Đánh giá chất lượng nước thải sản xuất bia vicoba của công ty cổ phần chế biến thực phẩm thái nguyên

--- NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA VICOBA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN CHẾ BIẾN THỰC PHẨM THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuy

-

NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA VICOBA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN CHẾ BIẾN THỰC PHẨM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2014 – 2018

Thái Nguyên, năm 2018

-

NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA VICOBA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN CHẾ BIẾN THỰC PHẨM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : TS Trần Hải Đăng

Thái Nguyên, năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học này ngoài sự cố gắng của bản thân, em còn nhận được sự giúp đỡ của các tập thể, cá nhân trong và ngoài khoa Khoa học Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Em xin chân thành cảm ơn ban Giám hiệu Nhà trường, khoa Khoa học Môi trường, tập thể các thầy cô giáo trong trường, các thầy cô giáo trong khoa Khoa Môi Trường của Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận này Em cũng xin đặc biệt cảm ơn thầy giáo Ts Trần Hải Đăng đã hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận này

Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên, các cán bộ, chuyên viên, các ban ngành khác đã giúp đỡ

em trong quá trình thực tập và hoàn thành khóa luận

Em xin gửi lời cảm ơn tới bố, mẹ những người thân trong gia đình và bạn bè đã động viên giúp đỡ cả về vật chất cũng như tinh thần để em hoàn thành tốt nhất đề tài này

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do thời gian thực tập hạn chế cũng như sựhiểu biết của bản thân còn hạn hẹp vì vậy khóa luận tốt nghiệp này vẫn còn nhiềuthiếu sót Em rất mong được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáotrong khoa Khoa học Môi Trường và các bạn để khóa luận tốt nghiệpnày được hoàn thiện hơn

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên

Nguyễn Thị Lan Hương

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 4.1: Sơ đồ bộ máy tổ chức 22 Hình 4.2: Sơ đồ mặt bằng công ty 23 Hình 4.3: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia 25 Hình 4.4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia Vicoba

Error! Bookmark not defined

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical oxigen Demen - Nhu cầu ôxy sinh học

BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường

COD : Chemical oxigen Demen - Nhu cầu ôxy hóa hóa học CHXHCNVN : Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

MBBR : Bể Moving Bed Biofilm Reactor

NĐ-CP : Nghị định- Chính phủ

NQ/TW : Nghị quyết/ Trung ương

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TCN : Trước Công Nguyên

TSS : Tổng chất rắn lơ lửng

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài: 3

1.2.1 Mục tiêu chung 3

1.2.2 Mục tiêu cụ thể: 3

1.3 Ý nghĩa của đề tài: 3

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và trong nghiên cứu khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.1.1 Cơ sở lý luận 4

2.1.2 Cơ sở pháp lý 7

2.2 Cơ sở thực tiễn 7

2.2.1 Tổng quan về bia 12

2.2.2 Quy trình sản xuất bia 14

2.3 Đặc điểm các chất thải quá trình sản xuất bia 14

2.3.1 Nước thải 15

2.3.2 Khí thải 15

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Đối tượng nghiên cứu 16

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 16

3.3 Nội dung nghiên cứu 16

3.4 Phương pháp nghiên cứu 16

3.4.1 Phương pháp kế thừa 16

3.4.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 17

3.4.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích nước thải 17

3.4.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích số liệu, tổng hợp và so sánh………

PHẦN 4 NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20

4.1 Đặc điểm của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên 20

4.1.1 Tên, địa chỉ công ty 20

4.1.2 Lịch sử phát triển của công ty 20

4.1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty 21

4.1.4 Sản phẩm chính của công ty 24

4.1.5 Quy trình công nghệ sản xuất 24

4.2 Đánh giá hiện trạng nước thải của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên 27

4.2.1 Hiện trạng sử dụng nước của công ty 27

4.2.2 Đánh giá hiện trạng các nguồn thải của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên 27

4.3 Một số định hướng và giải pháp khắc phục, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước do nước thải sản xuất bia gây ra 344

4.3.1 Trước mắt 344

4.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất bia của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên 355

