3 Cơ hội sản xuất sạch hơn
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 nƣớc nhất và do vậy cũng thải ra một lƣợng nƣớc thải rất lớn. Cú thể giảm tiờu hao nƣớc bằng cỏch kết hợp cỏc phƣơng phỏp khỏc nhau trong cỏc vựng khỏc nhau của mỏy rửa chai. pH của nƣớc rửa đƣợc kiểm soỏt để tiết kiệm húa chất và nƣớc trỏng. Do vậy tiết kiệm đƣợc năng lƣợng và giảm chi phớ cho xử lý nƣớc thải. Cỏc mỏy rửa chai mới cho phộp giảm tới hơn 50% nƣớc rửa chai (từ mức 530 ml/chai xuống 264 ml/chai)
Mỏy rửa chai sử dụng nƣớc và xỳt để làm sạch. Mức tiờu thụ nƣớc của mỏy rửa chai chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo của mỏy. Cỏc mỏy thế hệ mới cú mức tiờu thụ nƣớc (0,5 hl/hl vỏ chai) và năng lƣợng thấp hơn so với cỏc mỏy cũ (3-4 hl/hl vỏ chai). Cỏc cải thiện về tiết kiệm nƣớc bao gồm:
- Lắp cỏc van tự động để ngừng cấp nƣớc khi dõy chuyền khụng hoạt động
- Lắp cỏc vũi phun cao ỏp
- Tỏi sử dụng dũng nƣớc trỏng chai ở 2 hàng cuối vào việc rửa chai cỏc hàng đầu.
- Tận dụng nƣớc thải từ hệ thống rửa chai để rửa kột.
- Tiết kiệm xỳt trong rửa chai
Lắp đặt rơle
Khi mất điện, van xả đỏy của mỏy thanh trựng tự động xả nƣớc. Cụng ty Sadabeco lắp đặt thờm rơle trung gian tại van xả để hạn chế thất thoỏt nƣớc núng khi mất điện. Ƣớc tớnh giải phỏp này cú thời gian hoàn vốn ngay lập tức.
3.3.2 Thu hồi 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 đƣợc bơm vào tank lắng, tất cả cỏc chất cặn sẽ đƣợc tỏch ra khỏi xỳt và cú thể tỏi sử dụng.
Cụng ty Sadabeco nhận thấy cú 2% lƣợng xỳt dựng để vệ sinh mỏy rửa chai đƣợc thải ra hệ
thống xử lý nƣớc thải. Đõy là nguyờn liệu cú thể sử dụng cho hệ thống xử lý khớ thải của cụng ty, đồng thời giảm độ sốc của hệ thống xử lý nƣớc thải. Cụng ty đó đầu tƣ 97 triệu đồng cho việc lắp đặt hệ bơm, đƣờng ống và bồn chứa trung gian. Xỳt thu hồi đƣợc bơm bổ sung vào hệ thống xử lý khúi thải, giảm lƣợng xỳt hiện đang sử dụng. Thời gian hoàn vốn của phƣơng phỏp này là 8.5 thỏng.
Cú thể giảm đƣợc 75% xỳt dựng cho rửa chai nhờ thu hồi và tỏi sử dụng.
3.3.3 Thiết bị thanh trựng kiểu tuy nen
Trong mỏy thanh trựng, bia và chai đƣợc hõm núng lờn dần dần lờn đến 60ºC sau đú làm nguội về 30-35ºC. Nếu bia đƣợc làm nguội bằng nƣớc sạch thỡ mức tiờu thụ nƣớc của nhà mỏy sẽ rất lớn. Nếu tận thu nƣớc làm mỏt, tuần hoàn và tỏi sử dụng qua thỏp giải nhiệt cú thể tiết kiệm đƣợc 80% nƣớc 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 nƣớc trong hệ thống hở. Để tiết kiệm nƣớc họ đó lắp hệ thống làm nguội khộp kớn với thỏp giải nhiệt. Kết quả là:
Giảm lƣợng nƣớc tiờu thụ mỗi năm 50.000 m3
Đầu tƣ 45.000 USD
Thời gian thu hồi vốn 1 năm
3.3.4 Một số cơ hội SXSH đơn giản khỏc
Đảm bảo chất lƣợng chai tốt để giảm lƣợng chai vỡ khi đó đúng bia Kiểm soỏt quỏ trỡnh soi chai (kiểm soỏt đủ độ sỏng) để trỏnh trƣờng hợp nạp bia vào chai nứt, kộm chất lƣợng.
Sử dụng cỏc ghế ngồi cú thiết kế thớch hợp để ngƣời vận hành cú khả năng kiểm soỏt độ sạch của chai tốt nhất.
