Quá trình lọc bia gồm có 2 giai đoạn bao gồm giai đoạn chuẩn bị trước khi lọc và tiến trình lọc bia.
5.1.1. Quá trình chuẩn bị trƣớc khi lọc
Bao gồm các bước như sau:
Bước 1: làm lạnh toàn bộ hệ thống lọc bằng nước 20C khoảng 30 phút trước khi tiến hành lọc nhằm hạ nhiệt độ thiết bị xuống khoảng 2-30C tránh ảnh hưởng đến nhiệt độ bia. Bước 2: tạo màng lọc. Quá trình tạo màng lọc được thực hiện ở 2 thiết bị lọc ống và lọc đĩa. Quá trình tạo màng được thực hiện như sau:
- Thiết bị lọc ống tiến hành tạo màng 2 lần:
+ Tạo màng lần 1: cho 22 7 kg bột thô hyflor vào bồn định lượng hòa trộn với 130L nước bày khí 20C đến khi bột phân tán đều trong nước thì bật bơm định lượng bơm dịch bột qua thiết bị lọc ống với áp suất 2 5 bar với mục đích tạo lớp màng lọc trên bề mặt thiết bị tiếp đó cho dịch bột chạy tuần hoàn trong thiết bị cho bột bám đều xung quanh thành ống thời gian tuần hoàn bột khoảng 15-20 phút hoặc đến khi nước pha bột đạt độ trong yêu cầu đảm bảo bột đã bám hoàn toàn trên ống lọc. Mục đích dùng bột hyflor để tạo màng lần 1 là vì bột hyflor là bột thô có kích thước lớn hơn kích thước khe hở của ống lọc nên dễ dàng tạo màng mà không làm tắt lỗ lọc. Lớp bột này có nhiệm vụ ngăn cản lớp bột mịn và các cặn có kích thước nh hơn lổ lọc đi qua đảm bảo độ trong của bia.
+ Tạo màng lần 2: tiến hành áo thêm 1 lớp bột mịn standar để tạo màng lọc bia thao tác tạo màng cũng giống như trên tiến hành hòa 22 7 kg bột standar với 130L nước bày khí 20C đến khi bột phân tán đều trong nước thì bật bơm định lượng bơm bột qua thiết bị lọc ống. Sau đó tiến hành tuần hoàn dịch bột trong thiết bị 15-20 phút, nhằm tạo độ xốp cho bề mặt trợ lọc giúp quá trình lọc tốt hơn và không bị tắt màng lớp bột này đảm bảo bia lọc ra có độ trong yêu cầu. Trong quá trình lọc bia bột trợ lọc vẫn liên tục được bổ sung vào cùng với bia với một lượng xác định nhờ hệ thống bơm định lượng. Chuẩn bị bột trợ lọc cho quá trình lọc: Dùng 34 kg standard hòa đều với 260L nước trong bồn định lượng để bơm vào thiết bị KG cùng lúc với bia trong quá trình lọc.Trong quá trình khuấy bột tiến hành sục CO2 vào bồn nhằm giúp bột phân tán đều trong nước và để đuổi không khí ra kh i bồn làm giảm nguy cơ oxy vào bia. Tương tự các bồn PVPP bồn định lượng vican và collupuline cũng thực hiện tương tự.
Song song với quá trình tạo màng ở thiết bị lọc ống cũng tiến hành tạo màng cho thiết bị lọc đĩa bằng bột PVPP bột PVPP được chuẩn bị trước bằng cách ngâm trong nước nóng 80oC nồng độ PVPP pha trong nước từ 8-10%, tiến hành bật bơm định lượng dịch bột vào thiết bị lọc đĩa với một lượng khoảng 50L dịch bột đảm bảo sau quá trình lọc dịch bột có khoảng 9 kg bột PVPP khô bám trên đĩa lọc. Trên bề mặt đĩa là dạng lưới có
đường kính lỗ lưới nh hơn đường kính của hạt PVPP để giữ PVPP lại trên mặt đĩa tạo thành một lớp màng lọc. Thời gian bơm bột là 30 phút sau đó tiến hành tuần hoàn dịch bột trong thiết bị đến khi nước pha ra kh i thiết bị đạt độ trong. Sau quá trình tạo màng của thiết bị lọc đĩa lấy CO2 đuổi hết nước trong lọc đĩa ra ngoài tránh hiện tượng nước pha bột còn sót trong thiết bị pha loãng bia đồng thời cũng giúp hạn chế sự có mặt của oxy có trong thiết bị.
