Nguyên liệu
• Gạo, lúa mì, yến mạch,…
Sơ đồ quy trình công nghệ
Quy trình sản xuất bia Sài Gòn
Nghiền nhỏ hạt malt hoặc hạt gạo đến kích thước phù hợp giúp các thành phần trong nguyên liệu dễ dàng hòa tan vào nước, từ đó giải phóng enzym cần thiết để xúc tác cho quá trình thủy phân.
Quá trình thủy phân các hợp chất cao phân tử như tinh bột và protein tạo ra các hợp chất lên men như đường malto, gluco và axit amin Khi kết thúc quá trình nấu tại nồi malt, chúng ta thu được dịch ngọt, và quy trình này được gọi là quá trình đường hóa.
Là quá trình tách võ trấu của hạt malt ra khỏi dịch đường
Đường trong được đun sôi cùng với hoa bia để tạo ra vị đắng đặc trưng, trong khi quá trình này cũng giúp loại bỏ các hợp chất không mong muốn và tiệt trùng dịch nha.
Loại bỏ các thành phần như cánh hoa bia, các kết tủa hình thành trong quá trình đun sôi
Sau khi đun sôi nước ở 100oC, nhiệt độ cần giảm xuống khoảng 10 – 15oC để nấm men có thể hoạt động hiệu quả Nhiệt độ lý tưởng này có thể thay đổi tùy thuộc vào chủng loại nấm men và loại bia đang được sản xuất.
Dịch nha lạnh cùng với nấm men được đưa vào tank lên men để tiến hành quá trình lên men, trong đó nấm men sử dụng đường từ giai đoạn nấu để tạo ra cồn và khí CO2 Đồng thời, các hợp chất tạo mùi thơm cho bia cũng được hình thành Sau khi quá trình lên men kết thúc, nấm men sẽ được thu hồi để tái sử dụng cho lần lên men tiếp theo Cuối cùng, dịch bia sau lên men sẽ được chuyển sang tank ủ bia để bắt đầu quá trình lên men phụ.
Quá trình ủ bia bao gồm việc chuyển hóa hoặc loại bỏ các hợp chất không mong muốn như diacetyl, hình thành trong quá trình lên men Quá trình này kết thúc khi hàm lượng các chất này giảm đến mức mong muốn và đáp ứng thời gian yêu cầu cho từng loại bia.
Trước khi bia trải qua quá trình lọc, nó sẽ được làm lạnh sâu xuống nhiệt độ -1 đến -2 độ C để hình thành cặn lạnh Những cặn lạnh này sẽ được loại bỏ trong quá trình lọc sau đó.
Nấm men, cặn lạnh, … sẽ được loại bỏ để làm cho bia trở nên trong suốt
Bia sau khi lọc được chứa trong tank bia trong để chờ quá trình chiết, đóng gói
Quá trình chiết bia vào các bao bì khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng bao gồm keg bia với dung tích 2 lít, 5 lít, 20 lít, 30 lít và 50 lít Ngoài ra, bia cũng được chiết vào lon với dung tích 330ml và 500ml, cũng như vào chai có dung tích 330ml.
450ml, 500ml, 750ml Dung tích bia chai, bia lon phụ thuộc vào chiến lược thị trường và thị hiếu tiêu dùng của từng quốc gia
II Quy trình nấu malt
Lỗ cấp hơi: Cấp hơi quá nhiệt để tăng nhiệt độ cho nồi nấu
Lỗ nước ngưng: Để thoát nước ngưng ra ngoài
Lỗ lấy dịch đường: Dùng để cấp malt vào và lấy sản phẩm ra
Nồi hồ hóa có thêm bộ phối trộn để cấp nước và bột gạo trộn với nhau Các bộ phận khác:
QUÁ TRÌNH NẤU MALT 1 Cấu tạo nồi nấu
Quá trình hồ hóa
Gạo sau khi được nghiền nhỏ sẽ được xử lý hồ hóa trước khi mang đi đường hóa
Quá trình hồ hóa nhằm sử dụng nhiệt độ cao để nấu chín tinh bột gạo, kết hợp với hoạt động của enzym thủy phân trong 10% malt lót Quá trình này giúp phân cắt các hợp chất cao phân tử trong gạo, phá vỡ màng tế bào tinh bột và làm đứt các liên kết giữa chúng, từ đó tạo ra các cấu tử thấp phân tử dễ hòa tan vào nước, trở thành chất chiết của dịch đường.
