Một nhà máy bia có thể sử dụng lượng nước đáng kể để vệ sinh bồn chứa, đường ống, dây chuyền chiết rót và sàn nhà, nhưng vệ sinh hiệu quả không đồng nghĩa với tiêu thụ quá mức. Đối với người vận hành, thách thức là loại bỏ cặn bia và vi sinh vật mà không để vòi nước chảy lâu hơn mức cần thiết hoặc lặp lại các chu trình vệ sinh vốn phải đạt hiệu quả ngay từ lần đầu. Kiểm tra thiết bị phun, kiểm soát điểm kết thúc tráng, thu hồi nước tráng phù hợp và theo dõi từng chu trình có thể giúp phát hiện các cơ hội tiết kiệm đáng kể, đồng thời bảo vệ chất lượng bia.

Cách tiếp cận an toàn nhất không phải là rút ngắn mọi lần rửa ngay lập tức. Trước tiên, hãy tìm hiểu nước được sử dụng ở đâu, sau đó điều chỉnh từng bước một và xác nhận thiết bị sau khi vệ sinh vẫn đáp ứng các yêu cầu vệ sinh của nhà máy bia.

Tìm hiểu nước vệ sinh được sử dụng ở đâu

Trước khi thay đổi chương trình vệ sinh, hãy theo dõi dòng nước trong một ngày sản xuất điển hình. Tại nhiều nhà máy bia, các hoạt động vệ sinh tiêu thụ nhiều nước nhất gồm vệ sinh tại chỗ (CIP) cho bồn lên men và bồn chứa bia thành phẩm, đường ống, bộ lọc và thiết bị chiết rót. Những hoạt động nhỏ nhưng diễn ra thường xuyên—như tráng vòi, rửa sàn và xả sản phẩm khỏi đường ống chuyển tải—cũng có thể cộng dồn thành lượng đáng kể.

Kiểm tra các đồng hồ đo nước hiện có và hồ sơ của hệ thống CIP, rồi đối chiếu với lịch sản xuất. Nếu từng đường ống riêng lẻ chưa được lắp đồng hồ, có thể ước tính mức sử dụng bằng cách đo lưu lượng theo thời gian hoặc lắp đồng hồ tạm thời. Điểm khởi đầu hữu ích là ghi lại lượng nước tiêu thụ trong mỗi chu trình vệ sinh cho từng loại bồn hoặc đường ống, cùng với kích thước thiết bị và mức độ bám bẩn.

Hãy quan sát các xu hướng thay vì chỉ dựa vào một ca làm việc. Bồn được vệ sinh ngay sau khi xả hết có thể cần tráng sơ bộ khác với bồn để lại cặn khô. Tương tự, dây chuyền chiết rót bia hương trái cây có thể cần được xử lý khác với dây chuyền sản xuất lager thông thường. Ghi lại sản phẩm, chương trình vệ sinh, lượng nước, nhiệt độ, nồng độ hóa chất và mọi lần kiểm tra không đạt để việc so sánh có ý nghĩa.

Cải thiện lần tráng đầu tiên trước khi thay đổi toàn bộ chu trình

Tráng sơ bộ giúp loại bỏ bia, men và các cặn bẩn khác trước khi dung dịch vệ sinh tuần hoàn. Nếu bước này không hiệu quả, chất tẩy rửa phải xử lý nhiều cặn bẩn hơn; nếu tráng kéo dài mà không có điểm kết thúc rõ ràng, nước sạch có thể tiếp tục chảy xuống cống rất lâu sau khi đường ống đã sạch rõ ràng.

Hãy bắt đầu bằng những kiểm tra thiết thực. Bồn có thoát nước đúng cách không? Vòi có được nối với đường hồi phù hợp không? Nước tráng có tiếp cận được mọi bề mặt bên trong không? Nếu còn chất rắn ở đáy bồn, kéo dài thời gian tráng có thể chỉ làm loãng vấn đề thay vì giải quyết vấn đề.

Nếu hệ thống cho phép, hãy sử dụng điểm kết thúc được xác định rõ thay vì cố định thời gian tráng dài không cần thiết. Độ đục hoặc độ dẫn điện của nước hồi có thể hỗ trợ kiểm soát điểm kết thúc, nhưng cần xác lập ngưỡng đo phù hợp với thiết bị và loại cặn bẩn cần vệ sinh. Khi an toàn và khả thi, kiểm tra bằng mắt cũng có thể hữu ích; tuy nhiên, nước trông trong không đồng nghĩa với việc bề mặt đã sạch.