Điều chỉnh tốc độ của băng tải phự hợp với tốc độ của mỏy chiết chai
Bằng cỏc biện phỏp quản lý nờu trờn, kết hợp với đào tạo, kiểm tra, nhà mỏy Bia Phỳ Bài đó cắt giảm đƣợc tỷ lệ hao hụt vỏ chai 28% (từ 0.7% xuống 0.5%)
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 3.4.1 Thu hồi nước làm mỏt từ quỏ trỡnh lạnh nhanh
Thất thoỏt 1m3 nƣớc núng 85ºC tƣơng đƣơng mất 8,7 kg dầu.
Sử dụng nƣớc núng hiệu quả là một trong những vấn đề mấu chốt của tiết kiệm năng lƣợng. Nƣớc làm mỏt dịch đƣờng trong quỏ trỡnh lạnh nhanh (từ 100ºC về 10ºC) cú thể đạt 85oC (với cỏc thiết bị trao đổi nhiệt tốt) cần đƣợc tuần hoàn và tỏi sử dụng để tận dụng nƣớc và nhiệt. Sử dụng tank cú bảo ụn để trữ trƣớc khi sử dụng. Nƣớc này cú thể sử dụng lại ở những khu vực cú nhu cầu nhƣ làm nƣớc nấu, nƣớc cấp nồi hơi, hệ thống vệ sinh CIP, rửa chai và thanh trựng. Thựng chứa nƣớc núng cần tớnh toỏn cõn đối với quy mụ thu hồi để cho khụng cú thừa nƣớc núng thải vào hệ thống nƣớc 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 đƣờng kiểu cũ. Sau khi trao đổi nhiệt trong quỏ trỡnh lạnh nhanh, nhiệt độ nƣớc đƣợc làm núng lờn đến 60ºC và dựng vào hệ thống nấu. Lƣợng nƣớc dƣ thừa sẽ bị thải vào hệ thống nƣớc thải Một hệ thống lạnh nhanh mới đƣợc lắp đặt, cú khả năng làm núng nƣớc đến 85ºC. Tank chứa nƣớc núng lớn hơn đƣợc lắp đặt. Nƣớc 85ºC đƣợc dựng để nấu, vệ sinh, rửa chai. Kết quả nhƣ sau:
Lƣợng dầu giảm mỗi năm 340 tấn Lƣợng nƣớc giảm mỗi năm 40.000 m3
Đầu tƣ 120.000 USD
Thời gian thu hồi vốn 3 năm
3.4.2 Thu hồi nước ngưng
Nƣớc ngƣng từ cỏc nồi nấu là nƣớc tinh khiết, cú chứa nhiệt năng. Cỏc thực hành phổ biến cho thấy nƣớc ngƣng đƣợc dựng để làm nƣớc cấp cho nồi hơi. Nếu đầu tƣ cỏc đƣờng ống và cỏc tank chứa nƣớc ngƣng để tỏi sử dụng sẽ cú thời gian thu hồi vốn rất ngắn
3.4.3 Kiểm soỏt hiệu suất đốt của lũ hơi
Để đảm bảo cho việc chỏy hoàn toàn nhiờn liệu ngƣời ta cần cấp khớ dƣ cho quỏ trỡnh chỏy của nồi hơi. Tuy nhiờn nếu để lƣợng khớ dƣ quỏ lớn sẽ tổn thất nhiệt qua khúi lũ, là phần tổn thất lớn nhất tại nồi hơi. Lƣợng khớ dƣ lý thớch hợp đối với dầu FO là 1.2, than 1.2-1.6, với nhiệt độ khúi lũ dƣới 200oC. Do đú để đảm bảo hiệu suất chỏy cao và giảm thiểu lƣợng nhiệt tổn thất qua khúi lũ cần kiểm soỏt và duy trỡ tỉ lệ khớ: nhiờn liệu tối ƣu. Tỷ lệ này nờn đƣợc xỏc định hiệu chỉnh định kỳ theo nhiờn liệu thụng qua việc xỏc định thành phần khúi lũ (khớ dƣ, nhiệt độ).
3.4.4 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 lƣợng. Cỏc bề mặt này gồm thõn nồi hơi, nồi nấu, cỏc đƣờng cấp hơi núng, hơi lạnh, cỏc tank lờn men và chứa bia thành phẩm…
Bảo ụn 1 một dài đƣờng ống hơi ỉ 89 mm sử dụng trong 6.000 giờ/năm sẽ giỳp tiết kiệm đƣợc 450 kg dầu/năm (tƣơng đƣơng 18.000 MJ/năm đủ năng lƣợng cho sản xuất 120 hl bia.