Tổng thời gian tạo màng ở 2 thiết bị là 90 phút. Sau quá trình tạo màng tuần hoàn đạt yêu cầu lấy CO2 đuổi hết nước trong lọc đĩa lấy bia đuổi nước trong lọc KG.
Bước 3: đuổi đầu và chạy tuần hoàn.
Dùng bia bơm vào thiết bị lọc ống cùng lúc đó mở van xã để đẩy hết nước trong lọc ống ra ngoài lượng bia xã b theo nước khoãng 4hL.
Sau đó 20 hL bia từ lọc ống sẽ bơm qua lọc đĩa từ dưới lên nhằm tránh xáo trộn lớp bột PVPP và giảm sự tổn thất CO2 hòa tan trong bia. Trong lúc làm đầy lọc đĩa đã lấy 20 hL bia của bồn lên men cấp vào lọc KG tiến hành chạy tuần hoàn độc lập ở 2 cụm thiết bị lọc ống và lọc đĩa thời gian tuần hoàn là 30 phút. Tiếp tục chạy tuần hoàn bia giữa hai thiết bị lọc ống và lọc đĩa. Thời gian thực hiện tuần hoàn lớn phụ thuộc vào chất lượng bia trước quá trình lọc quá trình tuần hoàn sẽ được thực hiện đến khi bia sau lọc tinh đạt độ trong yêu cầu là 18-20% Neph lúc đó sẽ ngưng tuần hoàn và tiến hành lọc bia.
5.1.2. Lọc ống (lọc KG)
Thiết bị lọc ống có cấu tạo gồm 121 ống lọc bố trí bên trong (hình 4.15) làm bằng kim loại không rỉ (inox) mỗi ống dài 1 8 m diện tích bề mặt lọc là 22 58 m2
.
Bia được bơm vào thiết bị lọc ống cùng với bột trợ lọc. Nguyên lý của quá trình lọc là do sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài ống lọc bia sẽ di chuyển từ nơi có áp suất cao (bên ngoài ống lọc) đến nơi có áp suất thấp (bên trong ống lọc) do đó bia sẽ đi vào bên trong ống lọc và đi ra ngoài còn các cặn cơ học sẽ được lớp bột bên ngoài ống lọc giữ lại giúp bia đạt độ trong. Bột trợ lọc trong thiết bị sau khi lọc xong thì sẽ được xả b bằng khí nén.
5.1.3. Lọc đĩa (lọc FORM)
Thiết bị lọc đĩa (hình 4.16) gồm có 25 đĩa lớn và 2 đĩa nh được gắn trên hệ thống trục quay.
Bia từ thiết bị lọc ống sẽ được bơm vào thiết bị lọc đĩa từ dưới lên quá trình lọc sẽ diễn ra theo chiều từ trên xuống. Nguyên lý của quá trình lọc nhờ vào sự chênh lệch áp suất. Đồng thời nhờ tác dụng hấp phụ của bột PVPP trên đĩa lọc mà các hợp chất polyphenol trong bia được giữ lại giúp bia có màu sáng hơn. Trong suốt quá trình lọc ở thiết bị lọc đĩa tiến hành bơm dịch bột PVPP cùng lúc với bia vì PVPP chỉ có khả năng hấp thu một lượng polyphenol nhất định do đó phải bổ sung PVPP mới vào để hấp thụ polyphenol trong bia. Lượng bột PVPP bơm cùng lúc với bia được điều chỉnh bằng bơm định lượng.
