BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH đề TÀI quy trình nấu malt trong công nghệ sản xuất bia sài gòn

Tiểu Luận Pro(123docz.net) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ====o0o==== BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐỀ TÀI: Quy trình Nấu Malt cơng nghệ sản xuất bia Sài Gòn GVHD: ĐINH THỊ LAN ANH SINH VIÊN: Phạm Thị Trang 20181787 Lê Minh Khuê 20181557 Phạm Quang Thuyết 20181778 Đào Đức Thắng 20181752 Nguyễn Văn Linh 20181580 Tiểu Luận Pro(123docz.net) Tiểu Luận Pro(123docz.net) Hà Nội, 05/2021 MỤC LỤC A CÔNG NGHỆ: I TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BEER SÀI GỊN I.1 Ngun liệu I.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ I.3 Quy trình sản xuất bia Sài Gịn II Quá trình nấu malt Cấu tạo nồi nấu Q trình hồ hóa 2.1 Mục đích 2.2 Thiết bị hồ hóa 2.3 Các cố xảy cách khắc phục q trình hồ hóa Q trình đường hóa 10 3.1 Mục đích 10 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình đường hóa 10 3.3 Thiết bị đường hóa 13 III.Sơ đồ P&ID hệ thống nấu malt 16 B Thiết bị phần cứng Thiết bị phần cứng: 18 Giới thiệu chung 18 1.1 Cảm biến lưu lượng gì? 18 1.2 Vận tốc dịng chảy lưu lượng 19 1.3 Mối quan hệ lưu lượng vận tốc là: 41 Ứng dụng công nghệ sản xuất bia 41 2.1 Xét cảm biến lưu lượng IFM (Flowmetter) nhà máy bia 41 2.2 Cảm biến SI 6600 hệ thống làm lạnh dịch bia 42 Tiểu Luận Pro(123docz.net) A CÔNG NGHỆ I Tổng quan công nghệ sản xuất bia Nguyên liệu Nước Đại mạch Hoa bia Men Gạo, lúa mì, yến mạch, … Sơ đồ quy trình cơng nghệ Tiểu Luận Pro(123docz.net) Quy trình sản xuất bia Sài Gòn Xay nghiền Nghiền nhỏ hạt malt (hoặc hạt gạo) đến kích thước yêu cầu để thành phần ngun liệu hịa tan vào nước giải phóng enzym để xúc tác q trình thủy phân sau Nồi nấu malt Thủy phân hợp chất cao phân tử tinh bột, protein thành hợp chất lên men đường malto, gluco, axit amin,… Kết thúc trình nấu nồi malt thu dịch nên quy trình gọi q trình đường hóa Tiểu Luận Pro(123docz.net) Nồi lọc dịch hèm Là trình tách võ trấu hạt malt khỏi dịch đường Nồi đun sôi Dịch đường đun sôi với hoa bia để tạo vị đắng đặc trưng, đồng thời q trình đun sơi làm bay kết tủa hợp chất không mong muốn tiệt trùng dịch nha Nồi tách cặn Loại bỏ thành phần cánh hoa bia, kết tủa hình thành q trình đun sơi Giải nhiệt nhanh Dịch nha sau đun sôi (100oC) đưa nhiệt độ thích hợp cho nấm men hoạt động 10 – 15oC Nhiệt độ tùy thuộc vào chủng loại nấm men loại bia Tank lên men Dịch nha lạnh với nấm men đưa vào tank lên men để tiến hành trình lên men Nấm men sử dụng đường hình thành giai đoạn nấu để tạo thành Cồn khí CO2 Các hợp chất tạo mùi thơm cho bia nấm men tạo thành giai đoạn Kết thúc trình lên men, nấm men thu hồi khỏi tank lên men để