Tiếp theo nước được đưa qua bể lắng I để lắng một phần các chất rắn hữu cơ có thể lắng được trước khi vào công trình xử lý chính là UASB và Aerotank, nhiệm vụ của công trình sinh học là
Trang 1KHOA MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – HOÀNG QUỲNH
TP.HCM, 04/2017
Trang 2KHOA MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 3- KHOA MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ THÚY AN
Lớp : 04ĐHLTMT
Ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
1 Ngày giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp: 03/01/2017
2 Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: 03/04/2017
3 Tên đề tài đồ án tốt nghiệp: Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh, công suất 550 m 3 /ngày đêm
4 Nội dung nhiệm vụ thực hiện:
Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:
Tổng quan về nước thải được cho trong đề tài và đặc trưng của nước thải
Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp
Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn
Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho các công trình đơn vị tính toán trên
Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình
Bố trí các công trình theo mặt bằng, mặt cắt công nghệ, vẽ chi tiết 5 công trình đơn vị theo phương án đã lựa chọn (Trình bày trên giấy A1, A3)
TP.HCM, ngày 03 tháng 01 năm 2017
GVHD
TS Nguyễn Xuân Trường
Trang 4
Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi Trường cùng toàn thể Thầy Cô bộ môn đã tạo điều kiện cho em được thực hiện bài đồ án Nhờ đó mà em có thêm kinh nghiệm và kiến thức về chuyên ngành học của mình, giúp em có thêm tự tin để chuẩn bị ra ngoài làm việc một cách dễ dàng hơn
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Trường người đã
hướng dẫn em thực hiện bài đồ án Thầy đã tận tình giúp đỡ em khi gặp những vấn đề khó khăn trong suốt quá trình thực hiện đề tài, đã truyền đạt rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức chuyên ngành giúp em hoàn thành tốt đồ án này
Việc thực hiện bài đồ án đã tạo cơ hội cho em khả năng làm việc độc lập, cách chọn lọc thông tin và bổ sung vào túi hành trang của mình Đồng thời tạo cho em khả năng lắng nghe và sự lĩnh hội các kiến thức thực tế tốt hơn
Do em chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức thực tế nên bài đồ án đã thực hiện còn nhiều thiếu sót Kính mong nhận được sự góp ý của các Thầy Cô!
Lời cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa cũng như trong nhà trường đã tạo điều kiện và truyền đạt các kiến thức giúp em hoàn thành tốt
đồ án này Kính chúc quý Thầy Cô sức khỏe và thành công!
Tp.HCM, ngày 30 tháng 03 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Thúy An
Trang 5Đồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh, với công suất 550 m3/ngày đêm Với các chỉ tiêu ô nhiễm chính BOD (1280 mg/l), COD (2120 mg/l), SS (300 mg/l), tổng Nitơ (45 mg/l), tổng Photpho (10 mg/l) phát sinh trong suốt quá trình sản xuất Nước thải đầu ra phải đạt QCVN 40:2011/BTNMT, loại B và thải ra cống thoát nước khu vực
Công nghệ đề xuất tính toán trong đồ án là công nghệ sinh học, nước thải trước khi vào hệ thống xử lý nước thải qua song chắn rác để loại bỏ rác, phế phẩm Sau đó nước được bơm về bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm Tiếp theo nước được đưa qua bể lắng I để lắng một phần các chất rắn hữu cơ có thể lắng được trước khi vào công trình xử lý chính là UASB và Aerotank, nhiệm vụ của công trình sinh học là phân hủy các chất hữu cơ dựa vào cơ chế sử dụng chất ô nhiễm của vi sinh vật, cuối cùng là bề lắng II để loại bỏ bông bùn sinh học và khử trùng trước khi thải ra môi trường
Ước tính chỉ tiêu ô nhiễm sau xử lý như sau: BOD (37 mg/l), COD (40,85 mg/l), SS (22,95 mg/l), tổng Nitơ (28,3 mg/l), tổng photpho (1,5 mg/l), và chi phí xử
lý 1 m3 nước thải 2.178 đồng/m3
Trang 6SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH VẼ 4
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU 5
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 6
MỞ ĐẦU 7
1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 7
2 MỤC TIÊU 7
3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 7
4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 8
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA 9
1.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 9
1.1.1 Nguyên lý hoạt động, phạm vi áp dụng 9
1.1.2 Song chắn rác 9
1.1.3 Bể lắng cát 10
1.1.4 Bể lắng cát ly tâm 11
1.1.5 Bể điều hòa 12
1.1.6 Bể lắng đứng 13
1.1.7 Bể lắng ngang 15
1.1.8 Bể lắng ly tâm 15
1.2 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 16
1.2.1 Nguyên lý hoạt động, phạm vi áp dụng 16
1.2.2 Phương pháp keo tụ - tạo bông 17
1.2.3 Phương pháp tuyển nổi 19
1.3 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 20
1.3.1 Nguyên lý hoạt động 20
1.3.2 Phương pháp trung hòa 20
1.3.3 Phương pháp oxy hóa 22
1.3.4 Phương pháp điện hóa học 22
