Sản xuất bia - Hướng dẫn sản xuất sạch hơn

22 tháng 11 2019

Mục lục

Mở đầu 

Sản xuất sạch hơn được biết đến như một tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên liệu có hiệu quả hơn. Việc áp dụng sản xuất sạch hơn không chỉ giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà còn đóng góp vào việc cải thiện hiện trạng môi trường, qua đó giảm bớt chi phí xử lý môi trường. 

Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất bia được biên soạn trong khuôn khổ hợp tác giữa Hợp phần sản xuất sạch hơn trong Công nghiệp (CPI), thuộc chương trình Hợp tác Việt nam Đan mạch về Môi trường (DCE), Bộ Công thương và Trung tâm Sản xuất sạch Việt nam, thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, trường Đại học Bách khoa Hà nội. Tài liệu này được các chuyên gia trong ngành của Việt Nam biên soạn nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản cũng như các thông tin công nghệ nên tham khảo và trình tự triển khai áp dụng sản xuất sạch hơn. 

Các chuyên gia đã dành nỗ lực cao nhất để tổng hợp thông tin liên quan đến hiện trạng sản xuất của Việt nam, các vấn đề liên quan đến sản xuất và môi trường cũng như các thực hành tốt nhất có thể áp dụng được trong điều kiện nước ta. 

Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong Công nghiệp và Trung tâm Sản xuất sạch Việt nam xin chân thành cảm ơn sự đóng góp của TS. Nguyễn Thị Thu Vinh, các cán bộ của Công ty Cổ phần Tư vấn EPRO và đặc biệt là Chính phủ Đan mạch, thông qua tổ chức DANIDA, và Chính phủ Thụy sĩ, thông qua Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hợp quốc UNIDO đã hỗ trợ thực hiện tài liệu này. 

Mọi ý kiến đóng góp, xây dựng tài liệu xin gửi về: Văn Phòng Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp, email: [email protected] hoặc Trung tâm Sản xuất sạch Việt nam, email: [email protected] 

Hà Nội, tháng 3 năm 2008

Nhóm biên soạn 

 

1 Giới thiệu chung 

Chương này cung cấp thông tin về tình hình sản xuất bia ở Việt nam, xu hướng phát triển của thị trường, cũng như thông tin cơ bản về quy trình sản xuất. 

1.1 Mô tả ngành sản xuất bia ở Việt nam 

Ngành công nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm. Xưởng sản xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một người Pháp tên là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhà máy bia Sài Gòn, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn. Ở miền Bắc, vào năm 1889, một người Pháp tên là Hommel đã mở xưởng bia ở Làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Hà Nội. Trong quá trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá trình hội nhập, ngành sản xuất bia phát triển về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có thế mạnh khi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO. 

Việc đầu tư xây dựng các nhà máy bia được triển khai mạnh mẽ từ những năm 1990 trở lại đây. Số các nhà máy bia là 469 vào năm 1998 với các quy mô khác nhau từ 100.000 lít/năm đến 100 triệu lít/năm. Mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng lên nhanh chóng trong vòng 10 năm qua từ mức dưới 10 lít/người năm vào năm 1997 đã đạt mức 18 lít/người. năm vào năm 2006 (hình 1). 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-1

Hình 1. Mức tiêu thụbình quân đầu người qua các năm

Theo số liệu thống kê của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) tổng sản lượng bia của Việt Nam qua 5 năm gần đây thể hiện trong hình 2. Mặc dù, đến năm 2005 số cơ sở sản xuất chỉ còn 329, nhưng quy mô của các doanh 

nghiệp đã tăng lên. Số liệu thống kê cho thấy trong ngành sản xuất bia có 3 doanh nghiệp có sản lượng trên 100 triệu lít/năm là Sabeco (năng lực sản xuất trên 300 triệu lít/năm), Habeco (trên 200 triệu lít/năm) và công ty liên doanh nhà máy bia Việt Nam (trên 100 triệu lít/năm). Có 15 doanh nghiệp bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít và 19 doanh nghiệp có sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít. Khoảng 268 cơ sở còn lại có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm 

 san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-2 

Hình 2. Sản lượng bia cả nước 

Theo lộ trình phát triển dự kiến đến năm 2010 cả nước sẽ sản xuất khoảng 2,5 – 3 tỷ lít bia và mức tiêu thụ bình quân đầu người khoảng 28-30 lít/người/năm. Với tốc độ phát triển nhanh hiện nay, nhiều nhà máy bia bia mô lớn đang được đầu tư và cũng kéo theo nhiều vấn đề nảy sinh như tiêu tốn tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Nếu áp dụng tiếp cận sản xuất sạch hơn ngay từ khi đầu tư các nhà máy mới thì sẽ mang lại hiệu quả cao cho quá trình sản xuất tại các nhà máy mới này đồng thời phòng ngừa được rủi ro tác động môi trường. 

1.2 Các quá trình cơ bản trong sản xuất bia 

Bia được 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; các nguyên liệu phụ khác được sử dụng trong quá trình lọc và hoàn thiện sản phẩm như bột trợ lọc, các chất ổn định. Nhiều loại hóa chất được sử dụng trong quá trình sản xuất như các chất tẩy rửa, các loại dầu nhờn, chất bôi trơn, chất hoạt động bề mặt... Tỷ lệ các thành phần nguyên liệu phụ thuộc vào chủng loại bia sẽ được sản xuất. 

Các công nghệ sản xuất bia của các nhà sản xuất khác biệt bởi quy mô và các kỹ thuật sản xuất: quy mô nhỏ (6.000-10.000 lít/năm) với thiết bị đơn giản phổ biến ở nhiều nước châu Mỹ (gọi là bia thủ công); các quy mô công nghiệp phổ biến thường nằm trong khoảng 20 – 100 triệu lít/năm; trong những năm gần đây xu hướng đầu tư các nhà máy công suất lớn được các hãng lớn trên thế giới như Anheuser Busch, Inbev, Carlsberg, Heineken, Asahi, Kirin... tiến hành. Các nhà máy mới có thể có công suất 200-500 triệu lít/năm. Các kỹ thuật sản xuất trong mỗi nhà máy ở mỗi công đoạn sản xuất của các hãng rất khác nhau do các quan điểm về công nghệ, tạo sản phẩm khác biệt và cũng có nhiều giải pháp công nghệ được lựa chọn có xuất phát điểm là lý do môi trường và phát triển bền vững. 

1.2.1 Các công đoạn sản xuất chính 

Các công đoạn chính trong sản xuất bia được thể hiện trong hình 3 với các nguyên liệu đầu vào và các phát thải đi kèm. 

 san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-3 

Hình 3. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 

1.2.1.1. Chuẩn bị 

Malt và gạo (gọi tắt là nguyên liệu) được đưa đến bộ phận nghiền nguyên liệu thành các mảnh nhỏ, sau đó được chuyển sang nồi nấu để tạo điều kiện cho quá trình chuyển hóa nguyên liệu và trích ly tối đa các chất hoà tan trong nguyên liệu. Các nhà sản xuất bia thường sử dụng các thiết bị nghiền khô hoặc nghiền ướt. 

1.2.1.2. Nấu 

Quá trình nấu gồm 4 công đoạn: 

  • Hồ hóa và đường hóa: nguyên liệu sau khi xay nghiền được chuyển tới thiết bị hồ hóa và đường hóa bằng cách điều chỉnh hỗn hợp ở các nhiệt độ khác nhau. Hệ enzyme thích hợp chuyển hóa các chất dự trữ có trong nguyên liệu thành dạng hòa tan trong dịch: các enzyme thủy phân tinh bột tạo thành đường, thủy phân các chất protein thành axít amin và các chất hoà tan khác sau đó được đưa qua lọc hèm để tách đường và các chất hoà tan khỏi bã bia. 
  • Lọc dịch đường: dịch hèm được đưa qua máy lọc nhằm tách bã hèm ra khỏi nước nha. Thiết bị lọc dịch đường phổ biến có 2 loại là nồi lọc lắng hoặc máy ép lọc khung bản. 
  • Đun sôi với hoa houblon: dịch đường sau khi lọc được nấu với hoa houblon và đun sôi trong 60-90 phút. Mục đích của quá trình nhằm ổn định thành phần của dịch đường, tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng của hoa hublon. 
  • Lắng nóng dịch đường: dịch sau khi nấu được đưa qua bồn lắng xoáy nhằm tách cặn trước khi chuyển vào lên men. 

Quá trình nấu sử dụng nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt năng và điện năng cho việc vận hành các thiết bị; hơi nước phục vụ mục đích gia nhiệt và đun sôi. 

1.2.1.3. Lên men 

  • Làm lạnh và bổ sung ôxy: dịch đường sau lắng có nhiệt độ khoảng 90- 95oC được hạ nhiệt độ nhanh đến 8 - 10oC và bổ sung ôxy với nồng độ 6- 8 mg O2/lít.Quá trình lạnh nhanh được thực hiện trong các thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất lạnh là nước lạnh 1-2oC. 
  • Chuẩn bị men giống: Nấm men được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, sau đó được nhân trong các điều kiện thích hợp để đạt được mật độ nấm men cần thiết cho lên men 
  • Lên men chính: dịch đường được cấp bổ sung ôxy, làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp để tiến hành quá trình lên men chính với thời gian và điều kiện phù hợp. Việc lên men có thể được thực hiện trong các tank không có bảo ôn và đặt trong nhà lạnh được kiểm soát nhiệt độ theo chế độ nhiệt độ chung của phòng lên men. Công nghệ lên men trong phòng lạnh hiện nay không còn phổ biến do tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc chạy lạnh cho phòng lên men và khó khăn trong việc thao tác vận hành. Ngày nay việc lên men phổ biến được tiến hành trong các tank liên hoàn được thiết kế phù hợp cho công nghệ lên men của các nhà sản xuất khác nhau với hệ thống kiểm soát nhiệt độ và dễ dàng tự động hóa. Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi. Thời gian lên men chính thường là 5-7 ngày. Trong trường hợp lên men chìm, sau khi kết thúc lên men chính nấm men kết lắng xuống đáy các tank lên men và được lấy ra ngoài gọi là men sữa. Nấm men sẽ được lấy một phần để tái sử dụng cho lên men các tank tiếp theo hoặc được thải bỏ. Trong trường hợp lên men nổi, nấm men tập trung lên bề mặt và cũng được tách một phần khỏi dịch lên men. 
  • Lên men phụ: dịch sau khi kết thúc giai đoạn lên men chính được chuyển sang giai đoạn lên men phụ để hoàn thiện chất lượng bia (tạo hương và vị đặc trưng). Quá trình lên men này diễn ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể, bia được lắng trong và bão hoà CO2. Thời gian lên men từ 14-21 ngày hoặc hơn tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng loại bia. 

1.2.1.4. Lọc bia và hoàn thiện sản phẩm 

  • Lọc bia: Sau lên men, bia được đem lọc để đạt được độ trong theo yêu cầu. Lọc bia được tiến hành bằng nhiều loại thiết bị khác nhau. Các loại máy lọc bia thường dùng là máy ép lọc khung bản có sử dụng giấy hoặc vải lọc. Trong những năm trước đây nhiều nhà máy sử dụng các máy lọc đĩa nằm ngang với các thiết kế khác nhau. Gần đây các nhà sản xuất bia trong các nhà máy quy mô lớn sử dụng máy lọc nến với các cột lọc là các cột lưới inox có bề mặt lọc rộng, kích thước máy gọn, vận hành hoàn toàn tự động, dễ kiểm soát độ trong của bia và chất lượng bia ổn định hơn. Việc lọc trong bia luôn thực hiện với sự duy trì nhiệt độ lạnh cho bia trước và sau khi lọc khoảng -1 oC đến 1 oC. Tác nhân quan trọng để lọc bia là các loại bột trợ lọc khác nhau. Sau khi lọc chúng trở thành chất thải và là vấn đề gây ô nhiễm lớn trong quá trình sản xuất. 
  • Hoàn thiện sản phẩm: bia có thể được lọc hoặc xử lý qua một số công đoạn như qua hệ thống lọc trao đổi chứa PVPP hoặc silicagel để loại bớt polyphenol và protein trong bia, tăng tính ổn định của bia trong quá trình bảo quản. Nhằm mục đích tăng tính ổn định của bia người ta có thể sử dụng thêm các enzyme hoặc chất bảo quản được phép sử dụng trong sản xuất bia. 
  • Pha bia: Trong công nghệ sản xuất bia gần đây các nhà sản xuất tiến hành lên men bia nồng độ cao (phổ biến trong khoảng 12,5 – 16 độ plato) để tăng hiệu suất thiết bị và tiết kiệm năng lượng. Trong quá trình lọc và hoàn thiện sản phẩm họ sẽ pha loãng bia về nồng độ mong muốn theo tiêu chuẩn sản phẩm trên những thiết bị chuyên dùng. Quá trình pha loãng bia luôn yêu cầu nước tiêu chuẩn cao trong đó hàm lượng ôxy hòa tan dưới 0,05 ppm. 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 8 

  • Bão hoã CO2: Bia trong và sau khi lọc được bão hòa thêm CO2 để đảm bảo tiêu chuẩn bia thành phẩm trước khi đóng chai, lon. 
  • Lọc bia vô trùng: có nhiều nhà máy bia trang bị hệ thống lọc màng để sản xuất bia tươi đóng chai/lon không thanh trùng. 

Như vậy hệ thống lọc bia trong nhà máy sản xuất bia có nhiều cấp độ khác nhau. Tùy theo mục đích mà nhà sản xuất trang bị thiết bị và chất lượng thiết bị đến mức độ cần thiết. 

1.2.1.5. Đóng chai, lon, keg và thanh trùng sản phẩm 

Để đáp ứng nhu cầu khác nhau của người tiêu dùng và đảm bảo việc vận chuyển bia đến nơi tiêu thụ, các nhà sản xuất bia phải tiến hành khâu bao gói. Các bao bì phải được rửa sạch sẽ tiệt trùng trước khi chiết rót. Khâu rửa bao bì tốn nhiều hóa chất và năng lượng kèm theo nước thải với tải lượng BOD cao. 

Bia được chiết vào chai, lon, keg bằng các thiết bị chiết rót. Tùy theo yêu cầu của thị trường, thời gian lưu hành sản phẩm trên thị trường có thể từ 1 tháng đến hàng năm. Do vậy yêu cầu chất lượng của bia sau khi đóng vào bao bì cũng rất khác nhau. Việc kiểm soát tốt các thông số trong quá trình chiết như hàm lượng ôxy/không khí trong chai/lon đòi hỏi nghiêm ngặt và như vậy cần phải lựa chọn tốt thiết bị chiết rót ngay từ khi đầu tư. Quá trình đóng chai/lon cần độ chính xác cao về hàm lượng ôxy/không khí, mức bia trong chai. Nếu thiết bị làm việc không chính xác sẽ dẫn đến nhiều sản phẩm hỏng, mức hao hụt bia cao, gây tải lượng hữu cơ cao trong nước thải. 

Sau khi chiết, sản phẩm được thanh trùng. Quá trình thanh trùng được thực hiện nhờ hơi nước qua các thang nhiệt độ yêu cầu. Yêu cầu kỹ thuật cho khâu thanh trùng được tính bằng đơn vị thanh trùng. 

Đơn vị thanh trùng (PE) = t x 1,393 (T - 60) 

trong đó: t là thời gian thanh trùng (phút); T là nhiệt độ thanh trùng (oC) 

1.2.2 Các bộ phận phụ trợ 

1.2.2.1. Các quá trình vệ sinh 

Trong sản xuất bia quá trình vệ sinh đóng vai trò quan trọng để đảm bảo các yêu cầu công nghệ và an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm. Ngoài ra, việc vệ sinh còn chứa đựng nhiều vấn đề gây ô nhiễm môi trường nếu không được thiết lập quy trình và quản lý đúng mức. Vệ sinh bao gồm các công việc liên quan đến khu vực sản xuất và vệ sinh thiết bị. Các thiết bị được chế tạo gần đây luôn trang bị các bộ phận có thể cho phép khâu làm vệ sinh có thể tiến hành hoàn toàn tự động trong thiết bị (gọi là CIP). 