4.3.3 Định hướng lâu dài 400

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 433

5.1 Kết luận 433

5.2 Kiến nghị 444

5.2.1 Với nhà Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên 444

5.2.2 Với cơ quan quản lý môi trường 444

TÀI LIỆU THAM KHẢO 455

cơ, hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho giới thủy sinh cũng như động, thực vật trên cạn, cho thế giới vi sinh vật và cả con người Có thể nói rằng ở đâu có nước ở đó có cự sống và ngược lại Đúng vậy, hàng ngày cơ thể người cần từ 3-10 lít nước cho các hoạt động bình thường Lượng nước này thông qua con đường thức ăn, nước uống đi vào cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo đường bài tiết mà thải ra ngoài

Ngày nay quá trình đô thị hóa và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao hụt và bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng Bên cạnh đó với sự phát triển một cách nhanh chóng của các ngành công nghiệp đã thải ra

ngoài môi trường một lượng nước thải lớn

Và ngành công nghệ thực phẩm là một trong số những ngành công nghiệp phổ biến, nó phát triển gắn liền với nhu cầu và đời sống của con người Ở Việt Nam trong nhiều năm gần đây, ngành này phát triển với tốc độ lớn đặc biệt là ngành sản xuất rượu bia Dây cũng là ngành tạo nguồn thu lớn

cho nhà nước và mang lại hiệu quả kinh tế cao Bia là một loại nước giải khát

và rất thông dụng trong đời sống hàng ngày,được mọi người ưa chuộng Bia mang hương vị đặc trưng riêng và là loại nước uống mát,bổ có bọt mịn xốp,độ cồn thấp,có vị đắng nhẹ dễ chịu Khi được sử dụng đúng mức,bia tạo nên sự thoải mái cho cơ thể Bia là một sản phẩm không chỉ là thức uống vật chất mà

còn là “món ăn” tinh thần Về phương diện thực phẩm, bia là đồ uống có độ cồn thấp dinh dưỡng cao được sản xuất từ malt đại mạch, thế liệu, hoa houblon, nước,… Ngay từ những năm 7000 TCN, bia đã ra đời như một thứ thuốc chữa bệnh,nước giải khát Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về bia ngày càng tăng,ngành bia ngày càng phát triển, bia luôn có mặt trong các ngày lễ, tết, cưới hỏi,…như một thú giải trí thực sự

Do mức sống tăng, mức tiêu dùng bia ngày càng cao Năm 2015 có khoảng 97 triệu người và đến năm 2018 lên đến 107 triệu người dùng bia Do vậy mức tiêu thụ bình quân theo đầu người theo từng năm không ngừng tăng

Cùng với các nghành công nghiệp khác, sự phát triển nhanh chóng về

số lượng và quy mô các doanh nghiệp sản xuất bia đã kéo theo những vấn đề bảo vệ và chống ô nhiễm môi trường Trong quá trình hoạt động ngành sản xuất bia cũng tạo ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường cả 3 dạng : khí thải,chất thải rắn và nước thải Trong đó nguồn gây ô nhiễm chính

và cần được tập trung giải quyết là nước thải Nguồn thải này nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm thứ cấp tạo khí gây mùi khó chụi, làm ô nhiễm không khí,ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và đời sống cộng đồng

Từ thực tế khách quan cho thấy, muốn xử lý nguồn nước thải của ngành sản xuất bia có hiệu quả thì ta phải đánh giá được thực trạng về mức độ

ô nhiễm để từ đó đưa ra được phương pháp xử lý tối ưu nhất, hiệu quả nhất và giảm được chi phí đáng kể cho quá trình xử lý nước thải Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó và được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, khoa Môi Trường, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo TS Trần Hải

Đăng, em tiến hành thực hiện đề tài: “ Đánh giá chất lượng nước thải sản

xuất bia Vicoba của Công Ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên”

1.2 Mục tiêu của đề tài

1.2.1 Mục tiêu chung

Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải trong quá trình sản xuất bia của Công ty cổ phần chế biến thực phẩm Thái Nguyên

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Nắm được hiện trạng chất lượng nước thải trong sản xuất bia của Công

ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Nắm được mức độ ảnh hưởng của nước thải sản xuất bia đến môi trường

- Đề xuất một số biện pháp xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và trong nghiên cứu khoa học