3.4.5 Tiết kiệm nước và húa chất vệ sinh
Lắp đặt hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP): tiết kiệm nƣớc, húa chất, cú khả năng tận thu tỏi sử dụng húa chất tẩy rửa và nƣớc, đảm bảo yờu cầu vệ sinh cao của dõy chuyền; cú khả năng sử dụng cỏc húa chất hiệu quả cao, thõn thiện mụi trƣờng.
Sử dụng hệ thống vũi phun cao ỏp: đảm bảo tiờu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, tiờu tốn ớt nƣớc, chỉ sử dụng khi cần thiết, trỏnh chảy nƣớc lóng
phớ; sử dụng vũi phun định lƣợng 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 lƣợng nƣớc.
Vớ dụ về tổn thất nƣớc khi cú rũ rỉ (ỏp lực nƣớc 4,5 bar) Kớch thƣớc 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
3.4.6 Tiết kiệm điện
Một nhà mỏy sản xuất bia hiệu quả chỉ cú mức tiờu thụ điện 29kW/hl bia. Phần lớn điện năng trong nhà mỏy bia đƣợc sử dụng để chạy cỏc mụ tơ. Cú 3 giải phỏp phổ biến để giảm bớt tiờu thụ điện 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.
- Hạn chế động cơ chạy khụng tải
Cụng ty Cổ phần Bia Kim Bài (Hà Tõy) cú cụng suất 30 triệu lớt/năm. Để đảm 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 tƣ hệ thống điều khiển tự động cho hệ thống mỏy lạnh.
Số vốn đầu tƣ ban đầu là 1,4 tỷ VNĐ. Qua thời gian vận hành cho thấy cỏc mỏy giảm đƣợc 10- 12% điện năng. Thời gian thu hồi vốn ƣớc tớnh 4 năm
3.4.7 Duy trỡ bảo trỡ
Việc bảo trỡ hệ thống cú ý nghĩa lớn trong việc duy trỡ mức tiờu hao điện, nƣớc 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 thƣờng rất ngắn cú khi chỉ vài tuần
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, tƣơng ứng với tiờu thụ 700 kg dầu mỗi năm hay năng lƣợng 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, tƣơng đƣơng 2.100-3.500 kg dầu/năm, đủ năng lƣợng để sản xuất 580-1000 hl bia ở mức tiờu hao thấp
3.4.8 Trỏnh rũ rỉ khớ nộn
Tỏc động của rũ rỉ khớ nộn
(ỏp lực khớ 6 bar) tƣơng ứng mức tiờu thụ điện
Kớch thƣớc 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
thƣờng hệ thống cú thể mang lại kết quả tiết kiệm khoảng 10%
3.4.9 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 dụ để làm lạnh bia xuống -2ºC thỡ nhiệt độ bốc hơi chỉ cần khoảng (-6) - (-8)ºC là đủ nhƣng 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 đƣợc tiờu thụ điện năng của mỏy là 3-4%
Cần vận hành hệ thống mỏy lạnh sao cho nhiệt độ ngƣng tụ thấp nhất cú thể, phụ thuộc vào điều kiện khớ hậu. Cứ giảm đƣợc 1ºC cho ngƣng tụ thỡ sẽ giảm đƣợc mức tiờu thụ điện năng của mỏy lạnh đi 1%.
Chọn mỏy lạnh thế hệ mới tiờu thụ điện năng thấp.
3.4.10 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 đƣợc từ 7-8 bar thỡ mức tiờu thụ điện của mỏy nộn giảm đƣợc 7%.
Để làm mỏt mỏy nộn cần sử dụng nƣớc tuần hoàn khộp kớn.
3.4.11 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 đƣợc nƣớc núng 50-60ºC
3.4.12 Thu hồi dầu FO rơi vói
Dầu rơi vói trong quỏ trỡnh nhập dầu khụng chỉ làm thất thoỏt nguyờn liệu, mà cũn gõy ảnh hƣởng đến hoạt động của hệ vi sinh vật trong hệ thống xử lý nƣớc thải và gõy mất mỹ quan. Để sử dụng lại lƣợng dầu FO rơi vói cần phải lắp đặt thờm một mỏy tỏch dầu và nƣớc và hệ thống thu gom dầu.
3.4.13 Lắp đặt thiết bị làm núng nước cấp cho nồi hơi
Lắp đặt thiết bị làm núng nƣớc trƣớc khi vào lũ. Thiết bị này sử dụng khúi lũ để gia nhiệt nƣớc cấp.