Vệ sinh nhà xưởng, khu vực sản xuất phải được làm thường xuyên để tránh ô nhiễm chéo từ môi trường vào sản phẩm. Công việc chủ yếu thực hiện bằng tay và nhờ sự trợ giúp của các bơm, vòi phun cao áp. 

Vệ sinh thiết bị nhờ hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP) có thể tự động hoá ở các mức độ khác nhau. Các giai đoạn trong quy trình CIP bao gồm: 

- Khâu tráng rửa ban đầu: Các bồn chứa và đường ống được rửa bằng nước thường để loại các chất bẩn bám trên bề mặt. Nước rửa không được tái sử dụng mà thải ra hệ thống xử lý nước thải. Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào độ bẩn của các bồn và đường ống. 

- Khâu rửa bằng hoá chất: Sau khi kết thúc quá trình rửa ban đầu, các bồn chứa và đường ống được súc rửa bằng dung dịch xút nóng ở nhiệt độ 70- 85oC để tẩy sạch các chất bẩn còn bám ở bề mặt. Thời gian tuần hoàn xút nóng 15-30 phút tuỳ thuộc vào mức độ bẩn của thiết bị. Xút nóng được thu hồi về thiết bị chứa để tái sử dụng. Sau khi tuần hoàn xút nóng, thiết bị được tráng rửa bằng nước. 

Một số thiết bị sau khi rửa bằng xút và tráng rửa có thể phải rửa tiếp bằng dung dịch axit và sau đó được tráng rửa bằng nước nhiều lần đến khi sạch. 

- Khâu súc rửa cuối cùng: Các bồn và đường ống được súc rửa lần cuối với dung dịch nước ở nhiệt độ môi trường để làm sạch các chất tẩy rửa còn lại. Phần nước này được thu hồi và tái sử dụng cho khâu súc rửa sơ bộ. 

Do vậy, ngoài khả năng đảm bảo mức độ vệ sinh thực phẩm, quy trình súc rửa, tái sử dụng cho phép tiết kiệm tài nguyên nước và hóa chất sử dụng. 

1.2.2.2 Quá trình cung cấp hơi 

Hệ thống nồi hơi đốt than hoặc dầu với áp suất tối đa là 10 bar, áp suất làm việc trong khoảng 4-6 bar. Thiết bị cung cấp hơi là nồi hơi chạy bằng nhiên liệu hóa thạch (than đá, ga), khí sinh học, hoặc bằng điện. Từ nồi hơi, hơi nước được dẫn trong các ống chịu áp cung cấp cho các thiết bị cần gia nhiệt. Hiệu suất của nồi hơi, các chế độ vận hành, việc bảo ôn cách nhiệt, việc tận thu và sử dụng nước ngưng có ý nghĩa lớn trong việc xem xét hiệu quả của hệ thống cung cấp nhiệt trong nhà máy bia. 

1.2.2.3 Quá trình cung cấp lạnh cho sản xuất 

Trong nhà máy bia các quá trình có sử dụng lạnh là quá trình làm lạnh dịch đường từ khâu nấu, quá trình lên men, quá trình nhân và bảo quản giống men, quá trình làm lạnh bia thành phẩm trong các bồn chứa bia thành phẩm, quá trình làm lạnh nước phục vụ lên men và vệ sinh... Hệ thống máy lạnh với môi chất hiện nay thường sử dụng là ammoniac sẽ làm lạnh glycol hoặc nước là các môi chất thứ cấp cho các thiết bị lên men và trao đổi nhiệt. Việc tính 

toán công suất máy lạnh, thiết kế hệ thống cung cấp lạnh hợp lý sẽ đảm bảo chi phí vận hành thấp, hiệu quả sản xuất cao. 

1.2.2.4. Quá trình cung cấp khí nén 

Khí nén được dùng trong nhiều quá trình trong nhà máy sản xuất bia. Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí, chứa sẵn trong các bình chứa. Máy nén khí tiêu tốn nhiều điện năng, khí nén được dự trữ ở áp suất cao trong các balông chứa khí, rất dễ bị rò rỉ, hao phí do thoát ra ngoài trên đường ống . 

1.2.2.5. Quá trình thu hồi và sử dụng CO

Bao gồm balông chứa, thiết bị rửa, máy nén CO2 , thiết bị loại nước, lọc than hoạt tính, thiết bị lạnh, thiết bị ngưng tụ CO2, 1 tank chứa CO2 , 1 thiết bị bay hơi CO2, hệ thống đường ống, phụ kiện. Toàn bộ CO2 trong quá trình lên men sẽ được thu lại và sử dụng cho việc bão hòa CO2 của bia thành phẩm trong quá trình lọc. 

2 Sử dụng tài nguyên và ô nhiễm môi trường 

Chương này cung cấp thông tin đặc thù về tiêu thụ nguyên nhiên liệu và tác động của quá trình sản xuất đến môi trường, cũng như tiềm năng dự đoán của việc áp dụng sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất bia 

Trong phần này mô tả các hoạt động mà ở đó có tiêu thụ và tiêu tốn tài nguyên và phát thải. Hình 4 miêu tả các nguồn tài nguyên được sử dụng và các nguồn thải phát sinh trong nhà máy sản xuất bia. 

 san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-4 

Hình 4. Nguồn nguyên liệu đầu vào và phát thải trong nhà máy bia 

2.1 Tiêu thụ nguyên, nhiên liệu 

Các nhà máy bia định mức việc tiêu hao tài nguyên và phát thải dựa trên sản lượng bia (thường tính trên 1 hecto lít bia). Trong bảng 1 là các mức tiêu hao cho 3 loại công nghệ (truyền thống, trung bình và công nghệ tốt nhất) và mức tiêu hao trong các nhà máy bia ở Việt Nam. 

Các nhà máy bia truyền thống hay nhà máy bia kiểu cũ là nhà máy có hoạt động bảo trì kém và quản lý nội vi kém. Các nhà máy này có thể tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới nhưng thường là các nước mà ở đó giá năng lượng và nước ở mức thấp, các quy định về luật bảo vệ môi trường còn lỏng lẻo. Nhà máy bia trung bình là nhà máy có thiết bị tương đối hiện đại và đã tập trung vào vấn đề giảm tiêu hao tài nguyên và môi trường. Nhà máy bia công nghệ tốt nhất là nhà máy mà tiêu hao năng lượng và ô nhiễm ở mức thấp nhất. 

Bảng 1: Tiêu hao tài nguyên trong một số nhà máy bia 

(sản phẩm đóng chai sử dụng nhiều lần, tính cho 1 hecto lít bia hay 100 lít bia) 

Tên tài nguyên

Đơn vị tính

Công nghệ truyền thống

Công nghệ trung bình

Công nghệ tốt nhất

Mức hiện tại ở VN

Malt/nguyên liệu thay thế

kg

18

16

15

14-18

 

Nhiệt

MJ

390

250

150

250-350

Nhiên liệu (tính theo dầu FO)

lít

11

7

7

4-8,5

Điện

kWh

20

16

8-12

10-30

Nước

m3

2,0-3,5

0,7-1,5

0,4

0,6-2,0

NaOH

kg

0,5

0,25

0,1

0,2-0,4

Bột trợ lọc

g

570

255

80

100-400

Chi tiết của việc tiêu thụ nguyên nhiên liệu cũng như phát thải được cụ thể hoá dưới đây. 

2.1.1 Malt và nguyên liệu thay thế 

Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất bia là malt đại mạch, nước, hoa hublon và các nguyên liệu thay thế khác như đại mạch, gạo, ngô và các loại đường, si rô. Thường để sản xuất 1000 lít bia cần 150 kg malt và nguyên liệu thay thế. Tỷ lệ nguyên liệu thay thế có thể chiếm đến 30%. 

Hublon dùng để tạo hương vị cho bia, được sử dụng dưới dạng hoa tự nhiên, hoa viên hoặc cao. 

Mức tiêu hao nguyên liệu phụ thuộc vào loại bia mà nhà sản xuất định sản xuất; hiệu suất sử dụng nguyên liệu; mức độ hao phí nguyên liệu trong quá trình sản xuất. 

Phần nguyên liệu hao phí thường nằm dưới các dạng sau: 

2.1.1.1. 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%). 

Trong nhà nấu được thiết kế và vận hành tốt, hiệu số giữa hiệu suất trong sản xuất và hiệu suất trong phòng thí nghiệm của nguyên liệu nhỏ hơn 1%. Thường hiệu số này lớn hơn và có nghĩa là hao phí mất mát trong quá trình nấu theo bã hèm lớn hơn do hiệu suất trích ly nguyên liệu trong quá trình nấu, đường hóa, quá trình lọc dịch đường và rửa bã chưa đạt hiệu suất cao. 

2.1.1.2. 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 được xác định bằng lượng dịch cần thiết trong nồi nấu hoa; nồng độ dịch đường trong quá trình rửa bã cũng giảm dần. 

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%. Nếu tận thu nước rửa bã cho các mẻ nấu sau sẽ góp phần làm tăng hiệu suất của quá trình nấu. Nếu dịch đường loãng đi vào hệ thống nước thải sẽ làm tải lượng BOD của nước thải tăng lên. 

2.1.1.3. Cặn nóng 

Dịch đường sau khi chuyển sang thiết bị lắng xoáy, dịch trong được 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. Đối với thiết bị lắng xoáy hiệu quả cao thì lượng cặn nóng chỉ chiếm 0,2-0,4% tổng lượng dịch, có hàm lượng cơ chất 15-20%. 

Trong cặn nóng có chứa dịch đường, tỷ lệ hao phí dịch đường phụ thuộc vào hiệu quả của việc lọc và lắng xoáy dịch đường. Cặn nóng có thể được 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. 

2.1.1.4. Nấm men 

Nấm men sinh khối trong quá trình lên men được sử dụng lại một phần vào quá trình lên men. Lượng nấm men thừa khoảng 20-40 kg/1000 lít bia. Trong nấm men còn chứa bia; có tải lượng BOD khoảng 120.000-140.000 mg/l. 

2.1.1.5. Hao phí bia

Bia thường bị mất mát trong những công đoạn sau của sản xuất 

- Quá trình làm trống tank: Sau khi các tank được bơm hết, thường trong tank còn một lượng bia nhất định. Người sản xuất thường dùng nước đẩy vào tank để làm trống tank. Lượng bia mất mát phụ thuộc vào hiệu quả và phương pháp của quá trình làm 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 người ta dùng nước đế đẩy bia ra khỏi máy. Tất cả dịch bia loãng này nếu không được 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 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 lượng nếu các chỉ tiêu không đảm bảo bia sẽ được quay trở về nhà máy. 

Lượng 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. 

2.1.2 Tiêu thụ nhiệt 

Tiêu thụ nhiệt của một nhà máy bia vận hành tốt nằm trong khoảng 150-200 MJ/hl đối với nhà máy bia không có hệ thống thu hồi nhiệt trong quá trình nấu hoa nhưng có hệ thống bảo ôn tốt, thu hồi nước ngưng, hệ thống bảo trì tốt. 

Tiêu hao năng lượng trong nhà máy bia phụ thuộc vào đặc tính của nhà máy như quá trình công nghệ, phương pháp đóng gói sản phẩm, kỹ thuật và loại thiết bị thanh trùng, công nghệ xử lý sản phẩm phụ. 

Các quá trình tiêu hao năng lượng 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 lượng hơi dùng trong nhà máy. 

2.1.3 Tiêu thụ nước 

Mức tiêu thụ nước trong nhà máy bia vận hành tốt nằm trong khoảng 4-10 hl/hl bia. 

Mức tiêu thụ nước phụ thuộc vào hệ thống đóng gói bia thành phẩm, hệ thống thiết bị. Nhiệt độ của nước cũng quyết định mức 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. 

Các số liệu gần đây của Hãng Heineken cho thấy mức tiêu thụ nước ở các bộ phận sản xuất như sau: Khu vực nguyên liệu: 1,3 hl/hl Vệ sinh: 2,9 hl/hl Truyền nhiệt 0,7 hl/hl Khác 1,6 hl/hl Tổng cộng 6,5 hl/hl trong đó đến 45% lượng nước dùng cho vệ sinh 

2.1.4 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. 

Nhiều nhà máy có mức tiêu thụ điện gấp đôi do sản xuất không hiệu quả và thiếu ý thức trong quản lý năng lượng. Hiện nay nhiều nhà máy có mức tiêu thụ điện thấp hơn do các thiết bị thế hệ mới có mức tiêu thụ điện năng thấp và khả năng tự động hóa cao. 

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 như bơm, quạt, điện chiếu sáng. 

2.1.5 Các nguyên liệu phụ 

Bột trợ lọc: Lượng bột trợ lọc dùng trong lọc bia khoảng 1-3 kg/1000 lít bia phụ thuộc vào loại nấm men, loại bia, thời gian và nhiệt độ lên men. 

Xút: Dùng để vệ sinh thiết bị và rửa chai. Mức dùng 5-10 kg xút 30%/1000 lít bia. Mức tiêu thụ xút cao chứng tỏ việc thu hồi xút từ quá trình vệ sinh kém hoặc quá trình rửa chai có vấn đề. Nếu nước thải không được trung hòa thì khi mức dùng xút cao dẫn đến pH của nước thải rất cao. 

Các chất tẩy rửa và axít: Mức tiêu thụ phụ thuộc vào hệ thống CIP. 

CO2: Trong quá trình lên men đường được nấm men chuyển hóa thành etanol và CO2. Có thể thu được 3-4 kg CO2 từ lên men 1 hl dịch đường, phụ thuộc vào nồng độ dịch đường. Nhiều nhà máy thu hồi chúng, làm sạch và sử dụng trong quá trình sản xuất. Ở một số nhà máy bia không có hệ thống thu hồi CO2, chúng được thải vào không khí trong khi đó họ lại phải mua CO2 về để sử dụng cho quá trình bão hòa CO2 và chiết chai/keg. 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 15 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 16 CO2 do nồi hơi phát thải khi đốt nhiên liệu hóa thạch thì không được thu hồi. Lượng CO2 phát thải từ nồi hơi khoảng 16 kg/hl bia (nhu cầu nhiệt cho bia là 200 MJ/hl). Lượng này lớn hơn lượng CO2 sinh ra trong quá trình lên men bia. 

Nhà máy bia có thể thu hồi và sử dụng đủ lượng CO2 cần thiết trong quá trình sản xuất nếu hệ thống thu hồi CO2 từ hệ thống lên men được tính toán tốt. 

Nguyên liệu đóng gói: chai, lon, nút, nắp, màng co, phôi nhôm, nhãn, hồ dán, các phụ gia như các chất chống ôxy hóa, các enzyme, các chất tạo bọt, các chất ổn định... 

2.2 Các vấn đề môi trường 

Vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải rất lớn chứa nhiều chất hữu cơ, pH cao, nhiệt độ cao. Việc lưu giữ và thải bỏ lượng men thải lớn và bột trợ lọc, vải lọc có lẫn nấm men sau mỗi lần lọc làm tải lượng hữu cơ trong nước thải rất lớn. Nguồn nước thải không được kiểm soát và không được xử lý sẽ dẫn đến phân hủy các chất hữu cơ, làm giảm ôxy hòa tan trong nước cần thiết cho thủy sinh. Ngoài ra quá trình này còn gây ra mùi khó chịu. Các thành phần khác có trong nước thải như nitrat, photphat gây ra hiện tượng phì dưỡng cho các thực vật thủy sinh. 

Theo sơ đồ hình 4, quá trình sản xuất bia phát thải ra môi trường dưới cả ba dạng rắn, lỏng và khí. Bảng 2 tóm tắt các vấn đề môi trường theo khu vực sản xuất. 

Bảng 2: Các vấn đề môi trường trong khu vực sản xuất của nhà máy bia

Khu vực

Tiêu hao/Thải/Phát thải

Các vấn đề môi trường 

Nấu 

 

- Tiêu tốn năng lượng (nhiệt) - Tiêu tốn nhiều nước 

- Xút và axít cho hệ CIP - Thải lượng hữu cơ cao - Phát thải bụi 

- Gây mùi ra các khu vực xung quanh 

- Tiêu tốn tài nguyên và ô nhiễm không khí. 

 

- Tiêu tốn tài nguyên và ô nhiễm không khí. 

- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO

- Gây khó chịu cho cư dân xung quanh. 

 

Lên men 

 

- Tiêu tốn năng lượng (lạnh)

- Tiêu tốn nhiều nước

- Xút và axít cho hệ CIP

- Phát thải CO

- Thải lượng hữu cơ cao (do nấm men và việc vệ sinh thiết bị gây nên, nước thải có nồng độ chất hữu cơ, nitrat và photpho cao) 

 

- Phì dưỡng sông, hồ, biển và nguy cơ cho cư dân xung quanh, 

- Phì dưỡng sông, hồ, biển và nguy cơ cho cư dân xung quanh, 

- Ảnh hưởng đến đa dạng sinh học 

 

Lọc bia

- Tiêu tốn nhiều nước 

- Tiêu tốn bột trợ lọc 

- Tiêu tốn lạnh, CO

- Thải lượng hữu cơ cao (nấm men, bột trợ lọc) 

 

- Phì dưỡng sông, hồ, biển và nguy cơ cho cư dân xung quanh, 

- Ảnh hưởng đến đa dạng sinh học 

 

Đóng gói Thanh trùng 

 

- Tiêu hao năng lượng (hơi nước) 

- Nước thải có pH cao và chất lơ lửng nhiều. 

- Tiêu hao nhiều nước nóng và nước lạnh. 

- Tiêu tốn tài nguyên và ô nhiễm không khí. 

 

- Tiêu tốn tài nguyên và ô nhiễm không khí. 

- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO

- Góp phần vào việc làm ấm lên toàn cầu do phát thải CO

- Tiếng ồn 

- Nguy cơ tác động xấu đến thủy sinh.

- Gây khó chịu hoc ư dân và người lao động 

 

Các hoạt động phụ trợ: nồi hơi đốt than hoặc dầu, máy lạnh... 

- Tiêu thụ nhiều năng lượng,- Phát thải CO2, NOx và PAH (polyaromatic hydrocacbon) 

 - Nguy cơ rò rỉ dầu 

- Nguy cơ rò rỉ và phát thải NH

- Nguy cơ rò rỉ và phát thải CFC 

 

 

- Ô nhiễm nước và đất 

- Làm hại sức khoẻ con người

- CFC là chất phá huỷ tầng ozon 

 

2.2.1 Nước thải 

Lượng nước thải phụ thuộc vào lượng nước sử dụng trong sản xuất. Chỉ có một lượng nước ở trong bia, nước bay hơi, nước trong bã hèm, bã bia không đi vào hệ thống nước thải. Lượng nước không đi vào hệ thống nước thải khoảng 1,5 hl/hl, có nghĩa là lượng nước thải trong sản xuất bia bằng lượng nước sử dụng trừ đi 1,5 hl/hl bia. 

Nước thải nhà máy bia bao gồm:

- Nước thải vệ sinh các thiết bị 

- Nước thải từ công đoạn rửa chai, thanh trùng bia chai 

- Nước thải từ phòng thí nghiệm 

- Nước thải vệ sinh nhà xưởng 

- Nước thải sinh hoạt của công nhân nhà máy 

Bảng 3, 4 tóm tắt đặc trưng nước thải của công nghiệp sản xuất bia. 

Bảng 3: Tính chất nước thải từ sản xuất bia

Các chất ô nhiễm

Đơn vị

tính

 

Mức hiện tại ở VN

 

TCVN 5945:2005*

Tác động đến môi trường

A

B

C

pH

 

6-8

6-9

5.5-9

5-9

-

BOD5

mg/l

900-1.400

≤30

≤50

≤100

ô nhiễm

COD

mg/l

1.700-2.200

≤50

≤80

≤400

ô nhiễm

SS

mg/l

500-600

≤50

≤100

≤200

gây ngạt thở cho

thủy sinh

 

Tổng N

mg/l

30

≤15

≤ 30

≤60

gây ra hiện tượng

phì dưỡng cho thực vật

 

Tổng P

mg/l

22-25

≤4

≤ 6

≤8

kích thích thực vật

phát triển

 

NH4+

mg/l

13-16

≤5

≤ 10

≤15

độc hại cho cá nhưng lại thúc đẩy thực vật phát triển, thường gây ra các hiện tượng tảo

 

Ghi chú: * Các thông số quy định trong tiêu chuẩn, chưa xét hệ số liên quan đến dung tích nguồn tiếp nhận và hệ số theo lưu lượng nguồn thải

A - Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích sinh hoạt

B - Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A

C - Nguồn tiếp nhận được quy định 

Bảng 4: Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất bia

(đối với nhà máy bia công suất 100 triệu lít/năm)

Các chất ô nhiễm

Tải lượng (kg/ngày) 

SS

2.300-2.500 

COD

10.000-11.000 

BOD5

6.500-7.000 

Tổng ni tơ

130-150 

Tổng phốt pho

110-130 

Thành phần nước thải nhà máy bia vượt rất nhiều lần mức cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam, cần phải qua xử lý. Công suất của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia cũng cần tính toán đủ lớn và phù hợp với công suất sản xuất bia kèm theo tiêu tốn nhiều năng lượng trong quá trình vận hành. Xin tham khảo thông tin xử lý nước thải trong phần 5. Vậy việc tiết kiệm nước và áp dụng các kỹ thuật sản xuất sạch hơn rất cần thiết để giảm lượng nước phát thải cũng như nồng độ cơ chất hữu cơ trong nước thải. 

2.2.2 Khí thải 

Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phát sinh do sử dụng nồi hơi, hơi và mùi hoá chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu và của các chất thải hữu cơ như bã hèm, men... chưa được xử lý kịp thời. 

Qua thực tế kiểm tra nồng độ các chất thải CO, SO2, NOx, H2S, CO2, NH3 tại các khu vực sản xuất khác nhau trong nhà máy như ngoài phân xưởng lên men, tại trung tâm nhà máy, tại khu vực máy lạnh, khu vực ống khói nồi hơi và đối chiếu với “Chất lượng không khí - Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp với bụi và các chất vô cơ” (TCNV 5939:2005) cho thấy nhà máy sản xuất không có vấn đề lớn về ô nhiễm không khí. 

Có 2 khu vực cần quan tâm là ống khói nồi hơi và máy lạnh. Bảng 5 cho biết một số thông số khí thải của nồi hơi đốt dầu và nồi hơi đốt than. 

Bảng 5: Nồng độ các chất ô nhiễm không khí từ nồi hơi

Chất ô nhiễm 

Nồng độ (mg/m3)

TCVN 5939:2005

Nồi hơi than

Nồi hơi dầu

A

Bụi khói

420 - 624

10,9 - 11,4

≤ 400

≤ 200 

SO2

210,8 - 647,4

925 - 2078

≤ 1500

≤ 500 

NOx

225 - 305

148 - 242

≤ 1000

≤ 580 

CO

- 12

- 22,1

≤ 1000

≤ 1000

Ghi chú: A – Đang hoạt động 

B – Xây mới 

Nồng độ các chất ô nhiễm còn phụ thuộc vào chất lượng nhiên liệu và độ cao của ống khói, hiệu suất vận hành nồi hơi. Tuy nhiên số liệu cũng cho thấy khi sử dụng nhiên liệu là than thì nồng độ bụi phát tán ra môi trường lớn hơn mức cho phép 1,5-3 lần và cần thiết phải đầu tư hệ thống lọc bụi. Cả 2 trường hợp nhiên liệu là than và dầu đều cho nồng độ phát thải SO2 cao hơn mức cho phép 1,3-4 lần và cần thiết phải đầu tư hệ thống xử lý SO2. 

Hệ thống máy lạnh sử dụng môi chất NH3 ít gây ảnh hưởng đến môi trường. Các sự cố có thể xảy ra là nổ bồn chứa hoặc rò rỉ NH3. Khí NH3 gây kích thích đường hô hấp, có mùi khai và gây ngạt và có thể gây chết người. Nồng độ tối đa cho phép trong không khí ở khu vực sản xuất là 0,02 mg/l. 

2.2.3 Chất thải rắn 

Các chất thải rắn chính của quá trình sản xuất bia bao gồm bã hèm, bã men, các mảnh thủy tinh từ khu vực đóng gói, bột trợ lọc từ khu vực lọc, bột giấy từ quá trình rửa chai, giấy, nhựa, kim loại từ các bộ phận phụ trợ, xỉ than, dầu thải, dầu phanh. Bã hèm và bã men là chất hữu cơ, sẽ gây mùi cho khu vực sản xuất nếu không được thu gom và xử lý kịp thời. Bảng 6 cung cấp số liệu về lượng chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất bia. 

Bảng 6: Lượng chất thải rắn phát sinh khi sản xuất 1 hectolít bia

Chất ô nhiễm

Đơn vị

Lượng

Tác động 

Bã hèm

kg

21-27

Gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu 

Nấm men

kg

3-4

Gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu 

Vỏ chai vỡ

chai

0,9

gây tai nạn cho người vận hành 

Bùn hoạt tính

kg

0,3-0,4

Gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu 

Nhãn, giấy

kg

1,5

Gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu 

Bột trợ lọc

kg

0,2-0,6

Gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây mùi khó chịu 

Plastic

kg

-

Tạo ra tải lượng chất thải rắn cao, bãi chứa lớn 

Kim loại

kg

-

Tạo ra tải lượng chất thải rắn cao, bãi chứa lớn 

2.3 Tiềm năng của sản xuất sạch hơn 

Bảng 1 cho thấy mức độ tiêu thụ nguyên nhiên liệu trung bình của Việt nam còn cao hơn nhiều so với các công nghệ tiên tiến hiện có trên thế giới. Như vậy, việc cải tiến, sử dụng nguyên nhiên liệu hiệu quả có thể mang lại lợi ích kinh tế lớn. Bảng 7 ước tính tiềm năng dễ dàng đạt được bằng các kỹ thuật đơn giản đối với các doanh nghiệp sản xuất bia ở Việt nam. 

Với công suất phổ biến hiện nay là 20 triệu lít/năm, việc thực hiện sản xuất sạch hơn có thể mang lại hiệu quả 6 tỷ đồng/năm, chưa kể đến việc giảm chi phí xử lý môi trường. 

Bảng 7: Ước tính tiềm năng tiết kiệm có thể đạt được từ việc áp dụng sản xuất sạch hơn tại các nhà máy bia Việt nam

Khu vực

Nhiệt

Điện

Nước

Thu hồi

Nấu

Giảm 15-20%

Giảm 5% từ các động cơ, chiếu sáng

Giảm 5% nước vệ sinh và tái sử dụng

Tăng hiệu suất thu dịch 1-2%

 

Lên men, tàng trữ và hoàn thiện sản phẩm

 

-

Giảm 5-10% từ áp dụng công nghệ lên men mới, tăng cường bảo trì

Giảm 5% nước máy lạnh và vệ sinh

 

Tăng hiệu suất thu hồi bia 1%

 

Chiết chai/lon

Giảm 5% do hợp lý hóa hệ thống thanh trùng

Giảm 2% từ dây chuyền, động cơ, chiếu sáng

 

Giảm 3-5% do rửa chai, tận dụng nước làm mát

 

Giảm bia thất thoát 1-2%

 

Phụ trợ

Tăng hiệu suất

sinh hơi 5%

 

Giảm 5-10% từ máy lạnh, máy nén, động cơ, chiếu sáng

 

Cải thiện hệ thống làm mát;

Tận dụng nước ngưng

 

Cải tạo, tăng hệ số hữu ích của thiết bị

 

3 Cơ hội sản xuất sạch hơn 

Chương này dẫn ra một số ví dụ về giải pháp sản xuất sạch hơn có thể áp dụng thành công trong ngành sản xuất bia. Danh sách này sẽ tiếp tục được cập nhật khi có thêm các doanh nghiệp áp dụng sản xuất sạch hơn. 

Các nhà máy bia được đặc trưng bởi việc tiêu thụ tài nguyên đáng kể nhưng sử dụng rất ít các hóa chất độc hại. Có thể phân loại các cơ hội sản xuất sạch hơn liên quan đến các khu vực chính là (1) nấu, (2) lên men và hoàn thiện, (3) chiết chai và (4) phụ trợ như sau: 

3.1 Các cơ hội SXSH liên quan đến khu vực nhà nấu 

Nếu chênh lệch về hiệu suất chiết của malt trong phòng thí nghiệm và thực tế sản xuất lớn hơn 1% thì chất chiết đã bị tổn thất trong bã hèm và có nghĩa là nguyên liệu đầu vào đã chưa được sử dụng hết. Nếu giảm được tổn thất nguyên liệu 1% thì có nghĩa là giảm được 2 kg malt cho 1000 lit bia. 

3.1.1 Lựa chọn thiết bị nghiền và lọc 

Mỗi nhà sản xuất chọn một loại công nghệ lọc dịch hèm khác nhau và do vậy thiết bị nghiền cũng khác nhau. 

Thiết bị lọc dịch hèm là nồi lọc lắng đòi hỏi vỏ malt được giữ nguyên để tạo lớp lọc sau này. Công nghệ nghiền xác định hiệu suất trích ly nguyên liệu. Trong trường hợp lọc bằng nồi lọc, nếu nghiền malt theo phương pháp nghiền khô thường kèm theo thời gian lọc dịch đường dài 3-4 giờ/mẻ hiệu suất thấp hơn so với nghiền ướt 1-1,5%. 

Thiết bị lọc khung bản áp suất cao bằng máy lọc Meura thế hệ mới có nhiều lợi thế về thời gian lọc, chỉ dưới 100 phút/mẻ, cho phép 1 ngày có thể nấu gần 16 mẻ với nồng độ dịch đường cao thích hợp cho công nghệ lên men nồng độ cao. Hiệu suất cao hơn trường hợp lọc nồi 1,5-2%. Máy nghiền búa thích hợp cho thiết bị này. Ở Việt Nam Tổng Công ty bia rượu NGK Sài gòn, nhà máy bia Hà Tây đã đầu tư thiết bị này. Trên thế giới hãng Inbev và Heineken sử dụng nhiều loại thiết bị này do tính hiệu quả cao. 

3.1.2 Thu hồi dịch nha loãng 

Trong quá trình rửa bã một lượng nước rửa bã còn lại sau khi đã lấy đủ dịch cho nấu hoa. Lượng nước rửa bã này có thể tích bằng 2-6% thể dịch tích đường, với nồng độ 1-1,5%, có COD khoảng 10.000 mg/l. Thay vì thải bỏ, dịch nha loãng được thu hồi vào tank chứa có bảo ôn và gia nhiệt dùng làm nước nấu cho mẻ tiếp theo. Việc làm này đặc biệt quan trong công nghệ nấu nồng độ cao sẽ làm tiết kiệm nước và nguyên liệu đầu vào. Nếu dịch nha loãng bị thải vào hệ thống nước thải sẽ làm tăng tải lượng COD của hệ thống lên 20-60 g/hl dịch đường được sản xuất. 

3.1.3 Tách dịch nha khỏi cặn lắng nóng 

Cặn lắng nóng chứa dịch đường, hoa hublon, các chất keo tụ của protein và tanin. Cặn chiếm thể tích 1-3% thể tích dịch đường, có COD khoảng 150.000 mg/l, hàm lượng chất hòa tan khoảng 15-20%. Có thể dùng máy ly tâm hoặc thiết bị gạn lắng để thể tách một phần dịch nha ra khỏi cặn. Dịch nha đưa vào nồi nấu hoa, cặn đưa vào cùng bã hèm làm thức ăn gia súc. 

Việc thu hồi cặn lắng nóng, không xả bỏ vào hệ thống nước thải cho phép giảm 150-450g COD/hl dịch đường xả bỏ vào hệ thống nước thải. 

