nước thải. Nếu cặn nóng đi vào hệ thống nước thải sẽ làm tăng tải lượng BOD của nước thải lên 110.000 mg/kg cặn nóng.
- Nấm men: Nấm men sinh khối trong quá trình lên men đƣợc sử dụng lại một phần vào quá trình lên men. Lƣợng nấm men thừa khoảng 20-40 kg/1000 lít bia.
Trong nấm men còn chứa bia; có tải lƣợng BOD khoảng 120.000-140.000 mg/l.
- Vỏ chai vỡ: Chai đƣợc sử dụng để đóng thành phẩm. Là chai thủy tinh nên dễ vỡ và thường phát sinh với số lượng lớn tại khâu đóng thành phẩm, rửa chai và vận chuyển. Chất thải rắn chai vỡ là một loại chất thải nguy hại, độc cho sinh thái.
- Bao bì, keg nhựa, hộp gỗ, catton: Các chất thải rắn này phát sinh khi đóng gói thành phẩm, thường được tận thu và tái chế.
- Chất thải rắn khác: Chất thải rắn phát sinh từ khu vực văn phòng chủ yếu là giấy, các thiết bị văn phòng bằng kim loại hoặc nhựa.
- Thực phẩm thừa, hỏng: Chất thải rắn phát sinh từ khu vực nhà ăn thường là thực phẩm thừa, hư hỏng. Chất thải rắn này nếu lẫn vào nước thải làm tăng BOD trong nước thải và khó khăn hơn cho việc xử lý nước thải.
Nước thải
- Nước rửa bã: Trong khi lọc, dịch đường được thu về nồi nấu hoa, người ta dùng nước nóng để rửa bã hèm, tận thu cơ chất còn trong bã. Lượng nước rửa bã đƣợc xác định bằng lƣợng dịch cần thiết trong nồi nấu hoa; Tuy nhiên sau khi rửa bã, trong bã vẫn còn một lượng lớn dịch đường loãng nằm trong bã. Dịch đường loãng chiếm 2-6% tổng lượng dịch chứa nồng độ chất hòa tan 1-1,5%. Do đó nước thải của nhà máy bia có hàm lƣợng BOD cao.
- Nước vệ sinh thiết bị
+ Quá trình làm sạch trống tank: Sau khi các tank được bơm hết, thường trong tank còn một lượng bia nhất định, dùng nước đẩy vào tank để làm sạch trống tank.
+ Quá trình lọc bia: Khi bắt đầu làm màng lọc, một lượng lớn nước lẫn với bia được xả bỏ cũng như khi kết thúc lọc, dùng nước để đẩy bia ra khỏi máy. Dịch bia loãng này nếu không đƣợc tận thu sẽ là tổn thất lớn trong quá trình sản xuất và gây ra ô nhiễm cho nguồn nước thải.
+ Các đường ống: Trong các đường ống có bia hay được dùng nước để đẩy, gây ra lãng phí bia.
- Bia hao phí
+ Bia thất thoát trong quá trình chiết chai: Do lỗi của máy chiết, do chai vỡ, bia bị phun ra ngoài. Tỷ lệ hao phí này phụ thuộc vào độ chính xác của máy chiết, máy thanh trùng và thao tác vận hành của công nhân.
+ Bia quay về: Trong quá trình tiêu thụ nếu có vấn đề, trong quá trình kiểm tra chất lƣợng nếu các chỉ tiêu không đảm bảo bia sẽ đƣợc quay trở về nhà máy.
Lƣợng bia bị tổn thất trong quá trình sản xuất chiếm khoảng 1-5%, trong một số trường hợp còn cao hơn. Nếu bia không được tận thu trong nhà máy, chúng bị xả vào dòng nước thải, gây ra ô nhiễm nặng và chi phí cho xử lý nước thải lớn.
- Nước vệ sinh chai: Lượng nước tiêu tốn cho việc vệ sinh chai là rất lớn có tính pH rất thấp hoặc rất cao do nước vệ sinh chai có lẫn với axit hoặc xut được sử dụng để làm thanh trùng chai, nước vệ sinh chai còn lẫn với nhãn của chai.