Thu hồi bia hoặc men còn sót lại trước khi đưa nước tráng vào có thể giảm tải cho cả hệ thống vệ sinh và hệ thống xử lý nước thải. Mọi vật liệu thu hồi phải được xử lý theo quy trình đã được nhà máy bia phê duyệt và không được tạo đường quay trở lại sản phẩm thành phẩm.

Khai thác đúng chức năng của thiết bị CIP

Các cuộc trao đổi về tiết kiệm nước thường tập trung vào thời gian chu trình, nhưng độ phủ kém mới là vấn đề căn bản hơn. Bi phun bị tắc, thiết bị phun quay bị mòn hoặc bơm hoạt động kém có thể khiến bồn vẫn bẩn dù đã rửa trong thời gian dài. Người vận hành có thể xử lý bằng cách dùng thêm nước hoặc lặp lại chu trình, trong khi sự cố thực sự vẫn chưa được khắc phục.

Kiểm tra độ phủ, lưu lượng và đường hồi

Kiểm tra thiết bị phun theo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị. Tìm các lỗ bị tắc, hư hỏng, lắp đặt sai và tình trạng quay kém nếu có. Xác nhận bơm và hệ thống hồi có thể cung cấp lưu lượng cần thiết cho bồn và thiết bị phun; chỉ riêng áp suất không chứng minh được rằng nước đã tiếp cận mọi bề mặt.

Đồng thời kiểm tra các đoạn ống cụt, bố trí van, đầu nối thiết bị đo và các vòng vòi. Những khu vực có lưu lượng thấp có thể giữ lại cặn bẩn ngay cả khi mạch chính có vẻ sạch. Nếu sự cố lặp lại tại cùng một vị trí, hãy kiểm tra bố trí thiết bị thay vì liên tục kéo dài toàn bộ chu trình rửa.

Kiểm soát đồng thời các thông số vệ sinh

Hiệu quả CIP phụ thuộc vào sự tương tác giữa nồng độ hóa chất, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc và tác động cơ học. Giảm một yếu tố mà không cân nhắc các yếu tố khác có thể tạo ra một chu trình tưởng như đạt yêu cầu nhưng vẫn để lại cặn. Tuân thủ các giới hạn đã được phê duyệt và hướng dẫn của nhà cung cấp hóa chất, đồng thời xác minh thiết bị định lượng và cảm biến nhiệt độ đang hoạt động chính xác.

Khi thay đổi công thức vệ sinh, hãy tiến hành thử nghiệm có kiểm soát: ghi lại chu trình ban đầu, thống nhất điều chỉnh đề xuất, vận hành trong điều kiện đại diện và kiểm tra kết quả. Giữ chương trình đã được xác nhận trước đó cho đến khi chương trình sửa đổi được phê duyệt. Người vận hành tuyệt đối không được tự ý thêm hóa chất hoặc rút ngắn lần tráng cuối để bù cho một lần rửa chưa chắc chắn.

Tái sử dụng nước khi chất lượng phù hợp với công đoạn tiếp theo

Không phải công đoạn vệ sinh nào cũng cần chất lượng nước như nhau. Trong một hệ thống được thiết kế phù hợp, nước tráng cuối của một chu trình có thể được thu gom để dùng cho lần tráng sơ bộ sau đó hoặc một công việc khác đã được phê duyệt và không tiếp xúc với sản phẩm. Cách làm này có thể giảm nhu cầu nước sạch, nhưng việc tái sử dụng đòi hỏi nhiều hơn là chỉ dẫn vòi vào một bồn chứa dự phòng.

Nhà máy bia cần xác định những dòng nước nào đủ điều kiện tái sử dụng, thời gian lưu giữ tối đa, các kiểm tra chất lượng cần thực hiện và vị trí được phép sử dụng nước. Bồn và đường ống được nhận diện rõ ràng, thiết bị chống chảy ngược và các kết nối được kiểm soát giúp ngăn nước tái sử dụng đi vào hệ thống nước sạch hoặc mạch sản phẩm. Không phù hợp để thu hồi nếu việc đó gây nhiễm bẩn hoặc ảnh hưởng đến công đoạn vệ sinh tiếp theo.