Các loại gạo khác nhau có độ bền màng tế bào khác nhau, vì vậy mỗi mẻ nguyên liệu cần có chế độ hồ hóa phù hợp để đảm bảo chất lượng.
2.2.1 Cấu tạo thiết bị hồ hóa (kèm theo hình vẽ):
Nhà máy sử dụng nồi nấu 2 vỏ để hồ hóa nguyên liệu phụ (Gạo) trước khi chuyển sang nồi đường hóa
Các thông số cơ bản của nồi hồ hóa như sau:
- Đường kính ống vào: 9cm
- Đường kính ống ra: 10cm
- Đường kính ống dẫn nhiệt: 6cm
2.2.2 Mô tả thiết bị hồ hóa:
Nồi hồ hóa có thân hình trụ làm bằng Inoc, có lớp bảo ôn bên ngoài giữ nhiệt, Bên trong thiết bị có:
Hệ thống cánh khuấy gồm 4 cánh hình mái chèo đặt so le và 1 cánh khuấy chân vịt ở đáy nồi, giúp khuấy trộn bột hiệu quả Cánh khuấy này đảm bảo bột tiếp xúc đồng đều với nhiệt, giúp bột chín đều mà không bị vón cục Đồng thời, cánh khuấy chân vịt cũng giúp khuấy bột ở đáy nồi, ngăn ngừa hiện tượng cháy bột.
- Động cơ khuấy giúp cánh khuấy hoạt dộng được gắn ở trên đỉnh của nồi
Hệ thống đường ống cấp hơi trong quá trình nấu được thiết kế với các lỗ nhỏ trên ống hơi, giúp phân phối hơi nước đều hơn vào nồi Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả nấu mà còn ngăn ngừa tình trạng cháo bị chín cục bộ ở những khu vực nhận hơi nhiều.
- Hệ thống đường ống, van xả nguyên liệu vào và ra, ống thoát hơi khi nấu
Ngoài các bộ phận chính, thân nồi còn được trang bị đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, van lấy mẫu để kiểm tra, cùng với cửa và đèn quan sát bên trong nồi.
- Lấy mẫu đi phân tích qua van lấy mẫu nếu đạt yêu cầu sẽ chuyển sang nồi đường hóa
Nhà máy bia Sài Gòn áp dụng Malt lót để tối ưu hóa quá trình thủy phân bột gạo thành đường đơn giản và các Dextrin bậc thấp, với tỷ lệ phối trộn bột và nước là 1:4.
Sau khi vệ sinh thiết bị và kiểm tra động cơ, tiến hành bơm nước vào nồi nấu và cho cánh khuấy hoạt động Khi lượng nước đạt khoảng 20cm, thêm bột gạo và 10% malt lót, sau đó nâng nhiệt độ lên 45°C Các vít tải nguyên liệu từ các xilô bột được đưa vào nồi hồ hóa với tốc độ cánh khuấy đạt 60%, giúp trộn đều nguyên liệu với nước để tránh hiện tượng vón cục Khi nhiệt độ trong nồi đạt 45°C, điều chỉnh lượng hơi vào để duy trì nhiệt độ này trong 15 phút cho quá trình ngâm bột.