tái sử dụng cho lần lên men Dịch bia sau lên men chuyển sang tank ủ bia để bắt đầu trình lên men phụ Tank ủ bia Là trình chuyển hóa loại bỏ hợp chất khơng mong muốn hình thành trình lên men diacetyl Quá trình ủ bia kết thúc hàm lượng chất giảm đến mức mong muốn đạt thời gian theo yêu cầu loại bia Làm lạnh lâu Bia trước qua trình lọc làm lạnh sâu xuống nhiệt độ -1à-2oC để hình thành cặn lạnh Các cặn lạnh loại bỏ q trình lọc sau 10.Lọc bia Nấm men, cặn lạnh, … loại bỏ để làm cho bia trở nên suốt 11.Tank bia Bia sau lọc chứa tank bia để chờ q trình chiết, đóng gói 12.Chiết bia Là trình bia chiết vào dạng bao bì khác để đánh ứng nhu cầu sử dụng khách hàng Keg bia có dung dích lít, lit, 20 lít, 30 lít 50 lit Bia chiết vào lon có dung tích 330ml, 500ml Bia chai có dung tích 330ml, Tiểu Luận Pro(123docz.net) 450ml, 500ml, 750ml Dung tích bia chai, bia lon phụ thuộc vào chiến lược thị trường thị hiếu tiêu dùng quốc gia II Quy trình nấu malt Cấu tạo nồi nấu Lỗ cấp hơi: Cấp nhiệt để tăng nhiệt độ cho nồi nấu Lỗ nước ngưng: Để nước ngưng ngồi Lỗ lấy dịch đường: Dùng để cấp malt vào lấy sản phẩm Nồi hồ hóa có thêm phối trộn để cấp nước bột gạo trộn với Các phận khác: Ống hơi: Dùng để khí lúc nấu Đèn quan sát: Soi sang nồi Cửa quan sát: Dùng để quan sát lúc nấu Vệ sinh CIP: Hệ thống vệ sinh chỗ, vệ sinh nồi mà không cần tháo Thành nồi Lớp cách nhiệt: Giữ nhiệt độ cho nồi lúc nấu Tiểu Luận Pro(123docz.net) Cánh khuấy: Để khuấy trộn nguyên liệu cho Động Quá trình hồ hóa Gạo sau nghiền nhỏ xử lý hồ hóa trước mang đường hóa 2.1 Mục đích Mục đích q trình hồ hóa dùng nhiệt dộ cao để nấu chin tinh bột gạo nhờ hoạt động Enzim thủy phân 10% Malt lót để phân cắt hợp chất cao phân tử có gạo, phá vỡ màng tế bào tinh bột làm đứt liên kết chúng để tạo cấu tử thấp phân tử dễ hòa tan vào nước trở thành chất chiết dịch đường Các loại gạo khác có độ bền màng tế bào khơng giống mẻ nguyên liệu phải có chế độ hồ hóa thích hợp 2.2 Thiết bị hồ hóa 2.2.1 Cấu tạo thiết bị hồ hóa (kèm theo hình vẽ) Nhà máy sử dụng nồi nấu vỏ để hồ hóa nguyên liệu phụ (Gạo) trước chuyển sang nồi đường hóa Các thơng số nồi hồ hóa sau: - Đường kính nồi: 2.5m - Chiều cao nồi: 1.8m - Thể tích nồi: - Đường kính ống vào: 9cm Tiểu Luận Pro(123docz.net) - Đường kính ống ra: 10cm - Đường kính ống dẫn nhiệt: 6cm - Thời gian hồ hóa: • Mơ tả thiết bị hồ hóa: Nồi hồ hóa có thân hình trụ làm Inoc, có lớp bảo ơn bên ngồi giữ nhiệt, Bên thiết bị có: - cánh khuấy hình mái chèo đặt so le trên, cánh khuấy chân vịt đáy nồi Hệ thống cánh khuấy giúp khuấy trộn bột tiếp xúc với nhiệt để bột chín đểu khơng bị vón cục, cánh khuấy chân vịt khuấy bột đáy nồi tránh bị cháy bột - Động khuấy giúp cánh khuấy hoạt dộng gắn đỉnh nồi - Hệ thống đường ống cấp nấu, ống có lỗ nhỏ giúp cho trình phun vào nồi hơn, tránh cháo bị chin cục nơi cấp nhiều - Hệ thống đường ống, van xả nguyên liệu vào ra, ống thoát nấu - Ngồi phận kể trên, thân nồi có gắn đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, van lấy mẫu kiểm tra, cửa đèn quan sát bên nồi - Lấy mẫu phân tích qua van lấy mẫu đạt yêu cầu chuyển sang nồi đường hóa 2.2.2Tiến hành hồ hóa Nhà máy bia Sài Gịn sử dụng Malt lót để hỗ trợ trình thủy phân bột Gạo thành đường đơn giản Dextrin bậc thấp tỷ lệ phối trộn bột với nước theo tỉ lệ 1: Tiểu Luận Pro(123docz.net) Sau vệ sinh thiết bị kiểm tra tổng thể động tiến hành bơm nước vào nồi nấu, cho cánh khuấy hoạt động tiến hành cấp Khi lượng nước nồi khoảng 20cm ta tiến hành xuống bột Gạo + 10% Malt lót (lấy từ lượng Malt nấu) bắt đầu nâng nhiệt độ lên 45oC Nhờ vít tải nguyên liệu từ Xilô bột đưa vào nồi hồ hóa, tốc độ cánh khuấy lúc đạt 60% khuấy trộn nguyên liệu với nước tránh tượng vón cục bột gạo malt Khi nhiệt độ nồi đạt 45oC điều chỉnh lượng vào để giữ nhiệt độ 45oC vịng 15 phút (q trình ngâm bột) Sau ta bắt đầu nâng nhiệt độ nồi hồ hóa lên 86oC, điều chỉnh lượng vào giữ nhiệt độ vòng 19 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90% vịng phút Sau tiếp tục trì nhiệt độ vịng 28 phút với vận tốc cánh khuấy đạt 60% Sau khoảng thời gian quy định ta bắt đầu hạ nhiệt độ nối hồ hóa xuống 72oC phút, tốc độ cánh khuấy đạt 90% giữ nhiệt độ 72oC vòng 30 phút tốc độ cánh khuấy đạt 90% Dưới tác dụng hệ Enzim Malt lót thủy phân tinh bột Gạo, phá vỡ lớp thành tế bào chuyển hóa số chất cao phân tử thành dạng thấp phân tử dễ hòa tan Tiếp tục gia tăng nhiệt để tăng nhiệt độ lên 95oC lúc đáy đạt 75%, đỉnh 50%, tốc độ cánh khuấy 90% Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 98oC đáy 60%, đỉnh 40%, lên 99.9oC đáy 40%, đỉnh 30% Đun sôi nồi cháo 100oC 60 phút lúc đáy 15%, đỉnh 15%, tốc độ cánh khuấy đạt 100% Để nồi cháo sơi bùng lên làm chín hồn tồn tinh bột, lớp thành tế bào bột gạo bị phá vỡ hoàn toàn Kiểm tra chất lượng dịch cháo trước chuyển 40% lượng cháo nồi hồ hóa sang nồi đường hóa Lượng cháo cịn lại nồi tiếp tục trì nhiệt độ 100oC vòng 30 phút chuyển nốt lượng cháo nồi hồ hóa sang nồi đường hóa Mục đích việc Tiểu Luận Pro(123docz.net) quạt, gắn với rotor quay nhờ lò xo, trụt vào ló bịt kín thành chúng di chuyển đến cạnh vỏ má đo cho phép chất lỏng tiếp tục chạy dòng đường ống Một tín hiệu gởi từ máy đo trục rotor hồn thành vịng quay, Số lượng vịng quay phút sử dụng để xác định lưu lượng thể tích bì thể tích ngăn máy đo biết trước Các máy đo kiểu chỗ tích cực xác Chúng dùng để tính tổng thể tích phần để đo lưu lượng thể tích chất lỏng khí Các đồng hồ đo nước khí gia