Trang 7SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 2 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
1.4 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 23
1.4.1 Phương pháp yếm khí (kị khí) 23
1.4.2 Phương pháp thiếu khí 24
1.4.3 Phương pháp hiếu khí 25
CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN - HOÀNG QUỲNH 29
2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – BÌNH TÂY 29
2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – HOÀNG QUỲNH 29
2.2.1 Thông tin chung về nhà máy 29
2.2.2 Mặt bằng công ty 30
2.2.3 Nguyên liệu, quy trình sản xuất và nguồn phát sinh nước thải 32
2.3 NƯỚC THẢI NGÀNH BIA 37
2.3.1 Nguồn gốc 37
2.3.2 Thành phần và tính chất nước thải 38
2.4 MỘT SỐ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TRONG THỰC TẾ 38
2.4.1 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Boonod Brewery Co LTD ở Thái Lan 38
2.4.2 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller 39
CHƯƠNG 3:ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN 42
3.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 42
3.2 ĐỀ XUẤT 43
3.2.1 Phương án 1: 43
3.2.2 Phương án 2: 45
3.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN 46
3.4 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 48
3.4.1 Song chắn rác 49
3.4.2 Bể thu gom 50
3.4.3 Bể điều hòa 51
3.4.4 Bể lắng đứng 1: 54
Trang 8SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 3 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
3.4.5 Bể UASB 59
3.4.6 Bể Aerotank 67
3.4.7 Bể lắng đứng 2 76
3.4.8 Bể khử trùng 78
CHƯƠNG 4:DỰ TOÁN KINH PHÍ ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ 81
4.1 DỰ PHÍ CHI PHÍ XÂY DỰNG 81
4.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ THIẾT BỊ 82
4.3 TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 83
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 85
KẾT LUẬN 85
KIẾN NGHỊ 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
Trang 9SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 4 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Song chắn rác 9
Hình 1.2 Bể lắng cát ngang 10
Hình 1.3 Mô hình bể điều hòa 13
Hình 1.4 Bể lắng đứng 14
Hình 1.5 Bể lắng ly tâm 16
Hình 1.6 Mô hình bể keo tụ tạo bông 17
Hình 1.7 Bể tuyển nổi 19
Hình 1.8 Bể Aerotank 27
Hình 2.1 Nhà máy bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh 30
Hình 2.2 Mặt bằng nhà máy 31
Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất tổng quát 32
Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Boonod Brewery Co LTD ở Thái Lan 38
Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sabmiller 40
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 43
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 45
Hình 3.3 Tấm chắn khí và tấm chắn dòng trong UASB 61
Hình 3.4 Tấm hướng dòng trong bể UASB 61
Trang 10SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 5 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thông số nước thải nhà máy bia Boonod Brewery Co LTD 39
Bảng 2.2 Thông số nước thải nhà máy bia Sabmiller 39
Bảng 3.1 Chất lượng nước đầu vào và đầu ra 42
Bảng 3.2 So sánh bể Aerotank và SBR 47
Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị 48
Bảng 3.4 Hệ số không điều hòa chung 49
Bảng 3.5 Thông số thiết kế bể thu gom 51
Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể điều hòa 54
Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể lắng I (bể lắng đứng) 59
Bảng 3.8 Thông số thiết kế bể UASB 67
Bảng 3.9 Các kích thước điển hình của bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn 69
Bảng 3.10 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank 76
Bảng 3.11 Thông số thiết kế bể lắng đứng II 78
Bảng 3.12 Thông số thiết kế bể khử trùng 80
Bảng 4.1 Bảng chi phí dự toán xây dựng hệ thống xử lý nước thải 81
Bảng 4.2 Bảng chi phí dự toán phần thiết bị 82
Bảng Thông số nước thải đầu ra của nhà máy 85
Trang 11SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 6 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD5 : Tổng nhu cầu oxi hóa sinh học 5 ngày
COD : Nhu cầu oxi hóa học
SS : Chất rắn lơ lửng
MLVSS : Sinh khối lơ lửng
F/M : Tỉ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong mô hình đơn vị SRT : Thời gian lưu bùn
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
Trang 12SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 7 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
MỞ ĐẦU
1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Bia là loại thức uống được con người tạo ra khá lâu đời, được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt, gạo, hoa houblon, nước; sau quá trình lên men tạo loại nước uống mát, bổ, có độ mịn xốp, có độ cồn thấp Ngoài ra, CO2 bão hoà trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát và có hệ men khá phong phú như nhóm enzym kích thích tiêu hoá amylaza Vì những ưu điểm này mà bia được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới
Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn Với mỗi loại men khác nhau, thành phần sử dụng để sản xuất bia khác, nên các đặc trưng của bia như hương
vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau Do đó, trên thế giới có rất nhiều hãng bia, tương ứng với nó là sự xuất hiện của nhiều nhà máy bia, với nhiều loại bia khác nhau
Ở Việt Nam, song song với quá trình phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước giải khát ngày càng tăng, trong đó bia được tiêu thụ mạnh nhất trong dòng sản phẩm
đồ uống có cồn, chiếm khoảng 89% tổng doanh thu và 97% về khối lượng (Bộ công thương, 2014) Vì thế, trong những năm qua, các nhà máy bia đã được đầu tư xây dựng ngày càng nhiều, cụ thể là hiện nay cả nước có khoảng 470 nhà máy và cơ sở sản xuất với các qui mô khác nhau từ 100.000 lít/năm đến 100 triệu lít/năm, tổng công suất của các nhà máy bia trong nước đã lên đến 2 tỷ lít/năm
Bên cạnh những thuận lợi mà ngành bia mang lại, song việc phát triển ngành này cũng đặt ra vô số thách thức, đặc biệt là vấn đề môi trường Nước thải ngành bia chứa nhiều cặn lơ lửng, hàm lượng chất hữu cơ cao, gây thiếu mỹ quan đô thị và nhiều ảnh hưởng khác Vì vậy, đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh công suất 550 m3/ngày đêm” ra đời
2 MỤC TIÊU
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải cho nhà máy bia Sài Gòn - Hoàng Quỳnh, công suất 550 m3/ ngày đêm
3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
- Giới thiệu các phương pháp xử lí nước thải nhà máy bia
- Tổng quan về nhà máy bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh
- Đề xuất, lựa chọn phương án tối ưu, tính toán chi tiết các công trình đơn vị và thiết bị đi kèm
Trang 13SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 8 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Dự toán chi phí xây dựng và vận hành của hệ thống
4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
- Tham khảo, thu thập các tài liệu có liên quan đến đề tài
- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đế có liên quan
Trang 14SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 9 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
THẢI NHÀ MÁY BIA 1.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
1.1.1 Nguyên lý hoạt động, phạm vi áp dụng
Phương pháp cơ học dựa vào các lực vật lý như lực trọng trường, lực ly tâm… để tách các chất không hòa tan, các hạt lơ lửng có kích thước đáng kể ra khỏi nước thải Các công trình thường được sử dụng chủ yếu như: Song/ lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, bể điều hòa, bể lắng (đợt 1),
1.1.2 Song chắn rác
1.1.2.1 Cơ chế hoạt động
- Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90o theo hướng dòng chảy ngăn giữ rác bần thô gồm giấy, bọc nylon, chất dẻo, cỏ cây, vỏ đồ hộp, gỗ,
- Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy,
- Đặt trước bơm, hoặc bể lắng cát/ lắng 1
Phân loại:
- Theo khe hở của song chắn có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 - 200 mm), loại trung bình (16 - 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm)
- Theo cấu tạo của song chắn: loại cố định và loại di động
- Theo phương cách lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới [6]
Hình 1.1: Song chắn rác
Trang 15SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 10 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Hình 1.2 Bể lắng cát ngang
- Ưu điểm: Hệ thống đơn giản
Trang 16SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 11 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Nhược điểm: Hiệu quả thấp
- Thời gian lưu: 10-20 phút
- Hiệu quả không phụ thuộc vào lưu lượng
- Thổi khí cung cấp năng lượng tách cặn hữu cơ khỏi các hạt
- Hiệu quả cao
- Thời gian lưu: 3 - 5 phút
- Tránh lắng cặn hữu cơ ở lưu lượng thấp
Nhược điểm:
- Hiệu quả lắng dựa vào vận tốc dòng nước thải
- Phụ thuộc vào kích thước bể
- Chi phí xây dựng cao hơn các bể cùng loại
Trang 17SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 12 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
+ Dòng phân tầng: Do dòng nóng phía trên và dòng lạnh phía dưới
Bể điều hòa lưu lượng
Bể điều hòa nồng độ
Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ
Nguyên lý hoạt động: Nước thải sau khi được tách các loại rác từ máy tách rác sẽ
tự động chảy về bể điều hòa Mực nước trong bể sẽ được hiển thị trên màn hình điều khiển hệ thống Bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin, từ đó điều khiển hoạt động của các bơm chìm đặt trong bể điều hòa [5]
- Trong xử lý hóa học, ổn định tải lượng sẽ dễ dàng điều khiển giai đoạn chuẩn bị
và châm hóa chất tăng cường độ tin cậy của quá trình
Trang 18SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 13 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Nhược điểm:
- Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần phải tương đối lớn
- Bể điều hòa ở những chỗ gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi
- Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng
- Chi phí đầu tư cao
Hình 1.3 Mô hình bể điều hòa
Trang 19SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 14 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Trang 20SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 15 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
1.1.7 Bể lắng ngang
1.1.7.1 Cơ chế hoạt động
- Nước theo máng phân phối ngang vào bể hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể dọc suốt chiều rộng Đối diện ở cuối bể cũng xây dựng máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi cao hơn mực nước 0.15 – 0.2 m và không sâu quá 0.25 – 0.5m để thu và xả chất nổi
- Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành cửa vào khoảng 0.5 – 1m và không nông hơn 0.2m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rộng của bể
- Đáy bể làm dốc i = 0.01 để thuận tiện cho việc thu gom cặn Độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 450
- Thời gian lưu dài
- Chiếm mặt bằng và chi phí xây dựng cao
1.1.7.2 Phạm vi áp dụng
Áp dụng cho lưu lượng lớn (>3000 m3/ngày đêm)
1.1.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng
Dòng xoáy: hình thành do dòng chảy vào phân bố không đều do dòng nóng phía trên
và dòng lạnh phía dưới và cách sắp đặt vào ra không hợp lý
1.1.8 Bể lắng ly tâm
1.1.8.1 Cơ chế hoạt động
- Nước chuyển động từ tâm ra xung quanh theo phương gần như bể ngang
Ưu điểm:
- Tiết kiệm diện tích
- Ứng dụng xử lý nước thải có hàm lượng cặn khác nhau
- Hiệu suất cao
- Tỉ trọng cặn nhỏ cũng có thể lắng được
Trang 21SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 16 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Nguyên lý: Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào
đó, chất này phản ứng với các tạp chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng
ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại [5]
Phạm vi áp dụng: Thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng,
các chất độc hại và vi sinh vật
Ưu điểm:
- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học
- Hiệu quả xử lý cao hơn
Trang 22SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 17 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn
- Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn
- Có thể tự động hóa hoàn toàn
- Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật
- Có thể thu hồi các chất khác nhau
Nhược điểm:
- Lượng bùn sinh ra lớn
- Chi phí cho hóa chất cao
- Nếu dùng các muối sắt sẽ có hiện tượng nhuộm màu
1.2.2 Phương pháp keo tụ - tạo bông
1.2.2.1 Cơ chế hoạt động
Ban đầu các hạt có kích thước nhỏ, lơ lửng khó lắng, các chất keo tụ được cho vào nước nhằm thúc đẩy sự tạo keo, phá vỡ sự ổn định của hệ keo, tạo điều kiện cho các hạt keo nhỏ tiến lại gần nhau, va chạm với nhau và dính kết thành những khối lớn có
khối lượng lớn hơn, dễ lắng hơn nhờ lắng trọng lực
Hình 1.6: Mô hình bể keo tụ tạo bông
Hóa chất
Hầu hết chất keo tụ là muối sắt, muối nhôm Tuy nhiên trong thực tế người ta thường sử dụng phèn sắt hơn phèn nhôm do chúng có nhiều ưu điểm hơn Trong quá trình keo tụ người ta còn sử dụng chất trợ keo tụ để tăng tính chất lắng nhanh như tinh bột, dextrin, silicat hoạt tính và polymer
Trang 23SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 18 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Các muối sắt được sử dụng làm chất đông tụ có nhiều ưu điểm hơn so với muối nhôm do:
+ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp
+ Có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn
+ Các bông keo tạo thành có kích thước và độ bền lớn
+ Có thể khử được mùi vị khi có H2S
+ Trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của Fe(OH)3 = 3,6 do vậy keo sắt vẫn
lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù
Tuy nhiên các muối sắt cũng có nhược điểm là chúng tạo thành các hợp chất có màu qua phản ứng của các cation sắt với một số hợp chất hữu cơ
- Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến tốc độ keo tụ
- Liều lượng hóa chất: Cần tính toán lượng phèn tối ưu
- Tốc độ khuấy trộn: Ảnh hưởng đến sự phân bố chất keo tụ, tránh làm phá vỡ những bông phèn đã hình thành
Trang 24SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 19 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
1.2.3 Phương pháp tuyển nổi
1.2.3.1 Cơ chế hoạt động
- Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu [5]
Hình 1.7 Bể tuyển nổi
Ưu điểm:
- Có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hay nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn, khi các hạt nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt
- Quá trình được thực hiện liên tục và có phạm vi ứng dụng rộng rãi
- Tốc độ của quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng và có khả năng cho bùn cặn có độ ẩm thấp hơn