Đầu tiên, nâng nhiệt độ nồi hồ hóa lên 86°C và duy trì trong 19 phút với tốc độ cánh khuấy đạt 90% Tiếp tục giữ nhiệt độ này trong 28 phút với tốc độ cánh khuấy 60% Sau đó, hạ nhiệt xuống 72°C trong 5 phút với tốc độ cánh khuấy 90%, rồi giữ ở 72°C trong 30 phút với tốc độ cánh khuấy 90% Hệ Enzim trong Malt sẽ thủy phân tinh bột gạo, phá vỡ lớp thành tế bào và chuyển hóa chất cao phân tử thành dạng thấp phân tử dễ hòa tan Tiếp tục gia tăng nhiệt lên 95°C, với hơi ở đáy đạt 75% và hơi đỉnh 50%, tốc độ cánh khuấy 90% Nâng nhiệt độ lên 98°C, hơi đáy 60% và hơi đỉnh 40%, rồi lên 99.9°C, hơi đáy 40% và hơi đỉnh 30% Đun sôi nồi cháo ở 100°C trong 60 phút, với hơi đáy và hơi đỉnh đều đạt 15%, tốc độ cánh khuấy 100% Quá trình này giúp nồi cháo sôi bùng lên, làm chín hoàn toàn tinh bột và phá vỡ lớp thành tế bào bột gạo Cuối cùng, kiểm tra chất lượng dịch cháo.
Trước khi chuyển 40% lượng cháo từ nồi hồ hóa sang nồi đường hóa, cần duy trì nhiệt độ 100°C cho lượng cháo còn lại trong nồi trong 30 phút Sau đó, chuyển nốt lượng cháo còn lại sang nồi đường hóa Mục đích của việc chuyển cháo từng phần là để thủy phân triệt để tinh bột gạo thành các đường đơn giản.
Kết thúc quá trình hồ hóa tiến hành vệ sinh thiết bị để chuẩn bị cho mẻ nấu mới
Cháo được coi là chín khi có mùi thơm nhẹ đặc trưng của gạo và màu vàng rơm Nếu cháo có màu tối sẫm, mùi khét hoặc vị đắng, đó là dấu hiệu cháo đã bị cháy Ngoài ra, nếu cháo có mùi ngái, nguyên liệu vẫn chưa chín.
Kiểm tra chất lượng dịch cháo không chỉ dựa vào cảm quan mà còn bằng phương pháp hóa học Để kiểm tra độ Iod, cần lấy dịch cháo và thêm Iod theo tỷ lệ tính toán; nếu dịch chuyển sang màu vàng thì đạt yêu cầu Thông thường, việc kiểm tra cũng dựa vào kinh nghiệm của cán bộ và công nhân nấu, hoặc có thể lấy một ít dịch cháo và lọc qua lớp vải; nếu dịch chảy đều và không bị tắc nghẽn thì sản phẩm được coi là đạt tiêu chuẩn.
2.3 Các sự cố xảy ra và cách khắc phục trong quá trình hồ hóa:
Trong quá trình hồ hóa, hiện tượng cháo bị trào ra ngoài do nhiệt độ cao có thể xảy ra Để khắc phục tình trạng này, cần cấp nước lạnh vào, mở van xả hơi và tạm thời ngừng cấp hơi Sau đó, hãy từ từ điều chỉnh lại lượng hơi vào nồi.
Cháo có thể gặp phải tình trạng vón cục, bột rơi vào ổ trục cánh khuấy và van xả dịch bị tắc, dẫn đến việc cháo bị dính dầu mỡ Khi van xả bị tắc, cần ngừng xả để kiểm tra lại van Nếu cháo bị cháy ít, có thể trộn lẫn vào các mẻ nấu khác, nhưng nếu cháy nhiều, cần phải loại bỏ để đảm bảo yêu cầu công nghệ.
Trong nhà máy, hệ thống nấu tự động hóa cao giúp giảm thiểu sự cố công nghệ trong quá trình sản xuất.