- Giúp sinh viên có thể áp dụng lý thuyết vào thực tế, rèn luyện kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu

- Là điều kiện thuận lợi cho việc tiếp thu và học hỏi các kinh nghiệm từ thực tế, đồng thời nâng cao kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu, khả năng tiếp cận và xử lý thông tin

- Củng cố kiến thức cơ sở cũng như kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt hơn phục vụ công tác sau khi ra trường

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đánh giá được ảnh hưởng, tác động của nước thải sản xuất bia đến môi trường thành phần

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

2.1.1.1 Khái niệm về môi trường và ô nhiễm môi trường

*Khái niệm môi trường

- Theo UNESCO thì Môi trường được hiểu là: “Toàn bộ các hệ thống

tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra xung quanh mình, trong đó con người sinh sống và bằng lao động của mình đã khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên hoặc nhân tạo nhằm thỏa mãn nhu cầu của con người”

- Theo luật Bảo vệ Môi trường (2014) của nước CHXHCN Việt Nam thì môi trường được khái niệm như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”

Ô nhiễm môi trường : Là sự thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm

tiêu chuẩn môi trường Chất gây ô nhiễm môi trường là những nhân tố làm cho môi trường trở nên độc hại Thông thường tiêu chuẩn môi trường là những chuẩn mực, giới hạn cho phép được quy định dùng làm căn cứ để quản

lý môi trường (Lưu Đức Hải, 2001)

Ô nhiễm môi trường: là hiện tượng môi trường tự nhiên bị bẩn, đồng thời

các tính chất vật lý, hóa học, sinh học của môi trường bị thay đổi, gây tác hại tới đời sống của con người và các sinh vật khác (Nguyễn Thanh Hải, 2013)

Theo điều 3 chương 1 luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2014: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật

- Tài nguyên nước: Là một dạng tài nguyên thiên thiên vừa vô hạn vừa

hữu hạn và chính bản thân nước có thể đáp ứng nhu cầu của cuộc sống như ăn uống, sinh hoạt, hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, năng lượng, du lịch (Dư Ngọc Thành, 2012)

- Ô nhiễm nước: Là sự thay đổi thành phần, tính chất của nước và ảnh

hưởng đến hoạt động sống của con người, vi sinh vật Khi sự thay đổi thành phần và tính chất vượt quá một ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh ở người (Lưu Đức Hải, 2001)

Theo hiến chương Châu Âu: Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông nghiệp, cho công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi cũng như các loài hoang dại (Paper JAAPU)

*Các dạng ô nhiễm nước:

Có nhiều cách phân loại ô nhiễm nước hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô nhiễm như ô nhiễm do công nghiệp, nông nghiệp hay sinh hoạt hoặc dựa vào tính chất của ô nhiễm như: Ô nhiễm sinh học, hóa học hay vật lý

- Ô nhiễm sinh học của nước: Ô nhiễm sinh học của nước do các nguồn thải đô thị hay công nghệ có các chất thải sinh hoạt, phân, nước rửa của các nhà máy đường, giấy Sự ô nhiễm về mặt sinh học chủ yếu là do sự thải các chất hữu cơ có thể lên men được, sự thải sinh hoạt có chứa chất cặn bã sinh hoạt, phân tiêu, nước rửa của các nhà máy đường, giấy, các lò giết mổ Ô nhiễm hữu cơ được đánh giá bằng chỉ tiêu BOD5 trong nước (Gary W.)

- Ô nhiễm hóa học: Ô nhiễm hóa học do chất vô cơ là do sự thải vào nước các chất như nitrat, photphat và các chất dùng trong nông nghiệp

- Ô nhiễm vật lý: Các chất rắn không tan khi được thải vào nước làm tăng lượng chất lơ lửng, tức làm tăng độ đục của nước Các chất này có thể là gốc vô cơ hay hữu cơ, có thể được vi khuẩn ăn Sự phát triển của vi khuẩn và

các vi sinh vật khác lại càng làm tăng độ đục của nước và làm giảm độ xuyên thấu của ánh sáng

Nhiều chất thải công nghiệp có chứa các chất màu, hầu hết là màu hữu

cơ làm giảm giá trị sử dụng của nước về mặt y tế cũng như thẩm mỹ Ngoài ra các chất thải công nghiệp có chứa nhiều hợp chất hóa học như muối, sắt, mangan, clo tự do, hydro sulfur, phenol làm cho nước có vị không bình thường (Gary W.)

2.1.1.2 Khái niệm nước thải và nguồn thải

- Khái niệm nước thải: Theo TCVN 5980 - 1995 và iso 6107/1-1980:

Nước thải là nước đã thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ mà không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó

- Khái niệm nguồn nước thải: Thông thường nước thải được phân loại

theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đó cũng là cơ sở trong việc lựa chọn các biện pháp giải quyết hoặc công nghệ xử lý

* Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

* Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất): là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu

* Nước thấm qua: là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố ga hay

2.1.2 Cơ sở pháp lý

- Căn cứ Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015

- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 đã được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam khóa VIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/06/2013 Luật có hiệu lực thi hành vào 01/01/2013

- Nghị Định số 201/2013/NĐ-CP của Chính Phủ quy định việc thi hành Luật Tài Nguyên Nước

- Nghị quyết số 41 - NQ/TW ngày 15/11/2004 của Bộ Chính Trị về bảo

vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

- Nghị Định số 19/2015/NĐ-CP ban hành ngày 14/02/2015 của Chính Phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo Vệ Môi Trường

- Nghị định số 179/2013/NĐ-CP ban hành ngày 14/11/2013 của Chính Phủ quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường

- Nghị định số 149/2004/NĐ-CP Quy định việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng, tài nguyên nước, xả thải vào nguồn nước

- Các quy chuẩn, tiêu chuẩn môi trường Việt Nam dùng để đánh giá, bao gồm:

+ QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

+ TCVN 5945: 2005 Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn xả thải

2.2 Cơ sở thực tiễn

2.2.1 Tổng quan về bia

a) Nguồn gốc và sự ra đời của bia

Bia là một loại nước giải khát và rất thông dụng trong đời sống hàng ngày,được mọi người ưa chuộng Bia mang hương vị đặc trưng riêng và là loại

nước uống mát, bổ có bọt mịn xốp, độ cồn thấp, có vị đắng nhẹ dễ chịu Khi được sử dụng đúng mức, bia tạo nên sự thoải mái cho cơ thể Về phương diện thực phẩm, bia là đồ uống có độ cồn thấp dinh dưỡng cao được sản xuất từ malt đại mạch, thế liệu, hoa houblon, nước,… Ngay từ những năm 7000 TCN, bia đã ra đời như một thứ thuốc chữa bệnh,nước giải khát Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về bia ngày càng tăng,ngành bia ngày càng phát triển, bia luôn có mặt trong các ngày lễ,tết,cưới hỏi,…như một thú giải trí thực sự

Từ 7000 năm TCN, người dân Babilon đã biết sản xuất bia từ các hạt đại mạch và các hạt ngũ cốc Cách đây khoảng hơn 5000 năm,người Ai Cập

cổ đại đã sử dụng lúa mạch để sản xuất bia Bia đã trở thành một thực phẩm quan trọng trong các bữa ăn kiêng hằng ngày của người Ai Cập lúc đó,người

Hy Lạp đã học cách sản xuất bia từ người Ai Cập Công nghệ sử dụng các nguyên liệu này để nấu bia được truyền dần đến Ai Cập, Ba Tư và một số lân cận Các bộ tộc của Đức đã biết sản xuất bia từ lâu trước khi có sự xâm chiếm của đế chế La Mã Ban đầu người ta sử dụng các loại thảo mộc và gia vị khác vào việc sản xuất bia Tuy hiên vào khoảng hơn 1000 năm trước công nguyên bia mới thâm nhập vào các tu viện và các tu sĩ đã sử dụng hoa Houblon thay cho các thảo mộc vào quá trình sản xuất bia Bia thực sự trở nên phổ biến nhờ các tu viện Các tu sỹ là những người đầu tiên đã xây dựng nên nhà máy bia