- Vốn đầu tư và chi phí vận hành không lớn
- Thiết bị đơn giản
Trang 25SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 20 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
1.2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng
Quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong đó bao gồm thành phần vật chất, đặc điểm xâm nhiễm và các tính chất khác của khoáng vật có ích, đặc điểm thành phần độ hạt của pha rắn, mật độ và nhiệt độ của bùn, thành phần của nước, chế độ tuyển, cấu tạo của máy tuyển nổi giá trị tối ưu của mỗi yếu tố cần phải xác lập và duy trì thường xuyên Việc làm mất đi dù chỉ là một trong các giá trị tối ưu này có thể
ảnh hưởng đáng kể đến quá trình tuyển nổi
1.3 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
1.3.1 Nguyên lý hoạt động
Là phương pháp dùng các phản ứng hóa học để chuyển các chất ô nhiễm thành các chất ít ô nhiễm hơn, chất ít ô nhiễm thành các chất không ô nhiễm Ví dụ: dùng các chất ô xy hóa như ozone, H2O2, O2, Cl2… để oxy hóa các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải Phương pháp này giá thành xử lý cao nên có hạn chế sử dụng, thường chỉ sử dụng khi trong nước thải tồn tại các chất hữu cơ, vô cơ khó phân hủy sinh học Thường áp dụng cho các loại nước thải như: nước thải rò rỉ rác, nước thải dệt nhuộm, nước thải giấy… [5]
- pH: Sự dao động pH làm gảm hiệu quả xử lý
- Nồng độ các chất ô nhiễm: ảnh hưởng đến hiệu suất và liều lượng hóa chất
- Ảnh hưởng của các phản ứng tỏa nhiệt, tạo cáo cặn và muối hòa tan
- Tốc độ hòa tan hóa chất vào nước, tốc độ khuấy trộn
1.3.2 Phương pháp trung hòa
Trang 26SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 21 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
+ Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm: sử dụng khi trên khu công nghiệp có nước thải của một số nhà máy chứa axit và một số nhà máy có nước thải chứa kiềm Người ta trộn nước axit và kiềm vào bình có cánh khuấy hoặc không có cánh khuấy (khuấy trộn bằng không khí)
+ Trung hòa dịch thải có tính axit, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như: CaCO3, Dolomit…
+ Trung hòa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua lớp vật liệu lọc trung hòa: đá vôi, magiezit, đá hoa cương, đôlômit…
+ Trung hòa nước thải chứa kiềm bằng cách dùng khí thải - khói từ lò đốt: để trung hòa nước thải chứa kiềm, có thể dùng khí thải chứa CO2, SO2… Việc dùng khí axit không những cho phép trung hòa nước thải mà tăng hiệu suất làm sạch chính khí
thải khỏi các cấu tử độc hại
Ưu điểm:
- Độ hòa tan CO2 kém nên mức độ nguy hiểm do oxy hóa quá mức các dung dịch được trung hòa cũng giảm xuống
- Tác động ăn mòn và độc hại nhỏ hơn ion khác
- Giảm chi phí cho quá trình trung hòa
- pH: Sự dao động pH làm giảm hiệu quả xử lý
- Nồng độ các chất ô nhiễm: Ảnh hưởng đến hiệu suất và liều lượng hóa chất
- Ảnh hưởng của các phản ứng tỏa nhiệt, tạo cáo cặn và muối hòa tan
- Tốc độ hòa tan hóa chất vào nước, tốc độ khuấy trộn
Trang 27SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 22 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
1.3.3 Phương pháp oxy hóa
1.3.3.1 Cơ chế hoạt động
Cơ chế của phương pháp quá trình oxi hóa diễn ra nhằm nhiệm vụ tách các chất ô nhiễm độc hại chuyển thành chất ít độc và tách chúng ra khỏi nước Quá trình này có tốc độ xử lý cao tuy nhiên tiêu tốn khá nhiều hóa chất
Ưu điểm:
- Làm sạch nước
- Đơn giản khi vận hành
Nhược điểm:
- Nguy hiểm nếu người vận hành không có chuyên môn
- Phương pháp này yêu cầu chi phí hóa chất lớn, vì thế nó chỉ được ứng dụng khi chất ô nhiễm không thể loại được bằng phương pháp khác Ví dụ xử lý xianua, hợp chất tan của Asen
1.3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng
- pH: Sự dao động pH làm giảm hiệu quả xử lý
- Nồng độ các chất ô nhiễm: Ảnh hưởng đến hiệu suất và liều lượng hóa chất
- Ảnh hưởng của các phản ứng tỏa nhiệt, tạo cáo cặn và muối hòa tan
- Tốc độ hòa tan hóa chất vào nước, tốc độ khuấy trộn
1.3.4 Phương pháp điện hóa học
Ưu điểm:
- Không cần pha loãng sơ bộ nước thải
- Không cần tăng thành phần muối của chúng
- Có thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nước thải
- Diện tích xử lý nhỏ
Trang 28SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 23 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- pH: Sự dao động pH làm giảm hiệu quả xử lý
- Nồng độ các chất ô nhiễm: Ảnh hưởng đến hiệu suất và liều lượng hóa chất
- Ảnh hưởng của các phản ứng tỏa nhiệt, tạo cáo cặn và muối hòa tan
- Tốc độ hòa tan hóa chất vào nước, tốc độ khuấy trộn
1.4 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phương pháp xử lý nước thải nhờ tác dụng của các loại vi sinh vật Các vi sinh vật
sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Công trình thường đặt sau khi nước thải đã qua xử lý sơ bộ [6]
Có thể dựa vào hoạt động của vi sinh vật phân phương pháp sinh học thành 3 loại sau:
1.4.1 Phương pháp yếm khí (kị khí)