- Nước vệ sinh nhà xưởng: Nước dùng để vệ sinh nhà xưởng thường lẫn chất rắn lơ lửng, một ít dầu và bia.
- Nước sinh hoạt: Nước sinh hoạt phát sinh từ khu vực nhà ăn, văn phòng và nhà vệ sinh. Nước này có hàm lượng hữu cơ (BOD), SS, coliform cao.
Một số chỉ tiêu ô nhiễm chính của dòng nước thải công nghiệp nhà máy sản xuất bia nhƣ sau:
Bảng 1.1: Đặc tính dòng nước thải nhà máy sản xuất bia [14]
Các chất ô nhiễm
Đơn vị tính
Mức hiện tại ở Việt Nam
Tác động đến môi trường
pH 6-8
BOD5 mg/l 900-1.400 Ô nhiễm COD mg/l 1.700-2.200 Ô nhiễm
SS mg/l 500-600 Gây ngạt thở cho thủy sinh
Tổng N mg/l 30 Gây ra hiện tƣợng phì dƣỡng cho thực vật Tổng P mg/l 22-25 Kích thích thực vật phát triển
NH4+ mg/l 13-16 Độc hại cho cá nhƣng thúc đẩy thực vật phát triển, thường gây ra phù dưỡng
(theo Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia của Hợp phần sản xuất sạch hơn trong công nghiệp và Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam, 2008)
Khí thải
- Nấu và lên men: gây mùi cho xung quanh
- Nấu, vận chuyển, bốc xếp phát sinh bụi do nguyên vật liệu
- Phát thải CO2, NOx và PAH (polyaromatic hydrocacbon) trong quá trình đốt lò hơi từ nguyên liệu dầu diesel.
- Nguy cơ rò rỉ và phát thải NH3 từ thiết bị làm lạnh (máy lạnh)
- Tiếng ồn phát sinh tại khâu đóng gói thanh trùng, bốc xếp vận chuyển hàng hóa.
Chất thải nguy hại
Quá trình sản xuất bia làm phát sinh các chất thải nguy hại: Dầu từ đốt lò hơi; thùng đựng hóa chất đƣợc sử dụng cho quá trình lên men hoặc vệ sinh chai; vỏ chai vỡ trong quá trình rửa và đóng thành phẩm, vỏ chai và các thủy tinh vỡ khác
như bóng đèn huỳnh quang, gương kính vỡ; dẻ dính dầu, hộp mực in (của máy in) từ khu vực văn phòng. Các chất thải nguy hại có đặc tính dễ cháy và độc với sinh thái và độc với con người.
Sự cố môi trường
Trong quá trình hoạt động, nhà máy bia có thể xảy ra các sự cố nhƣ cháy nổ do điện, rò rỉ CO2, nổ lò hơi, sự cố do chảy tràn hóa chất, sự cố nhƣ tai nạn lao động, ngộ độc thực phẩm, sự cố do thiên tai như bão, lụt. Sự cố xảy ra thường gây thiệt hại lớn về người và tài sản.
Sử dụng tài nguyên
Nguyên liệu sản xuất chính: Bia đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, nước, hublon và nấm men. Nhiều loại nguyên liệu thay thế malt trong quá trình nấu là gạo, đường và các loại dẫn xuất từ ngũ cốc;
Nguyên liệu phụ và hóa chất: Các nguyên liệu phụ khác đƣợc sử dụng trong quá trình lọc và hoàn thiện sản phẩm nhƣ bột trợ lọc, các chất ổn định. Nhiều loại hóa chất đƣợc sử dụng trong quá trình sản xuất nhƣ các chất tẩy rửa, các loại dầu nhờn, chất bôi trơn, chất hoạt động bề mặt.
Tiêu thụ nhiệt: Các quá trình tiêu hao năng lƣợng nhà máy bia bao gồm:
Nấu và đường hóa, nấu hoa, hệ thống vệ sinh (CIP) và tiệt trùng, hệ thống rửa chai, keg, hệ thống thanh trùng bia. Trong đó tiêu thụ nhiệt nhiều nhất là nồi nấu hoa, chiếm đến 30-40% tổng lƣợng hơi dùng trong nhà máy.