Áp dụng trộn lẫn cặn lắng nóng với bã hèm 

Một nhà máy bia ở châu Á công suất 10 triệu lít/năm, lắp đặt hệ thống nước thải. Nhà máy này đã thải cặn lắng vào dòng thải làm tải lượng BOD cao. Nhà máy lắp đặt thiết bị thu hồi cặn và phun lên bã hèm. Giá trị dinh dưỡng của bã hèm tăng lên. Kết quả là: 

Giảm tải lượng trong nước thải 2.5 kg BOD/1000 lit bia 

Thời gian hoàn vốn 3 tháng 

Vốn đầu tư: 20.000 USD 

Kết quả: Giảm 15% tải lượng hữu cơ vào hệ thống xử lý nước thải 

3.1.4 Thu hồi hơi từ nồi nấu hoa 

Quá trình nấu hoa là quá trình tiêu thụ nhiều nhiệt nhất trong các công đoạn sản xuất bia. Trong quá trình sôi hoa, có khoảng 6-12% nước bốc hơi. Hơi thường thoát vào không khí gây tổn thất nhiệt và tạo ra mùi khó chịu. Thu hồi lại hơi này sẽ đạt được 2 mục tiêu là thu hồi nhiệt và giảm bớt mùi. 

Phương pháp đơn giản nhất là thu hồi hơi sử dụng vào việc đun nước nóng của các quá trình vệ sinh. Có thể tìm thấy hệ thống này ở một số nhà máy bia. Trong một số nhà máy bia có hệ thống thu hồi nước nóng trong quá trình làm lạnh dịch đường thì có khả năng dư thừa nước nóng và nước nóng sẽ bị thải ra ngoài. 

Có 2 tình huống có thể xem xét là: 

Sử dụng hơi từ nồi nấu hoa: Hơi từ nồi nấu hoa dùng qua thiết bị trao đổi nhiệt để nấu sôi dịch. Nước ngưng có nhiệt độ khoảng 100oC dùng để sản xuất nước nóng. Nước ngưng sau khi đã lấy bớt nhiệt của hơi sẽ dùng để tráng nồi nấu. 

Tái nén hơi để nấu hoa: Hơi thừa trong quá trình nấu hoa được tái nén qua 1 thiết bị VRC của công ty Mycom quay trở lại nồi nấu hoa. Thiết bị được lắp đặt tại công ty Bia Thanh Hóa và Nhà máy bia Lào. Kết quả cho thấy giảm được 60-70% lượng hơi cần thiết cho nấu hoa. 

Một nhà máy hiệu quả có mức sử dụng năng lượng cho 1 hl bia khoảng 150 MJ còn ở nhà máy kém hiệu quả mức sử dụng có thể đến 350 MJ. 

3.2 Cơ hội SXSH tại khu vực lên men, hoàn thiện sản phẩm 

3.2.1 Thu hồi nấm men 

Nấm men dư có hàm lượng chất hữu cơ cao, cần được thu hồi càng triệt để càng tốt để tránh COD cao trong hệ nước thải. COD của nấm men bia là 180.000-220.000 mg/l. Nếu nấm men được thu hồi triệt để không cho xả vào dòng thải nó đã góp phần làm giảm 360-880 g COD/hl bia. 

Nấm men bia có thể được sử dụng bằng nhiều cách: 

− Bán cho người chăn nuôi lợn, vì nó chứa nhiều vitamin, protein, chất 

khoáng, cacbohydrat, chất béo. 

− Sấy khô để làm thực phẩm cho người. 

Việc thu hồi nấm men cần đầu tư các thiết bị như máy ly tâm, tank chứa, đường ống, bơm. 

Công ty Liên hợp thực phẩm Hà Tây có công suất 5 triệu lít/năm. Khi tách nấm men từ đáy tank, chúng thường rơi vãi ra sàn nhà, dẫn đến các chi phí nước rửa sàn, hóa chất vệ sinh nền nhà, tăng tải lượng dòng thải. 

Năm 2000 công ty đã lắp đặt thiết bị thu hồi men, kết quả đã triệt để rút được men khỏi tank và không rơi vãi ra nền nhà, giảm 30 m3 nước rửa sàn và các hóa chất, nhân công, giảm tải COD khoảng 74 kg/ngày.. 

Chi phí đầu tư: 2100 USD tương đương 29,4 triệu VNĐ. 

Thời gian hoàn vốn : 0,5 năm 

3.2.2 Thu hồi bia tổn thất theo nấm men 

Trong nấm men bia có chứa lẫn bia. Lượng bia hao phí theo nấm men khoảng 1-2%. Bia cần được thu hồi bằng các cách sau: 

− Ly tâm 

− Lọc ngang 

− Lọc ép khung bản 

Bia thu hồi có thể đưa vào nồi nấu, hoặc thanh trùng và đưa vào tank lên men. 

Áp dụng lắp thiết bị ly tâm men 

Một nhà máy bia ở châu Âu có công suất 100 triệu lít/năm. Để giảm lượng men thải vào hệ thống nước thải và giảm lượng bia hao phí họ đã tính toán như sau: 

Lắp đặt thêm thiết bị:

  • 2 tank 50 hl chứa men sau ly tâm 
  • 1 máy ly tâm 20 hl/giờ 
  • 2 tank 50 hl chứa bia thu hồi 
  • Đường ống, bơm, hệ thống CIP 

Vốn đầu tư: 500.000-700.000 USD 

Chi phí vận hành: 20.000 USD/năm 

Thời gian khấu hao thiết bị: 15 năm 

Tiết kiệm được: 20.000 hl bia hay 10 USD/hl bia 

Thời gian thu hồi vốn: 3-4 năm 

3.2.3 Giảm tiêu hao bột trợ lọc 

Bia sau khi lên men cần được tách men trước khi chuyển sang khâu hoàn thiện. Việc tách men có thể thực hiện qua thiết bị lọc (với bột trợ lọc), hoặc dùng các giải pháp khác rẻ tiền hơn, dễ thực hiện hơn như sử dụng các chất trợ lắng trong quá trình nấu và lên men giúp nấm men lắng tốt hơn. 

Có thể giảm tiêu hao bột trợ lọc trong quá trình lọc bia bằng cách giảm mật độ nấm men và độ trong của bia trước khi lọc. Có thể cải thiện được bằng biện pháp công nghệ trong quá trình nấu, tạo môi trường phù hợp với chủng nấm men; tuyển chọn chủng giống nấm men, tối ưu hóa quá trình nhân giống, bảo quản nấm men và tiếp giống; tối ưu hóa quá trình lên men (thiết bị, thời gian lên men, tàng trữ) để nấm men có thể lắng tự nhiên. 

Trong một số nhà máy bia sử dụng chủng nấm men có đặc tính lắng không cao có thể sử dụng các chất làm trong dịch đường trước khi lên men, các chất trợ lắng trong quá trình lên men để giảm mật độ nấm men trước khi lọc. 

Để giảm bột trợ lọc hơn nữa người ta đầu tư máy ly tâm, có thể tách được 98-99% nấm men trong bia. Khi lắp đặt máy ly tâm có những ưu điểm sau: 

- Giảm lượng bột trợ lọc trong quá trình lọc bia

 - Kéo dài thời gian vận hành máy lọc

 - Giảm tiêu thụ nước cho việc sục rửa máy lọc

- Thu hồi thêm nấm men thừa 

3.2.4 Giảm thiểu lượng bia dư 

Bia dư là bia còn sót lại trong các tank. Lượng bia dư cần được giảm thiểu bằng cách thay đổi quy trình, đặc biệt các thao tác liên quan đến việc tháo rỗng tank. Người vận hành cần xác định chắc chắn rằng bia đã hết trước khi vệ sinh tank. Qua việc quản lý nội vi và hệ thống quan trắc hiệu quả thì chỉ còn một lượng bia dư rất nhỏ nhất còn trong tank khi không thể lấy ra được thêm. 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 thì không chỉ làm tăng BOD mà một lượng sản phẩm có giá trị đã bị mất. 

3.2.5 Áp dụng hệ thống làm lạnh tầng 

Có nhiều công nghệ để nâng cao hiệu quả hệ thống máy lạnh trong nhà máy bia. Công ty Mycom (Nhật Bản) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ máy lạnh tầng. Thông thường để lạnh nhanh dịch đường người ta làm lạnh nước 28-30oC về 2oC bằng 1 máy lạnh. Việc chạy lạnh đó cho hệ số hữu ích của động cơ là 4,87. Công nghệ mới của Mycom là chia việc làm lạnh nước thành 3 công đoạn với 3 máy có công suất nhỏ hơn. Mỗi máy 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 máy lạnh tăng lên 8,06; năng lượng giảm 60%; công suất máy giảm 70%, nghĩa là chỉ cần lắp máy lạnh có công suất nhỏ hơn rất nhiều. 

3.2.6 Áp dụng công nghệ lên men nồng độ cao, giảm mức tiêu hao năng lượng 

Lên men truyền thống bắt đầu từ dịch đường có nồng độ 10-12%. Các nghiên cứu và ứng dụng đã đưa ra công nghệ lên men nồng độ cao hơn đến 16% (có nhiều nghiên cứu tiến hành ở nồng độ đến 22% nhưng việc ứng dụng chưa rộng rãi). Kết quả thực tế ở nhiều nước, ở Việt Nam có Tổng công ty Bia rượu nước giải khát Sài Gòn, Công ty Bia Việt Nam, Nhà máy bia Hà Tây đã áp dụng cho thấy có thể nâng công suất nhà máy lên 10-15%, giảm điện năng, năng lượng 15-18% trong khi có thể linh hoạt sản xuất nhiều loại bia có các nồng độ ban đầu khác nhau. 

3.2.7 Ứng dụng công nghệ mới (bao gồm cả sử dụng enzyme) để rút ngắn thời gian sản suất, tăng hiệu suất 

Việc sử dụng các loại enzyme trong quá trình nấu như enzyme dịch hóa, đường hóa, cho phép rút năng thời gian nấu từ 30-45 phút mỗi mẻ, giảm điện, hơi nước, tăng công suất; 

Enzyme trong lên men như sử dụng enzyme Maturex giúp làm giảm hàm lượng diacetyl trong bia lên men phụ, cho phép rút ngắn thời gian lên men phụ từ 3-5 ngày mà vẫn đảm bảo chất lượng; và các chất trợ lắng giúp làm giảm thời gian lên men, giảm tiêu hao lạnh, điện. 

3.3 Các cơ hội SXSH liên quan đến khu vực chiết chai 

3.3.1 Tiết kiệm nước trong rửa chai, két 

Trong hệ thống chiết chai máy rửa chai tiêu tốn nhiều nước nhất và do vậy cũng thải ra một lượng nước thải rất lớn. Có thể giảm tiêu hao nước bằng cách kết hợp các phương pháp khác nhau trong các vùng khác nhau của máy 

rửa chai. pH của nước rửa được kiểm soát để tiết kiệm hóa chất và nước tráng. Do vậy tiết kiệm được năng lượng và giảm chi phí cho xử lý nước thải. Các máy rửa chai mới cho phép giảm tới hơn 50% nước rửa chai (từ mức 530 ml/chai xuống 264 ml/chai). 

Máy rửa chai sử dụng nước và xút để làm sạch. Mức tiêu thụ nước của máy rửa chai chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo của máy. Các máy thế hệ mới có mức tiêu thụ nước (0,5 hl/hl vỏ chai) và năng lượng thấp hơn so với các máy cũ (3- 4 hl/hl vỏ chai). Các cải thiện về tiết kiệm nước bao gồm: 

- Lắp các van tự động để ngừng cấp nước khi dây chuyền không hoạt 

động; 

- Lắp các vòi phun cao áp; 

- Tái sử dụng dòng nước tráng chai ở 2 hàng cuối vào việc rửa chai các 

hàng đầu; 

- Tận dụng nước thải từ hệ thống rửa chai để rửa két; 

- Tiết kiệm xút trong rửa chai. 

Xút trong quá trình rửa chai có thể thu hồi và tái sử dụng. Cần lắp đặt tank lắng xút ra từ hệ thống rửa chai, đặc biệt trong những ngày dừng hoạt động của máy rửa chai. Xút được bơm vào tank lắng, tất cả các chất cặn sẽ được tách ra khỏi xút và có thể tái sử dụng. 

Có thể giảm được 75% xút dùng cho rửa chai nhờ thu hồi và tái sử dụng. 

3.3.2 Thiết bị thanh trùng kiểu tuy nen 

Trong máy thanh trùng, bia và chai được hâm nóng lên dần dần lên đến 60oC sau đó làm nguội về 30-35oC. Nếu bia được làm nguội bằng nước sạch thì mức tiêu thụ nước của nhà máy sẽ rất lớn. Nếu tận thu nước làm mát, tuần hoàn và tái sử dụng qua tháp giải nhiệt có thể tiết kiệm được 80% nước trong hệ thống thanh trùng. 

Áp dụng lắp tháp giải nhiệt trong hệ thống thanh trùng 

Một nhà máy bia ở châu Á có công suất 50 triệu lít/năm làm nguội bia chai thanh trùng bằng nước trong hệ thống hở. Để tiết kiệm nước họ đã lắp hệ thống làm nguội khép kín với tháp giải nhiệt. Kết quả là: 

Giảm lượng nước tiêu thụ mỗi năm 50.000 m

Đầu tư 45.000 USD 

Thời gian thu hồi vốn 1 năm 

3.4 Các cơ hội SXSH liên quan đến bộ phận phụ trợ 

3.4.1 Thu hồi nước làm mát từ quá trình lạnh nhanh 

Thất thoát 1m3 nước nóng 85oC tương đương mất 8,7 kg dầu. 

Sử dụng nước nóng hiệu quả là một trong những vấn đề mấu chốt của tiết kiệm năng lượng. Nước làm mát dịch đường trong quá trình lạnh nhanh (từ 100oC về 10oC) có thể đạt 85oC (với các thiết bị trao đổi nhiệt tốt) cần được tuần hoàn và tái sử dụng để tận dụng nước và nhiệt. Sử dụng tank có bảo ôn để trữ trước khi sử dụng. Nước này có thể sử dụng lại ở những khu vực có nhu cầu như làm nước nấu, nước cấp nồi hơi, hệ thống vệ sinh CIP, rửa chai và thanh trùng. Thùng chứa nước nóng cần tính toán cân đối với quy mô thu hồi để cho không có thừa nước nóng thải vào hệ thống nước thải. 

Ví dụ về tối ưu hóa hệ thống nước nóng 

Một nhà máy bia ở châu Âu có công suất 100 triệu lít/năm có hệ thống làm lạnh dịch đường kiểu cũ. Sau khi trao đổi nhiệt trong quá trình lạnh nhanh, nhiệt độ nước được làm nóng lên đến 60oC và dùng 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, có khả năng làm nóng nước đến 85oC. Tank chứa nước nóng lớn hơn được lắp đặt. Nước 85oC được dùng để nấu, vệ sinh, rửa chai. Kết quả như sau: 

Lượng dầu giảm mỗi năm 340 tấn 

Lượng nước giảm mỗi năm 40.000 m

Đầu tư 120.000 USD 

Thời gian thu hồi vốn 3 năm 

3.4.2 Thu hồi nước ngưng 

Nước ngưng từ các nồi nấu là nước tinh khiết, có chứa nhiệt năng. Các thực hành phổ biến cho thấy nước ngưng được dùng để làm nước cấp cho nồi hơi. Nếu đầu tư các đường ống và các tank chứa nước ngưng để tái sử dụng sẽ có thời gian thu hồi vốn rất ngắn. 

3.4.3 Bảo ôn 

Bảo ôn các bề mặt nóng và lạnh là giải pháp đơn giản và dễ làm nhất, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong tiết kiệm năng lượng. Các bề mặt này gồm thân nồi hơi, nồi nấu, các đường cấp hơi nóng, hơi lạnh, các tank lên men và chứa bia thành phẩm... 

Bảo ôn 1 mét dài đường ống hơi Ø 89 mm sử dụng trong 6.000 giờ/năm sẽ giúp tiết kiệm được 450 kg dầu/năm (tương đương 18.000 MJ/năm) đủ năng lượng cho sản xuất 120 hl bia. 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 28 

3.4.4 Tiết kiệm nước và hóa chất vệ sinh 

Lắp đặt hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP): tiết kiệm nước, hóa chất, có khả năng tận thu tái sử dụng hóa chất tẩy rửa và nước, đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao của dây chuyền; có khả năng sử dụng các hóa chất hiệu quả cao, thân thiện môi trường. 