Trải qua hàng ngàn năm sản xuất và uống bia, ông cha ta đã không biết nhân tố nào làm nên điều kì diệu Đó là sự chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm Mãi đến năm 1857, nhà bác học người Pháp Lusi Pasteur đã khám phá ra điều bí mật này Và sau một thời gian dài nghiên cứu, ông đã tìm ra được chính nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt động sống của nó đã làm nên quá trình lên men bia,nhưng Pasteur vẫn chưa làm sáng tỏ được cơ chế của hiện tượng này Cho mãi đến thế kỉ XIX, một số nhà khoa học người Nga và Đức mới

chứng minh được cơ chế hoạt động của nấm men Đó là nấm men đã tạo ra các enzym và chính các enzym này chuyển hóa đường thành rượu và CO2

b) Nguyên liệu sản xuất bia

*Nguyên liệu cho sản xuất bia

Bia là một loại đồ uống có độ rượu nhẹ (có ga hàm lượng rượu khoảng 3–6%, hàm lượng CO 2 khoảng 3 – 4 g/lit, có bọt mịn xốp, hương thơm đặc trưng) được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng Ngoài ra trong bia còn có chất tan, các axit hữu cơ, chất khoáng

và một số vitamin

* Nguyên liệu chính

Nguyên liệu chính cho sản xuất bia bao gồm: Malt đại mạch, gạo tẻ, hoa houbon, nấm men và nước Hiện ngoài gạo tẻ thì các nguyện liệu này đều phải nhập ngoại

- Nước:

+ Là thành phần chính của bia( chiếm từ 80 – 90%) nên nguồn nước và các đặc trưng của nó ảnh hưởng rất lớn tới các đặc trưng của bia Nước dùng cho sản xuất bia phải là nước đã được xử lý tiêu chuẩn Sản xuất bia là ngành

sử dụng nhiều nước với những mục đích khác nhau: Nước là nguyên liệu, nước rửa thiết bị, bao bì, vệ sinh nhà xưởng, nước để sản xuất bia

+ Thành phần hóa học chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình công nghệ và chất lượng bia của thành phẩm Với một lượng nước được sử dụng rộng rãi như vậy thì việc xử lý nước để có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích trong sử dụng sản xuất bia đều hết sức cần thiết

- Lúa mạch (malt đại mạch):

+ Là nguyên liệu chính không thể thay thế trong sản xuất bia

+ Là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo, trong quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzym hình thành và tích tụ trong đại

mạch Các enzym này là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit, protein trong malt thành nguyên liệu cho nấm mem sử dụng phát triển sinh khối làm tăng nồng độ cồn và lượng nhỏ đường sót lại tạo hương vị trong bia, tạo độ sánh trong bia

- Hoa houblon:

+ Houblon là thực vật dạng dây leo (Humulus lupulus),sống lâu năm

(30-40 năm),có chiều cao trung bình từ 10-15m Hoa Houblon có hoa đực và hoa cái riêng cho từng cây Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn

+ Có mùi thơm đặc biệt, vị đắng dịu, màu xanh hơi vàng Hoa được chế biến theo 2 dạng: dạng hoa viên được chế biến thành dạng viên và được đựng trong túi thiếc hút chân không để tránh bị oxi hóa Dạng cao trích ly được đựng trong hộp sắt tây chiết suất bằng CO2

Dạng Houblon hạt, viên: Để sử dụng thận tiện đỡ tốn kém, trong bảo quản và vận chuyển người ta có thể nghiền nát hoa khô thành dạng bột, sau đó cho qua các máy ép viên định định hình để thu gọn chúng lại,gói kín các Houblon viên này trong các bọc giấy đặc có nạp thêm khí trơ

Dạng hoa cao trích ly: Người ta dùng một số dung môi hữu cơ hecxan,metanol hoặc metylen để trích ly chất đắng trong hoa Houblon ra dung môi,sau đó dùng các biện pháp thích hợp để tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao hơn Houblon sệt có mầu từ xanh lá cây đậm đến vàng sẫm, chất lượng đắng được bảo quản tốt hơn

+ Chỉ tiêu Houblon cho sản xuất:

Bảng 2.1 Chỉ tiêu Houblon trong sản xuất bia Houblon dạng viên Houblon dạng cao trích ly

+ Hoa Houblon là nguyên liệu cơ bản (thứ 2 sau malt đại mạch) của công nghệ sản xuất bia Hoa Houblon có tác dụng làm cho bia có vị đắng, vị thơm, hương thơm rất dặc trưng, làm tăng khả năng tạo bọt, giữ bọt, làm tăng

độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm

+ Hoa Houblon được chế biến ở các dạng khác nhau nhưng được dùng chủ yếu là ở dạng viên do bảo quản dễ và dễ khống chế số lượng khi sử dụng

- Nấm men:

+ Nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào, tỷ lệ chết 7% Có hình dạng elip hoặc oval, kích thước trung bình dài từ 9-10 µm, rộng từ 2-7 µm, sinh sản bằng cách nảy chồi,phân cách hoặc bằng bào tử Trong điều kiện có oxy chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối

là chính Trong điều kiện không có oxy chúng tham gia quá trình lên men để tạo C2H5OH,các sản phẩm lên men khác như : rượu bậc cao; ester; andehyd; acid hữu cơ và CO2. Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng,men được giữ dưới dạng men khô,sau đó nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trong sản xuất bia

+Trong sản xuất bia dùng loại nấm men: Saccharomyces carlsbergensis, đây là loại nấm men chìm

+ Nấm men có vai trò chuyển hóa các hợp chất lên men được trong dịch nha sau nấu thành cồn và CO₂ Trong quá trình lên men, nấm men sản xuất ra các hợp chất tạo mùi,vị thơm cho bia Các chủng men khác nhau cho

ra hương vị bia đặc trưng Các hãng bia khác nhau sở hữu chủng nấm men đặc trưng và được các hãng bảo vệ rất nghiêm ngặt

- Nguyên liệu thay thế:

+Nguyên liệu thay thế là thành phần phụ tham gia vào sản xuất bia, có vai trò thay thế một tỷ lệ nhất định malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và

khách quan,có thể nhằm vào các mục đích như hạ giá thành sản phẩm; cải thiện một vài tính chất của sản phẩm; tạp ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp khác nhau hoặc cũng có thể theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng Nguyên liệu thay thế sản xuất bia rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc vào đặc điểm nông nghiệp của từng quốc gia Thế liệu có mục đích là giảm giá thành sản xuất bia, giúp người nông dân địa phương tiêu thụ được các sản phẩm bản địa

2.2.2 Quy trình sản xuất bia

Tất cả các loại bia đều được sản xuất theo một quy trình dựa trên một công thức đơn giản Chìa khóa của quá trình sản xuất bia là ngũ cốc đã được

“malt hóa”, tùy đặc điểm truyền thống vùng miền mà loại ngũ cốc được sử dụng có thể là đại mạch, lúa mì hay đôi khi là lúa mạch đen

Malt được sản xuất bằng cách cho hạt ngũ cốc nảy mầm, sau đó sấy khô trong các lò nung hoặc nướng Quá trình nảy mầm tạo ra một số enzyme Phụ thuộc vào mức độ quá trình sấy mà malt sẽ có các màu sắc khác nhau và

có ảnh hưởng lớn đến màu sắc cũng như hương vị của bia Các nhà máy sản xuất bia thường mua malt và đây không phải là một quá trình thực hiện trong cùng nhà máy

Malt được nghiền trong máy nghiền malt nhằm mục đích phá vỡ một phần nội nhũ, tăng diện tích bề mặt và phân tách các phần nhỏ hơn khỏi vỏ trấu Phần bột thu được sẽ được hòa trộn với nước nóng trong 1 thiết bị gọi là

“mash tun- nồi đường hóa” cho quá trình đường hóa Trong suốt quá trình này enzyme trong malt phá vỡ rất nhiều tinh bột thành đường- một nhân tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men Quá trình đường hóa diễn ra 1-2 giờ

và trong suốt quá trình này dựa vào một số vọng nhiệt độ (thời gian chờ ở 1 nhiệt độ nào đấy) sẽ tạo điều kiện các enzyme khác nhau hoạt động, phụ thuộc vào loại malt sử dụng, mức độ biến đổi của chúng và theo mong muốn của

người sản xuất Sự hoạt động của các enzyme biến đổi tinh bột của ngũ cốc thành các dextrin và tiếp đó là các đường có khả năng lên men như maltose

Trong quá trình đường hóa, ở nhiệt độ 40oC (104oF) hoạt hóa enzyme beta – glucanase sẽ phá vỡ beta- glucana dính trong quá trình đường hóa, giúp dịch đường trở nên trong và dễ lọc hơn ở công đoạn tiếp theo Nhiệt độ đường hóa ở 49-55oC (120-130oF) hoạt hóa một số loại enzyme thủy phân protein, giúp thủy phân các protein có thể gây đục cho bia và tạo ra các axit amin cần cho sự phát triển của nấm men Tiếp theo là vọng nhiệt độ 65-71oC (149-160oF) nhằm chuyển hóa tinh bột trong malt thành đường sẽ được sử dụng bởi nấm men ở các công đoạn sau Cuối cùng nhiệt độ nồi đường hóa được nâng lên khoảng 75oC (165-170oF) - nhiệt độ kết thúc đường hóa để bất hoạt enzyme Nước bổ sung có thể được phun vào bã malt để có thể chiết thêm đường

Để phân tách dịch chiết khỏi bã malt, sau quá trình đường hóa, dịch cháo malt được bơm sang nồi lọc là những thiết bị có đáy giả có rãnh hoặc các dạng khác để thực hiện nhiệm vụ này Sau khi lọc, dịch thu được gọi là dịch nha Dịch nha này được bơm chuyển sang môt nồi khác gọi là nồi đun hoa Tại nồi đun hoa dịch nha được đun sôi với hoa houblon và một số các thành phần khác như phụ gia, dịch siro (dịch đường) Quá trình đun sôi ức chế hoàn toàn hoạt tính các enzyme, kết tủa protein và isome hóa nhựa hoa, cô đặc và tiệt trùng nha Hoa houblon tạo vị đắng, hương, vị cho bia

Dịch nha được làm lạnh và bơm sang các tank lên men có kiểm soát nhiệt độ cùng với dịch men sữa, nấm men sẽ chuyển hóa đường trong malt thành cồn, CO2 và các thành phần khác thông qua quá trình gọi là lên men hay đường phân Sau 1-3 tuần, bia tươi được làm lạnh tới gần nhiệt độ đóng băng Nấm men được rút ra và bia có thêm thời gian để “chín” (ủ phụ) Sau thời gian ủ phụ từ 1 tuần cho tới 1 vài tháng, bia được đem đi lọc để loại bỏ

nấm men, cặn còn sót lại Sau đó bia tươi có thể được sử dụng ngay hoặc đưa

đi chiết rót/bao gói

2.3 Đặc điểm các chất thải của quá trình sản xuất bia

Công nghệ sản xuất bia sinh ra 3 nguồn thải là khí thải, chất thải rắn, và nước thải

2.3.1 Nước thải

Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra môi trường thường có đặc tính chung là ô nhiễm chất hữu cơ rất cao, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thủy vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân hủy các chất hữu cơ diện ra rất nhanh Thêm vào đó là các hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH,

Na2CO3,…những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng đến nguồn tiếp nhận nếu không qua xử lý

* Nước thải nhà máy bia bao gồm các loại như:

- Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường Để bã trên sàng lưới nước sẽ tách khỏi bã

- Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu,thùng nhân giống,lên men và các loại thiết bị khác

- Nước rửa chai và téc chứa

- Nước rửa sàn,phòng lên men, phòng tàng trữ

- Nước thải từ nồi hơi

- Nước vệ sinh sinh hoạt

- Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500mg/lit), cacbonat thấp

Tóm lại, các loại nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất từ các công đoạn khác nhau không những có sự khác biệt về thành phần, tính chất, nồng độ các chất ô nhiễm mà còn về cả lưu lượng và chế độ xả nước thải

Từng loại nước thải lại có sự thay đổi về thành phần tính chất và nồng độ các chất ô nhiễm theo thời gian do chế độ thao tác, mức độ tự động hóa Điều này

sẽ gây khó khăn trong việc thiết lập các giải pháp kỹ thuật và công nghệ xử lý

ô nhiễm nước thải

2.3.2 Khí thải

Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi đưa vào máy nén

để tái sử dụng làm bão hòa CO2 trong bia, phần dư được đóng vào các bình chứa và bán ra thị trường

