CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA SÀI GỊN
2.2. QUY TRÌNH CHIẾT BIA
2.2.1. Sơ đồ chiết bia
Sơ đồ 2.2.1. Sơ đồ chiết bia thành phẩm
2.2.2.Thuyết minh quy trình cơng nghệ
Két chứa bia sau khi được đưa về qua kiểm tra sơ bộ loại bỏ những két hỏng và chai không đạt yêu cầu, két chứa bia được đưa vào băng truyền nhờ robot pallet (một lần đưa 9 két lên băng truyền). Két theo băng truyền đến thiết bị (robot) tách chai và két ra, dùng lực hút chân không với hiệu điện thế 20V:
Đưa vỏ két vào băng truyền (1) để đến thiết bị rửa két (kèm theo loại bỏ rác trong két), tiếp tục theo băng truyền đến khu vực để ráo nước. Nước sử dụng để rửa két là nước thành phố.
Chai được đưa sang băng truyền (2) đến thiết bị rửa chai, sau đó theo băng truyền đến thiết bị soi chai, rồi đến thiết bị chiết rót và đóng nắp chai, đến thiết bị phun rửa bọt bia trên chai và loại bỏ chai không đạt mức bia cho phép nhờ thiết bị phóng xạ. Sau đó chai được đưa qua hầm thanh trùng, dán nhãn chai, in ngày sản xuất và hạn sử dụng, đến thiết bị đóng chai vào két (nhờ robot đóng 4 két một lần). Cuối quy trình, thùng được xếp 9 két một lần và chồng lên đủ 45 thùng (nhờ robot) thì được đưa vào kho sản phẩm.
Thiết bị rửa chai
Hóa chất rửa chai
Soude 32% (NaOH): làm sạch, diệt vi khuẩn.
Stabilon ACP: phụ gia cho dung dịch NaOH. Thành phần gồm: hydroxylidene diphosphoric acid, phosphonobutane tricacboxylic acid, triphosphono metyl amine
Foam nox: chất chống tạo bọt.
Polix XT: có tác dụng làm mềm nước Quy trình rửa
Hình 2.2.2.a. Thiết bị rửa chai
Chai từ băng truyền vào những hàng đựng chai (26 chai một hàng), từng hàng sẽ được đưa lên cuộn ngược lại, ở đây có những pep phun nước để rửa, phun rửa hai lần, nước sau khi rửa cùng với chất bẩn và rác sẽ được chảy qua thiết bị lọc rác đưa ra ngoài, tiếp tục chai sẽ được đưa qua bồn soude thứ nhất, ở bồn này chứa NaOH 32% và Foam nox để rửa diệt khuẩn và loại bỏ nhãn chai, sau đó chai đưa sang bồn soude thứ hai chứa NaOH 32% và stabilon để loại bỏ nhãn chai còn lại, nhiệt độ tại hai bồn soude là 830C. Chai sau khi rửa soude thì qua bồn rửa soude lỗng, ở đây ta dùng nước nóng 750C-800C để phun vào trong chai tạo ra dung dịch soude loãng và dung dịch này được chảy xuỗng bồn chứa soude loãng. Chai tiếp tục đi xuống và được rửa bằng nước ấm 600C có pha polix XT, nước ấm 450C có pha polix XT, cuối cùng là được phun rửa lại bằng nước công nghệ và đưa ra băng truyền đến thiết bị soi chai.
Khắc phục sự cố chai nhiễm soude
Sau những khoảng thời gian nhất định thì sẽ thử soude một lần (thường 1h thử một lần), thử bằng phenolphthalein 1%, nếu trên một hàng 26 chai có khong q 3 chai bị nhiễm soude thì vẫn cho máy tiếp tục hoạt động, chỉ ngừng cấp chai cho những ơ bị nhiễm soude, cịn nếu q 3 chai nhiễm soude thì cho ngừng tồn bộ máy, tiềm ra nguyên nhân và khắc phục.