Sử dụng hệ thống vòi phun cao áp: đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, tiêu tốn ít nước, chỉ sử dụng khi cần thiết, tránh chảy nước lãng phí; sử dụng vòi phun định lượng cao áp cho vệ sinh các thiết bị vận tải, két chứa chai 

Sử dụng các hóa chất đặc hiệu: dùng axit cho việc vệ sinh các tank lên men thay vì sử dụng xút, sử dụng các chất hỗ trợ vệ sinh trong rửa chai để tăng độ sạch của chai, giảm lượng nước. 

Ví dụ về tổn thất nước khi có rò rỉ (áp lực nước 4,5 bar) Kích 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 máy sản xuất bia hiệu quả có mức tiêu thụ điện chỉ là 29kW/hl bia. Phần lớn điện năng trong nhà máy bia được sử dụng để chạy các mô tơ. Có 2 giải pháp phổ biến để giảm bớt tiêu thụ điện năng là: 

- Lắp đặt các mô tơ thế hệ mới có hiệu quả cao 

- Lắp đặt các biến tần để có thể kiểm soát tốt hơn tốc độ dòng và áp suất 

của mô tơ. 

Công ty Cổ phần Bia Kim Bài (Hà Tây) có công suất 30 triệu lít/năm. Để đảm bảo lạnh cho sản xuất công ty sử dụng 4 máy lạnh mỗi máy có công suất 90 KW. Năm 2007 công ty đã lắp thêm biến tần cho các động cơ máy lạnh và đầu tư hệ thống điều khiển tự động cho hệ thống máy lạnh. 

Số vốn đầu tư ban đầu là 1,4 tỷ VNĐ. Qua thời gian vận hành cho thấy các máy giảm được 10- 12% điện năng. Thời gian thu hồi vốn ước tính 4 năm 

3.4.6 Duy trì bảo trì 

Việc bảo trì hệ thống có ý nghĩa lớn trong việc duy trì mức tiêu hao điện, nước thấp. Việc bảo trì tốt còn có tác dụng làm cho hiệu quả dây chuyền tăng lên do giảm số lần và thời gian bị dừng sản xuất do sự cố. Thời gian hoàn vốn của việc bảo trì thường rất ngắn có khi chỉ vài tuần. 

Sự rò rỉ chỉ gây ra tiếng xì nhỏ, không nhìn rõ hơi thoát ra từ các van hơi có thể dẫn đến làm mất 1kg hơi/giờ, tương ứng với tiêu thụ 700 kg dầu mỗi năm hay năng lượng này đủ cho sản xuất 200 hl bia với mức tiêu hao thấp. Rò rỉ ở mức nhìn rõ hơi thoát ra ở các mặt bích có 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 tiêu hao thấp 

3.4.7 Tránh rò rỉ khí nén 

Tác động của rò rỉ khí nén (áp lực khí 6 bar) tương ứng mức tiêu thụ điện Kích 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 có thể mang lại kết quả tiết kiệm khoảng 10% 

3.4.8 Kiểm soát nhiệt độ bốc hơi của hệ thống máy lạnh 

Hệ thống máy lạnh tiêu thụ nhiều điện nhất trong nhà máy bia. Nhiệt độ bốc hơi của máy lạnh chỉ cần thấp theo mức độ cần thiết. Ví dụ để làm lạnh bia xuống -2oC thì nhiệt độ bốc hơi chỉ cần khoảng (-6) - (-8)oC là đủ nhưng nhiều nhà máy bia đã thiết kế hệ thống có nhiệt độ bốc hơi thấp hơn (< -10oC) sẽ làm hiệu suất máy không cao, tốn nhiều điện. Nếu nhiệt độ bốc hơi tăng lên 1oC thì giảm được tiêu thụ điện năng của máy là 3-4% 

Cần vận hành hệ thống máy lạnh sao cho nhiệt độ ngưng tụ thấp nhất có thể, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu. Cứ giảm được 1oC cho ngưng tụ thì sẽ giảm được mức tiêu thụ điện năng của máy lạnh đi 1%. 

Chọn máy lạnh thế hệ mới tiêu thụ điện năng thấp. 

3.4.9 Giảm áp máy nén khí 

Áp lực của máy nén càng thấp trong giới hạn có thể càng tốt. 

Nếu áp của máy nén khí đạt thấp hơn được từ 7-8 bar thì mức tiêu thụ điện của máy nén giảm được 7%. 

Để làm mát máy nén cần sử dụng nước tuần hoàn khép kín. 

3.4.10 Thu hồi nhiệt từ hệ máy nén 

Sử dụng hệ thống trao đổi nhiệt để thu hồi nhiệt từ các máy nén lạnh có thể thu được nước nóng 50-60oC. 

3.4.11 Lắp đặt thiết bị làm nóng nước cấp cho nồi hơi 

Lắp đặt thiết bị làm nóng nước trước khi vào lò. Thiết bị này sử dụng khói lò để gia nhiệt nước cấp. 

Nếu nước cấp tăng được 6oC thì mức tiêu hao nhiên liệu của lò giảm 1%. 

3.4.12 Sử dụng các hóa chất diệt khuẩn thân thiện môi trường để 

khử trùng thiết bị thay vì dùng hơi nóng 

Một số nhà máy bia thường dùng hơi nóng để thanh trùng thiết bị. Giải pháp này tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc thanh trùng và làm nguội thiết bị. Hiện nay có nhiều hóa chất thân thiện môi trường chứa ôxy nguyên tử, khi phun vào thiết bị chúng có khả năng diệt khuẩn, sau đó chúng được chuyển hóa về dạng ôxy phân tử, không độc hại cho quá trình lên men và môi trường xung quanh. Các hóa chất chứa ôxy nguyên tử có thể là nước ôzôn, hỗn hợp peracetic và hydrogen peroxide (trong sản phẩm thương mại có tên là SOPUROXID của hãng SOPURA) hoặc các sản phẩm thương mại tương tự của ECOLAB. 

3.4.13 Kết hợp cung cấp nhiệt và phát điện (CHP) 

Hiệu suất về năng lượng của hệ thống có thể đạt đến 90%. Hệ thống cho phép giảm phát thải CO2 và tiết kiệm ít nhất 10% nhiên liệu so với việc sử dụng riêng rẽ cho mục đích cung cấp nhiệt và điện. Hệ thống làm giảm tiêu hao năng lượng của nhà máy 14%, điện năng 40%, nâng hiệu suất cháy của nhiên liệu lên 2-4%, giảm phát thải NOx 14,8% và CO2 7,9% 

4 Thực hiện sản xuất sạch hơn 

Chương này sẽ trình bày từng bước tiến hành đánh giá sản xuất sạch hơn tại doanh nghiệp sản xuất bia với mục tiêu tìm kiếm được đầy đủ nhất các giải pháp sản xuất sạch hơn phù hợp với điều kiện sản xuất. Các biểu mẫu đi kèm có thể được sử dụng để thu thập và xử lý thông tin. 

Chất thải chính là nguyên nhiên liệu đầu vào không được đặt đúng chỗ. Việc thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn tuân theo nguyên tắc cơ bản là mọi nguyên nhiên liệu vào quy trình sản xuất, nếu không nằm lại trong sản phẩm sẽ bị thải ra môi trường, dưới dạng này hoặc dạng khác. Việc triển khai đánh giá sản xuất sạch hơn một cách bài bản sẽ hỗ trợ doanh nghiệp tìm được đường đi cũng như dạng chuyển đổi của các loại nguyên liệu đó, để tìm ra các phương pháp giảm thiểu lượng sử dụng một cách hữu hiệu nhất, đồng thời thậm chí có thể tăng được năng suất và chất lượng của sản phẩm, và tiết kiệm chi phí xử lý môi trường. Đó cũng chính là mục tiêu của việc áp dụng sản xuất sạch hơn. 

Việc áp dụng sản xuất sạch hơn yêu cầu thời gian và nỗ lực của các bộ phận trong toàn doanh nghiệp, do đó sự cam kết và hỗ trợ mạnh mẽ của Ban lãnh đạo công ty sẽ là yếu tố quyết định cho thành công của chương trình. Chúng tôi khuyến cáo áp dụng sản xuất sạch hơn lần lượt theo 6 bước hay 16 nhiệm vụ sau đây: 

Bước 1: Khởi động 

Bước 2: Phân tích các công đoạn 

Bước 3: Đưa ra các cơ hội sản xuất sạch hơn

 Bước 4: Chọn các giải pháp sản xuất sạch hơn 

Bước 5: Thực hiện các giải pháp sản xuất sạch hơn 

Bước 6: Duy trì sản xuất sạch hơn 

4.1 Bước 1: Khởi động 

Mục đích của bước này nhằm: 

- Xây dựng được nhóm đánh giá sản xuất sạch hơn

- Thu thập số liệu sản xuất làm cơ sở ban đầu

- Tìm kiếm các biện pháp cải tiến đơn giản, hiệu quả có thể thực hiện ngay 

4.1.1 Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm đánh giá SXSH 

Việc thành lập nhóm đánh giá SXSH là rất cần thiết khi triển khai chương trình đánh giá SXSH. Các thành viên của nhóm là cán bộ của doanh nghiệp, có thể hỗ trợ triển khai khi có chuyên gia bên ngoài hoặc trực tiếp thực hiện nếu qua đào tạo. Quy mô của nhóm sẽ phụ thuộc vào quy mô của doanh nghiệp. Với doanh nghiệp lớn, nhóm đánh giá SXSH nên bao gồm Đại diện Ban Lãnh đạo và quản đốc/trưởng phòng của từng phòng ban và nhóm triển khai phụ được thành lập tùy theo thời điểm. Với doanh nghiệp nhỏ hơn, nhóm có thể chỉ gồm đại diện lãnh đạo và quản đốc phụ trách các công việc sản xuất bia hàng ngày. Các thành viên trong nhóm phải được phép họp định kỳ, trao đổi cởi mở, có tính sáng tạo, được phép xem xét, đánh giá lại quy trình công nghệ và quản lý hiện tại cũng như đủ năng lực áp dụng triển khai các ý tưởng sản xuất sạch hơn khả thi. 

Trong nhà máy sản xuất bia nhóm đánh giá sản xuất sạch hơn bao gồm các cán bộ thuộc ban lãnh đạo, kế toán, nhân sự và các bộ phận sản xuất như xay nghiền nguyên liệu, nấu, lên men, thành phẩm, phụ trợ, điện. Việc mời thêm cán bộ phụ trách tài chính, cán bộ tư vấn ngoài công ty cũng nên được xem xét để các ý kiến đưa ra khách quan. Nhóm đánh giá sản xuất sạch hơn sẽ bắt đầu quá trình đánh giá bằng việc thu thập các thông tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp để cùng phân tích với các thành viên trong nhóm. Việc thu thập thông tin có thể sử dụng Phiếu công tác số 1. 

Phiếu công tác số 1. Các thông tin cơ bản

Tên và địa chỉ doanh nghiệp

Số ngày làm việc trong năm:

Nhóm SXSH

Tên

Chức vụ - bộ phận

Nhiệm vụ nhóm

1

2

3

4

 

 

 

Thông tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp

Sản phẩm chính

CS thiết kế (1000 l/năm)

Sản lượng (1000 l/năm)

Bia hơi

Bia keg

Bia chai 330ml

Bia chai B 450ml

 

 

Nguyên nhiên liệu sử dụng

Nguyên nhiên liệu sử dụng

 

Malt

Gạo

Đường

Houblon

Bột lọc

Chai

Nhãn

Nút

 

Tấn/năm

Hóa chất

Xút

Axit

Tấn/năm

Nguyên nhiên liệu sử dụng

 

Nước cấp

Nước tự khai thác

Than tấn

Dầu FO

Dầu DO

Điện lưới

Điện tự sinh

 

Lượng

 

Công suất

m3/năm

m3/năm

tấn/năm

lit/năm

lit/năm

Kwh/năm

Kwh/năm

Thiết bị và phụ trợ

Nồi hơi dầu 1

Nồi hơi dầu 2

Nồi hơi than 1 tấn

Nồi hơi than 2

Máy phát điện

Máy nén khí

Máy lạnh

tấn/giờ

tấn/giờ

tấn/giờ

tấn/giờ

KVA

Kwh

Kwh

 

               

Sau đây là ví dụ được trích từ báo cáo đánh giá sản xuất sạch hơn tại Công ty Cổ phần Bia Hà Nội - Bia Hồng Hà, là doanh nghiệp sản xuất bia đầu tiên thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn trong khuôn khổ hợp phần sản xuất sạch hơn trong công nghiệp của Bộ Công thương. 

Phiếu công tác số 1. Các thông tin cơ bản

Tên và địa chỉ doanh nghiệp

Công ty Cổ phần Bia Hà Nội – Hồng Hà

Số ngày làm việc trong năm: N/A 

Nhóm SXSH

 

Tên

 

Chức vụ - bộ phận

 

Nhiệm vụ nhóm

 

1.      

Dương Văn Hoa

Phó Giám đốc Công ty

Chỉ đạo chung

2.      

Trịnh Vũ Đức

Trưởng phòng KCS

Trưởng ban 

3.      

Nguyễn Thị Thu Hằng

Phó phòng KT

thành viên

4.      

Đào Hải Nam

Cán bộ KCS

thành viên

5.      

Lê Quang Hà

Tổ trưởng tổ men

thành viên

6.      

Nguyễn Khắc Cường

QĐ phân xưởng

thành viên

7.      

Nguyễn Trọng Hiếu

PQĐ phân xưởng

thành viên

8.      

Đỗ Hùng Dũng

TT. Tổ xuất hàng

thành viên 

Thông tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp

Sản phẩm chính

CS thiết kế (l/năm)  

Sản lượng 2006 (l/năm)

Sản lượng Q I, 2007 (l/năm) 

Sản lượng T3, 2007 (l/năm)

Bia (hơi, chai) 

10.000.000

3.835.000

201.000

193.900 

Nguyên nhiên liệu sử dụng 

Nguyên liệu chính

 

Kg/2006

Kg/QI 2007 

Kg/T3 2007 

 

 

Malt

Gạo Đường Houblon

395.000

220.000

 

2.000

19.900

11.100

450

116

19.200

10.700 

450

111

 

Nước và năng lượng

 

Lượng

2006

QI 07

T3 07

Nước

Than

Điện

m3

tấn

Mwh

46.700

380

634.900

6.300

40,3

50.300

4.000

22,7 

24.700 

Nhận xét: - Nhóm sản xuất sạch hơn đã được thành lập với đại diện của tất cả các phòng ban, và có sự tham gia của Ban lãnh đạo (Phó Giám đốc). Số lượng thành viên dường như quá lớn so với sản lượng. Có thể thành lập nhóm ở quy mô nhỏ hơn và huy động các thành phần khi có hoạt động liên quan đến bộ phận đó để tránh việc vắng mặt các thành viên khi thảo luận/họp bàn về sản xuất sạch hơn. Việc Phó Giám đốc Công ty trực tiếp điều hành hoạt động nhóm (tham gia sâu hơn) có thể sẽ có tác động mạnh mẽ hơn. - Số liệu được thu thập theo năm, theo quý, theo tháng trong trường hợp này là đặc biệt cần thiết do có sự biến động lớn về sản lượng (3.8 triệu lít/năm trong năm 2006 nhưng kế hoạch 2007 là 6 triệu lít/năm). Thành phần và lượng nguyên nhiên liệu sử dụng trên một đơn vị sản phẩm cũng thay đổi đáng kế. Trong trường hợp này, nên sử dụng số liệu nền trước khi triển khai chương trình bằng số liệu trung bình của năm 2006 và quý 1 năm 2007. - Nên tách sản lượng bia hơi và bia chai. Các số liệu về hóa chất, nguyên liệu phụ, năng lượng chưa được chú trọng nên không so sánh được các thông số này với các doanh nghiệp khác cũng như làm cơ sở đo mức độ cải tiến. 

Việc tiến hành đánh giá sản xuất sạch hơn cần yêu cầu có thông tin nền, dựa trên một số tài liệu, hồ sơ. Nếu không có đầy đủ thông tin thì cần xử lý, tính toán hoặc thống nhất xây dựng. Bảng kiểm tra trong phiếu công tác 2 sẽ giúp cho nhóm xem xét về tính sẵn có của thông tin. 