Dưới tác dụng của áp suất lọc bột PVPP được giữ lại và phân phối đều trên bề mặt lưới lọc làm thành một lớp trợ lọc tốt. Bia được lọc trong sau đó bia được bơm qua hệ thống lọc tinh. Do bột PVPP có khả năng tái sinh nên sau khi bơm hết bột ở bồn định lượng tiến hành hoàn nguyên bột PVPP. Trước khi tiến hành hoàn nguyên bột dùng CO2 đẩy hết bia có trong thiết bị ra và làm vệ sinh bồn định lượng bột bằng hệ thống CIP. Quy trình hoàn nguyên PVPP như sau:
Chạy nước nóng 800C trong 15 phút để rửa bia → tuần hoàn xút nóng 80-850
C, 1-2,5% trong 25-30 phút → chạy nước nóng đuổi xút → tráng lại bằng nước sạch.
Sau khi làm sạch bột tiến hành bơm nước vào thiết bị lọc đĩa đồng thời khởi động trục quay hoạt động tốc độ quay đủ để làm văng các hạt PVPP ra kh i đĩa lọc hòa với nước và được bơm về bồn ch a bột.
5.1.4. Lọc tinh
Thiết bị lọc tinh có cấu tạo giống như thiết bị lọc ống nhưng chỉ có 8 ống lọc làm bằng nhựa PP (poly propylene) dài 30 inch kích thước lỗ 5µm.
Bia sau quá trình lọc đĩa được bơm vào thiết bị lọc tinh với 2 5bar cơ sở của quá trình lọc tinh cũng dựa vào sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài ống lọc thông qua lớp vật liệu lọc là PP cặn mịn và các hợp chất keo sẽ được giữ lại bên ngoài ống lọc còn bia trong thì đi vào trong ống lọc ra ngoài. Bia sau quá trình lọc đạt độ trong 18-20% Neph.
5.2. Kết quả thảo luận
Nhà máy bia Sài Gòn – Tây Đô sử dụng phương pháp lọc với lưu lượng dịch lọc thu được ổn định theo thời gian (150 hL/giờ) do trở lực của bột trợ lọc và bã nên áp suất lọc sẽ phải tăng theo thời gian để thu được lượng dịch lọc yêu cầu là 150 hL. Thay đổi áp lực theo thời gian lọc thể hiện ở đồ thị hình 5.1 như là một ví dụ tiến trình lọc với 1 mẽ sản xuất tại nhà máy.
Qua số liệu thu nhận được tại nhà máy trở lực trung bình của bã lọc là Rm=6,6.109 L/m (±0,21.109 L/m) và trở lực riêng trung bình vật liệu lọc α = 2 34.109
m/kg (±0,26.109 m/kg). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các trở lực thu được theo tính toán từ dữ liệu thu nhận như trên. Tuy nhiên các kết quả còn phụ thuộc vào việc chuẩn bị thiết bị lọc dung dịch trước khi lọc từ các bồn lên men dẫn đến có sai số lớn giữa các lần lập lại.
CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận
Qua quá trình thực tập và tìm hiểu tại nhà máy Bia Sài Gòn – Tây Đô đã giúp tôi học h i được nhiều kiến th c và kinh nghiệm thực tế trong thời gian thực tập tôi nhận thấy nhà máy có nhiều điều kiện thuận lợi như:
- Vị trí địa lí thuận lợi hai mặt giáp trục lộ lớn thuận tiện trong việc vận chuyển nguyên vật liệu và thành phẩm.
- Thiết bị sản xuất hiện đại công nghệ tiên tiến đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. - Cách bố trí mặt bằng hợp lí giúp tận dụng hiệu quả năng lượng thiết bị đường ống và nguy cơ nhiễm chéo.
- Trong khuôn viên nhà máy trồng nhiều cây xanh giúp cải thiện cảnh quan môi trường và tạo nguồn không khí trong lành cho nhà máy.
- Đội ngũ công nhân có tay nghề nhiệt tình và tinh thần trách nhiệm cao. - Vấn đề vệ sinh bảo trì thiết bị được kiểm tra và thực hiện nghiêm ngặt. - Có hệ thống xử lý nước thải đáp ng nhu cầu sản xuất của nhà máy.
5.2. Kiến nghị
Nhà máy cần khắc phục một số vấn đề sau: - Hệ thống máy nghiền gây nhiều bụi. - Khu vực xử lý bã hèm còn gây mùi hôi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Đình Hòa (2002) Công nghệ sản xuất malt và bia. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.