Tiêu thụ nước: Các quá trình sử dụng nước trong nhà máy bia là: làm lạnh, rửa chai/keg, thanh trùng làm nguội, tráng và vệ sinh thiết bị (CIP), nấu và rửa bã, vệ sinh nhà xưởng, vệ 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.
Tiêu thụ điện: Điện tiêu thụ cho nhà máy bia vận hành tốt trung bình 8-12 kWh/hl, phụ thuộc vào quá trình và đặc tính của sản phẩm. Các khu vực tiêu thụ điện năng là: khu vực chiết chai, máy lạnh, khí nén, thu hồi CO2, xử lý nước thải, điều hòa không khí, các khu vực khác nhƣ bơm, quạt, điện chiếu sáng.
Bảng 1.2: Tổng hợp các khía cạnh môi trường của quá trình sản xuất Bia [14]
Khu vực/
hoạt động Tiêu hao/ thải/ phát thải Các vấn đề môi trường Nấu - Tiêu tốn năng lƣợng (nhiệt)
- Tiêu tốn nhiều nước
- Tiêu tốn xút và axít cho hệ CIP - Nước thải
- Phát thải khí thải, bụi và mùi
- Tiêu tốn tài nguyên - Ô nhiễm không khí.
- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO2 - Tác động đến sức khỏe Lên men - Tiêu tốn năng lƣợng
- Tiêu tốn nhiều nước - Xút và axít cho hệ CIP - Phát thải CO2
- Nước thải
- Phì dƣỡng sông, hồ, biển - Ảnh hưởng đến đa dạng sinh học nguồn tiếp nhận
- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO2 Lọc bia - Tiêu tốn nhiều nước
- Tiêu tốn bột trợ lọc - Tiêu tốn lạnh, CO2 - Chất thải rắn (hữu cơ)
- Phì dƣỡng sông, hồ, biển - Ảnh hưởng đến đa dạng sinh học
- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO2 Đóng gói
thanh trùng
- Tiêu hao năng lượng (hơi nước) - Nước thải
- Tiêu hao nhiều nước - Tiếng ồn
- Chất thải rắn
- Tiêu tốn tài nguyên - Ô nhiễm không khí.
- Tăng CO2 trong không khí - Tác động đến sức khỏe Các hoạt
động phụ trợ: Nồi hơi, đốt than hoặc dầu, máy lạnh
- Tiêu thụ nhiều năng lƣợng, - Phát thải CO2, NOx và PAH (polyaromatic hydrocacbon) - Nguy cơ rò rỉ dầu
- Nguy cơ rò rỉ và phát thải NH3
- Ô nhiễm nước và đất
- Làm hại sức khoẻ con người - Ô nhiễm không khí,
- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO2.
(Theo Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia của Hợp phần sản xuất sạch hơn trong công nghiệp và Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam, 2008)
Chương 2
ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Địa điểm nghiên cứu:
Tổng công ty cổ phần sản xuất bia rượu và nước giải khát Sài Gòn 2.2. Thời gian nghiên cứu: 6 tháng, từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2011
2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp luận
Đề tài được thực hiện trên cơ sở các phương pháp luận:
Tiếp cận quá trình:
Mọi hoạt động hay tập hợp các hoạt động sử dụng các nguồn lực để biến đầu vào thành đầu ra có thể xem nhƣ một quá trình. Để các tổ chức hoạt động có hiệu quả cần phải xác định và quản lý nhiều quá trình có liên quan và tương tác lẫn nhau.
Thông thường, đầu ra của một quá trình sẽ trực tiếp tạo thành đầu vào quá trình tiếp theo. Việc xác định và quản lý các quá trình đƣợc triển khai trong tổ chức và quản lý sự tương tác giữa các quá trình đó được gọi là “cách tiếp cận quá trình”.
Trên cơ sơ phương pháp luận tiếp cận quá trình, để giải quyết các vấn đề trong nội dung nghiên cứu, tác giả luận văn đã phân tích từng quá trình để xác định các khía cạnh môi trường, khía cạnh môi trường có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất bia, đƣa ra các quy trình kiểm soát từng quá trình đó nhƣ tiếp cận tại từng khâu sản xuất, quá trình quản lý kho, quá trình kiểm soát chất thải,...