Các khí thải sinh ra từ khu vực lò hơi Trong nhà máy sử dụng than đá

để làm nguyên liệu đốt nên các khí thải nên các khí thải sinh ra từ lò đốt gồm:

SOx, COx, NOx, và CO2, CO các khí này được pha loãng nhờ ống khói có độ cao khá lớn, ít gây ô nhiễm và ảnh hưởng tới khu vực xung quanh

Các khí NH3, glycol, có thể sinh ra khi hệ thống máy làm lạnh bị rò rỉ Hơi nước từ các ống bị rò rỉ trong các nồi nấu

2.3.3 Chất thải rắn

- Các bụi nguyên liệu từ khâu xay, nghiền được hút vào cyclon và tái

sử dụng đưa vào nồi nấu

- Bã bia, bã hoa: Được thu gom và chứa ở các cyclon sau đó bán cho nhân dân để nuôi cá hoặc làm thức ăn chăn nuôi

- Men bia được làm sạch và được đưa vào bình chứa để sử dụng cho các lần sau Men bia được ép khô và bán

- Bao bì plastic, giấy hỏng được bán được bán cho các cơ sở tái chế

- Đối với các loại chất thải rắn như rác sinh hoạt được tập trung lại một chỗ trong khu vực nhà máy, hàng ngày nhờ công ty môi trường vận chuyển đến bãi rác chung của thành phố

- Nhà máy còn sử dụng than đá làm nguyên liệu để đốt , còn có xỉ than

đá, ta có thể gom dồn lại đổ lên nền những nơi trũng trong công ty

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Chất lượng nước thải trong sản xuất bia của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Thời gian nghiên cứu: Từ 01/2018 đến 05/2018

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm cơ bản của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Đánh giá chất lượng nước thải của Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Nắm được mức độ ảnh hưởng của nước thải sản xuất bia đến môi trường

- Đề xuất giải pháp khắc phục để giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải của công ty

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp kế thừa, phương pháp thu thập thông tin, số liệu thứ cấp

- Kế thừa tham khảo kết quả phân tích nước thải của công ty

- Nghiên cứu các văn bản pháp luật tài nguyên nước

- Thu thập các thông tin, số liệu sẵn có liên quan đến vấn đề nghiên cứu

- Thu thập tài liệu số liệu quan trắc môi trường có liên quan, số liệu về thực trạng sản xuất của công ty

- Thu thập ở báo chí và trên internet

- Thu thập tài liệu văn bản có liên quan

3.4.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa tại Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Tiến hành khảo sát thực tế: Tham quan, xem xét công nghệ sản xuất của công ty và các hệ thống xử lý nước thải

3.4.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích nước thải

- Lấy mẫu nước và phân tích nước thải Công ty cổ phần Chế biến thực phẩm Thái Nguyên

- Vị trí lấy mẫu: Mẫu nước thải tại cửa xả nước thải sau hệ thống xử lý của công ty ra ngoài môi trường

- Thông số phân tích: pH, TSS, COD, BOD5, tổng Nito, tổng Photpho, Coliform

- Thời gian lấy mẫu và phân tích mẫu:

+ Ngày lấy mẫu: 26/03/2018

+ Ngày phân tích: từ 26/03/2018 đến 04/04/2018

Phương pháp lấy mẫu và xác định các giá trị các thông số trong nước thải công nghiệp sản xuất bia thực hiện theo các tiêu chuẩn dựa trên QCVN40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệpsau đây:

Bảng 3.1 Phương pháp lấy mẫu và phân tích giá trị các thông số theo

TCVN

STT Thông số Phương pháp phân tích, số hiệu tiêu chuẩn

1 Lấy mẫu - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) – Chất

lượng nước – Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu;

- TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992) – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước thải;

- TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu

2 pH - TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Chất lượng

nước - Xác định pH

3 COD SMEWW 5220- Phương pháp chuẩn phân tích nước

và nước thải

4 BOD5 SMEWW 5210B:2012- Phương pháp chuẩn phân tích

nước và nước thải – Xác định BOD

5 TSS SMEWW 2540D:2012-Phương pháp chuẩn phân tích

nước và thải

6 Tổng N TCVN 6638:2000 (ISO 10048 : 1991)

7 Tổng P SMEWW 4500.P B&D:2012

8 Coliform SMEWW 9221B:2012