Không nên mặc định nước từ bước tráng dung dịch khử trùng, mạch có nhiều cặn bẩn hoặc đường hồi dung dịch hóa chất có thể được tái sử dụng cho mục đích chung. Hãy cùng đội ngũ chất lượng của nhà máy bia và nhà cung cấp hóa chất đánh giá nguy cơ tồn dư hóa chất và nguy cơ vi sinh. Nước tráng cuối và mọi nguồn nước có thể tiếp xúc với sản phẩm phải đáp ứng các yêu cầu hiện hành của cơ sở về chất lượng nước và an toàn thực phẩm.

Giảm lượng nước sử dụng ngoài khu vực CIP

Một chương trình CIP được tối ưu có thể bị ảnh hưởng bởi các thói quen hằng ngày ở những khu vực khác. Trong ca làm việc bận rộn, để vòi nước mở rất tiện, nhất là khi sự cố tràn xảy ra ngay trước lúc mẻ tiếp theo bắt đầu. Tuy vậy, vệ sinh sàn và tráng thủ công thường là những khâu có thể cải thiện rõ rệt mà không cần thay đổi công thức vệ sinh bồn đã được xác nhận.

• Loại bỏ chất rắn trước khi rửa. Thu gom ngũ cốc, men và rác bao bì bằng phương pháp khô hoặc ít dùng nước phù hợp trước khi tráng sàn và rãnh thoát nước.
• Sử dụng đầu phun có thể kiểm soát. Lắp thiết bị khóa dòng cho vòi và nhanh chóng sửa chữa rò rỉ, đồng thời bảo đảm đầu phun phù hợp với công việc và quy định an toàn tại cơ sở.
• Vệ sinh vết tràn kịp thời. Cặn mới thường dễ loại bỏ hơn bia hoặc si-rô đã khô, vốn có thể cần tráng lâu hơn và tốn nhiều công sức hơn.
• Lập kế hoạch chuyển đổi sản phẩm. Phối hợp lịch sản xuất và vệ sinh để thiết bị không bị để bẩn quá lâu và không phải vệ sinh lại do thời điểm chạy mẻ tiếp theo được sắp xếp chưa phù hợp.
• Tách biệt vệ sinh định kỳ với xử lý sự cố. Sự cố tràn lớn hoặc nhiễm bẩn có thể cần quy trình khác; không nên tự động áp dụng quy trình đó cho mọi ca làm việc.

Đặc biệt cẩn trọng ở khu vực máy chiết rót và vùng sản phẩm hở. Phun nước áp suất cao có thể làm giọt bắn và cặn bẩn lan sang các bề mặt gần đó. Hãy chọn phương pháp được phê duyệt cho khu vực, bảo vệ thiết bị đang để hở và tuân thủ quy trình phân vùng vệ sinh của cơ sở.

Xác minh độ sạch, không chỉ dựa vào chỉ số đồng hồ thấp hơn

Chỉ giảm lượng nước sử dụng sẽ không có ý nghĩa nếu thiết bị không còn phù hợp cho sản xuất. Sau khi thay đổi, hãy kết hợp hồ sơ quy trình với các phương pháp xác minh mà nhà máy bia đã thiết lập. Các phương pháp này có thể gồm kiểm tra bằng mắt, xét nghiệm ATP, lấy mẫu vi sinh, kiểm tra tồn dư hóa chất vệ sinh và xem xét kết quả chất lượng sản phẩm. Mỗi phương pháp trả lời một câu hỏi khác nhau; chẳng hạn, riêng kết quả ATP không thể xác định mọi vi sinh vật hoặc thay thế chương trình kiểm tra vi sinh.

Đặc biệt chú ý đến thiết bị khó kiểm tra, đường ống chuyển tải dài và các điểm từng không đạt. Xác định ai có quyền cho phép đưa thiết bị trở lại hoạt động sau khi vệ sinh, kết quả nào được xem là chấp nhận được và cần làm gì khi kiểm tra không đạt. Nếu kết quả vượt giới hạn đã phê duyệt, hãy tạm ngừng sử dụng thiết bị, điều tra và vệ sinh lại hoặc thực hiện hành động khác theo quy trình của cơ sở.

Các chỉ số vận hành hữu ích gồm lượng nước cho mỗi chu trình CIP, lượng nước trên mỗi đơn vị bia sản xuất, tần suất phải vệ sinh lại và số lần sai lệch về vệ sinh. Hãy diễn giải các chỉ số này cùng nhau. Mức tiêu thụ nước thấp hơn nhưng đi kèm nhiều lần rửa lại hơn, chậm trễ sản xuất hoặc kiểm tra không đạt thì không phải là cải thiện.

Kế hoạch khởi đầu thiết thực cho từng ca

Người vận hành không cần thiết kế lại toàn bộ nhà máy bia để bắt đầu. Hãy chọn một bồn hoặc đường ống được vệ sinh thường xuyên và xây dựng bức tranh đáng tin cậy về hiệu suất hiện tại. Huy động những người vận hành, bảo trì và xác minh hệ thống; mỗi người sẽ nhìn thấy một khía cạnh khác nhau của vấn đề.

1. Quan sát chu trình hiện tại. Ghi lại thời điểm nước sạch được đưa vào, nơi nước thoát ra và liệu các thao tác can thiệp thủ công có làm kéo dài thời gian rửa hay không.
2. Khắc phục các lỗi dễ nhận thấy. Sửa chỗ rò rỉ, kiểm tra thiết bị phun và xử lý các vấn đề về dòng hồi trước khi thử nghiệm rút ngắn chu trình.
3. Chọn một thay đổi. Ví dụ, thử nghiệm điểm kết thúc tráng sơ bộ đã xác định thay vì đồng thời thay đổi thời gian tráng, nồng độ hóa chất và nhiệt độ.
4. Kiểm tra trong điều kiện đại diện. Bao gồm các sản phẩm và mức độ bám bẩn mà thiết bị thường xử lý, không chỉ mẻ dễ vệ sinh nhất.
5. Đánh giá và lập hồ sơ. So sánh lượng nước sử dụng, hồ sơ vệ sinh và kết quả xác minh; chỉ cập nhật quy trình sau khi đội ngũ phụ trách phê duyệt.

Cách tiếp cận thận trọng này rất quan trọng đối với các nhà máy bia sản xuất nhiều dòng sản phẩm. Jinpai Beer có danh mục sản phẩm gồm lager, bia lúa mì, bia ít calo và bia hương trái cây, cùng các sản phẩm OEM và ODM tùy chỉnh. Công thức và phương thức sản xuất khác nhau có thể tạo ra loại cặn và nhu cầu chuyển đổi khác nhau, vì vậy quyết định vệ sinh cần dựa trên thiết bị và sản phẩm thực tế thay vì một công thức duy nhất áp dụng cho mọi trường hợp.

Người vận hành nên tránh điều gì?

Một sai lầm thường gặp là xem lần tráng cuối như khoảng thời gian dư thừa có thể loại bỏ bất cứ khi nào lượng nước sử dụng tăng. Bước tráng đó có thể cần thiết để loại bỏ hóa chất vệ sinh, và phải xác minh điểm kết thúc. Một sai lầm khác là thu gom nước tráng mà không xác định rõ nơi tái sử dụng, tạo ra một bồn nước có chất lượng không chắc chắn mà không ai có thể sử dụng an toàn.

Chỉ so sánh các nhà máy bia bằng tỷ lệ tổng lượng nước trên lượng bia cũng tiềm ẩn rủi ro. Cơ cấu bao bì, sản lượng, thiết kế thiết bị và phạm vi báo cáo có thể khác nhau đáng kể. Đối với đội vệ sinh, việc so sánh nhất quán cùng một chu trình theo thời gian thường giúp đưa ra hành động cụ thể hơn là một con số riêng lẻ từ bên ngoài.

Cuối cùng, cơ hội tiết kiệm nước tốt nhất thường nằm ở một quy trình vệ sinh hoạt động đúng ngay từ lần đầu. Khi người vận hành biết nước được sử dụng ở đâu, nhận ra lỗi thiết bị và tin tưởng vào kết quả xác minh, họ có thể giảm việc tráng không cần thiết mà không biến công tác vệ sinh thành hoạt động phỏng đoán.