Sản Xuất Sạch Hơn Trong Nhà Máy Bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHÂM – MÔI TRƯỜNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC: KỸ THUẬT BAO BÌ THỰC PHẨM  BÀI BÁO CÁO Đề Tài: Sản Xuất Sạch Hơn Trong Nhà Máy Bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh GVHD:Th.s Vũ Hải Yến Lớp 13DTP0506 Nguyễn Ngọc Vân Anh 1311110152 13DTP06 Nguyễn Hoàng Phi Long 1311110517 13DTP06 Nguyễn Bảo Nhi 1311110633 13DTP05 Nguyễn Thị Thanh Nhi 1311110637 13DTP05 Đồng Ngọc Thế 1311111283 13DTP06 Nguyễn Sĩ Thọ 1311110850 13DTP06 Mục Lục Chương I: SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN HOÀNG QUỲNH 1 1.Tổng quan nhà máy: 1 2.Bố trí mặt bằng nhà máy: 2 3.Các sản phẩm của nhà máy: 2 4.Quy trình sản xuất bia tại nhà máy Hoàng Quỳnh 3 5.Vấn đề môi trường tại cơ sở sản xuất bia 5 Chương II: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 5 A. CHUẨN BỊ 5 1. XAY NGHIỀN: 8 2. CÂN: 8 B. NẤU 8 1. CÔNG ĐOẠN NẤU BIA CÔ ĐẶC 8 a)Nấu malt vàgạo: 8 2. LỌC DỊCH NHA: 9 3. ĐUN SÔI DỊCH ĐƯỜNG VỚI HOULON: 10 4. LẮNG XOÁY VÀ LÀM LẠNH NHANH: 11 C. LÊN MEN 11 1. LÊN MEN CHÍNH: 12 a) Xả cặnhoa 12 b) Thu hồi men và tái sửdụng 12 2. LÊN MEN PHỤ VÀ TÀNG TRỮ BIA: 13 D. HOÀN THIỆN 13 1. LỌC: 13 a) Pha bia: 14 b) Lọc ống: 14 c) Lọc đĩa: 14 d) Lọc tinh: 14 2. BÃO HÒA CO2: 14 3. TÀNG TRỮ: 15 E. THÀNH PHẨM 15 • QUY TRÌNH ĐÓNG CHAI: 15 1. TIẾP NHẬN VỎ CHAI: 16 2. RỬA CHAI: 17 3. KIỂM TRA LẦN 1: 17 4. CHIẾT CHAI: 17 5. ĐÓNG NẮP: 18 6. THANH TRÙNG CHAI: 18 7. KIỂM TRA LẦN 2: 18 8. DÁN NHÃN: 19 9. IN DATE: 19 10. RỬA KÉT: 19 11. XẾP KÉT: 20 • QUY TRÌNH CHIẾT LON: 21 1. CHUYỂN LON TRÊN BĂNG TẢI: 22 2. RỬA LON: 22 3. CHIẾT LON: 22 4. GHÉP MÍ: 22 5. THANH TRÙNG: 23 6. IN DATE: 23 7. KIỂM TRA LON: 23 8. ĐÓNG THÙNG: 23 CHƯƠNG III: THỰC HIỆN SẢN XUẤT SẠCH HƠN 24 Phiếu công tác 1: Các thông tin chung 24 Phiếu công tác 2: Các thông tin thu được 25 Phiếu công tác 3: Sơ đồ công nghệ thể hiện dòng thải 25 Phiếu công tác 4: Hiện trạng quản lý mặt bằng sản xuất 26 Phiếu công tác 5 : Cân bằng nguyên liệu 27 Phiếu công tác 6 : Phân tích dòng thải 28 Phiếu công tác 7: Tóm tắt các dòng thải và khả năng SXSH 28 Phiếu công tác 8: Lựa chọn các phương án SXSH có khả năng thực hiện 32 Phiếu công tác 9: Phân tích tính khả thi về kỹ thuật 40 Phiếu công tác 10: Phân tích tính khả thi về kinh tế 41 Phiếu công tác 11: Phân tích các khía cạnh môi trường 44 Phiếu công tác 12:Điểm lựa chọn cho các biện pháp SXSH 46 Phiếu công tác 13: Kế hoạch thực hiện SXSH 47 Phiếu công tác 13: Kế hoạch thực hiện SXSH 48 ChươngI: SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN HOÀNG QUỲNH 1.Tổngquannhàmáy: Nhà máy bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh thuộc tổng công ty bia Sài Gòn Bình Tây bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 2004 Địa chỉ: Lô A73I đường 7 KCN Vĩnh Lộc xã Bình Hưng Hòa, huyện Bình Chánh, TPHCM Tổngdiệntíchmặtbằng: 21922m2 Diệntíchmặtbằngxâydựng: 12500m2 Công suất hiện tại của nhà máy là 80.000.000 lnăm với 2 dây chuyền chiết chai công suất 13500 chaih và 1 dây chuyền chiết lon công suất 11300 lonh. Nhà máy bia Hoàng Quỳnh không sản xuất bia hơi. Nhà máy bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh được trang bị máy móc, thiết bị hiện đại hàng đầu trong nước và Châu Âu; sản xuất bia theo công nghệ của Tổng Công ty cổ phần Bia, Rượu, Nước giải khát Sài Gòn; đội ngũ kỹ sư và công nhân lành nghề, trẻ, năng động, sáng tạo, đầy nhiệt huyết, được đào tạo chuyên môn bài bản và ngày càng trưởng thành, hoàn toàn có thể làm chủ kỹ thuật – công nghệ, đội ngũ quản lý có kinh nghiệm. Nhà máy cung cấp các sản phẩm bia mang thương hiệu của Tổng Công ty cổ phần Bia, Rượu, Nước giải khát Sài Gòn, hiện tại là sản phẩm bia chai loại 355ml, bia lon 333ml, bia chai Sài Gòn Special 330ml và trong tương lai là các sản phẩm khác được ghi trong giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh. Với dây chuyền công nghệ tiên tiến, trang thiết bị hiện đại, nguồn nguyên liệu được nhập từ nước ngoài nên sản phẩm của công ty luôn đạt chất lượng cao và được khách hàng ưa chuộng. Hiện nay, thương hiệu Bia Sài Gòn có mặt hầu hết trên thị trường các tỉnh miền Trung, Cao Nguyên, Nam Bộ và trở thành nét văn hóa đặc trưngcủa thành phố Sài Gòn. Đồng thời, cùng với đội ngũ cán bộ trẻ có trình độ chuyên môn cao, đội ngũ công nhân có kỹ thuật lành nghề và các thiết bị hiện đại, công ty không ngừng mở rộng thị trường với phương châm “Uy tín Chất lượng Hiệu quả” để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và phát triển công ty lớn mạnh hơn. 2.Bố trí mặt bằng nhà máy: Nhà máy Bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh được chia thành nhiều phân xưởng, phòng… và được bố trí theo sơ đồ sau: Sơ đồ 1.1: Mặt bằng tổng thể nhà máy Bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh 3.Các sản phẩm của nhà máy: Các sản phẩm chính của nhà máy bao gồm: Bia chai SàiGòn Lager Bia chai Sài Gòn Export Bia lon 333 Export 4.Quy trình sản xuất bia tại nhà máy Hoàng Quỳnh Malt Gạo Sàng (1lần) Sàng (2lần) Cân Xay Xay Nghiền Cân Malt lót Nước, acid lactic Pha bột malt Pha bột Gạo Nước, acid lactic CaCl2 Đạm hoá Hồ hoá Dịch Hoá Malt lót Đường hoá Nước Lọc dịch nha Rửa Bã Bã Houlon hóa Sơ đồ dòng tổng quát quá trình sản xuất bia tại nhà máy 5.Vấn đề môi trường tại cơ sở sản xuất bia Vấn đề ô nhiễm nước thải: Vấn đề môi trường lớn nhất của 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 lớn, 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, không được xử lý sẽ dẫn đến phân hủy các chất hữu cơ, làm giảm oxy hòa tan trong nước cần thiết cho thủy sinh. Ngoài ra quá trình này còn gây ra mùi khó chịu. Các thành phần như nitrat, photphat có trong nước thải gây ra hiện tượng phì dưỡng cho các thực vật thủy sinh. Vấn đề ô nhiễm không khí: Khí thải của nhà máy bia bao gồm khí thải phát sinh do sử dụng nồi hơi(hơi và mùi hóa chất sử dụng, mùi sinh ra trong quá trình nấu) và của các chất thải hữu cơ như bã hèm, men ... sẽ gây mùi cho khu vực sản xuất nếu chưa được xử lý kịp thời. 