Phiếu công tác số 2. Tính sẵn có của thông tin

Thông tin

Có/không

Nguồn, tiếp cận

Ghi chú 

Sơ đồ mặt bằng 

 

 

 

Hồ sơ sản lượng 

 

 

 

Hồ sơ nguyên liệu tiêu thụ & chi phí 

 

 

 

Hồ sơ tiêu thụ nước, năng lượng và chi phí 

 

 

 

Hồ sơ tiêu thụ hoá chất và chi phí 

 

 

 

Sơ đồ công nghệ 

 

 

 

Cân bằng năng lượng 

 

 

 

Cân bằng nước 

 

 

 

Hồ sơ bảo dưỡng thiết bị 

 

 

 

Hồ sơ hiện trạng môi trường, biện pháp xử lý và chi phí 

 

 

 

Các thông tin công nghệ: 

- Tỷ lệ nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian, pH môi trường, áp lực hơi nóng, hơi nén, các kết quả phân tích hoá, lý, vi sinh vật, các chỉ tiêu cảm quan 

- Chất lượng sản phẩm 

 

 

 

 

Nhận xét: Rất nhiều doanh nghiệp không có đủ thông tin trên, và các thành viên trong nhóm sẽ làm nhiệm vụ thảo luận cách thức thu thập những thông tin này. Chỉ có các tài liệu phản ánh hiện trạng sản xuất thực mới có giá trị trong đánh giá này. 

Sử dụng suất tiêu hao để xem xét hiện trạng và hiệu quả của chương trình 

Định suất tiêu hao là công cụ đo lượng nguyên nhiên liệu tiêu thụ và phát thải thực tế trên một đơn vị sản phẩm. Các thông số thường dùng là mức tiêu dùng nước, mức tiêu dùng điện, than/dầu, hóa chất..., tải lượng ô nhiễm COD, BOD, SS... trên một đơn vị sản phẩm như 1 hl bia hoặc 1000 lít bia. Hiệu suất thu hồi dịch nấu, hiệu suất thu hồi sản phẩm, chất lượng sản phẩm... cũng là những chỉ số tham khảo trong đánh giá sản xuất sạch hơn. Các suất tiêu hao không chỉ được xây dựng cho toàn nhà máy, mà cần xây dựng cho từng công đoạn, bộ phận. Việc có được thông tin đầy đủ liên quan đến mức độ tiêu thụ và phát thải đóng góp phần quan trọng trong thành công của đánh giá sản xuất sạch hơn. Chúng tôi khuyến cáo các nhà máy xác định các suất tiêu hao quan trọng và lắp đặt các thiết bị đo đạc trước khi triển khai sâu chương trình. Bảng 1 có thể được sử dụng để nhận diện khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp so với các doanh nghiệp khác ở Việt nam và trên thế giới. 

4.1.2 Nhiệm vụ 2: Phân tích các công đoạn và xác định lãng phí 

Khi đã có đầy đủ thông tin cơ bản về doanh nghiệp, nhóm đánh giá SXSH nên tiến hành thống nhất quy trình sản xuất hiện tại bằng cách liệt kê lại các công đoạn sản xuất chính, cụ thể là nấu, lên men và hoàn thiện và chiết chai/keg. Ở nhiệm vụ này, nhóm cần đi khảo sát lại thông tin cũng như tìm ra các cơ hội cải tiến dễ thấy, dễ làm để làm điểm khởi đầu cho đánh giá. Đây là cơ hội để rà soát lại quy trình sản xuất, thống nhất đường đi của nguyên liệu, xem xét lại các tổn thất. 

Việc khảo sát được tiến hành bằng cách đi tham quan các phân xưởng sản xuất theo quy trình công nghệ, từ khâu nghiền, đến hết đóng chai/keg, tham quan các phân xưởng phụ trợ như khu nồi hơi. Việc tham quan này cần mang ý nghĩa tích cực, không phải là cơ hội để nhóm đánh giá soi xét, phê bình. Các ý kiến đưa ra từ việc tham quan nên mang tính xây dựng, gợi mở thực hiện. 

Trong quá trình tham quan, nhóm cần ghi lại được các thông tin chính sau: 

- Đầu vào, đầu ra của mỗi công đoạn. Khu vực chính và hiển nhiên sinh ra chất thải cần được đánh dấu trên sơ đồ. Ký hiệu mỗi dòng thải theo trạng thái vật lý của chúng (rắn, lỏng, khí) sẽ có lợi trong giai đoạn định lượng chất thải. Một sơ đồ khối tương tự như phiếu công tác số 3 được xây dựng và có thể được điều chỉnh cho phù hợp với tình hình sản xuất thực tế của nhà máy. 

- Các quan sát về lãng phí nguyên nhiên liệu tại mỗi công đoạn (phiếu công tác 4). Đây là các quan sát ban đầu, nhóm sẽ tiếp tục khai thác các cơ hội cải tiến. Đối với các doanh nghiệp sản xuất bia, việc quản lý nội vi kém là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tổn thất nguyên nhiên liệu. Đừng nhìn hoạt động sản xuất như những điều hiển nhiên, mà xem xét từ góc độ có thể thay đổi như thế nào cho có lợi. Điều này giúp dễ dàng định ra nhiều phương án và thực hiện ở trong giai đoạn sớm. 

- Chi phí cho nguyên nhiên liệu cơ bản (phiếu công tác 5) ghi lại giá nguyên 

nhiên liệu sử dụng để làm cơ sở tính toán tiếp theo. 

Phiếu công tác số 3. Công đoạn sản xuất với các dòng nguyên nhiên liệu và phát thải

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-5

Lưu ý các dòng đầu vào và đầu ra được liệt kê cho tất cả các công đoạn phụ của quy trình sản xuất. Phát thải gián tiếp như phát thải khí nhà kính do sử dụng điện sẽ không liệt kê ở đây mà được tính vào kết quả chung cuối cùng. 

Rất nhiều giải pháp sản xuất sạch hơn được đề xuất ngay từ bước này mà chưa cần sử dụng các kỹ thuật phân tích tiếp theo. Đây là các giải pháp hiện thị rõ ràng mà chưa được lưu tâm khi vận hành. Việc mời các chuyên gia bên ngoài tham gia tham quan khảo sát ở bước này là đặc biệt có hiệu quả. 

Phiếu công tác số 4. Hiện trạng quản lý nội vi 

Khu vực

Quan sát 

Kho nguyên liệu & chuẩn bị

- Bố trí kho 

- Bề mặt sàn 

- Kích thước hạt sau nghiền 

- Bụi nguyên liệu 

Khu nhà nấu

- Các van hơi 

- Sử dụng nước 

- Đồng hồ đo áp lực, nhiệt độ nồi nấu 

- Thu hồi nước ngưng 

- Nơi và cách thức đặt nguyên liệu 

- Bảo ôn 

Khu vực lên men

- Đường ống mềm 

- Hóa chất tẩy rửa 

- Men thải 

- Sử dụng nước 

- Bảo ôn 

Khu vực chiết

- Nhiệt sử dụng để thanh trùng 

- Sử dụng nước thanh trùng, vệ sinh 

- Sử dụng hóa chất rửa chai 

- Tốc độ chiết chai 

- Bia mất mát 

 

Khu vực phụ trợ

- Các giàn tản nhiệt 

- Kích cỡ than 

- Thành phần than trong xỉ 

- Nước cấp cho nồi hơi 

- Thu hồi nhiệt từ khói lò của nồi hơi 

- Kho nhiên liệu 

- Kho vật tư, hóa chất 

- Tập kết phế thải 

- Khu vực máy lạnh 

- Khu vực nồi hơi, máy nén, 

- Khu vực xử lý nước 

 

Quản lý nội vi kém là nguyên nhân sinh ra lãng phí ở nhà máy sản xuất bia. Điều đó thường bị bỏ qua và là phần đơn giản nhất, hấp dẫn nhất để bắt đầu các bước tiếp cận SXSH. Trong khi tiến hành nghiên cứu, nhóm SXSH nên chú ý đặc biệt tới các ảnh hưởng do quá trình quản lý mặt bằng sản xuất kém. Tiếp cận đánh giá SXSH ở nhà máy của nhóm SXSH là bắt đầu bằng việc thăm phân xưởng sản xuất kiểu như vậy. Hơn nữa, rất nhiều phương án SXSH đã được xác định là những phương án có thể thực hiện trọng thời gian ngắn, chi phí thấp chỉ cần những thay đổi nhỏ về thiết bị hoặc cải thiện về duy trì bảo dưỡng. Việc áp dụng những biện pháp này đã chứng minh là một khởi đầu tốt cho các cố gắng SXSH của nhà máy, khuyến khích nhà quản lý cũng như các cán bộ cố gắng hơn nữa khi tiến hành đánh giá SXSH. 

Phiếu công tác số 5. Chi phí nguyên liệu đầu vào 

Bộ phận/ nguyên liệu

Đơn vị

Đơn giá, 

đ/đơn vị 

Lượng sử dụng, đơn vị/năm 

 

Lượng sử dụng, đơn vị/1000 lít bia 

Chi phí đ/1000 lít bia 

 

Chuẩn bị nguyên liệu

Malt

Gạo

Đường

Hoa Houblon Nước

Điện 

 

 

 

 

 

Lên men và hoàn thiện 

Nước

Điện

Men

Bột trợ lọc

CO

 

 

 

 

 

 

Chiết chai, chiết keg

Vỏ chai

Vỏ lon

Vỏ keg

Nhãn

Hồ

Điện 

 

 

 

 

 

Nồi hơi 

Than

Nước 

 

 

 

 

 

Hệ thống làm lạnh 

Điện

Chất tải lạnh 

 

 

 

 

 

 

Hệ thống cấp nước 

Điện

 

 

 

 

 

Hệ thống vệ sinh 

Nước

Axit

Xút

 

 

 

 

 

Lưu ý bảng trên chỉ bao gồm chi phí cho nguyên liệu chính. Đây là cơ sở dùng để đo đạc hiệu quả chương trình, đồng thời cũng phần nào chỉ ra tỷ lệ tương quan giữa các loại nguyên liệu. Bức tranh chi phí sản xuất tổng thể còn được bổ sung bởi chi phí nhân sư, năng lượng và vận hành hệ thống xử lý môi trường. 

4.2 Bước 2: Phân tích các công đoạn sản xuất 

Mục đích của bước này nhằm thu được sự thống nhất chung của nhóm về: 

- Quy trình sản xuất, các thông số kiểm soát - Xác định các tổn thất quan trọng trong dây chuyền sản xuất và chi phí tương ứng - Xác định đầy đủ các nguyên nhân sinh ra tổn thất đó 

4.2.1 Nhiệm vụ 3: Chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất 

Việc chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất, hay sơ đồ công nghệ, là một bước quan trọng trong phân tích đánh giá SXSH. Sơ đồ khối của dây chuyền sản xuất bao gồm các hình khối hộp mang tên công đoạn sản xuất (theo bản chất quy trình, không theo tên thiết bị) với các dòng đầu vào, đầu ra, chất thải và phát thải. Điều kiện sản xuất của công đoạn nào được ghi kèm trong hộp công đoạn sản xuất của công đoạn đó. Mọi nguyên liệu sử dụng đều nên có trong sơ đồ này vì nguyên liệu đó sẽ hoặc nằm lại trong sản phẩm hoặc ra theo chất thải. Các nguyên liệu ít khi dùng cũng cần được nêu rõ. Có thể phải tiến hành tham quan khảo sát nơi sản xuất một vài lần trước khi thống nhất được dây chuyền sản xuất nhóm dùng để sử dụng cho đánh giá sản xuất sạch hơn. 

Với quy mô sản xuất lớn hoặc triển khai sản xuất sạch hơn mang tính thí điểm, dây chuyền sản xuất chi tiết sẽ được xây dựng cho khu vực được chọn để triển khai. Đây phải là khu vực gây lãng phí lớn nhất. Các doanh nghiệp sản xuất bia có dây chuyền sản xuất đơn giản, quy mô không lớn nên việc áp dụng sản xuất sạch hơn thường được tiến hành triển khai trên toàn bộ dây chuyền. 

Lưu ý sơ đồ công nghệ tốt nhất cần đạt được các điểm sau: 

- Công đoạn sản xuất được mô tả bằng hộp chữ nhật ở giữa, bao gồm tên quy trình và điều 

kiện vận hành 

- Liệt kê đầy đủ các dòng đầu vào, đầu ra. Dòng đầu vào ghi bên phải, đầu ra ghi bên trái của hộp mô tả công đoạn đó. Với các dòng liên tục có thể dùng nét liền, dòng gián đoạn có thể dùng nét đứt. Nguyên liệu chính ban đầu (malt, gạo) có thể được đưa vào từ phía trên của sơ đô hoặc bên trái như các dòng nguyên liệu khác 

- Bao gồm các dòng tuần hoàn nguyên liệu 

Trên đây là ví dụ về sơ đồ công nghệ điển hình tại Việt nam. Sơ đồ này chưa xét đến các dòng tuần hoàn trong dây chuyền và vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, cũng như các thông tin công nghệ trong mỗi công đoạn. Việc liệt kê đầy đủ dòng thải ở nhiệm vụ này sẽ hỗ trợ cho nhiệm vụ cân bằng vật liệu cũng như xác định chi phí dòng thải ở nhiệm vụ tiếp sau. 

4.2.2 Nhiệm vụ 4: Cân bằng vật liệu 

Cân bằng vật liệu thực chất là công cụ thống kê ghi lại một cách định lượng nguyên liệu sử dụng tại mỗi công đoạn sản xuất. Cân bằng vật liệu tốt đóng vai trò quan trọng trong đánh giá SXSH vì nhờ đó có thể định lượng các mất mát hoặc phát tán chưa biết. Cân bằng vật liệu tốt còn hỗ trợ việc đánh giá lợi ích – chi phí của giải pháp sản xuất sạch hơn. Nguyên tắc cơ bản của cân bằng vật liệu là nguyên liệu đi vào dây chuyền sẽ phải ra khỏi dây chuyền sản xuất ở một điểm nào đó, dưới một hình thức nào đó. 

Cân bằng vật liệu có thể được làm dưới một trong hai hình thức sau: 

- Cân bằng tổng thể: dùng cho tất cả các dòng nguyên liệu vào dây chuyền sản xuất. Cân bằng được tiến hành qua từng công đoạn với sự biến đổi của tất cả các thành phần tham gia vào dây chuyền sản xuất 

- Cân bằng cấu tử: chỉ dùng cho một loại nguyên liệu hoặc cấu tử có giá trị. 

Theo dõi biến đổi của cấu tử này trên mỗi công đoạn 

Đối với quá trình sản xuất bia, là công nghệ sử dụng ít nguyên liệu, cân bằng tổng thể là phổ biến hơn. 

Nên sử dụng Phiếu Công tác số 6 để ghi lại cân bằng vật liệu. Có hai cách ghi thể hiện cân bằng vật liệu: theo bảng hoặc theo sơ đồ công nghệ. Khi sử dụng sơ đồ công nghệ để ghi lại cân bằng vật liệu cần ghi rõ thành phần, nồng độ của từng loại nguyên liệu vào, ra. Cân bằng vật liệu có thể dựa trên đo đạc, ghi chép của một ngày, một tháng hoặc một năm sản xuất. 

Phiếu công tác số 6. Cân bằng vật liệu

Lưu ý: 

Cân bằng vật liệu tốt đối với đánh giá sản xuất sạch hơn là cân bằng có số liệu tin cậy về tổn thất nguyên nhiên liệu đi theo dòng thải. Căn cứ trên số liệu cân bằng và kiểm chứng trong phần đặc trưng dòng thải ta sẽ có số liệu về chi phí mất theo dòng thải. 

Không có cân bằng nào là hoàn thiện cả. Khi ghép số liệu của từng công đoạn và số liệu tổng thể của cả dây chuyền sẽ xuất hiện sai số do tính chính xác của số liệu, do tổng của nhiều dòng thải nhỏ chưa được kể đến như bay hơi, rơi vãi.... Mục đích của cân bằng vật liệu là tìm ra các dòng thải lãng phí lớn nhất để tập trung giảm thiểu. 