đình sử dụng loại chỗ tích cực Hình 15 cho thấy đồng hồ kiểu chỗ tích cực tiêu biểu với thiết bị đọc tiêu biểu với thiết bị giá trị tổng Do phận chuyển động đồng hồ đo kiểu chỗ tích cực cần phải làm máy tinh vi, lựa chọn sử dụng trường hợp chất ăn mòn chất ăn mịn chất lỏng có đặc tính phủ lên hay bào mịn thiết bị tiếp xúc b Đo lưu lượng khối lượng theo nguyên lý gia nhiệt - Được dùng hệ thống tuần hoàn hệ thống máy cơng suất lớn Có hình thức : + Đặt lượng nhiệt định vào dòng lưu chất đo suy giảm lượng nhiệt qua điểm Tiểu Luận Pro(123docz.net) + Đặt nguồn nhiệt vào lưu chất cho chênh lệch nhiệt độ hai điểm không thay đổi Các cảm biến lưu lượng khối lượng đo lưu lượng khối lượng thực Lưu lượng khối lượng biểu thị tiêu biểu dạng pounds- khối lượng đơn vị thời gian (lb/min) khác với lưu lượng thể tích thể tích đơn vị thời gian ((ft3/min gal/min) Các cảm biến sử dụng thay đổi lực, phương chiều tốc độ chất lỏng trình di chuyển qua đường ống để xác định lưu lượng khối lượng Chúng xác thành phần, khối lượng riêng, áp suất, nhiệt độ dịng chất lỏng q trình thay đổi Loại cảm biến làm việc tốt với chất lỏng chất dạng vữa Thỉnh thoảng sử dụng với chất khí áp suất cao Các cảm biến lưu lượng khối lượng thường không đủ độ nhạy để đo lưu lượng khối lượng riêng thấp so với chất lỏng Các cảm biến dựa vào động lực Hầu hết cảm biến lưu lượng khối lượng thực dựa vào ảnh hượng gọi lực động lực Lực hình dung lực phía tác động vào thể bạn bạn cố gắng theo đường thẳng từ tâm đến cạnh vòng quay ngựa gỗ quay Trong cảm biến lưu lượng khối lượng dựa vào động lực, lưu lượng qua ống cảm biến hình bán nguyệt hình trịn mà bị dao động với biên độ tần số biết trước cịn rỗng Khi ống điền đầy đủ chất lỏng, tần số biên độ dao động giảm xuống Chất lỏng nặng, tần số biên độ giảm Động lực chất lỏng qua ống dao động bị uốn cong làm cất lỏng tác dụng lực Tiểu Luận Pro(123docz.net) lên thành ống làm cho ống bị xoắn Độ xoắn tăng lưu lượng khối lượng tăng sử dụng để đo lưu lượng Hình sau trình bày cách đặt phát vị trí (ví dụ đồng hồ đo lực căng) ống cảm biến thiết kế hang Các ống cảm biến bị tách xa đầu động lực bị kéo lại gần đầu lại Lưu lượng khối lượng tính tốn nhờ mạch điện tử từ dịch chuyển ống phát Cảm biến lưu lượng dựa vào động lực Hình trình bày thiết kế khác dựa vào động lực Thiết kế dùng hai ống mà chúng dao dộng giống với âm thoa Các nguồn dao động bên ngồi gây sai số cho cảm biến lưu lượng khối lượng dựa vào động lực Tiểu Luận Pro(123docz.net) Cảm biến lưu lượng dựa vào động lực Các cảm biến dựa vào nhiệt Các cảm biến lưu lượng dựa vào nhiệt hầu hết sử dụng để đo lưu lượng khí sử dụng với chất lỏng Nguyên lý hoạt động dựa việc đặt lượng nhiệt nhỏ vào dòng trình sử dụng độ thay đổi giá trị nhiệt đặc trưng vật liệu trình lượng lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ đơn vị khối lượng vật chất lên 1oC Ví dụ sau giúp bạn hình dung mối quan hệ nhiệt đặc trưng, nhiệt độ lưu lượng Giả sử phần tử nhiệt với ngõ cố định đặt dịng q trình có lưu lượng khối lượng 2lb/min Nhiệt độ dịng q trình tăng 2oF qua phần tử nhiệt Nếu lưu lượng khối lượng giảm xuống 1lb/min, nhiệt độ dòng trình tăng lên 4oF qua phần tử nhiệt Cùng lượng nhiệt đặt vào lượng vật liệu nửa, nhiệt độ vật liệu tăng lần Các cảm biến lưu lượng khối lượng thực tế sử dụng hai phương pháp Một phương pháp, trình bày hình ảnh dưới, đưa vào lượng nhiệt không đổi sử dụng độ thay đổi nhiệt độ tổng hợp để tính lưu lượng Cảm Tiểu Luận Pro(123docz.net) biến Tiểu Luận Pro(123docz.net) nhiệt thứ (T1) theo dõi nhiệt độ dịng q trình (T2) theo nhiệt độ dịng trình khối cảm biến nhiệt lưu lượng, Nhiệt độ ít, lưu lượng lớn lượng nhiệt làm độ tăng nhiệt lượng vật liệu nhiều Cảm biến lưu lượng kế gia nhiệt Phương pháp thứ hai, trình bày hình trên, thay đổi lượng nhiệt đầu vào để giữ cho độ sai lệch nhiệt độ hai cảm biến không đổi Lưu lượng khối lượng tính cách đo lượng nhiệt cần thiết để trì độ lệch nhiệt độ khơng đổi Tiểu Luận Pro(123docz.net) Cảm biến lưu lượng kế gia nhiệt Trong cảm biến lưu lượng khối lượng dựa vào nhiệt thực tế, phần tử nhiệt cảm biến khơng ln ln nằm dịng q trình mà lắp đặt thành đoạn ống nằm cảm biến Hình trình bày cảm biến lưu lượng khối lượng tiêu biểu Trong kiểu dụng cụ đo này, phần trăm nhỏ dòng chảy q trình gia nhiệt, phần cịn lại chạy thẳng qua mà khơng gia nhiệt Nếu thành phần dòng chảy thay đổi, nhiệt lượng đặc trưng khác so với mà cảm biến lưu lượng khối lượng hiệu chuẩn, cảm biến cho kết sai Nếu dịng khí bị ngưng tụ đọng lại cảm biến nhiệt độ phẩn tử nhiệt, làm sai lệch kết đo Điều xảy chất lượng ngưng tụ chất lỏng có đặc tính truyền nhiệt khác với chất khí Tiểu Luận Pro(123docz.net) Cảm biến lưu lượng kế gia nhiệt Trong đường ống dẫn khí, lưu lượng khơng giống tồn mặt cắt đường ống Điển hình là, dịng chảy nhanh phía ống, cảm biến nhiệt đơn khơng cho kết xác tồn dịng chảy Hình trình bày cách mà số cảm biến lưu lượng kiểu nhiệt đư Trong trường hợp này, mạch điện tử xác định lưu lượng cách tính giá trị trung bình cảm biến Tiểu Luận Pro(123docz.net) HÌNH ẢNH CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG – Magnetic-Flowmeter – Mass-Flow-Meter – Sdgt Tiểu Luận Pro(123docz.net) – vortex Flowmeters Tiểu Luận Pro(123docz.net) – Mass Flowmeters Tiểu Luận Pro(123docz.net) – Positive displacement Flowmeters Tiểu Luận Pro(123docz.net) I.3 Mối quan hệ lưu lượng vận tốc là: Lưu lượng thể tích = Vận tốc x diện tích tiết diện ngang đường ống