Phương pháp yếm khí là phương pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí và trong môi trường không có oxy Xử lý trong điều kiện tự nhiên hay nhân tạo
Ưu điểm
- Không tốn chi phí năng lượng
- Quá trình kị khí sản sinh ra khí metan, là nguồn năng lượng dùng đốt hoặc cung cấp nhiệt
- Quá trình kị khí xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao
- Bể phản ứng kị khí có thể hoạt động ở chế độ tải trọng cao
- Lượng bùn sinh ra ít hơn bể hiếu khí
- Không tốn chi phí năng lượng
Trang 29SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 24 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Nhược điểm
- Quá trình kị khí diễn ra chậm hơn hiếu khí
- Nhạy cảm hơn trong việc phân hủy các chất độc
- Quá trình khởi động cần nhiều thời gian hơn
- Xem xét khía cạnh phân hủy thì quá trình kị khí đòi hỏi nồng độ cơ chất ban đầu tương đối cao
Các yếu tố ảnh hưởng
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Ảnh hưởng của pH và độ kiềm
- Ảnh hưởng của độ mặn
- Các chất dinh dưỡng
- Ảnh hưởng của nguyên liệu nạp
- Ảnh hưởng của các chất khoáng trong nguyên liệu nạp
- Khuấy trộn
1.4.2 Phương pháp thiếu khí
1.4.2.1 Cơ chế hoạt động
Sử dụng vi sinh vật yếm khí trong môi trường thiếu khí phân hủy Nito và photpho
Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẽ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:
NO3- → NO2- → N2O → N2↑
Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ đã được
xử lý
Quá trình Photphorit hóa:
Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu
cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí [5]
Ưu điểm
- Hoạt động đơn giản
- Kích thước nhỏ, không tốn diện tích
Trang 30SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 25 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Khi nước thải có tỷ số BOD/COD cao
- Có N, P cao trước khi vào quá trình thiếu khí
Trang 31SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 26 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Hồ sinh học: là lợi dụng quá trình tự làm sạch hồ Lượng oxy hóa cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt hồ và do quá trình tự quang hợp của thực vật trong nước Được áp dụng rộng rãi hơn cả vì có những ưu điểm như: tạo dòng nước tưới tiêu và điều hòa dòng thải, điều hoà vi khí hậu trong khu vực, không yêu cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản lý đơn giản, hiệu quả xử lý cao Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu diện tích lớn và khó điều khiển được quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với khu vực xung quanh
c Các yếu tố ảnh hưởng
- Tỷ số giữa lượng thức ăn, lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M;
- Nhiệt độ;
- Tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật;
- Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;
- Lượng các chất cấu tạo tế bào;
- Hàm lượng oxy hoà tan
1.4.3.2 Trong điều kiện nhân tạo
a Cơ chế hoạt động
Sử dụng các vi sinh vật để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có khả năng chuyển hoá sinh học được; đồng thời chính vi sinh vật cũng sử dụng một phần chất hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxi hoá để tổng hợp nên sinh khối của chúng [6]
Ưu điểm:
- Vận hành đơn giản
- Không sinh mùi khó chịu
- Tải trọng làm việc COD < 2000 mg/l
Nhược điểm:
- Cần cung cấp khí liên tục
- Sản phẩm tạo ra không có giá trị sử dụng
- Tải trọng làm việc thấp
Trang 32SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 27 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
b Phạm vi áp dụng
Bể lọc sinh học:
Bể lọc sinh học cao tải: được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngày đêm
Bể lọc sinh học nhỏ giọt: dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới
1000 m3/ngày đêm
Bể lọc sinh học theo mẻ SBR:
Là dạng công trình xử lý nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính, nhưng hai giai đoạn sục và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu Hệ thống dùng để xử
lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao
Nước thải đi vào bể SBR và trải qua 5 giai đoạn:
Bể Aerotank:
Hình 1.8 Bể Aerotank
Trang 33SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 28 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng
độ vi sinh vật trong bể Lượng bùn tuần hoàn 20% -30% lưu lượng nước thải đi vào Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác
để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục
Trang 34SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 29 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN - HOÀNG
QUỲNH 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – BÌNH TÂY
- Tên tổ chức: CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – BÌNH TÂY
- Tên tiếng anh: SAIGON – BINHTAY BEER JOINT STOCK COMPANY
- Trụ sở chính: Số 8 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, P Nguyễn Thái Bình, Quận 1, TP.HCM