Tiếp cận hệ thống:
Là cách tiếp cận một cách tổng thể, đặt các quá trình trong hệ thống có mối tương tác lẫn nhau để xem xét một cách đầy đủ và toàn diện các vấn đề của hệ thống đó. Trong một hệ thống, thường đầu ra của quá trình này là đầu vào của quá trình kế tiếp. Vì vậy, tiếp cận hệ thống để duy trì và cải tiến hệ thống quản lý môi trường phù hợp với yêu cầu và đảm bảo hiệu lực của hệ thống môi trường đề xuất.
Bên cạnh sự tiếp cận quá trình, tác giả luận văn cũng đặt các quá trình đó trong một tổng thể hệ thống sản xuất bao gồm các khâu mua hàng, xuất nhập kho, sản xuất, các nhân tố về nguồn lực, vật lực và cơ chế quản lý để kiểm soát chung các yếu tố môi trường phát sinh trong hệ thống, phân tích vấn đề theo một chuỗi hệ thống để từ đó giải quyết vấn đề ngay tại gốc phát sinh vấn đề đó, đúng với tinh thần và yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 14001.
2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu a) Phương pháp phân tích tư liệu
- Phương pháp tổng quan tài liệu: Tài liệu bao gồm tiêu chuẩn ISO 14001, hiện trạng nghiên cứu áp dung tiêu chuẩn này trên Thế giới và Việt Nam. Yêu cầu về việc áp dụng tiêu chuẩn ISO 14001 của Sabeco. Phương pháp này được sử dụng để hoàn thành phần tổng quan về vấn đề nghiên cứu của đề tài.
- Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu thứ cấp: Các tài liệu thứ cấp bao gồm các văn bản pháp quy liên quan đến môi trường, y tế, phòng cháy chữa cháy, tai nạn lao động ... ; báo cáo hiện trạng môi trường của các doanh nghiệp sản xuất bia của Sabeco... Trên cơ sở thu thập và phân tích các tài liệu thứ cấp này, học viên nghiên cứu và đề xuất HTQLMT cho các doanh nghiệp sản xuất bia của SABECO đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn ISO 14001 và pháp luật.
b) Phương pháp quan sát
- Quan sát tổng hợp: Đƣợc tiến hành trên cơ sở quan sát toàn bộ hiện trạng môi trường của doanh nghiệp, bao gồm cả các quy định, quy chế, biển báo tại các vị trí làm việc.
- Quan sát lựa chọn: Tại những điểm có các tác động về môi trường như tại khu vực sản xuất, khu vực chất thải là điểm đƣợc xem xét và phân tích kỹ lƣỡng để đánh giá các tác động của vấn đề môi trường phát sinh tại đó, nhằm đưa ra biện pháp kiểm soát tác động môi trường tốt nhất.
- Quan sát tham gia: Người tiến hành quan sát sẽ chụp hình ảnh hiện trường để làm tài liệu trong quá trình thực hiện.
c) Phương pháp phỏng vấn
- Phương pháp phỏng vấn tự do, phỏng vấn trực tiếp cá nhân: được thực hiện khi khảo sát thực địa tại các nhà máy. Đối tƣợng phỏng vấn là cán bộ, công nhân nhà máy. Nội dung phỏng vấn về các vấn đề môi trường, y tế, sức khỏe và phòng cháy chữa cháy.
- Phương pháp phỏng vấn bảng hỏi: được thực hiện khi khảo sát thực địa tại các nhà máy. Bảng hỏi đƣợc học viên soạn thảo theo phụ lục 5. Tiến hành phỏng vấn 3 cán bộ phụ trách ISO của nhà máy Bia Sài Gòn - Bình Dương, Nhà máy Bia Sài Gòn - Miền Tây, nhà máy Bia Sài Gòn - Hà Nội để tìm hiểu về hiện trạng công tác bảo vệ môi trường tại nhà máy.
d) Tham vấn chuyên gia:
Tham vấn những người có kinh nghiệm trong việc xây dựng HTQLMT theo tiêu chuẩn ISO 14001, đặc biệt là xây dựng cho các doanh nghiệp sản xuất bia.
Chương 3