Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình xử lý nước thải sản xuất bia bằ...

Tài liệu Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình xử lý nước thải sản xuất bia bằng thiết bị uasb thu biogas

.PDF
106
176
52

Mô tả:

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học Bách khoa hà nội  LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải sản xuất Bia bằng thiết bị UASB thu Biogas Nguyễn Thị Lợi Hà nội 2005 Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học Bách khoa hà nội  LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải sản xuất Bia bằng thiết bị UASB thu Biogas Ngành: Công nghệ Môi trường Nguyễn Thị Lợi Nguời hướng dẫn khoa học: PGS- TS Nguyễn Thị Sơn Hà nội 2005 Lời cảm ơn Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS - TS Nguyễn Thị Sơn - Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian qua. Được làm việc với cô là một vinh dự cho tôi. Cô đã truyền cho tôi niềm say mê nghiên cứu khoa học, sự ham học hỏi cũng như rất nhiều những kinh nghiệm làm việc quý báu. Tác giả xin trân trọng cảm ơn tất cả các thầy, cô, bạn bè trong viện Khoa học và Công nghệ môi trường, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực tập. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Công ty Cổ phần Bia Nghệ An đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đợt đi thực tế tại quý Công ty. Xin cảm ơn Trung tâm quan trắc - Phân tích Môi trường Biển HảI Quân nơi tôi làm việc đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi học tập và hoàn thành tốt luận văn. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bè bạn và những người thân yêu của tôi đã không ngừng động viên quan tâm và khích lệ tôi . Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà nội tháng 10/2005 Tác giả Nguyễn Thị Lợi MỤC LỤC Trang Mở đầu Chương 1. Tổng quan về công nghệ sản xuất bia 1.1 Hiện trạng và xu thế phát triển của ngành sản xuất bia. 3 1.1.1 Tình hình sản xuất bia ở trên thế giới. 3 1.1.2 Tình hình sản xuất vãu thế phát triển của ngành bia ở Việt nam. 5 1.2 Tổng quan chung về công nghệ sản xuất bia 7 1.2.1 Công nghệ sản xuất bia 7 1.2.2 Công nghệ sản xuất tại Công ty Cổ phần bia Nghệ An 13 1.3 Các chất thải từ công nghệ sản xuất bia và hiện trạng xử lý 15 1.3.1 Thành phần các chất thải 15 1.3.2 Công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia đã được ứng dụng trong nước 19 1.3.3 Hiện trạng xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần Bia Nghệ An 23 Chương 2. Cơ sở lý thuyết và các dạng xử lý 2.1 2.2 2.3 sinh học yếm khí Cở sở sinh học của quá trình xử lý yếm khí 26 2.1.1 Đặc trưng của qúa trình xử lý yếm khí 26 2.1.2 Cơ chế của quá trình 26 2.1.3 Tác nhân sinh học của quá trình phân giải yếm khí 30 Động học của vi sinh vật 32 2.2.1 Quy luật phát triển của vi sinh vật trong môi trường 32 2.2.2 Động học của quá trình phát triển vi sinh vật 34 Các yếu tố ảnh hưởng tới qúa trình xử lý yếm khí 36 2.3.1 Nhiệt độ 36 2.3.2 pH 37 2.3.3 Nồng độ cơ chất 37 2.3.4 ảnh hưởng của tải trọng chất hữu cơ đầu vào (Tk, kgCOD/m3 38 ngày) và thời gian lưu. 2.3.5 Thế oxy hoá khử ( hàm lượng H2 ) trong giai đoạn tạo axit axetic. 