2. Lương Đ c Phẩm (2005) Nấm men công nghiệp. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.
3. Nguyễn Đ c Lượng (1996) Công nghệ vi sinh vật. Nhà xuất bản Đại học bách khoa TP.HCM.
4. Nguyễn Thị Hiền (2007) Công nghệ sản xuất malt và bia. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.
PHỤ LỤC
1. Cách tính Trở lực bã lọc (Rm) và Trở lực riêng vật liệu lọc (α)
Lọc với lưu lượng bằng hằng số được tính toán theo phương trình (1) ∆P = µ.Rm.(Q/A) + µ.α.c.(Q2 /A2).t (1) Với: ∆P: áp suất lọc (Pa) Rm: trở lực vật liệu lọc (l/m) α: trở lực riêng bã lọc (kg/m) c: nồng độ chất rắn trong dung dịch (kg/m3 ) µ: độ nhớt dịch lọc (Pa.s) A: diện tích bề mặt lọc (m2 ) Q: lưu lượng dịch lọc (m3 /s) t: thời gian lọc (s)
Với vận tốc lọc U= Q/A (m/s) thay vào phương trình (1) ta được: ∆P = µ.Rm.U + µ.α.c.U2 .t Phương trình trên có dạng Y = a0+a1.X Với Y = ∆P và X = t Hệ số góc (a1): a1 = µ.α.c.U2 Và giao điểm với trục tung (a0):
a0 = µ.Rm.U Ví dụ:
Kết quả quan hệ áp suất lọc thay đổi theo thời gian trong một lần lọc của nhà máy cho ở bảng sau: t (s) ∆P(Pa) 0 2940 3600 3130 7200 3350 10800 3520 14400 3690 18000 3880 21600 4090 25200 4340 28800 4600 32400 4960
Với: diện tích bề mặt lọc 22 58 m2; độ nhớt dịch lọc 0 0023 Pa.s; nồng độ chất rắn trong dung dịch 0,369 kg/m3; lưu lượng lọc 0 00417 m3/s. Tính toán các tham số của quá trình lọc.
Giải:
Từ phương trình lọc với lưu lượng lọc bằng hằng số ∆P = µ.Rm.U + µ.α.c.U2 .t ∆P = 2886 7 + 0 0595.t Từ đây ta tính được: +Trở lực của bã lọc (Rm) µ.Rm.U = 2886,7
+Trở lực riêng của vật liệu lọc (α) µ.α.c.U2 = 0,0595 Với vận tốc lọc U = Q/A =0,00417/22,58 = 1,85.10-4 m/s Ta tính được: Rm= 6,78.109 L/m α = 2 05.109 m/kg Biểu diễn trên đồ thị
y = 0.0595x + 2886.7 R2 = 0.9885 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 t ∆P
Tính tương tự qua 11 lần lọc thu được bảng kết quả sau: Trở lực bã lọc (Rm) Trở lực riêng vật liệu lọc (α) 6.78*10^9 2.05*10^9 6.91*10^9 2.32*10^9 6.14*10^9 2.83*10^9 6.59*10^9 2.36*10^9 6.69*10^9 2.13*10^9 6.72*10^9 2.09*10^9 6.63*10^9 2.69*10^9 6.37*10^9 2.36*10^9 6.62*10^9 2.03*10^9 6.65*10^9 2.42*10^9 6.45*10^9 2.47*10^9 2. Kết quả thống kê Trở lực bã lọc
One-Variable Analysis – Tro luc ba loc (Rm) Data variable: Rm
11 values ranging from 6.14E9 to 6.91E9
Summary Statistics for Rm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Count 11
Average 6.59545E9
Standard deviation 0.21016E9
Minimum 6.14E9
Maximum 6.91E9
3. Kết quả thống kê Trở lực riêng vật liệu lọc
One-Variable Analysis – Tro luc rieng vat lieu loc (α) Data variable: α
11 values ranging from 2.03E9 to 2.83E9
Summary Statistics for α
Count 11
Average 2.34091E9
Standard deviation 0.259594E9
Minimum 2.03E9