Số liệu dùng trong cân bằng vật liệu có thể được thu thập từ: sổ sách ghi chép hoặc đo đạc trực tiếp. Các số liệu sử dụng cần quy đổi về cùng một đơn vị sản phẩm. Riêng đối với bột phải quy đổi ở dạng khô tuyệt đối tránh độ ẩm nguyên liệu thô là khác nhau 

Số liệu dòng thải trong cân bằng vật liệu lý tưởng nhất là có kèm thêm thông số về nguyên liệu hoặc dạng biến đổi mới của nguyên liệu bị mất theo dòng thải để tiện cho việc xác định chi phí dòng thải ở bước tiếp theo. 

Mỗi dòng thải nên được đánh số (ví dụ L1, L2, L3 cho dòng thải lỏng, K cho khí và R cho rắn) để tiện cho việc xác định chi phí cũng như phân tích nguyên nhân tiếp theo. 

4.2.3 Nhiệm vụ 5: Xác định chi phí của dòng thải 

Mỗi dòng thải ra môi trường đều mang theo nguyên liệu đầu vào, đồng thời có thể cần chi phí xử lý trước khi được phép thải vào môi trường. Việc xác định chi phí dòng thải bao gồm xác định được tổng hai chi phí này. 

Việc xác định tổn thất nguyên vật liệu, bán thành phẩm, sản phẩm có trong dòng thải dựa vào thông tin thu được từ cân bằng vật liệu (phiếu công tác số 6) và chi phí nguyên liệu (phiếu công tác số 5). Với công nghệ đơn giản là sản xuất bia, nguyên liệu bị mất theo dòng nước thải chủ yếu là nước (trong nước thải), malt, gạo (dạng bụi), hóa chất tẩy rửa (theo nước thải) và nhãn mác hỏng. 

Để biết được ảnh hưởng kinh tế của một dòng thải cần xác định các chi phí cho dòng thải như quy những mất mát do chất thải thành tiền. Nếu nhìn đơn giản một dòng thải thì không thể định lượng được chi phí của nó trừ khi mất mát các nguyên liệu thô và sản phẩm trực tiếp. Nếu phân tích sâu dòng thải có thể chỉ ra chi phí trực tiếp hoặc gián tiếp của các thành phần kết hợp trong dòng thải. 

Chi phí xử lý môi trường chỉ được xác định khi có bổ sung kết quả phân tích thông số môi trường của các dòng thải riêng biệt. Lượng thải được xác định trong cân bằng vật liệu (phiếu công tác số 6). 

Phiếu công tác số 7 tóm tắt các dòng thải được xác định từ cân bằng vật liệu đối với mỗi công đoạn. 

Điền phiếu công tác số 7: Tên dòng thải là các dòng đã được xác định trong sơ đồ công nghệ (ví dụ bụi, nước thải, bã hèm...). Để mô tả thành phần, dạng và lượng trong dòng thải cần xác định từ cân bằng vật liệu. Ví dụ dòng thải bụi từ khâu nghiền bao gồm vụn malt ở dạng cám, lượng xx kg/đơn vị và bụi đất được xác định trong cân bằng vật liệu (mẻ, ngày, năm...). Hiển nhiên, để có các con số này trong phiếu công tác số 6, cần phải đo đạc hoặc tính toán. 

Các phiếu công tác số 7(A-C) có thể được sử dụng để thu thập thông tin về đặc tính môi trường của dòng thải. 

Phiếu công tác số 7. Đặc tính dòng thải

Công đoạn

Tên dòng thải

Thành phần

Dạng

Lượng

Nghiền 

 

 

 

 

Hồ hóa 

 

 

 

 

Đường hóa 

 

 

 

 

Lọc dịch đường 

 

 

 

 

Nấu hoa 

 

 

 

 

Lắng, nóng 

 

 

 

 

Lạnh nhanh 

 

 

 

 

Lên men chính 

 

 

 

 

Lên men phụ, tách men 

 

 

 

 

Lọc trong bia 

 

 

 

 

Bão hòa CO

 

 

 

 

Chiết chai 

 

 

 

 

Thanh trùng 

 

 

 

 

Dán nhãn, nhập kho 

 

 

 

 

Ví dụ: Nước thải từ lọc dịch đường là một dòng thải, không chỉ đơn thuần có thành phần là nước mà có các thành phần có giá trị khác như dịch đường mất theo, bã hèm. Lượng của các thành phần này được xác định trong cân bằng vật liệu. 

Phiếu công tác số 7A. Đặc tính dòng thải lỏng

Công đoạn

Lượng

thải, m3/ngày

 

BOD, kg/ngày

 

COD, kg/ngày

 

TSS, kg/ngày

 

TS, kg/ngày

 

Nhiệt độ 0C

Nấu

 

 

 

 

 

 

Lên men

 

 

 

 

 

 

Lọc

 

 

 

 

 

 

Chiết chai

 

 

 

 

 

 

Lò hơi

 

 

 

 

 

 

Khu vực lên men

 

 

 

 

 

 

Khu vực máy lạnh

 

 

 

 

 

 

 

Phiếu công tác số 7C: Đặc trưng chất thải rắn

Nguồn

Nguy hiểm

Không nguy hiểm

 

Loại

Lượng (kg/ngày)

Lượng (kg/ngày)

Khu vực nghiền

 

 

 

Khu vực nấu

 

 

 

Khu vực lên men

 

 

 

Khu vực lọc bia

 

 

 

Khu vực chiết chai

 

 

 

Khu vực kho

 

 

 

Khu vực lò hơi

 

 

 

Phiếu công tác số 8 tổng hợp chi phí dòng thải. Chi phí dòng thải được tính bằng tổng chi phí nguyên liệu mất mát (định rõ trong phiếu công tác số 7) và chi phí xử lý dòng thải đó (Phiếu công tác số 7A-7C). 

Phiếu công tác số 8. Chi phí dòng thải

Cơ sở tính: chọn một cơ sở là 1 ngày/ 1 tháng/ 1 năm

Công đoạn

Malt, gạo

Nước

Hóa chất

Xử lý môi

trường

TỔNG

Lượng

Tiền

Lượng

Tiền

Lượng

Tiền

Lượng

Tiền

Nghiền

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hồ hóa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Đường hóa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lọc dịch đường

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nấu hoa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lắng, nóng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lạnh nhanh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lên men chính

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lên men phụ, tách men

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lọc trong bia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bão hòa CO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chiết chai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thanh trùng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dán nhãn, nhập kho

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ví dụ: Để xác định chi phí của dòng thải từ lọc dịch đường, cần xác định chi phí do nguyên liệu ban đầu mất đi theo dòng thải (phần không chuyển xuống công đoạn tiếp theo) – dù ở dưới dạng này hay dạng khác cộng chi phí xử lý dòng thải đó. Bã hèm chính là malt và gạo không được chuyển vào dịch đường nên đơn giá của thành phần này vẫn được tính như đơn giá mua malt, gạo. Việc áp dụng đơn giá theo nguyên tắc này sẽ là công bằng đối với tất cả các công đoạn. 

Lưu ý: 

- Chi phí dòng thải xác định ở trên chưa tính đến chi phí năng lượng. Cần làm cân bằng năng lượng hoặc cân bằng tổn thất năng lượng để xác định chi phí đầy đủ của toàn nhà máy. 

- Việc xác định chi phí dòng thải nhằm chỉ ra tương quan tổn thất giữa các dòng thải để tập trung tìm kiếm giải pháp, đồng thời cho thấy tiềm năng đầu tư để thực hiện sản xuất sạch hơn. Ví dụ khi xác định được tổng chi phí của dòng thải lỏng trong lên men là 1 triệu đồng/ngày, với 300 ngày làm việc/năm, công ty có thể sẵn sàng đầu tư giải pháp 300 triệu đồng để có thể giảm dòng thải này xuống còn một nửa. Thời gian hoàn vốn giản đơn cho giải pháp đó, nếu khả thi về mặt kỹ thuật, sẽ chỉ là 1 năm. Các giải pháp sản xuất sạch hơn không còn chỉ đơn thuần là các giải pháp không tốn hoặc tốn chi phí thấp. Tuy nhiên các giải pháp sản xuất sạch hơn vẫn là những giải pháp có thời gian hoàn vốn ngắn. 

4.2.4 Nhiệm vụ 6: Xác định các nguyên nhân của dòng thải 

Có nhiều cách để thực hiện nhiệm vụ này một cách có hệ thống thông qua việc rà soát các phạm vi liên quan đến dòng thải một cách hệ thống. Điều cần chú ý là luôn chỉ ghi lại nguyên nhân như thực tế vận hành hiện tại từ quan sát, đo đạc mà không mang tính chỉ trích hoặc phê bình. 

Nguyên nhân của dòng thải được xác định một cách có hệ thống và đầy đủ nhất khi sử dụng phương pháp thảo luận nhóm và biểu đồ Ishikawa (hay còn gọi là biểu đồ xương cá). Biểu đồ Ishikawa là một trong bảy loại biểu đồ kiểm soát chất lượng, được coi là công cụ phổ biến nhất để thực hiện phân tích nhân-quả. Để xây dựng biểu đồ này cần dùng phương pháp xem xét 4M1E, bao gồm con người (man), phương pháp thực hiện (method), nguyên liệu (material), máy móc (machine) và môi trường (environment). 

Cũng có thể xác định nguyên nhân dòng thải dựa trên các câu hỏi cơ bản sau: bản chất của công đoạn đó là gì (vậy dòng thải sinh ra có phải để đáp ứng mục đích của công đoạn đó không), tại sao sinh ra nhiều như thế (có phải do ảnh hưởng của công đoạn trước hay do công đoạn này dùng lãng phí), và có thể làm gì được với dòng thải này (có thực hiện tuần hoàn tái sử dụng được không). 

Dù thực hiện theo cách này hay cách khác, cần tiến hành phân tích nguyên nhân cho mỗi dòng thải theo cùng một hệ thống, và truy đến tận nguyên nhân cuối cùng bằng cách đặt câu hỏi “tại sao”. 

Lưu ý: cách rà soát nguyên nhân đầy đủ nhất là theo dòng thải đã được đánh số ở phiếu công tác 9. Mỗi một dòng thải sẽ có thể có một hoặc một vài nguyên nhân tương ứng. Các nguyên nhân này cũng sẽ được đánh số thứ tự theo số thứ tự của dòng thải. Trong một số trường hợp cần đánh giá nhanh, nguyên nhân được xác định theo nguyên liệu tiêu thụ chính (như điện, nước... tiêu thụ cao). Không khuyến cáo xác định nguyên nhân theo công đoạn mà không bám theo dòng thải vì sẽ không đảm bảo xem xét hết được các nguyên nhân tiềm năng. 

Việc đưa ra các nguyên nhân càng chi tiết thì các giải pháp được đề xuất càng phong phú. 

Phiếu công tác số 9 có thể được dùng để ghi lại các nguyên nhân của dòng thải. 

Phiếu công tác số 9. Phân tích nguyên nhân dòng thải 

Dòng thải số

Công đoạn

Nguyên nhân

Chủ quan

Khách quan

1

 

1.1

 

 

2

 

2.1

 

 

 

Ví dụ về Phân tích nguyên nhân dòng thải tại Công ty Cổ phần Bia Hà nội – Hồng hà 

Dòng thải số

Công đoạn

Nguyên nhân

Chủ quan

Khách quan

1-Tổn thất bột gạo và malt 

Bảo quản

1.1. Chuột và các loại côn trùng 

ăn 

 

 

 

2- Bụi gạo và malt 

Nghiền

2.1. Chưa có hệ thống hút lọc bụi 

 

 

3. Dịch đường theo cặn hoa trong 

Lắng trong

3.1. Dịch đường bị lắng lẫn vào 

cặn hoa do công nghệ 

 

 

4. Mất bia Lên men 

 

Lên men 

phụ 

 

4.1. Bia lẫn vào men sữa khi rút men dưới đáy thùng 

 

 

5. Mất bia Lọc trong

Lọc trong

5.1. Bia lẫn vào nước khi đuổi nước vào đầu chu trình và đuổi bia vào cuối chu trình 

5.2. Bia mất khi xử lý máy lọc khi máy bí 

 

 

6. Mất bia Bão hòa 

 

Bão hòa 

CO

 

6.1. Quá áp làm trào bia theo đường xả áp 

 

 

7. Mất bia

Chiết bom

7.1. Chiết bia thủ công nên không 

đảm bảo cân bằng áp suất 

7.2. Kỹ năng và thao tác của công nhân khi chiết bom 

7.3.Nắp bom bị xì hở 

7.4. Thể tích bom lớn hơn danh nghĩa 

 

 

 

Nhận xét: 1. Bảng trên chỉ liệt kê dòng thải chính mà bỏ qua rất nhiều dòng thải ít có giá trị hơn 2. Phần lớn các nguyên nhân đưa ra mang tính quan sát, không mang tính chỉ trích. Nên có thêm số liệu cụ thể ví dụ như 7.4. thể tích bom lớn hơn danh nghĩa – vậy lớn hơn đến mức nào 3. Mức độ phân tích nguyên nhân có thể khai thác thêm ở nhiều góc độ bằng cách đặt câu hỏi tại sao. Ví dụ khi có nguyên nhân 1.1. Chuột và côn trùng ăn, có thể khai thác tiếp tại sao chúng ăn? Có phải do con người, do vật liệu, do nhà xưởng, cách thức lưu kho hay do thời tiết (4M1E). Với nguyên nhân chuột ăn, chưa thể xác định được do chủ quan hay khách quan. 

4.3 Bước 3: Đề ra các cơ hội SXSH 

Mục đích của bước này nhằm thu được đóng góp ý kiến về: 

- Các cơ hội sản xuất sạch hơn - Phân loại sơ bộ các cơ hội theo khả năng thực hiện - Triển khai các cơ hội có thể làm ngay 

4.3.1 Nhiệm vụ 7: Đề xuất các cơ hội SXSH 

Các cơ hội SXSH không nhất thiết phải là giải pháp SXSH. Việc xác định đầy đủ nguyên nhân gốc rễ sinh ra các dòng thải (phiếu công tác số 9) cùng với việc xác định chi phí dòng thải (phiếu công tác số 8) là cơ sở để đề xuất các cơ hội SXSH. 

Cần có thảo luận nhóm SXSH ở nhiệm vụ này. Cũng có thể mời thêm các chuyên gia bên ngoài để tham gia ý kiến. Đó có thể là các chuyên gia về tinh bột hoặc về sản xuất sạch hơn. Tại nhiệm vụ này, cần tiếp nhận tất cả các ý tưởng đề xuất và coi đó là cơ hội sản xuất sạch hơn mà chưa xét đến tính khả thi của chúng. 

Phiếu công tác số 10 ghi lại các cơ hội do nhóm đề xuất. Với mỗi nguyên nhân được xác định ở phiếu công tác số 9 có thể không có, có một hoặc nhiều cơ hội. Các cơ hội đó nên được tiếp tục đánh số theo số của nguyên nhân/ dòng thải tương ứng. 