39 2.3.6 ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng 40 2.3.7 ảnh hưởng của các chất độc với vi khuẩn metan 40 Các dạng thiết bị xử lý yếm khí 2.4 44 2.4.1 Thiết bị yếm khí tiếp xúc 44 2.4.2 Thiết bị yếm khí giả lỏng 45 2.4.3 Thiết bị yếm khí dạng tháp đệm 45 2.4.4 Thiết bị yếm khí 2 giai đoạn 46 2.4.5 Thiết bị UASB 47 Chương III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. Mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu 3.1 51 3.1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu. 51 3.1.2 Đối tượng nghiên cứu 51 3.1.3 Phương pháp phân tích 53 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.2 59 3.2.1 Kết quả khảo sát nước thải Công ty Cổ phần bia Nghệ An 59 3.2.2 Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xử lý nước thải 62 bằng thiết bị UASB 3.2.2.1 ảnh hưởng của tải lượng đầu vào và tải trọng COD đến hiệu quả xử lý 62 thu Biogas 3.2.2.2 ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý và hiệu suất thu Biogas 67 3.2.2.3 ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý và hiệu suất thu Biogas 71 3.2.2.4 ảnh hưởng của nguyên tố vi lượng đến hiệu quả xử lý và hiệu suất thu Biogas 75 3.2.3 Đánh giá khả năng và phạm vi áp dụng hệ thống UASB trong công 79 nghệ môi trường Chương 4: Thiết kế hệ thống xử lý yếm khí cho công ty Cổ phần Bia Nghệ An. 4.1 Mục tiêu thiết kế 81 4.2 Tính toán thiết kế 81 Kết luận 88 Tài liệu tham khảo 91 Phụ lục Các ký hệu viết tắt N : Tổng nitơ P : Tổng phốt pho ., : Hằng số tốc độ sinh trưởng , tốc độ sinh trưởng riêng cực đại (giờ -1). max S : Nồng độ cơ chất (mg/l). Ks : Hằng số bán vận tốc (nồng độ cơ chất giới hạn). rg : Tốc độ sinh trưởng của tế bào (mg/l.ngày). rsu : Tốc độ dùng cơ chất (mg/l.ngày). Y : Hệ số tạo sinh khối từ cơ chất. BOD : Nhu cầu oxi hoá sinh học. COD : Nhu cầu oxy hóa học . TS, SS : Tổng chất rắn, tổng chất rắn lơ lửng UASB : Upflow Anaerobic Sluge Blanket Tk : Tải trọng khối YCOD : Hiệu quả khử COD (%) YBiogas : Hiệu suất thu Biogas CODCH Lượng COD chuyển hoá -1- MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, Việt nam là một quốc gia phát triển mạnh mẽ về kinh tế. Đời sống của người dân không ngừng được nâng cao. Chính vì thế các nhu cầu về hưởng thụ giải trí ngày một gia tăng. Một trong những loại nước giải khát được ưa chuộng nhất đó chính là bia. Để đáp ứng yêu cầu của thị trường các cơ sở sản xuất bia đã không ngừng mở rộng sản xuất đồng thời nâng cao về chất lượng sản phẩm. Mở rộng sản xuất đồng nghĩa với việc tạo ra một lượng chất thải rất lớn Sản xuất bia là một ngành có định mức tiêu thụ nước khá lớn, nguồn nước thải do sản bia có độ ô nhiễm hữu cơ cao. Nhưng việc xử lý nước thải trong sản xuất bia hiện nay vẫn chưa được các cơ sở sản xuất quan tâm đúng mức. Công ty Cổ phần Bia Nghệ An