3.4.14 Sử dụng cỏc húa chất diệt khuẩn thõn thiện mụi trường
Một số nhà mỏy bia thƣờng dựng hơi núng để thanh trựng thiết bị. Giải phỏp này tiờu tốn nhiều năng lƣợng cho việc thanh trựng và làm nguội thiết bị. Hiện nay cú nhiều húa chất thõn thiện mụi trƣờng chứa ụ xy nguyờn tử, khi phun vào thiết bị chỳng cú khả năng diệt khuẩn, sau đú chỳng đƣợc chuyển húa về dạng ụ xy phõn tử, khụng độc hại cho quỏ trỡnh lờn men và mụi trƣờng xung quanh. Cỏc húa chất chứa ụ xy nguyờn tử cú thể là nƣớc ụ zụn, hỗn hợp peracetic và hydrogen peroxide (trong sản phẩm thƣơng mại cú tờn là SOPUROXID của hóng SOPURA) hoặc cỏc sản phẩm thƣơng mại tƣơng tự của ECOLAB.
3.4.15 Kết hợp cung cấp nhiệt và phỏt điện (CHP):
Hiệu suất về năng lƣợng 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 lƣợng 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%
3.4.16 Cải thiện hiệu suất hệ thống thu hồi CO2 :
Hiệu suất thu hồi CO2 sẽ khụng cao và tiờu hao nhiều năng lƣợng điện khi mỏy nộn CO2 khụng hiệu quả. Cú thể nõng cao hiệu suất mỏy nộn bằng một số cơ hội sau:
Thay đổi thiết kế bẫy bọt ở tank lờn men để giảm lƣợng bọt, cặn, xỉ đƣờng cuốn theo CO2 gõy tắc, làm cỏc van trong mỏy nộn khú hoạt động, dễ hỏng.
Thay đổi vật liệu của lũ xo lỏ, lỏ van, hỡnh dạng lũ xo lỏ và cỏc chi tiết khỏc của van hỳt và van đẩy; điều chỉnh biờn độ dao động của lũ xo lỏ.
3.5 Túm tắt cỏc cơ hội thực hiện sản xuõt sạch hơn
Bảng 8. Túm tắt một số cơ hội sản xuất sạch hơn điển hỡnh
Khu vực Cơ hội cải tiến
Nhà nấu 1. Sử dụng cụng nghệ và thiết bị nghiền 2. Sử dụng cụng nghệ và thiết bị lọc 3. Thu hồi dịch nha loóng
4. Thu hồi hơi từ nồi nấu hoa
5. Kiểm tra chặt chẽ nguyờn liệu đầu vào 6. Điều chỉnh lƣợng giú hỳt bụi tại mỏy sàng Khu vực lờn
men
7. Thu hồi nấm men
8. Thu hồi bia tổn thất theo nấm men 9. Giảm tiờu hao bột trợ lọc
10. Giảm thiểu lƣợng bia dƣ 11. Áp dụng làm lạnh tầng 12. Áp dụng lờn men nồng độ cao 13. Ứng dụng enzyme
Khu vực Cơ hội cải tiến
14. Giảm lƣợng nƣớc đuổi dịch/bia và dịch/bia đuổi nƣớc khi nhận dịch 15. Điều chỉnh lƣợng oxy cung cấp vào dịch trỏnh trào dịch
16. Thay đổi quy trỡnh xả men 17. Lắp đặt đồng hồ đếm bia Khu vực chiết
chai
18. Tiết kiệm nƣớc rửa chai, kột 19. Thu hồi xỳt rửa chai
20. Sử dụng thiết bị thanh trựng kiểu tuynen 21. Quản lý, hƣớng dẫn nhập, phõn loại vỏ chai Khu vực phụ trợ 22. Thu hồi nƣớc làm mỏt từ lạnh nhanh
23. Thu hồi nƣớc ngƣng
24. Kiểm soỏt quỏ trỡnh đốt lũ hơi 25. Bảo ụn
26. Tiết kiệm nƣớc và húa chất vệ sinh 27. Duy trỡ bảo trỡ
28. Trỏnh rũ rỉ khớ nộn
29. Kiểm soỏt nhiệt độ bốc hơi của hệ thống mỏy lạnh 30. Giảm ỏp mỏy nộn khớ
31. Thu hồi nhiệt từ hệ mỏy nộn 32. Thu hồi dầu FO rơi vói
33. Lắp đặt thiết bị làm núng nƣớc cấp cho nồi hơi 34. Sử dụng húa chất diệt khuẩn thõn mụi trƣờng 35. Kết hợp cấp nhiệt và phỏt điện (đồng phỏt) 36. Cải thiện hiệu suất hệ thống thu hồi CO2