Hình 2.2.2.b. Thiết bị soi chai
Ở thiết bị này, chai sẽ đi qua một camera để loại bỏ những chai có kích thước khơng đạt u cầu, những chai đạt sẽ đi qua vùng ánh sáng đỏ để soi bề mặt chai, đến vùng ánh sáng tráng để soi đáy chai và đến vùng ánh sáng đỏ soi miệng chai để loại bỏ chai bị mẻ, bị nứt và chứa vật thể lạ. Chai tiếp tục qua bộ phận soi bằng ánh sáng thông thường để loại bỏ chai bị nhiễm soude hoặc chứa nhiều nước nhờ vào phương pháp trắc quang. Tốc độ của thiết bị soi chai phụ thuộc vào tốc độ thiết bị chiết. Chai đạt yêu cầu sẽ được đưa sang thiết bị chiết rót và đóng nắp chai.
Thiết bị chiết rót và đóng nắp chai
Hình 2.2.2.c. Thiết bị chiết rót và ghép nắp
Tại thiết bị này, chai sẽ được hút lên nhờ lực chân không và hút hết chân không cũng như những giọt nước dư thừa bằng CO2, sau đó sẽ được bơm bia lạnh 20C vào chai với áp suất 2.5 bar, áp suất chân không -0.87 bar. Chai đã chiết bia thì đưa sang thiết bị đóng nắp bằng khí nén (nắp sẽ được kiểm tra trong thùng chứa nắp và theo nam châm từ đi vào thiết bị đóng nắp). Chai theo băng truyền đến thiết bị phun rửa bọt bia và dùng tia phóng xạ để loại bỏ những chai có lượng bia khơng đạt yêu cầu (khoảng cách từ mực bia đến nắp chai là 502 mm), sau đó được đưa vào hầm thanh trùng.
Thiết bị thanh trùng
Thiết bị này dùng phương pháp thanh trùng pastureisation. Hầm thanh trùng được chia làm 3 vùng lớn với 12 thanh:
Vùng đầu (4 thanh): vùng nâng nhiệt, chai sẽ được gia nhiệt lên từ từ bằng hơi nóng (nâng từ 260C lên 600C).
Vùng giữa (4 thanh): vùng thanh trùng, tại đây chai sẽ được thanh trùng ở 600C để diệt vi khuẩn.
Vùng cuối (4 thanh): vùng hạ nhiệt độ, dùng nước thường để hạ nhiệt độ chai bia xuống 260C.
Yêu cầu kỹ thuật
Phải tiêu diệt được các loại vi khuẩn có hại trong sản phẩm, đảm bảo lượng vi khuẩn sống sót thấp đến mức khơng thể phát triển gây hỏng sản phẩm trong thời hạn.
Không được làm giảm giá trị sản phẩm bao gồm cả giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan.
Các bộ phận của máy khi tiếp xúc sản phẩm không gây hại cho sản phẩm và ngược lại khơng bị sản phẩm ăn mịn.
Hình 2.2.2.d. Thiết bị dán nhãn chai
Chai từ hầm thanh trùng đi qua đèn soi vật thể lạ rồi đi vào máy dán nhãn chai, khi chai đi qua cảm biến trong thiết bị thì đồng thời các trục quay, tay quay lấy nhãn và máy bơm keo dán hoạt động, keo bơm vào sẽ theo trục quay lấy một lớp mỏng bơi lên tay quay lấy nhãn dán vào chai. Sau đó chai đi qua thiết bị in ngày sản xuất và hạn sử dụng.
Tốc độ dán nhãn và in ngày sản xuất và hạn sử dụng là 33000 chai/h. Keo dán là loại keo synthetic. Thành phần gồm: polycrylic, casein, nước, ure, phụ gia.