là một doanh nghiệp khá thành công trong giai đoạn hiện nay. Công ty đã không ngừng đổi mới công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó việc bảo vệ môi trường cũng đã được Công ty quan tâm. Để giảm bớt được phần nào tác động của nước thải tới môi trường Công ty cũng đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải và xử lý có hiệu quả từ năm 1996. Tuy nhiên gần 10 năm qua, sản lượng bia của Công ty đã tăng rất nhanh: từ 10 triệu lít/năm (1996) lên 28,4 triệu lít/năm (2004). Vì vậy, hệ thống xử lý nước thải đã không đáp ứng được yêu cầu xử lý theo tiêu chuẩn môi trường đặt ra, do đó việc phân luồng dòng thải, thiết kế hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải là rất cần thiết, đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường. Đề tài "Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải sản xuất bia bằng thiết bị UASB thu Biogas'' nhằm mục đích góp phần vào việc hoàn thiện công nghệ trong xử lý nước thải sản xuất bia của -2- Công ty Cổ phần bia Nghệ An, góp phần phát triển sản xuất một cách bền vững và thực thi tốt luật bảo vệ môi trường. Nội dung của luận văn bao gồm 4 chương: • Chương 1: Tổng quan về công nghệ sản xuất bia. • Chương 2: Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý sinh học yếm khí. • Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. • Chương 4: Thiết kế hệ thống xử lý yếm khí cho nước thải của Công ty Cổ phần Bia Nghệ An. -3- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 1.1. Hiện trạng và xu thế phát triển của ngành sản xuất bia. 1.1.1. Tình hình sản xuất bia trên thế giới. Vào năm 4000 trước công nguyên ở Mesopotamia - một thành phố cổ của Ai Cập cổ đại đã có loại nước uống giải khát mà tất cả mọi người đều rất thích - đó chính là bia. Như vậy, bia đã được sản xuất từ rất xa xưa, nhưng mãi cho đến thế kỷ XIX, khi Louis Pasteur nghiên cứu thành công về các quá trình lên men và Christian Hansen (người Đan Mạch) phân lập được nấm men thì việc sản xuất bia có một bước đột phá lớn và đến lúc này mới thực sự trở thành một ngành công nghiệp sản xuất loại đồ uống hảo hạng. Mỹ và Đức được đánh giá là hai quốc gia có sản lượng bia cao nhất trên thế giới (trên 1 tỷ lit/năm) [31]. Châu Âu, khu vực có nhiều quốc gia có nền kinh tế phát triển như: Đức, Pháp, Hà Lan, Ý, Anh.. là khu vực sản xuất và tiêu thụ bia nhiều nhất trên thế giới. Đức là một quốc gia có nền công nghiệp lâu đời nhất thế giới và cũng đã sản xuất được rất nhiều loại bia nổi tiếng, được nhiều người ưa thích. Tổng tiêu thụ trên đầu người của Đức là 125,3 lit/người vào năm 2000 và 121,5 lit/người vào năm 2002. Sản lượng bia sản xuất là 10,83 tỷ lít và xuất khẩu 1105,6 triệu lít (năm 2002) [31]. Tại Ý, sản lượng bia đạt 1,22 tỷ lit trong năm 1998. Mặc dù sản lượng bia của Ý thấp hơn so với các nước Châu Âu khá nhiều, nhưng mức tiêu thụ trên đầu người rất cao nên Ý phải nhập khẩu bia, trung bình đạt 368 triệu lit/năm. Bia được nhập từ các nước như: Đức (159,4 triệu lit), Hà Lan (45,47 triệu lit), Anh (36,2triệu lit), Đan Mạch (35,7 triệu lit). Tuy nhiên, Ý cũng xuất -4- khẩu một lượng nhỏ bia 37,3 triệu lit/năm. Các nước nhập khẩu bia Ý đó là Hy Lạp, Tây Ban Nha, Bỉ , Albani, và Mỹ. Tại Châu Mỹ, tổng sản lượng bia xuất khẩu tăng 0,4 % năm 2003 ở một số quốc gia như Colombia, Argentina. Mỹ là một thị trường bia rất sôi động chỉ thua Trung Quốc, sản lượng bia sản xuất ra đạt 23,4 tỷ lít với mức tiêu thụ bình quân đầu người đạt 85 lit/người/ năm. Trong tương lai không xa Mỹ có khả năng vượt Trung Quốc về sản lượng bia [11]. Thị trường tiêu thụ trên toàn thế giới có chiều hướng chuyển dịch đáng kể: năm 2003 Châu Phi, Trung Đông đạt 5% . Dự báo năm 2005 vẫn sẽ giữ ổn định. Châu Mỹ đạt 34%(năm 2003) và giảm xuống còn 30% (năm 2005). Châu Âu đạt 33% năm 2003 và sẽ giữ nguyên vào năm 2005. Châu Á Thái Bình Dương đạt 28% (2003) và tăng lên 32% (2005) [12]. Cùng với sự gia tăng dân số cũng như với sự tăng trưởng vượt bậc về kinh tế, một số nước Châu Á được xem là một thị trường tiêu thụ đầy tiềm năng. Trung Quốc là một trong những quốc gia tiêu thụ nhiều bia nhất thế giới. Năm 2003, Trung Quốc đạt sản lượng là 26 tỷ lit bia với mức tiêu thụ bình quân 20,1 lit/người/năm. So với một số quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc, thì sản lượng bia năm 2003 của Việt Nam cũng chỉ đạt vào mức trung bình 12.950 nghìn lit. Chính sự phát tiển kinh tế mạnh mẽ của một số quốc gia trong khu vực Asean đã tạo một thị trường tiêu thụ đầy tiềm năng. Việt Nam chỉ đứng hàng thứ 3 về mức tiêu thụ bia sau Philippines (15.040 triệu lit), và Thái Lan (14.500 triệu lit). Một số quốc gia như Campuchia, Myanma, Lào, Bruney đều có mức tiêu thụ < 50 triệu lit/năm. Để thúc đẩy công nghiệp sản xuất bia, các nước khu vực Châu Á đã có những chính sách mở rộng giao lưu, trao đổi thị trường và rất nhiều biện pháp công nghệ khác nhằm mục đích nâng cao sản lượng và chất lượng sản phẩm [12]. -5- Bảng 1.1: Sản lượng và mức tiêu thụ bia ở một số quốc gia Châu Á[12]. TT Quốc gia Trung Quốc Sản lượng bia năm 2003 (triệu lít) 26.000 Tiêu thụ bình quân năm 2005 (l/người/năm) 20,1 Sản lượng dự kiến năm 2209 (triệu lít) 34.500 1 2 Nhật Bản 4000 31 3.800 3 Hàn Quốc 1.7753 37 1.958 4 Philippines 1.450 17 1.950 5 Thái Lan 1.452 25 1.955,4 6 Việt Nam 1.295 13 1.750 7 Ấn Độ 68 1 91 8 Đài Loan 49,1 22 53 9 Indonesia 138,6 1 101,65 10 Singapore 67 15 78,4 1.1.2. Tình hình sản xuất bia và xu thế phát triển của ngành bia ở Việt Nam. Bia được sản xuất tại Việt nam cách đây trên 100 năm tại 2 nhà máy bia lâu đời và nổi tiếng là nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội. Vào năm 1875 nhà máy bia đầu tiên ở Việt Nam được xây dựng tại Chợ Lớn đã đánh dấu một bước phát triển cho ngành công nghiệp sản xuất bia sau này. Nhà máy bia này do một người Pháp có tên là Victor Laruen làm chủ và sau đó phát triển mạnh mẽ thành Công ty bia Sài Gòn hiện nay. Sản lượng ban đầu của nhà máy chỉ là 20 - 25 triệu lít/năm. Sau đó tăng dần lên 30-40 triệu lít/năm (vào năm 1945- 1954), rồi tăng lên tới 140 triệu lít/năm trong giai đoạn 1972- 1973. Vào năm 2001 Công ty bia Sài Gòn đã đạt 242 triệu -6- lít/năm và nộp vào ngân sách nhà nước 1.305 tỷ đồng. Năm 2005 nhà máy sẽ mở rộng thêm một nhà máy với công suất đạt 100 triệu lít/năm. Các sản phẩm của công ty ngày nay như Bia 333, Bia Sài gòn Special. Bia Sài gòn đã trở sản phẩm quen thuộc với những người dân và các thị trường khó tính nhất trên thế giới như: Nhật Bản, Hông Kông, Singapore, Hoa kỳ và EU [1]. Ra đời sau công ty bia Sài Gòn là Công ty bia Hà Nội, mà tiền thân là nhà máy bia hà Nội do một người Pháp sáng lập vào năm 1889 tại làng Ngọc Hà với sản lượng ban đầu là 150 lít/ngày. Những năm gần đây Công ty bia Hà nội đã không ngừng phát triển công suất và đổi mới dây chuyền thiết bị để tăng công suất từ 50 triệu lít/năm lên 100 triệu lít/năm. Sản lượng bia bình quân ở Việt Nam đã không ngừng tăng nhanh: năm 1984 sản lượng đạt 84,5 triệu lít/năm đã tăng lên gấp đôi (168,5 triệu lít/năm) vào năm 1992. Tại thời điểm năm 1992, Việt Nam đã có 38 cơ sở sản xuất với công suất lớn hơn 0,5 triệu lít/năm. Đến năm 1993 có thêm 3 nhà máy liên doanh với nước ngoài có công suất 30 triệu lít/năm, và 11 cơ sở với công suất từ 1- 3 triệu lít/năm được đầu tư nhờ vậy sản lượng bia lên một cách đáng kể (khoảng 200 triệu lít/năm). Năm 1994 sản lượng bia đã tăng lên 300 triệu lít/năm. Năm 1995 đạt 500 triệu lít/năm với tốc độ tăng trưởng 16,8%, năm 1996 đạt xấp xỉ 600 triệu lít/năm. Theo thống kê của Hiệp hội bia rượu và nước giải khát Việt Nam, năm 2001 sản lượng bia tiêu thụ toàn ngành đạt 803,2 triệu lít/năm tăng 11% so với năm 2000, bình quân tiêu thụ 9-10 lít/người/năm. Sản lượng bia năm 2002 là 893 triệu lít [1]. Hiện nay do nhu cầu thị trường, chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư, mở rộng các nhà máy đã có và xây dựng các cơ sở sản xuất bia mới của trung ương và địa phương, các nhà máy liên doanh với các hãng bia nước ngoài. Đến nay trong cả nước có 469 nhà máy và các cơ sở sản xuất bia, trong đó -7- gồm 2 Công ty quốc doanh Trung ương, 6 Công ty liên doanh với nước ngoài, 461 cơ sở sản xuất bia địa phương, tư nhân, cổ phần...(chiếm 98,29% tổng số cơ sở). Theo quy hoạch, ở phía Nam từ năm 2003- 2005 đã hoàn tất việc xây dựng mới một nhà máy bia tại Củ Chi thuộc Tổng Công ty Rượu- Bia- Nước giải khát Sài Gòn với công suất 100 triệu lít/năm và có khả năng mở rộng lên 300 triệu lít trong những năm tiếp theo. Còn ở phía Bắc năm 2005 sẽ xây dựng thêm một nhà máy bia thuộc tổng Công ty bia Hà nội với công suất 100 triệu lít/năm và có khả năng mở rộng 200 triệu lít/năm trong những năm tiếp theo [12]. Công nghiệp sản xuất bia đang là ngành tạo ra nguồn thu lớn cho ngân sách nhà nước và có hiệu quả kinh tế cao. Trong những năm gần đây với tốc độ phát triển mạnh của nền kinh tế, mức sống tăng nên nhu cầu về mức tiêu thụ bia cũng tăng