Trong hình 1, thấy đường kính hai ống có kích thước khác ảnh hưởng đến vận tốc dòng chảy xét lưu lượng Hình – Cảm biến lưu lượng Ứng dụng công nghệ sản xuất bia 2.1 Xét cảm biến lưu lượng IFM (Flowmetter) nhà máy bia Cảm biến lưu lượng kiểu SI cảm biến điện tử thay cho thiết bị báo dòng chảy học dây chuyền nhà máy bia, nhà máy thực phẩm dây chuyền liên quan đến chất lỏng khác Chúng sử dụng để phát tốc độ dòng chất lỏng, gases Bởi cảm biến lưu lượng khơng có Tiểu Luận Pro(123docz.net) thành phần động để bị kẹt vỡ, chúng không chịu tác động bào mịn khơng u cầu bảo dưỡng + Màn hình LED hiển thị trạng thái que đo thép không rỉ tích hợp vỏ nhỏ gọn Người sử dụng cài đặt thơng số hoặt động thông qua nút Đầu cảm biến chuyển mạch (output switch) giá trị đo vượt q thơng số đặt trước + Cảm biến kết nối với chuyển đổi công nghiệp, linh hoạt làm cho dịng cảm biến SI dễ dàng cài đặt nhiều ứng dụng khác với nhiều thiết bị khác Cảm biến lưu lượng SI 6600 ứng dụng cho q trình vệ sinh cơng nghiệp (CIP), tẩy rửa Thanh đo thép không rỉ giúp chúng chống phá hủy Natri, hóa chất tẩy rửa mạnh khác Hình cảnh cảm biến lưu lượng SI 6600 Tóm lược ưu điểm chính: ● ● ● ● Chống chịu ăn mòn Dải đo rộng phù hợp với nhiều trình Màn hình hiển thị LED cho lưu lượng dòng chảy giá trị đặt Độ dài que đo khác cho độ sâu tối ưu 2.2 Cảm biến SI 6600 hệ thống làm lạnh dịch bia Đối với cảm biến lưu lượng nhà máy bia, chúng thường sử trình nấu bia, cấp nước pha gạo, cấp nước pha malt, cấp nước rửa bã nồi lọc, Tiểu Luận Pro(123docz.net) lạnh dịch bia, diệt khẩn, lưu lượng CIP cấp, thu hồi men…và tất đường ống dẫn, nơi mà người ta muốn giám sát lưu lượng Đáp ứng tiêu chuẩn IP68, IP69K cảm biến SI6600 dễ dàng trở thành công cụ đắc lực, ổn định tin cậy cho người sản xuất giám sát Tài liệu tham khảo https://tincay.com/tim-hieu-chung-ve-luu-luong-ke/ https://vancongnghiep.org/cam-bien-luu-luong.html?fbclid=IwAR01O7THISDuQeM_NRbtldzCT03hSpuB_dkkW5NINfmTeWlogsXurnAfWI http://a2s.com.vn/vn/news/282-cam-bien-luu-luong-ifm-flowmetter-trong-nhamay-bia? fbclid=IwAR0YfKeQbcOWNpo5blTtC0kz629rj4ewz1RrYkpFmfv1qhJ2WYx v3AlMzmw ... nên suốt 11.Tank bia Bia sau lọc chứa tank bia để chờ trình chiết, đóng gói 12.Chiết bia Là q trình bia chiết vào dạng bao bì khác để đánh ứng nhu cầu sử dụng khách hàng Keg bia có dung dích... Nguyên liệu Nước Đại mạch Hoa bia Men Gạo, lúa mì, yến mạch, … Sơ đồ quy trình cơng nghệ Tiểu Luận Pro(123docz.net) Quy trình sản xuất bia Sài Gịn Xay nghiền Nghiền nhỏ hạt malt (hoặc hạt gạo) đến... lạnh dịch bia Đối với cảm biến lưu lượng nhà máy bia, chúng thường sử trình nấu bia, cấp nước pha gạo, cấp nước pha malt, cấp nước rửa bã nồi lọc, Tiểu Luận Pro(123docz.net) lạnh dịch bia, diệt