2.2.3.Tiêu chuẩn bia thành phẩm
Tên tiêu chuẩn bia lager 450mlGiá trị mong muốn
Tiêu chuẩn bia lager 450ml
Độ cồn ở 200C (%v/v) 4.3 3.954.64
Độ đường (0P) 10.3 9.9510.94
Độ chua (ml NaOH 0.1N/10ml bia) 1.4 1.6
Nồng độ CO2 (g/l) 5.0 4.06.0 Độ màu (EBC) 6.0 5.08.0 Độ trong (%) 10 020 Hàm lượng diacetyl (mg/l) 00.1 Độ đắng (BU) 19 1622 Độ hấp Tốt -
Khơng khí (khơng phải CO2) (g/l) <1 2
Độ bền bọt (s) 220300 170375
Khoảng cách từ nắp đến bề mặt bia (mm) 502 55
Chỉ số iod 0.25 0.4
Tên tiêu chuẩn bia lager 355mlGiá trị mong muốn
Tiêu chuẩn bia lager 450ml
Độ cồn ở 200C (%v/v) 4.9 4.555.24
Độ chua (ml NaOH 0.1N/10ml bia) 1.5 1.31.7 Nồng độ CO2 (g/l) 5.0 4.06.0 Độ màu (EBC) 6.5 6.08.0 Độ trong (%) 10 020 Hàm lượng diacetyl (mg/l) 00.1 Độ đắng (BU) 21 1824 Độ hấp Tốt -
Khơng khí (khơng phải CO2) (g/l) <1 2
Độ bền bọt (s) 220300 170375
Khoảng cách từ nắp đến bề mặt bia (mm) 502 55
Chỉ số iod 0.25 0.4
Nguồn: Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Đăk Lăk
Bảng 2.2.3. Tiêu chuẩn bia thành phẩm
2.3.Phân xưởng động lực
Phân xưởng động lực bao gồm khu vực thu hồi và cung cấp CO2, cung cấp glycol và khí nén; khu vực nồi hơi; khu vực xử lý nước công nghệ và khu vực xử lý nước thải. Mỗi khu vực có một chức năng riêng và phụ trợ cho quá trình nấu, lên men, lọc và chiết bia.
2.3.1. Khu vực hồi và cung cấp CO2, cung cấp glycol và khí nén
Thiết bị thu hồi và cung cấp CO2
CO2 được thu hồi từ q trình lên men chính và cung cấp cho q trình len men phụ, cho q trình bão hịa CO2 và quá trình chiết bia.
CO2 sau khi thu hồiđược chứa trong balon với dung tích là 30m3, rồi đi qua tháp rửa khí để rửa bụi bẩn, bình tách ẩm (sử dụng silica) để làm khơ CO2, máy nén giảm áp xuất, qua bình than hoạt tính để than hấp phụ các chất bụi bẩn cịn lại, sau đó qua bình lọc than và đến bình làm lạnh bằng glycol -300C để hóa lỏng CO2. CO2 lỏng được chứa trong bồn, khi cần sử dụng CO2 sẽ được đi qua các quạt để tăng nhiệt độ trở thành trạng thái khí.
Thiết bị cung cấp glycol
Glycol được thu hồi từ các phân xưởng về chứa trong bồn glycol thu hồi dung tích 30m3 rồi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt. Tại đây NH3 từ bồn chứa ở trạng thái lỏng qua các van tiết lưu để tăng nhiệt độ, giảm áp suất để hóa khí NH3 và qua bình trung gian để duy trì áp suất này sẽ đến làm lạnh cho glycol. Sau đó glycol một phần đi làm lạnh tại các phân xưởng, một phần được chứa trong bồn glycol lạnh dung tích 30m3 để dự trữ. Cịn NH3 đi qua máy nén với cơng suất 300kW để nén về trạng thái lỏng và lưu trữ trong bồn NH3.
Thiết bị khí nén
Khí nén rất quan trọng trong các phân xưởng, nó giúp đóng mở các van tự động, giúp chiết và đóng nắp chai, đẩy bã hèm…
Khơng khí bên ngồi mơi trường được hút vào hệ thống nén khí, tại đây khơng khí được nén lại với áp suất cao 7.0 bar. Sau đó qua thiết bị trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ khơng khí xuống, sau đó khí nén được lưu trữ trong bồn khí nén để cấp cho các phân xưởng hoạt động.
2.3.2.Khu vực lò hơi
Nguyên liệu đốt: mùn cưa, bã trấu, bã cây điều,...