Phiếu công tác số 10. Các cơ hội SXSH 

Công đoạn

Cơ hội

QLNV

NL

QT

TB

CN

TH

SP 

Nghiền

1.1.1 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TỔNG 

 

 

 

 

 

 

 

Ghi chú: QLNV: Quản lý nội vi, NL: thay đổi nguyên liệu, QT: Cải tiến quá trình, TB: cải tiến thiết bị, CN: thay đổi công nghệ, TH: tuần hoàn, tái sử dụng, SP: cải tiến sản phẩm

 

Ví dụ về cơ hội sản xuất sạch hơn của Công ty Cổ phần bia Hà nội-Hồng Hà 

TT

Dòng thải/vấn đề 

Nguyên nhân

Giải pháp SXSH

 

1 Bột gạo và malt mất trong khâu bảo quản

1.1. Chuột và côn 

trùng ăn 

 

1.1.1. Gia cố kho chống chuột

1.1.2. Sử dụng các biện pháp diệt chuột

1.1.3. Đầu tư si lô 

 

 

2 Bột gạo và malt mất trong khâu nghiền 

 

2.1. Chưa có hệ thống hút lọc bụi 

 

2.1.1. Lắp hệ thống hút, lọc bụi, thu hồi bột 

 

3 Dịch đường mất trong khâu lắng nóng 

3.1. Dịch đường bị xả bỏ theo cặn nóng vào nước thải 

3.1.1. Giảm lượng dịch mất bằng cách tăng cường khả năng lắng của dịch bằng cách sử dụng chất trợ lắng

3.1.2. Thu hồi dịch cặn đưa về nồi lọc

3.1.3. Đầu tư máy ly tâm dịch lắng nóng 

 

 

4 Mất bia trtong 

dịch lên men 

 

4.1. Bia lẫn vào men sữa khi rút, xả men ở đáy tank 

 

4.1.1. Tăng cường khả năng kết lắng của nấm men khi kết thúc lên men: chọn chủng giống ; lựa chọn quy trình công nghệ tối ưu

4.1.2. Đầu tư hệ thống rút men đẳng áp

4.1.3. Ly tâm men sau khi rút 

 

 

5 Mất bia trong 

 

5.1. Bia lẫn vào nước 

 

5.1.1. Sử dụng bình trung gian chứa bia lẫn khâu lọc 

khi đuổi nước ở đầu 

nước để phối trong suốt quá trình lọc chu trình và đuổi bia 

5.1.2. Áp dụng công nghệ lên men nồng độ cao ở cuối chu trình 

để tăng việc sử dụng nước lẫn bia trong quá trình lọc 

 

5.2. Mất bia do khâu tháo rửa máy mỗi lần máy bí 

 

5.2.1. Tăng cường khả năng lọc của dịch bia bằng các giải pháp công nghệ: lựa chọn chủng giống, sử dụng chất trợ lắng trong quá trình lên men; cấp đủ lạnh cho bia trước khi lọc

5.2.2. Đầu tư thiết bị lọc phù hợp 

 

 

6 Mất bia trong khâu bão hòa CO

 

6.1. Do quá áp làm bia trào theo đường xả áp 

 

6.1.1. Đầu tư hệ thống nạp CO2 trên đường ống

6.1.2. Thu hồi và tái sử dụng bia trào 

 

7 Mất bia trong 

 

7.1 CO2 trong bia quá 

 

7.1.1. Kiểm soát nồng độ CO2 và nhiệt độ của khâu chiết bom 

nhiều, nhiệt độ cao 

bia trước khi bão hòa CO2

 

7.2. Thiết bị chiết chưa đảm bảo 

7.2.1. Cải tạo hoặc đầu tư thiết bị chiết 

Nhận xét: Việc phân tích nguyên nhân càng sâu thì khả năng thu được càng nhiều ý tưởng về cơ hội sản xuất sạch hơn. Nhiệm vụ xác định chi phí dòng thải ở trên cho thấy tương quan giữa các dòng thải để tập trung phân tích vào dòng thải có chi phí lớn. 

Lưu ý: trong các báo cáo đánh giá sản xuất sạch hơn, phần nguyên nhân và cơ hội SXSH thường được trình bày trong cùng một bảng. Phần phân loại các cơ hội cũng như khả năng thực hiện được trình bày trong bảng khác. Nội dung của phương pháp luận là như nhau, chỉ khác biệt ở cách trình bày. 

4.3.2 Nhiệm vụ 8: Lựa chọn các cơ hội có thể thực hiện được 

Ngay sau khi có danh mục các cơ hội SXSH, nhóm sản xuất sạch sẽ phân loại sơ bộ các cơ hội đó theo hạng mục có thể thực hiện ngay, cần nghiên cứu tiếp hoặc loại bỏ. Chỉ cần thực hiện nghiên cứu khả thi với nhóm cơ hội cần nghiên cứu tiếp. Với các cơ hội bị loại, cần nêu lý do. Phiếu công tác số 11 ghi lại kết quả của việc phân loại này. 

Phiếu công tác số 11. Sàng lọc các cơ hội SXSH

Cơ hội

Thực hiện ngay

Nghiên cứu tiếp

Loại bỏ 

1.1.1 

 

 

 

1.1.2 

 

 

 

 

 

 

 

TỔNG 

 

 

 

 

Ví dụ về sàng lọc các cơ hội sản xuất sạch hơn của Công ty Cổ phần bia Hà nội-Hồng Hà

TT

Các giải pháp

Thực hiện ngay GĐ 1

Thực hiện GĐ 2

Cần phân tích thêm

Bị loại bỏ

Lý do

 

1.1.1.

Bịt các lỗ hở chống

chuột

X

 

 

 

 

 

1.1.2.

Các biện pháp diệt

chuột

X

 

 

 

 

 

1.1.3.

Đầu tư si lô

 

X

 

 

 

 

2.1.1.

Lắp hệ thống hút bụi

thu hồi bột gạo, malt

X

 

 

 

 

Lưu ý : cần bám theo số thứ tự của các cơ hội đã được xây dựng để theo dõi trong suốt quá trình triển khai. 

4.4 Bước 4: Chọn lựa các giải pháp SXSH 

Mục đích của bước này nhằm xếp thứ tự ưu tiên thực hiện các giải pháp SXSH dựa trên: 

- Tính khả thi về mặt kỹ thuật - Tính khả thi về kinh tế - Tính tích cực về môi trường 

Các giải pháp SXSH không chỉ đơn thuần là khả thi về mặt kỹ thuật, kinh tế, mà còn cần mang lại lợi ích về mặt môi trường. 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 51 

4.4.1 Nhiệm vụ 9: Phân tích tính khả thi về kỹ thuật 

Phân tích khả thi kỹ thuật của giải pháp SXSH là kiểm tra ảnh hưởng của giải pháp đó đến quá trình sản xuất, sản phẩm, năng suất, an toàn... Trong trường hợp việc thực hiện giải pháp có thể gây ảnh hưởng đáng kể tới sản xuất, thì cần kiểm tra và chạy thử ở quy mô phòng thí nghiệm để xác minh. Các hạng mục kiểm tra, đánh giá kỹ thuật điển hình được đưa ra trong phiếu công tác số 12. 

Các giải pháp được xác định là khả thi về kỹ thuật sẽ được xem xét ở nhiệm vụ tiếp theo (phân tích tính khả thi về kinh tế). Các giải pháp được xác định là không khả thi về kỹ thuật do thiếu công nghệ, thiết bị, diện tích...cần được ghi lại để tiếp tục nghiên cứu. 

Phiếu công tác số 12. Phân tích khả thi về kỹ thuật 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-6

4.4.2 Nhiệm vụ 10: Phân tích tính khả thi về mặt kinh tế 

Tính khả thi về mặt kinh tế là một thông số quan trọng đối với người quản lý để quyết định chấp nhận hay loại bỏ giải pháp SXSH. Phân tích tính khả thi về mặt kinh tế có thể được thực hiện bằng các thông số khác nhau. Đối với đầu tư thấp, thời gian hoàn vốn giản đơn là phương pháp đủ tốt và thường được áp dụng. 

Phiếu công tác số 13 dùng để xác định tính khả thi về kinh tế. Phiếu công tác này cũng có thể sửa đổi để cho thích hợp với các khả năng khác nhau. 

Không nên loại bỏ ngay các giải pháp SXSH không có tính khả thi về mặt kinh tế vì những giải pháp đó có thể có những ảnh hưởng tích cực tới môi trường, vẫn có thể được triển khai thực hiện. 

Phiếu công tác số 13. Phân tích khả thi về kinh tế

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-7  

4.4.3 Nhiệm vụ 11: Đánh giá ảnh hưởng đến môi trường 

Các phương án SXSH phải được đánh giá trên phương diện ảnh hưởng của chúng tới môi trường. Trong nhiều trường hợp, ưu điểm về môi trường là hiển nhiên khi giảm hàm lượng chất độc hại hoặc lượng chất thải. Phiếu công tác số 14 có thể được sử dụng để kiểm tra tác động tích cực về môi trường của một giải pháp. 

Phiếu công tác số 14. Phân tích ảnh hưởng đến môi trường 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-8

4.4.4 Nhiệm vụ 12: Lựa chọn các giải pháp thực hiện 

Sau khi tiến hành đánh giá về kỹ thuật, kinh tế và môi trường, bước tiếp theo là lựa chọn các phương án thực hiện. Rõ ràng rằng những phương án hấp dẫn nhất là những phương án có lợi về tài chính và có tính khả thi về kỹ thuật. Tuy nhiên, tuỳ theo môi trường kinh doanh của doanh nghiệp mà tác động môi trường có ảnh hưởng nhiều hay ít đến quá trình ra quyết định. Phiếu công tác số 15 hỗ trợ việc xem xét thứ tự ưu tiên này. 

Phiếu công tác số 15. Lựa chọn các giải pháp SXSH để thực hiện 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-9

4.5 Bước 5: Thực hiện các giải pháp SXSH 

Mục đích của bước này nhằm cung cấp công cụ lập kế hoạch, triển khai và theo dõi kết quả của việc áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn đã được xác định. 

Các giải pháp đã được lựa chọn cần đưa vào thực hiện. Song song với các giải pháp đã xác định này, có một số các giải pháp có chi phí thấp hoặc không cần chi phí, có thể được thực hiện ngay sau khi được đề xuất (như bịt rò rỉ, khoá van khi không sử dụng...). Với các giải pháp còn lại, cần có một kế hoạch thực hiện một cách có hệ thống. 

4.5.1 Nhiệm vụ 13: Chuẩn bị thực hiện 

Các giải pháp được chọn đã có thể đưa vào thực hiện. Trong số đó có một số giải pháp đặc biệt như có chi phí thấp hoặc không mất chi phí có thể được thực hiện nhanh chóng sau khi chúng được quyết định. Để chuẩn bị thực hiện cần lập phiếu công tác số 16 giúp cho việc thực hiện được khoa học và đánh giá ngay được những lợi ích mà chúng đem lại. Các lợi ích mà giải pháp đem lại được theo dõi duy trì trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành dự án. 

Phiếu công tác số 16. Kế hoạch thực hiện 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-10

4.5.2 Nhiệm vụ 14: Thực hiện các giải pháp 

Các nhiệm vụ phải thực hiện bao gồm chuẩn bị các bản vẽ và bố trí mặt bằng, tận dụng hoặc chế tạo các thiết bị, lắp đặt và bàn giao. Phải đồng thời tuyển dụng và huấn luyện nhân sự để sẵn sàng sử dụng khi cần. Một tính toán có tốt đến đâu cũng có thể không thành công nếu thiếu những người thợ lành nghề, được huấn luyện một cách đầy đủ. 

Phiếu công tác số 17 có thể được sử dụng để ghi lại kết quả trong quá trình triển khai các giải pháp được lựa chọn. 

Phiếu công tác số 17. Các giái pháp đã thực hiện 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-11

4.5.3 Nhiệm vụ 15: Quan trắc và đánh giá các kết quả 

Các giải pháp đã được thực hiện cần được giám sát và đánh giá. Các kết quả thu được cần phải sát với những gì đã được dự tính và những phác thảo trong đánh giá kỹ thuật. Nếu như kết quả thực tế không đạt được tốt như dự tính thì nên tìm hiểu nguyên nhân vì sao. Có thể sử dụng phiếu công tác 17 hoặc tổng hợp kết quả thu được trong phiếu công tác 18 khi có nhiều giải pháp không tách biệt được lợi ích thu được. 

Phiếu công tác số 18. Kết quả chương trình đánh giá SXSH 

san-xuat-bia--huong-dan-san-xuat-sach-hon-12

4.6 Bước 6: Duy trì SXSH 

Mục đích của bước này nhằm cung cấp các yếu tố ảnh hưởng đến việc duy trì thành công đã đạt được. 

Việc duy trì củng cố chương trình SXSH thực sự là một thách thức. Việc cần phải làm là hợp nhất chương trình SXSH với quy trình sản xuất bình thường của doanh nghiệp. Chìa khóa cho thành công lâu dài là phải thu hút sự tham gia của càng nhiều nhân viên càng tốt, cũng như có một chế độ khen thưởng cho những người đặc biệt xuất sắc, làm cho SXSH trở thành một hoạt động liên tục trong nhà máy. 

Nhiệm vụ 16: Duy trì SXSH 

Sự cố gắng cho SXSH không bao giờ ngừng. Luôn luôn có những cơ hội mới để cải thiện sản xuất và cần phải thường xuyên tổ chức việc đánh giá lại SXSH. 

Nhóm đánh giá SXSH tại nhà máy sản xuất bia cần lựa chọn một chiến lược để tạo sự phát triển sản xuất bền vững và ổn định cho nhà máy. Chiến lược này bao gồm những nội dung sau: 

- Bổ nhiệm một nhóm làm việc lâu dài về đánh giá SXSH, trong đó có 

những người đứng đầu là cấp lãnh đạo của nhà máy. 

- Kết hợp các cố gắng SXSH với kế hoạch phát triển chung của nhà máy. 

- Phổ biến các kế hoạch SXSH tới các phòng ban của nhà máy. 

- Tạo ra một phương thức cân nhắc tác động của các dự án mới và các công tác cải tổ về SXSH trong nhà máy. Các dự án và những thay đổi cũng có thể dẫn tới làm tăng ô nhiễm hay giảm hiệu quả trong công việc sử dụng nguyên vật liệu và năng lượng trong nhà máy. 

- Khuyến khích nhân viên có những sáng kiến mới và những đề xuất cho cơ 

hội SXSH. 

- Tổ chức các tập huấn cho cán bộ và các lãnh đạo nhà máy. 

Ngay sau khi triển khai thực hiện các giải pháp SXSH, nhóm chương trình SXSH nên quay trở lại bước 2: Phân tích các bước thực hiện, xác định và chọn lựa công đoạn lãng phí nhất tiếp theo trong nhà máy. Chu kỳ này tiếp tục cho tới khi tất cả các công đoạn được hoàn thành và sau đó bắt đầu một chu kỳ mới. 

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 57 

5 Các yếu tố cản trở và hỗ trợ SXSH bền vững 

5.1 Các yếu tố cản trở 

Mặc dù hầu hết các đánh giá SXSH đều dẫn đến doanh thu tăng, tác động xấu tới môi trường giảm và có các sản phẩm tốt hơn. Tuy nhiên, những cố gắng SXSH có thể bị giảm dần hoặc biến mất sau giai đoạn hứng khởi ban đầu. 

Những yếu tố gây tác động xấu cho chương trình SXSH thường bao gồm: 

- Các trở ngại về tài chính trong việc thực hiện một số các phương án mong muốn, điều này đã dẫn tới giả thiết đáng lo ngại là không nên làm các đánh giá SXSH nếu như không có vốn để thực hiện các phương án. 

- Có những thay đổi trong trách nhiệm của các thành viên của nhóm dẫn tới 

một sự gián đoạn và mai một kiến thức của nhóm SXSH. 

- Các thành viên của nhóm chương trình SXSH đi lạc đề sang các nhiệm vụ 

khác mà họ cho là khẩn cấp hơn. 

- Tham vọng quá nhiều dẫn tới việc rất nhiều phương án cùng được thực 

hiện một lúc, làm mệt mỏi nhóm công tác. 

- Khó khăn trong việc làm cân bằng các hệ số về kinh tế của các giải pháp 

SXSH. 

- Thiếu chuyên nghiệp và kinh nghiệm. 

5.2 Các yếu tố hỗ trợ thực hiện thành công SXSH 

- Sự hiểu biết đầy đủ và cam kết của các lãnh đạo nhà máy trong việc thực hiện SXSH. 

- Có sự trao đổi giữa tất cả các cấp của công ty về những mục tiêu và lợi 

ích của SXSH. 

- Cần có một chính sách rõ ràng của công ty và những ưu tiên về đầu tư 

cho SXSH và kiểm soát môi trường. 

- Cần nâng cao trách nhiệm thực hiện SXSH, với các mục tiêu không thay đổi, luôn xem xét lại quá trình tiến hành và phương thức thực hiện, trên cơ sở thực hiện chiến lược phát triển công ty. 

- Tích hợp và hành động hài hòa với các hệ thống quản lý chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, hệ thống quản lý chất lượng, hệ thống quản lý môi trường, an toàn lao động và phòng chống cháy nổ. Lợi ích của tất cả các hệ thống mang lại nằm trong sự thống nhất của mục đích và hành động. 

Một triết lý SXSH phải được đề cao trong nội bộ công ty là sự hợp nhất trong các hoạt động. Cho tới nay tất cả các chương trình SXSH thành công đều thực hiện theo nguyên tắc này. 

Sưu tầm và biên soạn bởi: Valve Men Team./.