đáng kể. Theo dự báo năm 2005 sản lượng bia sản xuất tại Việt nam sẽ đạt tới 1.295 triệu lít/năm và đến năm 2020 sản lượng bia sẽ là 2.100 triệu lít/năm. Mức bình quân tiêu thụ lượng bia tính theo đầu người vào năm 2005 là 13 lit/người /năm. Đến năm 2020 sẽ tăng lên gấp đôi khoảng 25 lit/người /năm. 1.2 Tổng quan chung về công nghệ sản xuất bia 1.2.1 Công nghệ sản xuất bia. 1.2.1 .1 Nguyên liệu sản xuất: Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính gồm Malt, gạo tẻ, hoa hublon, nước, nấm men và một số phụ liệu khác. ❖ Malt: là hạt đại mạch nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Trong quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzym hình thành và tích tụ trong hạt đại mạch, trong đó chủ yếu là nhóm enzym amylaza, ngoài ra còn có proteaza và các enzym khác. Các enzym trong đại mạch là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit, protein trong malt thành nguyên -8- liệu mà nấm men có thể sử dụng để lên men (các loại đường, axit amin tự do, vitamin). Hạt đại mạch chứa 4-5% độ ẩm, 76% độ hòa tan. Thành phần hóa học chủ yếu là tinh bột (khoảng 58%) và protein (10%)) [2]. Bảng 1.2 : Thành phần hóa học của malt và gạo tẻ [2]. Thành phần Malt Gạo tẻ Hàm ẩm 45 12 Độ hòa tan 76 76 Tinh bột 58 75 Đường khử 4 - Saccaroza 5 - Chất béo 2,5 1 1,5 Protein 10 8 Pentoza hoà tan 1 - Khoáng 2,5 1  1,2 Xơ 6 0,5  0,8 ❖ Gạo tẻ: được sử dụng dưới dạng thế liệu nhằm tận dụng tối đa hoạt lực enzim của Malt giảm bớt chi phí sản xuất. Tỷ lệ sử dụng tuỳ thuộc vào loại và chất lượng khoảng 30% 40% gạo và 60%  70% Malt. Gạo tẻ với 76% độ hòa tan và 12 % độ ẩm là nguyên liệu rất có sẵn trong trong nước, giá thành rẻ. Thành phần hoá học chủ yếu là tinh bột chiếm (75%) và protein (8%). ❖ Hoa hublon: có chứa các chất thơm, chất có vị đắng đặc trưng. Nhờ đó bia có vị dễ chịu, có hương thơm đặc trưng, giúp bọt lâu tan và bền -9- khi được bảo quản. Thành phần hoá học của hoa hublon chủ yếu là các glycozit (chất đắng 15 21%) và các hợp chất protein. Bảng 1.3: Thành phần hóa học của hoa Hublon (tính theo % chất khô) [2] Thành phần Tỷ lệ % trong hoa hublon 1 Nước 11 23 2 Chất đắng 15 21 3 Polyphenol 2,5 6 4 Chất khoáng 5 8 5 Protein 15 21 6 Tinh dầu thơm 0,3 1 7 Xenluloza 12 14 8 Các hợp chất khác 26 28 ❖ Nước nguyên liệu: nước là một nguyên liệu quan trọng, chất lượng bia phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nguồn nước cấp. ❖ Nấm men: đóng vai trò chính quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của nấm men chính là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm, quá trình chuyển hóa này lại gắn liền với sự tham gia của hệ enzym trong tế bào nấm men do đó việc nuôi cấy để thu được canh trường nấm men có hoạt lực cao và thuần khiết là một khâu kỹ thuật hết sức quan trọng. Hai chủng nấm men thường được dùng trong sản xuất bia là Saccharomyces ellipsoides và Saccharomyces carlsbergensis. Chúng là - 10 - những chủng nấm men lên men ở nhiệt độ thấp, lắng ở