Quy trình đốt:
Nước sau khi được xử lý, chứa trong bồn nước mềm, được bơm kết hợp với hóa chất (Na2SO3, Na3PO4, NaCl để khử tạp chất và vi khuẩn) đi qua thiết bị hâm nước, tiếp xúc với khí nóng từ lị hơi để gia nhiệt nước lên 1400C, sau đó nước vơ balon (nằm trong buồng hơi) và tiếp tục được gia nhiệt bằng hơi đốt trong lò đốt (sinh ra do cho nguyên liệu đốt vào bồn đốt, đốt tạo nhiệt) để bốc hơi nước, hơi nước sinh ra theo đường ống dẫn hơi để đi cấp cho nhà nấu và nhà chiết làm việc.
Cấp khơng khí cho buồng đốt: khơng khí được quạt gió hút vào thiết bị sấy để làm khơ để cung cấp cho buồng đốt. Khí nóng từ buồng đốt sau khi gia nhiệt cho nước thì đi qua thiết bị hâm nước gia nhiệt cho nước (nước trước khi vô balon), tiếp tục khí nóng qua thiết bị sấy, đến cylone để ngưng bụi than, tro để xả bỏ. Sau đó, khí nóng được bơm đến tháp khử bụi, sục vào bể khử bụi để loại bỏ bụi bẩn (bụi được lắng lại tại bể lắng bùn), cuối cùng khí đến ống khói và thải ra ngồi.
Hình 2.3.2. Quy trình đốt của lị hơi
Bảng 2.3.2. Thơng số hoạt động
Nguồn: Công ty cổ phần bia Sài Gịn – Đăk Lăk
STTTên thơng sốThơng số
1 Áp suất lò (bar) 610
2 Áp suất hơi (bar) 88.5
3 Năng suất lị (tấn/h) 10 4 Nhiệt độ tầng sơi (0C) 900 5 Nhiệt độ buồng đốt (0C) 800850 6 Nước cấp lò: Độ cứng (0F) pH
hàm lượng O2 hòa tan (mg/l)
0.1 7.010.5
10
Nước lò: 3. pH ở 250C 4. Độ cứng (0F)
5. Hàm lượng muối quy đổi về Na+ (mg/l) 6. Độ dẫn điện (ms/cm)
10.512.0 0.1
50 6000 15 Mức nước trong bồn nước cấp (%) 2575 16 Nhiệt độ bồn nước cấp (0C) 9095 17 Nhiệt độ khói thải (0C) 150250 18 Mức nước trong balon lò (%) 2575
2.3.3. Khu vực xử lý nước công nghệ
Nước công nghệ là nước thành phố đã được xử lý loại bỏ các kim loại nặng, tạp chất… cung cấp cho nấu, lên men và chiết.
Hóa chất sử dụng
Chlor: khử trùng tại bể nước thành phố, lượng chlor trong bể đạt 5090%, nếu thiếu phải pha thêm chlor tỉ lệ 12 kg tương ứng 1000 lít nước, để lắng 30 phút.
NaOH 32%: hoàn nguyên bồn anion.
HCl 32%: hồn ngun bồn cation. Quy trình cơng nghệ
Sơ đồ 2.3.3. quy trình sử lý nước cơng nghệ.
Nước thành phố được chứa trong bể nước thành phố sẽ chảy qua bình than hoạt tính để than hấp phụ chất cặn bẩn. Tiếp đó nước sẽ qua bình cation, ở bình này chứa các hạt nhựa cation để khử độ cứng của nước và bình anion chứa các hạt nhựa anion để khử nước mềm. Cuối cùng nước sẽ được đưa vào thiết bị lọc tinh để lọc những hạt nhựa bị nát trong các bình anion và cation. Thiết bị lọc tinh này gồm 16 ống bên trong, do các sợi nhựa cuốn quanh tạo thành ống, nước vào thiết bị từ dưới lên và ra ngoài, đi đến các phân xưởng.
Bảng 2.3.3. Chỉ tiêu u cầu
Nguồn: Cơng ty cổ phần bia Sài Gịn – Đăk Lăk
STTTên chỉ tiêuChỉ tiêu
1 Điện áp (A) 3805
2 Mức nước trong bể làm việc (m3) 2/3 bể (700900) 3 Nồng độ chlor trong bể nước thành phố
(mg/l)
0.30.5
(mg/l)
5 pH sau lọc 6.27.5
6 Áp sất đầu đẩy của bơm (bar) Tiêu chuẩn: 4, mong muốn:2÷5 7 Độ kiềm sau bình lọc tinh (0F) Tiêu chuẩn: 4, mong muốn:2 8 Độ cứng sau lọc tinh (0F) Tiêu chuẩn: 5, mong muốn:2
Hoàn nguyên các bồn xử lý
Các bồn xử lý nước cơng nghệ hoạt động 710 ngày thì hồn nguyên một lần.
Bồn than hoạt tính:
Nước qua bình có hàm lượng chlor (0.040.05) ppm hoặc sau 7 ngày sản xuất hoặc có sự nhiễm vi sinh thì phải tiến hành hồn ngun.
Rửa ngược và điều chỉnh van sao cho lưu lượng nước là 812 m3/h. Thời gian rửa ngược là 2530 phút.
Xả nước trong bồn. Giữ mực nước trong bồn khoảng 2/33/4 bồn.
Rửa xuôi: thời gian rửa 30 phút.
Bồn cation:
Khi nước lọc qua bình có độ cứng hoặc độ kiềm sau lọc tinh, pH khơng đạt thì tiến hành hoàn nguyên lại các hạt nhựa cation.
Kiểm tra lượng HCl 30% phải đủ cho một lần hoàn nguyên (400 lít).
Kiểm tra bơm định lượng hóa chất hoạt động ổn định.
Rửa ngược hạt nhựa: lưu lượng 1520 m3/h, thời gian 1520 phút.
Bơm HCl: lưu lượng bơm 80% lưu lượng định mức, thời gian bơm hóa chất 45 phút, lượng hóa chất bơm vào 250 lít, ngâm hóa chất 30 phút rồi xả hết.
Rửa xuôi: lưu lượng 1015 m3/h, thời gian 60 phút, khi pH bằng 33.5 thì ngừng rửa.
Chú ý: lượng HCl 32% ở trên ứng với lượng hạt nhựa trong bình 2500 lít, nếu lượng hạt nhựa thay đổi thì phải tính lại lượng nước và lượng HCl 32% bơm vào sao cho 10 lít hạt nhựa ứng với 1 lít HCl 30%, nồng độ đảm bảo từ 410%
Bồn anion:
Khi nước sau lọc tinh có pH 6.2 thì hồn ngun lại hạt nhựa anion.
Rửa ngược nhựa anion: lưu lượng 1520 m3/h, thời gian 1520 phút.
Mở van đáy xả hết nước trong bồn
Kiểm tra lượng NaOH 32% trong bình đủ một lần hồn ngun (400 lít).
Mở van bơm NaOH 32% vào: lưu lượng bơm 80% lưu lượng định mức, đặt lưu lượng pha trộn 2.7 m3/h, thời gian bơm hóa chất 45 phút, lượng hóa chất bơm vào 250 lít, ngâm hóa chất 30 phút rồi xả hết.
Rửa xuôi: lưu lượng 1015 m3/h, thời gian 4560 phút tùy thuộc vào pH của nước sau rửa. Khi pH đặt 9.510.0 thì ngừng rửa.
Một số sự cố và cách xử lý
Sự cốXử lý
Nồng độ chlor sau bình than cao.
Áp suất sau lọc tinh thấp.
Lượng nước lọc ít hơn quy định.
Tốc độ lọc chậm.
Thủng ống candle (nằm trong bình anion, cation).
Mất nước vệ sinh.
Động cơ khơng hoạt động.
Hồn ngun bình than.
Kiểm tra chênh áp sau các bình lọc, vệ sinh cột lọc tinh.
Kiểm tra nước bể, kiểm tra lượng hóa chất và chế độ hoàn nguyên, kiểm tra lượng nhựa trong bình).
Rửa ngược bình than, cation, anion, vệ sinh ống candle, kiểm tra loại bỏ các hạt nhựa hỏng, kiểm tra bơm.
Thay ống candle mới.
Kiểm tra hệ thống tự động, chuyển qua chạy bằng tay.
2.3.4. Khu vực xử lý nước thải