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 chiết rót, đóng chai, 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. ChươngII: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHUẨN BỊ Khu vực chuẩn bị và xử lý nguyên liệu được thiết kế gồm 6 tầng, các thiết bị được bố trí khoa học đảm bảo nguyên liệu sau xử lý là tốt nhất cho quá trình nấu. Gạo: Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích bảo quản được lâu dài, nhà máy Bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh đã dùng gạo tẻ làm nguyên liệu thay thế vì đây là nguồn nguyên liệu rất dồi dào tại Việt Nam. Gạo chứa nhiều tinh bột và protein nên trong quá trình nấu ta thu được một lượng lớn các chất hòa tan. Gàu tải đưa gạo lên các tầng khác nhau để xử lý: Gạo được máy hút bụi hút loại bỏ sơ bộ các tạp chất (bụi, bao bì, dây nhựa…) Sau đó gạo tiếp tục qua hệ thống các thiết bị gồm: Thiết bị hút sắt: nam châm gắn trong thiết bị hút sắt ra khỏi gạo, thiết bị được định kỳ tháo gỡ để lấy kim loạira. Thiết bị hút bụi: lưu lượng gió là 10milibars, hút và loại bỏ hoàn toàn các hạt bụi, tạp chất khác còn lại từ công đoạntrước. Sàng tạp chất: sàng rung với góc nghiêng 50o, tạp chất như: sạn, sỏi, cát lọt qua các lỗ của sàng và được loại bỏ. Máy nghiền gạo : thiết bị nghiềnbúa Băng tải và gàu tải chuyển gạo sạch lên bồn chứa tạm thời ngay bên trên thiết bị cân định lượng. Gạo qua thiết bị cân và được chứa trong bồn chứa gạo. Gạo được nghiền bằng thiết bị nghiền lá búa để đạt được kích thước mong muốn. Malt: Malt được sử dụng tại nhà máy là malt vàng được nhập từ Pháp, Úc, New Zealand… nhưng chủ yếu là được nhập từ Úc. Gàu tải, băng tải đưa malt từ silo lên thiết bị tiếp nhận malt, malt được hút bụi để loại bỏ sơ bộ các tạp chất nhỏnhẹ. Malt được cân tự động định lượng trước khi được đưa vào bồnchứa. Qua thiết bị sàng rung với góc nghiêng 200, không sử dụng gió hút. Mục đích loại bỏ sơ bộ các loại dây nhựa, bụi, nilông, hạtlép... Malt tiếp tục được chuyển hệ thống thiết bị nhiều chức năng baogồm: + Bộ tách sắt: có hệ các nam châm, mục đích chính hút loại bỏ kim loại và được định kỳ mở lấy kim loại ra. + Sàng rung: có góc nghiêng 350, lưu lượng gió 5milibars. Chức năng chính của sàng là loại sạn. + Thiết bị hút bụi: dùng gió hút để loại bỏ vỏ trấu, rác (giấy, bao bì…) một cách triệt để. Sau đó malt được vận chuyển đến cân định lượng trước khi đưa vào bồn chứa malt sạch, sẵn sàng cho công đoạn xaymalt. Từ bồn chứa malt, malt được sử dụng đi qua 2 hướng là qua thiết bị xay nghiền malt lót và maltướt. + Malt lót: malt được nghiền trước khi cân định lượng. + Malt ướt: malt được cân định lượng trước nghiền. XAY NGHIỀN: Malt và gạo được xay nghiền thành các hạt có kích thước nhỏ hơn nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho thành phần của nội nhũ tiếp xúc với nước nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và quá trình thủy phân quá trình trích ly, phản ứng enzyme diễn ra dễdàng. CÂN: Xác định khối lượng nguyên liệu đúng theo yêu cầu của mỗi mẻ nấu trong từng loạibia. 1 mẻ nấu bia cô đặc tại nhà máy có khối lượng các thànhphầnnhưsau: Tổng lượng gạo: 880kg. Tổng lượng malt: 2582kg (kể cả malt lót). NẤU CÔNG ĐOẠN NẤU BIA CÔ ĐẶC Nấu malt vàgạo: Toàn bộ lượng nguyên liệu cần cho quá trình nấu gạo và malt trong một mẻ nấu: STT Nguyên liệu Số lượng 1 Malt 2430 kg 2 Gạo 880 kg 3 Malt lót 152 kg2 lần 4 Acid lactic 160ml 5 CaCl2 3.3kg 6 Enzyme Ultraflo Max 230g 7 Enzyme Termamyl SC 30g 8 Nước 28hl ở nồigạo 73hl ở nồimalt Quá trình nấugạo: Công đoạn