- Đại hội đồng cổ đông thành lập thông qua Điều lệ ngày 20 tháng 10 năm 2005
- Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh lần 1 của Công ty số 4103004075 do Sở
KH & ĐT Tp HCM cấp ngày 25 tháng 11 năm 2005
- Ngày 20/11/2005 HĐQT Công ty họp bàn triển khai dự án đầu tư Nhà máy bia công suất 45 triệu lít / năm
- Ngày 18/2/2006 HĐQT Quyết định Phê duyệt dự án đầu tư
- Ngày 01/11/2006: Văn phòng công ty bắt đầu hoạt động tại 12 Đông Du, Q.1,
Tp HCM
- Ngày 01/12/2006: Xem xét, quyết định đầu tư giai đoạn II
- Ngày 10/1/2007: Tổ chức nấu thử mẻ bia đầu tiên
- Ngày 18/3/2007: Chiết thử thành công mẻ bia chai đầu tiên
- Ngày 10/10/2007: Lô bia lon thành phẩm đầu tiên được chiết thành công
- Ngày 07/01/2008: Nhận giấy đăng ký kinh doanh sáp nhập Công ty cổ phần Hoàng Quỳnh vào Công ty CP Bia Sài Gòn – Bình Tây [8]
2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – HOÀNG QUỲNH
2.2.1 Thông tin chung về nhà máy
- Tên nhà máy: Nhà máy bia Sài Gòn - Hoàng Quỳnh
Trang 35SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 30 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
- Trụ sở tại số:A73/I đường số 7 KCN Vĩnh Lộc huyện Bình Chánh TP.HCM
- Công suất hiện tại của nhà máy là 100.000.000 l/năm với 2 dây chuyền chiết chai công suất 13500 chai/h, một dây chuyền chiết lon công suất 11300 lon/h Nhà máy bia Hoàng Quỳnh không sản xuất bia hơi
- Nhà máy được trang bị máy móc, thiết bị hiện đại hàng đầu trong nước và cả Châu Âu, sản xuất bia theo công nghệ của Tổng công ty cổ phần Bia, Rượu, Nước giải khát Sài Gòn với các sản phẩm bia chai loại 355ml, bia lon 333ml, bia chai Sài Gòn Special 330ml [8]
Hình 2.1 Nhà máy bia Sài Gòn Hoàng Quỳnh
2.2.2 Mặt bằng công ty
Nhà máy Bia Sài Gòn - Hoàng Quỳnh được chia thành nhiều phân xưởng, phòng… và được bố trí theo sơ đồ sau:
Trang 36SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 31 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Hình 2.2 Mặt bằng nhà máy
Trang 37SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 32 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
2.2.3 Nguyên liệu, quy trình sản xuất và nguồn phát sinh nước thải
Malt Tách tạp chất Cân Xay Pha bột malt Đạm hóa
Gạo Tách tạp chất Cân Xay Pha bột gạo Hồ hóa Đường hoá
Lọc hèm Đun sôi với houblon Lắng cặn Hạ nhiệt độ Sục khí Lên men chính Lên men phụ Hạ nhiệt độ Lọc Bão hòa
CO2Tàng trữ chiết Thanh trùng Dán nhãn Đóng thùng Sản phẩm
men Xử lý Bánh men
Trang 38SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 33 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Thuyết minh dây chuyền sản xuất
Nhập liệu: Nguyên liệu malt và gạo từ kho chứa sẽ được hút lên phân xưởng nấu bằng hệ thống khí động, được bộ phận cân định lượng phân phối vào các hầm chứa
Lọc bụi bằng Cyclon: nguyên liệu từ hầm chứa sẽ được chuyển xuống phễu nhập liệu, sau đó hệ thống quạt sẽ hút nguyên liệu lên Cyclon rồi đưa đến thùng chứa trung gian, khi đó một phần tạp chất lẫn vào trong quá trình vận chuyển đã được loại
Nghiền: nguyên liệu sau khi qua máy sàng tách sạn sẽ được chuyển đến hệ thống cân định lượng, sau đó đến thùng chứa trung gian Từ thùng chứa trung gian, nguyên liệu sẽ theo hệ thống gàu tải nạp vào máy xay Máy nghiền ở nhà máy dùng là máy nghiền búa đập và nghiền theo phương pháp nghiền khô
Nấu: nhằm trích ly các chất chiết có trong malt và gạo vào dịch nấu Bên cạnh
đó, sự có mặt của hệ enzym có sẵn trong nguyên liệu cũng sẽ xúc tác cho quá trình thủy phân các hợp chất cao phân tử thành những chất có phân tử lượng thấp, chuẩn bị dịch nha cho quá trình lên men
Nồi gạo: nhà máy chỉ dùng thế liệu với các sản phẩm bia Saigon xanh, Saigon đỏ, bia 333 với tỉ lệ là 25% (còn với sản phẩm Saigon Special xuất khẩu thì được nấu từ 100% malt) Do nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo cao (khoảng 830C) nên cần được nấu trước malt khoảng 80 phút Để tăng hiệu suất thủy phân tinh bột, nhà máy sẽ tiến hành trộn malt lót 2 lần với lượng khoảng 20% lượng gạo thế liệu (nhờ hoạt tính của enzyme - amylase) Ngoài ra, H2SO4 đậm đặc cũng được cho vào nấu để xúc tác thủy phân tinh bột tốt hơn và điều chỉnh pH thích hợp Ban đầu dịch nấu được gia nhiệt từ 32oC đến khoảng 72oC trong 20 phút, sau đó giữ nhiệt trong 10 phút Trong giai đoạn này, enzyme - amylase có trong malt lót sẽ xúc tác dịch hóa sơ bộ tinh bột Kế đến, nhiệt độ được nâng lên khoảng 83oC trong vòng 5 phút và giữ nhiệt trong
10 phút để thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột Sau khi hồ hóa gần hết tinh bột gạo, nhiệt độ của nồi gạo sẽ được hạ xuống khoảng 72oC trong 5 phút và giữ nhiệt trong 20 phút Trước đó, khi nhiệt độ xuống khoảng 78oC thì malt lót lần 2 được cho vào
Trang 39SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 34 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Enzyme - amylase trong malt lót lần 2 sẽ tiếp tục thủy phân tinh bột Sau khi thực hiện điểm dừng ở 72oC, nhiệt độ nồi gạo được nâng lên 100oC trong 25 phút (nếu cao quá
sẽ tạo phản ứng caramel, gây mùi vị xấu cho sản phẩm), sau đó lại giữ nhiệt trong 15 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột, chuẩn bị trộn vào nồi malt Do tinh bột gạo khó bị đường hóa, nên việc nấu gạo trước sẽ hồ hóa và dịch hóa hoàn toàn tinh bột gạo, từ đó enzyme amylase sẽ dễ dàng thủy phân và đường hóa tinh bột gạo
Nồi malt: Đầu tiên, nồi malt sẽ được nâng lên nhiệt độ khoảng 50oC trong
20 phút và giữ nhiệt trong 10 phút Trong giai đoạn này, các enzyme protease sẽ thủy phân protein thành các polypeptid, petid, acid amin là nguồn dinh dưỡng cho nấm men trong quá trình lên men Thời gian đạm hóa không kéo dài quá vì cần phải còn lại một lượng protein nhất định cần thiết cho sự tạo độ bền bọt cho sản phẩm bia Để ổn định hoạt tính cho - amylase, khi nhiệt độ nồi malt khoảng 40oC thì có bổ sung CaCl2 vào Kết thúc giai đoạn đạm hóa, dịch gạo từ nồi gạo được bơm vào nồi malt, nước cũng được thêm vào Lúc này nhiệt độ hỗn hợp khoảng 65oC và được giữ ổn định trong 20 phút Tại nhiệt độ này, ezyme - amylase sẽ hoạt động mạnh và thủy phân tinh bột thành đường maltose, dextrin, do đó giai đoạn này được gọi là điểm dừng đường hóa Tiếp theo, hỗn hợp được nâng lên nhiệt độ khoảng 75oC trong 15 phút và giữ trong 20 phút Kế đến, nhiệt độ dịch nha được nâng lên khoảng 76 ± 1o
C trong 5 phút để giảm
độ nhớt cho dịch nha, chuẩn bị bơm qua thiết bị lọc
Vệ sinh nồi nấu: Sau mỗi mẻ nấu vệ sinh lại bằng nước Kết thúc mẻ cuối thì bơm xút vào nồi ngâm, sau đó chạy cánh khuấy đánh tan các mảng bám ở đáy nồi Khi bơm dùng xút loãng tráng đường ống dẫn và sau đó vệ sinh lại bằng nước thường
Lọc hèm: dịch nha sau khi nấu, bao gồm 2 pha: pha lỏng chứa đựng toàn bộ những chất hoà tan và pha rắn (bã) chứa rất ít chất hoà tan Quá trình lọc giúp tách pha lỏng khỏi pha rắn, tức là tách dịch nha khỏi bã Để tận thu tối đa lượng chất hòa tan từ
bã sang dịch đường, quá trình lọc tiến hành theo 2 bước: lọc để tách dịch đường và rửa
bã
Lọc để tách dịch đường: nhiệt độ của dịch nha trong suốt quá trình lọc được giữ ổn định ở khoảng 76oC để giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme thủy phân tiếp tục lượng tinh bột còn sót, nếu lọc ở nhiệt độ thấp hơn thì độ nhớt của dịch lọc cao, khó lọc
Rửa bã: sau khi lọc hết dịch đường, quá trình rửa bã được tiến hành bằng nước nóng 75 - 78oC Không dùng nước nóng hơn vì sẽ làm vô hoạt hệ enzyme amylase, tinh bột sót đã được hồ hóa nhưng không được đường hóa sẽ làm đục dịch đường và sản phẩm bia sau cùng sẽ khó trong Quá trình diễn ra tương tự như giai
Trang 40SVTH: Nguyễn Thị Thúy An 35 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
đoạn lọc dịch cốt Khi nồng độ chất hòa tan trong dịch bã giảm xuống mức cần thiết (khoảng 0.3 - 0.5%) thì quá trình rửa bã kết thúc
Vệ sinh: sau mỗi mẻ, vệ sinh các bản mỏng bằng cách xịt nước thẳng vào bản mỏng Sau khi kết thúc mẻ cuối, vệ sinh sạch các bản mỏng, màng cao su chạy xút
và sau đó trung hòa lại bằng acid rồi cuối cùng tráng lại bằng nước thường
Đun sôi dịch nha với hoa Houblon:
Mục đích: trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa Ổn định thành phần của dịch đường, tạo cho bia mùi vị của houblon, làm cho dịch đường có nồng độ thích hợp với yêu cầu của mọi loại bia Bên cạnh đó còn làm keo tụ phần lớn các protein bất ổn định
và các thành phần không hòa tan, hình thành tủa nóng Ngoài ra còn vô hoạt enzyme
và vô trùng dịch đường
Phương pháp đun: dịch đường sau khi lọc được đưa lên bồn chứa trung gian để tạm trữ Sau đó được bơm xuống nồi đun sôi và được nâng nhiệt độ lên 100oC trong khoảng 30 phút Sau khi bơm hết dịch đường vào thiết bị đun sôi thì bắt đầu cho hoa houblon dạng cao để hòa tan các hợp chất của hoa houblon nhất là các chất đắng vào dịch đường Suốt quá trình đun sôi hoa houblon nhiệt độ phải giữ ở 100oC, đồng thời cho màu caramel vào giúp tăng độ màu của bia thành phẩm, acid lactic để chỉnh
pH Sau khi dịch đường sôi khoảng 10 phút thì cho thêm houblon dạng viên để tăng mùi thơm cho bia Đồng thời cho thêm ZnCl2 vào để làm môi trường cho nấm men phát triển, tăng sinh khối khi lên men, sau đó đun sôi thêm 20 phút rồi tiến hành kiểm tra mẫu trước khi bơm qua phân xưởng lên men
Vệ sinh nồi đun: sau khi kết thúc mỗi mẻ nấu, vệ sinh kiểm tra bộ đốt trong sơ bộ, mở van cho thêm xút, mở hơi nóng ở nhiệt độ sôi 60 ± 10oC, mở van xả xút và tráng bằng nước thường, trung hòa bằng xút và sau cùng rửa lại bằng nước thường
Lắng cặn: Nước nha thu được sau quá trình houblon hoá chứa các chất cặn như: tủa protein với tannin, polyphenol, chất đắng… Các chất cặn này không gây ảnh hưởng đáng kể đến vị và độ bền keo của bia mà chỉ gây xáo trộn ở giai đoạn đầu của quá trình lên men và khi kết lắng thì làm cho nấm men rất bẩn Do đó, cần loại chúng
ra khỏi dịch đường Quá trình kết lắng làm trong dịch nha, làm tăng giá trị cảm quan của bia