Để đạt hiệu quả cao trong quá trình hồ hóa, cần bổ sung muối kiềm và muối trung tính nhằm tạo độ chua và pH thích hợp cho enzym hoạt động Đồng thời, việc sử dụng muối CaCl2 giúp giảm nhiệt độ hồ hóa Trong quá trình này, có nhiều biến đổi ảnh hưởng đến bản chất của nguyên liệu, do đó cần thường xuyên theo dõi và kiểm tra, đặc biệt là việc tăng cường và duy trì nhiệt độ phù hợp để tránh sự cố và nâng cao hiệu suất thu hồi.
Quá trình đường hóa
Quá trình đường hóa nguyên liệu nhằm tạo ra nhiệt độ tối ưu cho hệ thống Enzim hoạt động, giúp phân cắt các hợp chất cao phân tử trong Malt và gạo thành các sản phẩm thấp phân tử Những sản phẩm này sẽ hòa tan bền vững vào dịch đường, kết hợp với các cấu tử thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu.
Thành phần của dịch đường gồm 93% chất hữu cơ chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp, 7% các chất vô cơ
Thực chất của các quá trình ở giai đoạn này là sự thủy phân các hợp chất cao phân tử dưới sự xúc tác của các Enzim
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa: Đường hóa là một quá trình sinh hóa rất phức tạp xảy ra dưới tác dụng của hệ Enzim có sẵn trong nguyên liệu Malt và 1 phần lấy từ chế phẩm Enzim (Enzim bổ sung) Những quá trình Enzim quan trọng nhất là sự thủy phân tinh bột, Protein, và các hợp chất chứa photpho do đó quá trình đường hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH của dịch cháo, nồng độ cơ chất và một số yếu tố khác
Quá trình đường hóa là một quá trình enzym, trong đó mỗi loại enzym hoạt động hiệu quả ở các mức nhiệt độ khác nhau Để tối ưu hóa hiệu suất của quá trình này, cần tạo ra điều kiện nhiệt độ phù hợp cho enzym hoạt động Đồng thời, việc kiểm soát thời gian ở mỗi mức nhiệt độ là cần thiết để enzym có thể phát huy tối đa khả năng của mình.
Bảng nhiệt độ tối ưu và thời gian giữ nhiệt thích hợp đối với một số Enzim như sau:
STT Tên Enzim Nhiệt độ ( o C) Thời gian giữ nhiệt
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ và hiệu suất quá trình đường hóa, cũng như tỉ lệ các thành phần trong dịch đường Khi nhiệt độ tăng lên một mức nhất định, tốc độ đường hóa sẽ gia tăng; tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép, hoạt lực của các enzym sẽ giảm, dẫn đến quá trình đường hóa chậm lại hoặc dừng hẳn Ngược lại, nếu nhiệt độ quá thấp, thời gian đường hóa sẽ kéo dài và enzym hoạt động kém hiệu quả.
Giữ nhiệt độ đường hóa ở 62 ÷ 63 o C giúp tối ưu hóa hàm lượng đường maltoza, tạo ra dịch đường giàu maltoza với khả năng lên men nhanh và duy trì tế bào nấm men lơ lửng lâu hơn Ngược lại, nếu đường hóa ở nhiệt độ 72 – 75 o C trong thời gian dài, dịch đường sẽ chứa nhiều dextrin và độ lên men sẽ giảm xuống mức thấp.
Nhiệt độ và thời gian nghỉ trong quá trình nấu đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng của dịch đường Vì vậy, trong quá trình hồ hóa, cần phải theo dõi thường xuyên các biến đổi để có thể điều chỉnh cho phù hợp.
Mỗi enzym hoạt động tối ưu ở các mức nhiệt độ khác nhau, với α-amylaza có pH tối ưu từ 5.5 đến 5.8 và β-amylaza từ 4.8 đến 5.0 Do đó, không thể tạo ra một môi trường tối ưu cho tất cả các enzym cùng một lúc Tuy nhiên, vùng pH từ 5.3 đến 5.5 được xem là chấp nhận được cho tất cả các enzym trong thực tế sản xuất Khi sử dụng nhiều nguyên liệu thay thế hơn 30%, pH chung sẽ tăng lên khoảng 6.3.
pH tối ưu của các enzyme phụ thuộc vào nhiệt độ của dịch cháo; khi nhiệt độ tăng, pH tối ưu của enzyme cũng tăng theo.
Khi pH cao, quá trình phân cắt cơ chất không hoàn toàn, dẫn đến hiệu suất thu hồi chất hòa tan thấp Điều này gây khó khăn trong việc lọc bã, tạo ra dịch đường đục và sản phẩm bia có độ bền keo kém Hương vị của bia cũng trở nên không hài hòa và thiếu đặc trưng.
Khi dịch đường trong quá trình đường hóa có độ pH thấp lượng đường Maltoza tạo thành sẽ tăng lên và lượng dextrin giảm đi
Khi pH của dịch cháo đạt mức tối ưu cho các enzym thủy phân, quá trình đường hóa diễn ra nhanh chóng, giúp rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu suất thu hồi.
3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất:
Nồng độ dịch cháo ảnh hưởng đáng kể đến khối lượng và chất lượng sản phẩm thủy phân, do sự phân cắt của hệ enzyme thủy phân trong quá trình đường hóa.
Khi dịch cháo loãng, lượng đường tạo ra, đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử có khả năng lên men, sẽ tăng lên Tuy nhiên, hoạt động của Enzim Proteaza lại kém hiệu quả hơn trong dịch cháo đặc Trong quá trình đường hóa dịch cháo đặc, lượng maltoza thu được sẽ cao hơn so với dịch cháo loãng.
Nồng độ enzyme đóng vai trò quan trọng trong quá trình đường hóa sản phẩm Bằng cách điều chỉnh khối lượng hoạt tính của enzyme cùng với các điều kiện như nhiệt độ và pH, ta có thể tối ưu hóa hoạt động của enzyme này hoặc các enzyme khác Điều này cho phép thực hiện quá trình thủy phân hoàn toàn hoặc thủy phân cục bộ các chất riêng biệt.
3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian đường hóa:
Hoạt tính của enzyme trong quá trình đường hóa không đồng nhất và được chia thành hai giai đoạn Giai đoạn đầu, enzyme đạt hoạt tính mạnh nhất sau 10-20 phút, sau đó giảm dần sau 40-60 phút.
3.3.1 Cấu tạo thiết bị đường hóa:
Thiết bị đường hóa là công cụ quan trọng dùng để đường hóa và đun sôi từng phần của khối cháo Thiết bị này được trang bị áo hơi để gia nhiệt, với áp suất hơi trên đường ống đạt 4 ÷ 5kg/cm³ và áp suất giữa hai vỏ thường từ 2.5 ÷ 3kg/cm³ Hệ thống truyền động và cánh khuấy được bố trí ở phía dưới để ngăn chặn dầu mỡ chảy ra Các đường ống nước nóng, lạnh, cửa quan sát, van an toàn, nhiệt kế và áp kế được sắp xếp hợp lý trên thân thiết bị để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Thiết bị đường hóa và hồ hóa có cấu tạo như nhau chỉ khác nhau về kích thước
- Kích thước nồi đường hóa là 2.5m x 2.8m
- Tốc độ cánh khuấy từ 16 ÷ 32 vòng/phút
SƠ ĐỒ P&ID CỦA HỆ THỐNG NẤU MALT
Thiết bị đường ống
- Ống dẫn hơi cấp nồi đường hóa đường kính 100mm
- Ống dẫn hơi cấp nồi hồ hóa đường kính 80mm
- Ống dẫn nước đường kính 65mm
- Ống dẫn bột gạo đường kính 200mm
- Ống dẫn bã lọc đường kính 125mm
- Ống dẫn sản phẩm từ khâu khác đường kính 15mm
- Ống dẫn malt lót đường kính 50mm
- Ống dẫn malt ướt đường kính 100mm
- Ống dẫn sản phẩm hồ hóa sang nồi đường hó đường kính 100mm
Sơ đồ P&ID hệ thống nấu malt
- Ống dẫn hốn hợp đầu ra đường kính 65mm
- Ống bích dẫn hơi về bình ngưng nước
Nồi hồ hoá
- Nước tráng nồi: Cấp vào rửa kim phun, ống dẫn lên, vào nồi và vào cửa mở GS
Nước được phun áp lực và làm lạnh Nước được cấp vào được kiểm soát bằng van điện
- Nước và bột gạo: Bột gạo được cấp vào kim phun qua van áp lực
Nước được cấp vào kim phun qua van xả góc và kiểm soát bằng van điện ở đằng sau
• Loại tank: Có phao bao bên ngoài dùng để chứa hơi cấp
• Có nắp an toàn GS, đèn báo hoạt động và đèn soi trong nồi hỗ trợ quan sát
• Thiết bị khuấy trộn trong nồi được truyền động bởi động cơ 4KW có thể điều khiển tốc độ
• Cảm biến mức LE gửi tín hiệu tới công tắc mức cao LSH
• Một cảm biến mức LE khác gửi tín hiệu tới công tắc mức thấp LSL
• Chuyển đổi đo mức gửi tín hiệu về cảm biến mức có hiển thị
• Cảm biến có chuyển đổi đo nhiệt độ trong nồi TET gửi tín hiệu điều khiển về can điện để kiểm soát luồng hơi cấp vào
Cảm biến áp suất ống cấp hơi chuyển đổi và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển áp suất, từ đó điều khiển van kiểm soát luồng hơi vào nồi.
• Có them một van tay để kiểm soát luồng hơi một cách thủ công
• Hơi được cấp vào bao của nồi và vào các khu vực xung quanh, luồng hơi được kiểm soát bằng van điện
Khi quá trình trao đổi nhiệt hoàn tất hoặc không còn cần sử dụng, luồng hơi sẽ được dẫn về bình ngưng nước, nơi được kiểm soát bằng các van một chiều và van tay Bình ngưng nước có dung tích 9L được thiết kế với ống bích nhằm ngăn chặn tình trạng rò rỉ nước.
• Hơi cấp khi đi vào bao và trao đổi nhiệt được chuyển về tank ngưng nước
• Một dòng hơi và nước được cấp sang khâu khác của hệ thống và được kiểm soát bằng van tay và van một chiều
- Hướng đi của sản phẩm đầu ra của nồi hồ hóa được lựa chọn thông qua điều khiển các van điện
Hướng 1: Sử dụng nồi đường hóa kết hợp với bơm áp lực có điều khiển tốc độ SC Dòng sản phẩm đầu ra sẽ được trộn với các dòng sản phẩm khác từ các khâu khác, tất cả đều được bơm áp lực hút vào.
Khi sản phẩm từ nồi đường hóa đạt tiêu chuẩn, chúng sẽ được chuyển đến tank chứa hỗn hợp malt và hồ gạ thông qua ống dẫn và bơm áp lực không điều khiển tốc độ Luồng sản phẩm từ nồi đường hóa được kiểm soát bởi van phao.
• Hướng 3: Sản phẩm được đưa về tank chứa malt lót
Nồi đường hoá
- Đầu vào: Nước được phun làm lạnh và điều khiển bằng van điện
- Nồi: Cấu tạo và giám sát tương tự
• Chuyển sản phẩm về tank chứa malt ướt
• Chuyển sản phẩm đầu ra về tank chứa hỗn hợp qua bơm áp lực không điều khiển tốc độ
• Đưa về nồi lọc bã thông qua bơm áp lực có điều khiển.
THIẾT BỊ PHẦN CỨNG I GIỚI THIỆU CHUNG
PHÂN LOẠI
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Bộ kích động khí nén là thiết bị quan trọng trong việc kích hoạt van điều khiển, bao gồm hai hình thức chính là bộ kích động piston và bộ kích động màng.
Bộ kích động piston là giải pháp tối ưu khi bộ kích động màng không đủ hành trình hoặc lực đẩy Với khí nén tác động vào piston rắn trong xi lanh, bộ kích động này có thể là đơn tác động hoặc đôi tác động Nó có khả năng chịu áp suất đầu vào cao và cung cấp thể tích xi lanh nhỏ, cho phép hoạt động hiệu quả ở tốc độ cao.
Bộ kích động màng khí nén được áp dụng cho màng linh hoạt, với hình 6.6.2 minh họa màng cuốn có diện tích hiệu dụng gần như không thay đổi trong suốt quá trình hoạt động Loại bộ kích động này là đơn tác động, nghĩa là không khí chỉ được cung cấp vào một bên của màng Chúng có thể là bộ kích động trực tiếp, sử dụng tác động lò xo để thu hồi, hoặc nghịch tác động, sử dụng tác động lò xo để kéo dài.
- Nghịch tác động (tác động lò xo để kéo dài)
Lực hoạt động được sinh ra từ áp suất khí nén tác động lên một màng linh hoạt Bộ kích động được thiết kế để đảm bảo rằng lực từ áp suất khí, nhân với diện tích màng, vượt qua lực đẩy ngược lại do lò xo tạo ra.
Màng được nâng lên và kéo trục lên, dẫn đến việc mở van nếu trục kết nối trực tiếp với van Bộ kích động được thiết kế để khi có sự thay đổi nhất định về áp suất khí, trục sẽ di chuyển đủ để điều chỉnh van từ trạng thái hoàn toàn đóng đến hoàn toàn mở.
Khi áp suất khí giảm, lò xo di chuyển trục theo hướng ngược lại Phạm vi áp suất khí tương ứng với giá trị đánh giá của lò xo bộ kích động, thường nằm trong khoảng từ 0.2 đến 1 bar.
- Với van lớn hơn và/hoặc áp suất chênh lệch cao hơn để làm việc, cần nhiều lực hơn để có được chuyển động van đầy đủ
Để tăng cường lực, cần phải có diện tích màng lớn hơn hoặc phạm vi lò xo cao hơn Do đó, các nhà sản xuất thiết bị điều khiển cung cấp đa dạng bộ kích động khí nén, nhằm phù hợp với các loại van khác nhau, bao gồm việc tăng diện tích màng và lựa chọn phạm vi lò xo để tạo ra các lực khác nhau.
Hình 6.6.3 minh họa các thành phần chính của một bộ kích động khí nén cơ bản và cách mà trục di chuyển khi áp suất khí tăng lên.
- Bộ kích động trực tiếp (tác động lò xo để thu hồi):
Bộ kích động trực tiếp được thiết kế với lò xo nằm dưới màng, trong khi không khí được cung cấp vào không gian phía trên màng Khi áp suất khí tăng, trục sẽ di chuyển theo hướng ngược lại so với bộ kích động nghịch tác động.
• Tác động của sự di chuyển này đối với việc mở van phụ thuộc vào thiết kế và loại van sử dụng, và được minh họa trong Hình 6.6.3
Một phương pháp khác được thể hiện trong Hình 6.6.4 là sử dụng bộ kích động khí nén trực tiếp, kết nối với van điều khiển và vòi nghịch tác động, thường được gọi là 'vòi treo'.
Khi lựa chọn giữa bộ điều khiển khí nén trực tiếp và bộ điều khiển khí nén nghịch tác động, cần xem xét vị trí mà van sẽ trở lại khi cung cấp khí nén bị hỏng Quyết định này phụ thuộc vào tính chất ứng dụng và yêu cầu an toàn; ví dụ, đối với van hơi nước, việc đóng van khi khí nén bị hỏng là hợp lý, trong khi với van làm mát, việc mở van là lựa chọn thích hợp Sự kết hợp giữa bộ kích động và loại van cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.
Khi bộ van và bộ kích động được hiệu chuẩn, áp suất khí 0,2 bar được điều chỉnh để vượt qua sự cản trở của lò xo, giúp di chuyển vòi van ra khỏi vị trí ban đầu.
Khi áp suất khí tăng, vòi van di chuyển xa khỏi vị trí ban đầu, và khi đạt áp suất 1 bar, van sẽ mở hoàn toàn 100% Hình 6.6.7 minh họa rõ ràng quá trình này.
Trong ứng dụng giảm áp, bộ lắp van và bộ kích động được lắp đặt trong một đường ống, với áp suất 10 bar ở phía trên dòng chảy và điều khiển áp suất phía dưới đạt 4 bar.
Áp suất chênh lệch qua van là 6 bar, tác động lên phía dưới của vòi van và tạo ra lực mở van Lực này kết hợp với lực từ áp suất khí trong bộ kích động để duy trì hoạt động của van.
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT BIA
Van dùng cho hệ thống rượu bia là một loại van công nghiệp đặc biệt, yêu cầu nhiều tiêu chuẩn khắt khe hơn so với van công nghiệp thông thường Các van này chủ yếu được làm từ inox vi sinh, với hai dòng sản phẩm phổ biến là van bướm inox vi sinh và van bi inox vi sinh.
Van được gia công đặc biệt với độ sáng bóng cao, bền bỉ và khả năng chống ăn mòn tốt Sản phẩm không bị ảnh hưởng bởi các thành phần trong bia và rượu Kết nối chủ yếu được thực hiện qua dạng kẹp Clamp.
Xe van được chế tạo với độ bóng cao, toàn thân làm từ vật liệu inox vi sinh Bề mặt ngoài được phun cát đạt tiêu chuẩn Ra 1.6, trong khi bề mặt trong đạt tiêu chuẩn Ra 0.6, đảm bảo chất lượng và tính an toàn trong sử dụng.
- Vật liệu chế tạo là inox chuẩn 304 hoặc 316 Có độ bền vượt trội và không bị hao mòn bởi những thành phần có trong rượu, bia
- Van có khả năng chịu nhiệt độ và áp lực làm việc lớn
- Thiết kế van gọn gàng Dễ dàng lắp đặt với kiểu dáng kết nối dạng kẹp
Clamp Thuận lợi thay thế khi có vấn đề cần xử lý
- Van hoàn toàn không bị han gỉ theo thời gian sử dụng Đáp ứng tốt yêu cầu của hệ thống
Chế tạo thiết bị đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh dược phẩm, phù hợp cho việc lắp đặt không chỉ trong nhà máy sản xuất bia rượu mà còn cho các dây chuyền sản xuất dược phẩm và y tế.
3 Một số loại van ứng dụng thực tế trong sản xuất bia:
3.1 Van bi inox vi sinh:
Dòng van bi inox vi sinh được thiết kế với viên bi gia công qua tâm lỗ, bao gồm cả van bi 2 ngã và 3 ngã Kết nối chủ yếu của van là dạng kẹp Clamp, mang lại sự tiện lợi tối đa Đặc biệt, van bi 3 ngã rất phù hợp cho các hệ thống chế biến sản xuất nhờ khả năng điều hướng dòng chảy hiệu quả, phục vụ tốt nhất cho các yêu cầu của hệ thống.
3.2 Van bướm inox vi sinh:
Dòng van bướm inox vi sinh có thiết kế gọn nhẹ với đĩa van hình tròn, hoạt động xoay 90 độ để đóng mở van Kiểu dáng tiết kiệm không gian lắp đặt, mang lại sự tiện lợi cho nhiều hệ thống khác nhau.