nấu gạo (hồ hóa) làm trương nở và phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng, nhờ vậy các enzyme amylase sẽ tác dụng dễ dàng hơn khi tinh bột chưa hồ hóa. Trong quá trình nấu gạo cần bổ sung malt lót vào để tăng hiệu suất của quá trình thủy phân do hệ thống enzyme trong tinh bột gạo rấtít. Hồ hóa có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình công nghệ sản xuất bia vì tinh bột được hồ hóa sẽ đường hóa nhanh hơn. Qúa trình nấu malt: Công đoạn nấu malt giúp chuyển tối đa những chất không hòa tan dự trữ trong hạt malt và thế liệu, thông qua các hệ thống enzyme (amylase, protease) có sẵn trong hạt malt bằng con đường thủy phân, tạo ra dịch đường hóa. Sự thủy phân tinh bột có thể tóm tắt như sau: LỌC DỊCH NHA: Hỗn hợp sau khi đường hóa sẽ thành hai pha: Pha lỏng: chứa nước và các chất hòa tan cần thunhận. Pha rắn: chứa rất nhiều các chất không hòa tan, điển hình làcellulose. Mụcđích lọc dịch nha: Lọc tách bã nhằm tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, tách các phân tử không tan và các phần kết tủa trong quá trình đun sôi ra khỏi dịchđường. Rửa bã nhằm tận thu chất dinh dưỡng còn lại trong bã, tăng hiệu suất trích ly, tăng sự khuếch tán các chất hòa tan vào dịch đường. Dùng nước nóng 760C để rửa bã. Không nên rửa bã bằng nước nóng hơn vì ở nhiệt độ cao sẽ làm vô hoạt enzyme amylase, đồng thời cũng trích ly nhiều chất đắng và những chất hòa tan khác, gây đục bia. ĐUN SÔI DỊCH ĐƯỜNG VỚI HOULON: Thực hiện ngâm cao khi lọc được ~ 170hl dịch, đun cao khoảng 40 phút (đến điểm lấy mẫu điều chỉnh, ngâm hoa viên). Thực hiện xả cao, viên và đun theo đúng kế hoạch kiểm soát chất lượng: Bước Công việc Yêu cầu 1 Nhận dịch nha Dịch lọc được đưa sang nồi trung gian Kết thúc quá trình lọc thì bơm toàn bộ lượng dịch trong nồi trung gian qua bộ trao đổi nhiệt với nước 960C để vào nồihoa. Thời gian đổ: nếu là mẻ đầu tiên của chu kì nấu thì cho vào khi lọc được dịch cốt khoảng 50 – 70hl. Nếu là các mẻ tiếp theo của chu kì nấu thì cho vào khi bơm dịch từ nồi trung gian sang nồi hoa được 2 – 3 phút. 2 Cấp hoa houblon cao Khi nhận đủ thể tích trước khi đun sôi Nhiệt độ 950C và việc cấp houblon cao phải kết thúc trước khi đạt 1000C. 3 Nâng nhiệt đếnsôi Kết thúc bơm dịch từ nồi trung gian sang nồi hoa thì nhiệt độ trong nồi khoảng 900C, nâng nhiệt lên 990C. Lưu ý: cho hoa cao và caramel vào thùng ngâm với lượng phù hợp vào thùng HOP khi lọc dịch được khoảng 160hl 4 Cấp hoa Houblon viên lần1 Khi đun sôi 50 phút. 5 Cấp houblon viên lần2 Thời điểm: 5 phút trước khi kết thúc đun sôi. 6 Cấp caramel Cùng thời điểm cấp houblon cao 7 Cấp ZnSO4, acidlactic Cùng thời điểm cấp hoa viên. 8 Cấp enzyme termamyl Cho 100ml vào nồi trung gian khi lọc được khoảng 30hl dịch cốt và cho vào nồi hoa 200ml nhằm làm cho quá trình thủy phân tinh bột triệt để hơn, hạn chế tinh bột sót trong quá trình nấu. LẮNG XOÁY VÀ LÀM LẠNH NHANH: Lắng xoáy: Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, tạo nhiều kết tủa với kích thước khác nhau. Khi dịch ở trạng thái tĩnh, các kết tủa này có nhiều hướng rơi tự do xuống đáy thùng, tốc độ rơi phụ thuộc vào khối lượng riêng của chúng. Có hai loại cặn: cặn thô và cặn mịn Sau