đáy thiết bị nên làm trong bia rất thuận lợi cho việc tách sinh khối nấm men và có thể dùng làm men giống cho các đợt sản xuất tiếp theo. ❖ Các phụ liệu trong sản xuất bia: ngoài các nguyên liệu chính công nghệ sản xuất bia còn sử dụng một số phụ liệu khác nhằm tạo ra sản phẩm bia chất lượng cao như : • Caramel: bổ sung màu cho bia. • Muối hạt: CaSO4, CaCO3 được sử dụng trong sản xuất bia nhằm tăng hiệu quả làm sạch bia (loại bỏ các cặn gây đục cho bia). • Các loại trợ lọc: bao gồm trợ lọc thô, trợ lọc mịn, giấy lọc. • Các chất khử trùng: dùng để thanh trùng định kỳ các thiết bị lên men, dụng cụ chứa đựng, tránh tạp nhiễm làm giảm chất lượng bia. 1.2.1 .2 Công nghệ sản xuất bia. - Bao gồm 4 công đoạn chính sau: Công đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu- hồ hoá. Công đoạn 2: Hồ hoá, đường hoá nguyên liệu và nấu hoa... Công đoạn 3: Lên men (chính- phụ).. Công đoạn 4: Lọc trong bia- chiết chai. ❖ Chuẩn bị nguyên liệu: nguyên liệu gạo, malt đạt tiêu chuẩn được xay nghiền khô và ướt, với khối lượng đúng theo công thức nấu cho từng loại bia. Nếu nghiền khô, bột được ngâm trương trước khi nấu. ❖ Hồ hoá - đường hoá- nấu hoa: nguyên liệu (malt) và thế liệu (gạo ) được dịch hoá và đường hoá. Bột gạo được hồ hoá và dịch hoá trong nồi nấu cháo. Để tránh khê khét, 10% Enzym được bổ sung vào công đoạn này. Sau đó khuấy đều và mở van cấp hơi nâng nhiệt độ nồi cháo từ từ lên tới 900C để trong 20 phút rồi nâng lên 1000C trong 30phút. Khi tinh bột được hồ hoá hoàn toàn đạt chất lượng được chuyển vào nồi đường hóa. Quá trình - 11 - đường hoá Malt và hồ tinh bột có bổ sung Enzym được thực hiện trong nồi đường hoá ở nhiệt độ 750C trong 4 h. Sản phẩm của quá trình này là dịch đường. Quá trình lọc dịch đường được thực hiện bằng máy lọc ép khung bản Bã malt hèm được rửa bằng nước nóng 750 800C sao cho độ sót của đường còn lại trong bã < 1% là đạt. Sau đó dịch đường được bổ sung hoa hoặc cao hublon và nâng nhiệt độ lên  1000C đây là công đoạn nấu hoa. Sau nấu hoa dịch đường được bơm sang thùng xoáy lốc để tách bã hoa và cặn lắng, rồi đưa làm lạnh nhanh để hạ đến nhiệt độ cần thiết cho quá trình lên men. ❖ Lên men: đây là quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. Dịch đường sau nấu hoa sau khi được làm lạnh, bổ sung nấm men và sục khí cấp O2 sao cho độ oxy hoà tan đạt 8 mg/lit giữ trong 2 h để nấm men phát triển sao cho hàm lượng nấm men đạt 100  120 triệu tế bào/lit, tiếp đến chuyển sang tank lên men. Tại đây xảy ra 2 quá trình lên men chính và phụ trong cùng một thiết bị nhưng ở nhiệt độ khác nhau. • Giai đoạn lên men chính: nhiệt độ trong các tank lên men sẽ được giữ 160C 0,20C, áp suất sẽ được điều chỉnh ổn định. Thời gian lên men được thực hiện từ 5 8 ngày.Trong giai đoạn lên men chính này, dịch đường sẽ được chuyển hoá thành rượu etylic (C2H5OH) và Nấm men, t0 CO2. C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 • Giai đoạn lên men phụ: được thực hiện ở nhiệt độ 10C. Mục đích của giai đoạn này là lắng trong, bão hoà CO2 tạo hương đặc trưng cho bia. Quá trình lên men thu được 2 thành phần chính là C2H5OH và CO2 đồng thời tạo ra hương vị đặc trưng cho bia. ❖ Lọc trong, chiết chai: Sản phẩm sau quá trình lên men còn chứa nấm men và cặn lơ lửng khuếch tán từ nguyên liệu. Để đạt tiêu chuẩn về độ - 12 - trong, bia được lọc bằng máy ép khung bản với chất trợ lọc là Diatomit. Sau lọc bia được hạ nhiệt độ xuống 450C để bão hào CO2. Đối với dây chuyền bia hơi, bia thành phẩm được chuyển qua đường ống tới máy chiết keg. Máy này thực hiện 2 chức năng rửa két và chiết bia. Đối với sản phẩm là bia chai, bia thành phẩm sẽ được đóng vào các chai đã được rửa sạch theo băng chuyền đến giai đoạn dập nút, rồi thanh trùng để bảo quản sản phẩm, dán nhãn mác, chụp giấy bạc bảo hiểm và đóng hộp, nhập kho. - 13 - ❖ Nước cấp để rửa sàn, thiết bị Gạo Malt Chuẩn bị nguyên liệu Nước công nghệ Enzym Hơi Nấu - đường hoá Lọc trong Bã Malt Nấu hoa Hoa houblon Hơi Tách bã hoa-lắng cặn Nước Nước làm làm lạnh lạnh Nước nóng cho hạ nhiệt độ rồi tuần hoàn Làm lạnh Bã hoa, cặn Máy lạnh Dung môi chất làm lạnh Nấm men Lên men chính, phụ CO2 Lọc trong Trợ lọc Cặn lọc Bão hoà CO2 Chiết chai, lon Bia rơi vãi Bia sản phẩm Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất bia kèm dòng thải . Nước thải - 14 - 1.2.2 Công nghệ sản xuất bia tại Công ty Cổ phần Bia NghệAn. Công ty Cổ phần Bia Nghệ An được thành lập từ tháng 3/1978 tiền thân là nhà máy nước ngọt Vinh. Năm 1993 nhà máy đã nhập ngoại trọn gói dây chuyền sản xuất bia nổi tiếng của Đan Mạch có công suất 6 triệu lit bia chai/năm. Cùng với việc cổ phần hóa Công ty đã nâng cấp mở rộng quy mô lắp đặt mới 12 tank lên men loại 36 m3/tank, nâng sản lượng bia lên lớn hơn 15,4 triệu lít bia/năm. Năm 2002 Công ty đã đầu tư thêm hệ thống nấu bia hơi hiện đại đạt công suất cao nhất 165.000 lit nha/ngày với mức tự động hoá <90% và bổ sung 1 nồi hơi chạy dầu FO với công suất 10 tấn hơi/giờ. Năm 2003, Công ty đầu tư thêm mới 9 tank lên men loại 116 m3/tank, thay thế hệ thống làm lạnh tiên tiến, đồng thời cải tiến và bổ sung giàn bay hơi, ngưng tụ bình glycol hệ lạnh VIDA, đầu tư bổ sung 1 hệ thống thu hồi CO 2 công suất 100-150 kg/h, bổ sung 1 máy nén khí công suất 100-120 m3/giờ và đưa sản lượng bia đạt 28,2 triệu lít bia/năm. Hệ thống thiết bị của Công ty ❖ Hệ thống nấu: hiện nay có 2 dây chuyền nấu bia • Dây chuyền bia VIDA tổng số có 10 nồi nấu, cao điểm có thể nấu 1921 mẻ, mỗi mẻ là 5.500 lit/ ngày. • Dây chuyền nấu bia mới đầu tư có công suất nấu 60.000 lit/ngày, tổng số 13 nồi. ❖ Hệ thống lên men: áp dụng công nghệ tiên tiến, tất cả các tank lên men đều điều khiển nhiệt độ tự động hoàn toàn. Dây chuyền bia VIDA có 4 buồng lên men, với tổng số 22 tank lên men, có dung tích 17.500 lit, dung tích sử dụng là 15.500 lit/tank. Dây chuyền bia do Đan Mạch chế tạo gồm 47 tank lên men dung tích 36 m3/tank.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan