đồ án quy trình công nghệ sản xuất bia, chương 5 pdf

nhưng nhân tố này bao gồm : + Khâu tải chai vào và khâu đưa chai ra + Băng tải chai , những ngăn chứa bao gồm nhiều ống đựng chai +Trạm làm ướt +Trạm ngâm chai +Trạm súc +Tẩy nhãn chai v

Chương 5: Những điều cốt yếu lắp

ráp máy rửa chai

Tuỳ thuộc vào những yêu cầu rửa chai khác nhau mà

ta có nhiều loại máy khác Một nhà máy bia nhỏ sẽ mua và hoạt động 1 máy khác nhau để mua 1 nhà máy lớn hơn

Dù sao đi nữa thì tất cả các máy rửa chai chứa đúng những đơn vị thành phần chắc chắn nhưng nhân tố này bao gồm :

+ Khâu tải chai vào và khâu đưa chai ra

+ Băng tải chai , những ngăn chứa bao gồm nhiều ống đựng chai

+Trạm làm ướt

+Trạm ngâm chai

+Trạm súc

+Tẩy nhãn chai và

+Bồn chứa nước và dung dịch xút

5.1 ) Tải chai và cất dỡ chai

Những chai cần rửa được phân phối vào trong máy rửa chai thông qua băng tải xíùch Để chứa chai đặc biệt là trong

trường hợp kế hoạch thực hiện lớn , có nhiều loại xích tải song song với nhau từ những đường ray ngắn để dẫn hướng khu vực đưa chai vào Kết quả là những chai đứng sẽ được đưa vào trong đường dẫn chai trước khi đưa chai vào trong ngăn máy súc Thiết bị phân phối chai hoạt động để tất cả các chai được đưa vào 1 cách đồng thời việc này được hoàn thành bởi :

+ Quay trục ngang + Quay đĩa cam +Bộ phận truyền động kép _ Khâu đưa chai ra cũng được thực hiện tương tự như trên Trong tất cà các trường hợp này thì điều quan trọng là:

+ Đưa vào và đưa ra được thực hiện chính xác mà không gay ra nhiều tiếng ồn

+ Chai không thể vượt quá hư hỏng cho phép

+ Hầu như không chai nào bị bể trong quá trình hoạt động của máy

5.2) Bộ phận mang chai và ngăn chứa chai

- Mỗi bộ phận mang chai bao gồm phụ thuộc vào kích cỡ máy rửa , từ 10-70 ngăn chứa chai trong 1 hàng Mục đích :

+ Mang chai từ khâu đưa vào đến khâu dỡ chai ra + Tâm chính giữa miệng chai phía trên được phun nước súc sạch trong khu vực súc chai

+ Để tẩy các chất dơ bên ngoài và bên trong chai + Để cho phép tẩy các nhãn chai được làm ướt

Ngày nay bộ phận mang chai thường được làm bằng nhựa hoặc tấm kim loại được phủ nhựa nhằm để:

+ Tăng tuổi thọ làm việc

+ Chứa rất ít dung dịch tẩy rữa

+ Yêu cầu nhiệt độ thấp để quá trình làm nóng và lạnh ít bị thay đổi

Bộ phận mang chai được vận chuyển bởi 2 dây xích được lắp đặt ở 2 phía của bộ phận mang chai Những dây xích này được làm b ằng vật liệu có độ bền dãn nở tốt, để chúng không giãn ra từ từ và tránh được sai số vị trí trong suốt quá trình vận chuyển chai dây xích này được truyền động bởi

trục vít bánh vít và bộ phận điều khiển moment xoắn của bộ truyền động

5.3) Trạm làm ướt hoặc trạm súc sạch

Trong các máy rửa chai hiện đại, trạm đầu tiên là khâu làm các chất cặn bã nước uống cặn bã đem lại ( gom lại thành 1 lượng lớn nước thải và cần phải xử lý tách rời ra )

Để làm được điều này ta phải làm ướt chai đầu tiên là khâu làm sạch các chất cặn bã Nứoc uống cặn bã đem lại ( gom lại thành 1 lượng lớn nước thải và cần phải xử lý tách rời ra)

Để làm được điều này ta phải làm ướt chai đầu tiên hết Mục đích là:

+ Tẩy các chất cặn bã của thức uống từ bên trong chai và để làm sạch chai trước

+ Tẩy các chất dơ bên ngoài dễ dàng

+ Làm ẩm chai trước đặc biệt vào mùa đông

+ Bắt đầu quá trình rửa

Ngày nay quá trình súc thường dùng trong máy rửa chai nhỏ Các máy lớn hoạt động và với 2 hoặc 3 ngăn làm ướt trước , từ cách ấy mà

+ Có thể đạt được nhiệt độ duy trì trong nhiều ngăn + Quá trình rửa lạc quan đạt được bằng cách dùng tác nhân rửa của khâu dỡ chai

Những hồ làm ướt đầu tiên luôn dơ và có chứa nhiều vi khuẩn nước trong bồn làm ướt được cho phép tháo nứơc ra nhưng hồphải được làm sạch thường xuyên và luôn được khử trùng bởi hệ thống CIP

5.4) Vùng làm ngập

Các chai lọ rỗng bay giờ sẽ được làm ngập trong hồ xút ( tẩy ) và được vận chuyển vào trong 1 hoặc nhiều vòng ngang qua hồ này để kéo dài thời gian tẩy rửa và tăng hiệu quả rửa chai

o Sau đó dung dịch rút tương tự được phun 1 lần nữa lên trên các chai để đẩy các phần nhãn còn sót lại

Trong 1 số bốn hoá chất tẩy rửa của các máy rửa chai có chứa nhiều hoá chất ăn mòn khác nhau và nhiệt độ dùng đến cũng khác nhau nhằm để tăng hiệu quả rửa hơn nữa

5.5) Những trạm súc chai

Sau khi đã qua khâu làm ngập thì các chai sẽ được đưa lên phía trước của máy và miệng chai được lật úp xuống dưới Các chai đi đến các vòi phun nước súc sạch bên trong và bên ngoài chai với :

+ Dung dịch xút nóng

+ Nước nóng để súc sạch lặp tức

+ Nước ấm có nhiệt độ thấp hơn để chuyển sang khâu phun nước lạnh tiếp theo

+Nước lạnh để hoàn tất quá trình làm sạch tẩy các chất dơ ra khỏi chai

+ Nước sạch nhằm đảm bảo chai làm mát và tiệt

trùng

Một vài tiền đề và yêu cầu cơ bản được kết hợp với quá trình súc chai

+ Đường kính trong của miệng chai chỉ 17 mm

+ Nếu quá trình rửa bên trong được thoả mãn thì phải có tia nước bắn ra mạnh và chính xác vào từng phần khác nhau của chai

+ Thể tích nước phun vào chai phải được tính toán để không có hiện tượng dung dịch chảy cuộn trong

miệng chai khi đó một phần dung dịch có thể bị thoát

ra ngoài

Quá trình phun chất tẩy rửa vào lòng chai được thực hiện nhờ vào trục quayphun nước theo 1 trình tự nhất định Nó sẽ di chuyển đồng thời đến với mỗi hàng mang chai Trên trục phun có chứa những lỗ dùng để xịt luồn nước di chuyển vào trong chai chính xác và như vậy nó sẽ xịt vào thành miệng trong và đáy chai từ nhiều phía khác nhau và những góc va chạm nó dẫn dắt dắt quá trình rửa bên trong chai cẩn thận tĩ mĩ

Những tia phun đựơc di chuyển cố định nhờ trục quay phun 1 góc 900 mà không cần sự dịch chuyển trục kết quả của quá trình quay trục phun theo hướng dòng chảy dung dịch như nhau thông qua những tia phun theo những hướng thay đổi liên tục và vì vậy chúng cũng cũng được rửa sạch liên tục để không nhãn chai nào rơi vào trong chai

Áp lực phun vào khoảng từ 2 – 2,5 bar Đường kính lỗ phun phải luôn sạch sẽ bởi vì hiệu quả rửa của tia phun phụ thuộc vào điều này

5.6) Tách và ép nhãn :

_ Dung dịch xút đuợc bơm vào trong máy rửa chai và được duy trì ở một nhiệt độ được dự tính trước nhờ bộ gia

nhiệt

_ Trong suốt chu trình ngâm chai vào trong dung dịch xút và chúng được đưa đến khu vực hút của máy bơm và được giữ lại đó nhờ thiết bị sàng lọc Việc tách này phải được thực hiện ngay lập tức sau khi loại bỏ nhãn ra khỏi chai nhằm

tránh nhãn bị rả ra sẽ đóng lại thành một khối lớn bên trong máy

_ Sau khi ngâm nhãn vào trong dung dịch xút , một số nhãn vẫn còn bám trên chai Trong trường hợp này ta lắp đặt thêm hệ thống phun ép vào chai cố định ở vị trí thấp hơn máy

di chuyển nhãn chai Ở bộ phận phun này , ta sử dụng

khoảng 80%lượng nước được phun nhờ xilanh khí nén với một áp lực khoảng 12,5t Dung dịch sau khi phun sẽ được gom lại

trong một máng chứa và nhờ máy bơm hút dung dịch vào trong máy

_ Nhãn chai sau khi phun sẽ được đẩy lên đường ống rộng và đưa ra bồn chứa nhãn được đặt ở bên ngoài

5.7 ) Bồn chứa xút và nước :

_ Những bồn chứa được cách nhiệt và được đặt dưới khu vực phun Nó dùng để lưu trữ dung dịch : khi dung dịch được phun ra rửa bên trong chai sẽ rơi ra trở về bồn chứa này Dung dịch hoặc nước trước khi được phun ra sẽ đi qua thiết bị lọc rồi đến một máy bơm sẽ vận chuyển chúng đến khu vực phun

6 Nhiệt độ trong quá rtình rửa chai:

_ Trong quá trình rửa, chai được gia nhiệt đến nhiệt độ của bồn chứa xút và sau đó được làm lạnh đến nhiệt độ từ

10-150C trong quá trình này, nhiệt độ thường đạt đến mức sau:

Hâm nóng, thấm nước 35-400C Làm ướt (thấm nước) lần 2 50-600C Bồn xút 75-850C

Rửa trung gian 45-500C Nước ấm 35-400C

Nước lạnh 20-250C Nước mát 10-150C _ Để cho quá trình gia nhiệt tương đối thấp, đặc biệt là vào mùa đông, nhiều máy rửa chai có thêm trạm dự trữ trung gian đặc biệt cho giai đoạn hâm nóng Nhìn chung sự tăng nhiệt độ giữa các trạm này thường không lớn hơn 250C để hạn chế việc chai bị vỡ Để giảm nhiệt năng yêu cầu chúng ta cần phải giảm nhiệt lượng mất đi bằng cách cách li nhiệt và giảm đi những lượng nhiệt nhỏ khác

7 Xút dùng để rửa chai

7.1 Những yêu cầu đối với xút dùng để rửa chai:

 Những yêu cầu quan trọng đối với xút rửa chai là:

 Nó phải có tác dụng tẩy rửa cao, điều này bao gồm:

 Khả năng tẩy bẩn

 Hạn chế tác động gây nguy hiểm cho người của vi

khuẩn

 Có khả năng thấm ướt tốt

 Khả năng thấm nhanh vào nhãn dán và có khả năng tố trong việc làm tan nhãn dán ra

 Nó không được độc và tạo ra các chất độc hại trong nước thải

 Không đóng cặn

 Không tạo bọt

 Dễ dàng lưu trữ

 Không được đắt

Xút rửa chai được sử dụng 1% Sodium Hydroxid Nó được cho vào để đạt những yêu cầu như trên Nó chứa đựng những chất thêm vào như sau:

Thêm vào (0.06-2%) những chất khác đối với xút để tăng hiệu quả tẩy rửa Những chất đóng cặn được thêm vào để ngăn chặn đóng cặn trong xút Hơn nữa những chất thêm vào theo 1 tỉ lệ nhất định để tránh hòa lẫn vào nhau và tạo nên phản ứng

Trên đường đi tiếp theo thông qua bộ phận đỡ chai của máy rửa nó được gia nhiệt và sau đó làm lạnh trở lại Kết quả là Ion Canxi ở dạng đặc biệt bị kết tủa bởi kiềm Và kết quả là sự gia nhiệt Hidrocacbonat bị kết tủa ở dạng Carbonates và tiếp

theo sẽ tạo ra sự lắng đọng của vôi trên phần đỡ chai và kết quả của việc này là làm cho việc sử dụng xút gia tăng:

Ca2+ + 2HCO3- + 2Na+ + 2OH-  CaCO3 + 2Na+ + CO32- + 2H2O

10dH tương ứng khoảng 18g CaCO3/m3 nước Do đó rất tiện lợi khi sử dụng nước có độ cứng thấp Bởi vì sự hòa tan ở trạng thái cứng gây nên sự lắng đọng từ từ rtên miệng phun và như vậy sẽ làm giảm hiệu quả làm sạch

Bộ phận ngăn chặn tỉ lệ axit (pH thay đổi từ 6.5-9.5) được cho vào dung dịch rửa để hạn chế tỉ lệ đóng cặn

Chất kích hoạt bề mặt:

Chất thêm vào có chứa Phosphate, ở trạng thái có sức căng đặc biệt, nó cáng tăng lên đối với các loại xút ngày nay Những chất kích hoạt bề mặt này có hiệu quả tốt trong việc tấy chất dơ đi và đảm bảo nước chảy tốt trong chai

7.2 Sự phụ thuộc của chai rửa và những yếu tố khác:

-Tác động làm sạch phụ thuộc vào:

 Nhiệt độ

 Thời gian rửa

 Độ đậm đặc của xút

Một cách cơ bản để tác động tẩy rửa gia tăng khi nhiệt độ tăng, thời gian và độ đậm đặc của xút gia tăng.

Khi thời gian đòi hỏi để vứt bỏ nhãn lâu hơn thời gian cần thiết để tẩy bỏ chất dơ Một cách hữu hiệu là thời gian

ngâm trong xút lâu hơn trước khi tẩy bỏ nhãn từ máy rửa

7.3 Xử lý xút để rửa:

_ Khoảng 95% chứa đựng 1 lượng nhỏ nước bẩn từ sự lắng đọng và chuẩn bị làm ướt chai 5% còn lại chứa đựng chất

ô nhiễm cao, nó còn phụ thuộc vào quá trình xử lý Chất ô

nhiễm trong xút bao gồm:

 Những chất hòa tan có thể được loại bỏ trong quá trình lọc như:

 Những mảnh giấy nhỏ của nhãn dán

 Sự kết tủa của bùn từ bồn vôi

 Những chất màu từ việc in ấn

 Keo dơ của chai

 Sự tan rã của những chất keo, chẳng hạn như:

 Những tổ chức tế vi (men bia, vi khuẩn,…)

 Nhãn dán

 Dầu và mở bôi trơn

 Những chất hòa tan chẳng hạn như:

 Muối kim loại từ việc trang trí chai đặc biệt là muối nhôm, đồng

 Phần còn lại là của nước uống

Khi phần lớn bồn xút rửa chai được sử dụng lại mà không qua xử lý, xút chỉ được thay đổi trong khoảng thời gian rất lâu (1 hoặc 2 lần một năm).

Nhưng những chất rắn phải thường xuyên được loại bỏ Cách sử dụng đơn giản và rộng rãi bơm tất cả xút vào trong 1 bồn chứa cô lập và bao bọc tốt và cho phép những chất rắn có thể thoát ra ngoài được Khi xút được đưa xuống từ đỉnh của tank này và sau đó đựoc làm sạch 1 cách tự nhiên là nó được đưa ngược trở lại lên trên Cách này thì rẻ và được sử dụng phổ biến nhất nhưng nó sẽ hoang phí 1 số xút khi sử dụng

Gần đây người ta cố gắng để thực hiện việc rút xút ra trong quá trình rửa chai để lọc nó thông qua bộ lọc giao lưu

lượng và nạp nó vào làm sạch trở lại Chẳng hạn như 1 quá trình lọc, ở phần này tổng thể được xử lý và được gọi là bypass

filtration Với cách xử lý này, phần lớn bùn được giảm xuống Sử dụng phương pháp lọc dòng lưu lượng giao nhau, lại làm xuất hiện nghi vấn về hiệu quả kinh tế khi mà chỉ 1 lượng nhỏ lưu lượng qua bộ lọc nhưng giá của nó lại rất cao

Hơn nữa trong quá trình xử lý, có thể 1 số chất không mong muốn được kết tủa và loại bỏ đi

Trong hệ thống xử lý xút “Aquanex” (hình 15.11) là minh họa: xút rửa chai di chuyển từ bồn chứa xút (1), hóa chất kết tủađược cho vào (4) và dung dịch được cho vào thành hỗn hợp và cho phép phản ứng xảy ra trong 1 tank lưu trữ (5) Hỗn hợp nước bùn raá¨n được loại bỏ bởi 1 bộ sàng lọc (6) và 1 bồn trộn phản ứng với 1 “built in filter” và xút được tái tạo cấp vào tank chứa xút

Kết quả là việc giảm sử dụng của:

 Xút, chất thêm vào, chống bọt

 Nước

 Việc trung hòa xút sử dụng

 Làm sạch

Theo thông tin từ nhà sản xuất thì hiệu quả hơn 40% trong việc so sánh với các phương pháp thông thường

Ứng dụng tương tự đối với việc xử lý xút từ bộ phận CIP, cái này cũng có có thể được tái tạo từ lúc này sang lúc khác

7.4 Đo đạc chất cho vào đối với xút:

Khi chai được rửa, chất lỏng không phải luôn luôn chỉ ra ngoài lại 1 cách hoàn toàn: nó có thể chắc chắn rằng

khoảng 10 giây sau khi rỗng, ở đó vẫn có đến 2 đến 3g chất lỏng trong chai 0.5 lít Nó chiếm 0.5% tổng thể tích Chỉ sau 30 giây, số lượng phần còn lại giảm còn 1g

Hơn nữa ở đây có xút hoặc nước vẫn c2on trong bộ phận đỡ chai và trong hộp đẩy chai, vì vậy chắc chắn rằng có khoảng 10-15 ml chất lỏng trên 1 chai được mang vào khu vực tiếp theo Vì vậy nếu 1 thiết bị vận hành trong vòng 10 giờ, rửa

30000 chai/giờ thì có khoảng 300000 chai đi qua trong thời gian này Nếu có khoảng 10 ml (0.01 lít) lượng chất lỏng được mang qua đi mỗi chai thì sẽ có khoảng 300000x0.01=3000 lít được vận chuyển từ phần này đến phần kế tiếp

Điều này mang lại kết quả là nhiều chất lỏng bị mất

đi khi cùng 1 lượng chất lỏng đó được cung cấp lại cho thùng làm thấm ướt trước khi việc thấm nước được tiến hành ở bồn chứa xút được cung cấp với nước nóng hoặc xút nóng nhưng bằng cách nào cũng vậy với dòng lưu lượng thoát ra từ lần rửa chung cuối cùng Và kết quả của quá trình thấm nước là:

 Bồn chứa xút được làm lạnh

 Xút được pha loãng thêm

 Các chất gây bẩn được tạo ra