khi đun sôi dịch được bơm qua thùng lắng xoáy, dịch đi vào thùng theo phương tiếp tuyến với thành thùng. Cặn tập trung ở giữa đáy thùng. Thời gian lắng khoảng 20 phút. Dịch sau khi lắng được bơm qua hệ thống làm lạnh nhanh Làm lạnh nhanh: Dịch nha sau khi lắng ở nhiệt độ 90 – 950C sẽ được dẫn trực tiếp vào thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh. Tác nhân trao đổi nhiệt trực tiếp là nước đã được làm lạnh xuống20C. Để hạ nhiệt độ dịch đường đến nhiệt độ thích hợp cho nấm men pháttriển, hạn chế sự xâm nhập của vi sinhvật, loại dần các cặn mịn khi làmlạnh. LÊN MEN Dịch nha được làm lạnh bằng máy làm lạnh nhanh từ 95 – 98oC xuống còn 8oC sau đó được sục khí đã vô trùng bằng đèn cực tím rồi cấp qua phân xưởng lên men. Mục đích của việc sục khí là cung cấp oxy cho nấm men sử dụng để tăng sinh khối. LÊN MEN CHÍNH: Nhà máy sử dụng hai loại men là RH và VLB với đặc tính lên men khác nhau. Lên men chính trong khoảng từ 5 – 7 ngày. Tăng nhiệt độ lên 100C tạo nên dòng đối lưu, khuếch tán mạnh → đẩy các chất tiền tố tạo hợp chất chứa lưu huỳnh (SO2, H2S…) gây mùi vị không tinh khiết. Diacetyl sunfit giảm là do nó kết hợp với một số chất như O2, H2 khi kích nhiệt độ lên dẫn đến khuấy đảo cuốn theo CO2 thải ra ngoài. Quá trình lên men chính :được chia làm 4 giai đoạn Thời kỳ 1 (sau 1 ngày): Nấm men phát triển và sinh sản biểu hiện là bọt bong bóng li ti bám trên thành thùng và trên bề mặt của dịch và dần dần phủ kín thùng lên men. Bọt trắng mịn, chất hòa tan giảm 0.3 – 0.5%, nhiệt độ tăng khoảng5%. Thời kỳ 2 (1 ngày tiếp theo): quá trình lên men tiếp tục và mạnh dần, một lớp bọt nổi trên bề mặt dịch đường , màu sẫm hơn, chất hòa tan giảm 2 – 2.5%, nhiệt độ tăng 1 –1.5oC. Thời kỳ 3 (2 ngày tiếp theo): quá trình lên men diễn ra mạnh nhất, bọt xuất hiện nhiều và dày hơn, màu sẫm, chất hòa tan giảm 2.5 – 3%. CO2 thoát ra nhiều nhất và cũng là giai đoạn tạo nhiềudiacetyl. Thời kỳ cuối (1 ngày còn lại): cường độ lên men yếu dần, bọt giảm, tạo ra một lớp váng màu sẫm trên bề mặt, chất hòa tan giảm 0.8 – 1%, nhiệt độ giảm 3 4oC, nấm men bắt đầu lắng xuống cùng các thành phần keo tụ như protein, tannin, nhựa đắng houblon… Quá trình lên men chính kết thúc sản phẩm nhận được là bianon. Xả cặnhoa Sau khi nạp dịch đầy tank 24 giờ, tiến hành xả cặn hoa. Cặn trong giai đoạn này chủ yếu là cặn từ hoa houblon và các loại cặn thô. Xả cặn hoa mỗi ngày một lần đối với lên men chính và hai ngày một lần đối với lên menphụ Thu hồi men và tái sửdụng Tiến hành hạ nhiệt độ tank xuống 5oC, sau 12 48 giờ tiến hành thu hồimen. Nốiđườngốngquabơmmenđếntankthuhồimen.Vệ sinh đường ống thuhồi men liên quan, bơm men vào tank chứa men thu hồi. Xả bỏ phần men già ban đầu vào tank menhủy. Thu hồi men tốt vào tank chứa men để tái sử dụng. Dịch nấm men ở lớp giữa ra khỏi thiết bị sẽ được bơm vào bồn thu hồi men, nhiệt độ trữ men khoảng 2 5oC.Nấm men bị thoái hóa một cách rõ rệt nếu để cả ngày mà không lên men. Do đó phải sử dụng nấm men càng sớm càng tốt. Nếu chưa sử dụng ngay phải bảo quản lạnh ở0oC. LÊN MEN PHỤ VÀ TÀNG TRỮ BIA: Dựa vào nồng độ đường, khi giảm xuống khoảng 2.8 – 3.20 P thì dịch men được lên menphụ. Dựa vào nồng độ diacetyl: