Cột lọc trao đổi ion

 Thiết bị trao đổi ion cĩ 2 cột trao đổi anion và cation, chiều dài mỗi cột là l = 2m, đường kính là d = 50 cm, bên trong là các hạt nhựa cationit và anionit được giữ lại nhờ hai mặt bích. Mỗi mặt bích cĩ 12 ống nhỏ cĩ chiều dài là 20 cm, đường kính là 4,2cm. Trên mỗi ống đều cĩ các rãnh nhỏ dẫn nước vào, kích thước các lỗ của các rãnh nhỏ hơn kích thước hạt nhựa nhằm giữ các hạt nhựa, phía dưới mỗi ống cĩ lỗ dẫn nước vào.

 Hạt cationit và anionit cĩ kích thước rất nhỏ màu vàng nhạt (trong đĩ hạt cationit màu sẫm hơn). Nhà máy cĩ 3 hệ thống trao đổi ion.

Nguyên lý hoạt động: Nước được di chuyển lần lượt từ cột cation đến cột anion.

 Tại cột trao đổi cation: nước đi từ dưới lên tiếp xúc với hạt nhựa cationit R[H+], các cation như Ca2+, Na+, Mg2+ ... Tác dụng hĩa học với catinoit và được giữ lại, nước đi ra cĩ hàm lượng ion kim loại thấp nhưng cĩ tính axit.

 Tại cột trao đổi anion: loại bỏ các ion OH-, Cl- ... Nước ra khỏi cột anion đã mềm, ít tạp chất.

Tiệt trùng UV

O Án g l o ïc

H ạt n h ư ïa t r ao đ o åi i o n

Ống Lọc

Hình 2.5: Mặt cắt ống lọc vi sinh

Là một ống hình trụ dài 50cm đường kính d = 12cm, bên trong là ống thủy tinh ngăn khơng cho nước thấm vào bĩng đèn và trong cùng là đèn cực tím.

Nguyên lý hoạt động: dịng nước qua hệ thống này dưới tác dụng của tia cực tím từ ánh sáng của đèn cực tím cĩ bước sĩng 0

2600

2500  A



 tiêu diệt vi sinh vật và bào tử. nước ra từ hệ thống tiêu diệt UV đã là nước sạch.

Các yếu tố ảnh hưởng tới mức độ khử trùng của đèn UV:

 Cường độ bức xạ của tia UV.

 Số lượng vi sinh vật trong nước và thời gian lưu thiết bị.

 Độ đục của nước (tạp chất hữu cơ và tạp chất lơ lửng), các tạp chất này phân tán tia tử ngoại nên tia tử ngoại khơng đi xuyên hết lớp nước. Hiệu quả khử trùng cao hơn khi nước cĩ độ đục thấp.

 Đây là lý do hệ thống xử lý nước tiệt trùng UV đặt cuối cùng sau các quá trình lọc và trao đổi ion.

Tiến hành: Đ e øn cư ïc t í m O Án g t h u ûy t i n h V o û n h ư ïa Cực Tím Ống Thuỷ Tinh

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ của thiết bị xử lý nước

 Nước được bơm từ bể chứa lần lượt qua bờn lọc thơ để loại bỏ tạp chất cĩ kích thước > 1m, qua bờn lọc tinh để loại bỏ tạp chất nhỏ hơn. Tiếp đĩ nước qua cột cation của hệ thống trao đổi ion để loại các ion kim loại, qua cột anion để loại các ion âm như Cl- , SO42-…

 Nước tiếp tục qua bờn 100 ml, tại đây nước được lấy mẫu kiểm tra, nếu đạt 10 2 1 8 3 9 10b 8 7b 7a 11 6a 6b 4 5 Hoạt chất tái sinh Đường xả nước Nước đã xử lý 10a

Ghi chú: 1. Lọc sơ bộ. 7a, 7b. Cột trao đổi ion. 2. Bể chứa. 8. Bờn chứa.

3. Bơm. 9. Lọc.

4. Lọc vải bơng. 10a, 10b. Hệ thống đèn cực tím.

5. Lọc. 11. Bờn điều.

(<1m) nước tiếp tục vào hệ thống lọc vi sinh bằng đèn cực tím đẻ loại bỏ vi sinh vật và các bào tử cĩ trong nước.

 Cuối cùng nước được dẫn qua bờn 200 lít được lấy mẫu kiểm tra. Nếu đạt yêu cầu thì được bơm đi sản xuất. Nước sử dụng thừa được hời lưu về bình chứa.

KCS xử lý nước:

Sau mỗi giờ KCS tiến hành lấy mẫu kiểm tra nước. Mỗi lần lấy 4 mẫu: 3 bình ở 1000 lít và ở một bình 2000 lít.

Các chỉ tiêu của nước:

- Cảm quan: trong suốt khơng màu, khơng mùi, khơng vị. - Hĩa lý:

 pH = 6.5 ÷ 7.5

 Độ dẫn điện: 0 ÷ 50

 Độ cứng: các ion kim loại cịn xĩt lại khơng đáng kể.

- Vi sinh: Chỉ số Ecoli: < 3; Vi khuẩn kị khí trong 1ml H2O là 0; Vi khuẩn hiếu khí trong 1 ml H2O < 10 khuẩn lạc sau 24 h ở 37oC.

Sự cố và cách khắc phục:

Thiết bị Sự cố Cách khắc phục

Bể lọc sơ bộ

+ Cát cĩ kích thước nhỏ lọt qua lỗ lưới, lắng xuống đáy.

+ Vật liệu giảm khả năng lọc làm nước đục.

+ Bể lọc bị nghẹt do tạp chất, bùn, cát, …

+ Thường xuyên súc rửa bể.

+ Thay lớp cát, rửa sạch và tái sử dụng. + Súc rửa bể định

kỳ. Cột lọc bơng

+ Vải lọc và dây thun vệ sinh khơng sạch hoặc dây thun quấn khơng chặt

làm nước lọc khơng trong.

+ Làm vệ sinh thật sạch vải lọc và quấn

dây thun chặt.

Cột lọc chỉ

+ Vệ sinh cây lọc khơng sạch. + Do tái sử dụng nhiều lần nên kích thước lỗ mao quản lớn, dần dần giảm

khả năng giữ các hạt keo lơ lửng và cặn nhỏ.

+ Vệ sinh thật kỹ. + Định kỳ phải thay

cây lọc mới.

Cột trao đổi ion

+ Các hạt nhựa giảm khả năng hấp thụ theo thời gian, nếu khơng định kỳ tái sinh thì pH nước khơng đạt

làm nước bị chua.

+ Mối hàn của cột lọc bị xì làm nước chảy ra ngồi.

+ Bể các cột chắn nhựa làm hạt nhựa bung ra ngồi.

+ Định kỳ tái sinh các hạt nhưa.

+ Kiểm tra các mối hàn thường xuyên. + Thay các cột nhựa

mới. Ống lọc vi

sinh

+ Mối hàn bị hở, nước chảy qua ống thủy tinh làm đèn cháy.

+ Phải hàn lại mối hàn và thay bĩng

Các đường ống

+ Bị bể hoặc bị xì do lưu lượng nước khơng ổn định.

+ Điều chỉnh lưu lượng nước.

Bơm + Bơm bị hỏng do lưu lượng nước quá lớn.

+ Kiêm tra thường xuyên lưu lượng nước, các van hời lưu để giảm áp lực

bơm. + Thay bơm mới

hoặc sữa chữa.

Bảng 2.4 Sự cố và khắc phục khi xử lý nước

2.3.1.2. Xử lý CO2:

- Mục đích:

+ Làm sạch CO2.

+ Loại bỏ tạp chất và một số chất gây mùi lạ lẫn trong khí cacbonic. + Diệt khuẩn và oxy hĩa các hợp chất gây mùi.

- Tiến hành:

Quy trình xử lý:

Sơ đồ 2.4 Quy trình xử lý CO2

Giải thích quy trình:

- Nguyên liệu là CO2 tờn tại ở dạng lỏng hoặc khí chứa trong bờn CO2 lỏng với thể tích 17000 lít. Trước khi vào bờn chứa bột trợ lọc (Na2CO3 đã được pha lỗng), CO2 được

CO2 nguyên liệu Xử lý bằng Na2CO3 Xử lý bằng than hoạt tính Xử lý bằng thuốc tím CO2 sạch

dẫn CO2 lỏng. CO2 được sục từ đáy bờn lên để đi vào các bờn lọc tiếp theo nhờ sự chênh lệch áp suất, áp suất trong bờn chứa Na2CO3 là 8 kg/cm2.

- Bột trợ lọc Na2CO3 cĩ tác dụng loại các tạp chất cặn cĩ lẫn trong khí CO2 cơng nghiệp Na2CO3 + 2HCOOH = 2HCOONa + CO2+H2O

- Than hoạt tính cĩ tác dụng loại đi các khí khơng mong muốn như aldehyt, aceton, diacetyl…với mục đích khử mùi CO2. (P= 8kg/cm2)

- Dung dịch thuốc tím tiêu diệt một phần vi sinh vật trong CO2 cơng nghiệp. KMnO4 ở dạng bột màu tím, ánh vàng, kích thước như hạt cát, là một chất cĩ tính oxy hĩa mạnh, được pha theo tỷ lệ 150 lít nước/1,5 muỗng thuốc tím.

[𝑂]

HCHO HCOOH

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sạch:

 Chất lượng gaz nhập về.

 Độ kín đường ống và thiết bị làm sạch

 Độ tinh khiết và thời gian thay các chất làm sạch.

2.3.1.3. Chuẩn bị siro. Quy trình sản xuất siro.

Sơ đồ 2.5 Quy trình sản xuất siro

 Thuyết minh quy trình

Hịa tan, gia nhiệt

- Mục đích

+ Hịa tan các cấu tử đường vào hỗn hợp.

+ Tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản sản phẩm.

+ Tạo điều kiện saccharose chuyển hĩa thành đường nghịch đảo làm tăng vị ngọt dịu của đường.

+ Tăng độ ổn định của sản phẩm. - Tiến hành:

+ Đầu tiên ta bơm nước xử lý vào nời, mở cánh khuấy, mở van hơi cấp nhiệt cho nước.

+ Nâng nhiệt độ nước trong nời đạt 65 ÷ 75oC, bắt đầu cho đường vào sau đĩ định mức nước theo quy định. Tỷ lệ được sử dụng là 700kg đường/100 lít siro.

+ Tiến hành cho một lượng acid citric vào khoảng 1,5 ÷ 2g/1kg đường và tiếp tục Hịa tan Lọc Làm nguội Siro cơ Nước (60-75oC) (90-92oC) (80-85oC) (30-40oC) (67oBx) Đuờng kính trắng Pha chế Gia nhiệt Acid thực phẩm

khoảng 20 ÷30%. Lúc này hàm lượng chất khơ tăng lên, nhiệt độ trung bình của đường khử cũng cao hơn đường saccharose.

+ Cho vào dung dịch một lượng nhất định natri benzoat (2g/lit siro) để bảo quản siro ngăn chặn sự phát triển của nấm men, nấm mốc.

+ Tiến hành khuấy đều và đem siro đi lọc sạch ở nhiệt độ 80 ÷ 85oC.

Lọc, làm nguội siro:

- Mục đích:

+ Tách chiết các tạp chất cơ học lẫn vào trong đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản.

+ Làm nguội dịch siro xuống 30 ÷ 40oC để chuẩn bị cho phối chế hương liệu, màu, acid… tạo siro bán thành phẩm đạt yêu cầu cơng nghệ và giảm sự tổn hao của chúng do nhiệt gây ra.

- Tiến hành:

+ Hạ nhiệt độ siro đến 80÷ 85oC để giảm độ nhớt của siro tạo thuận lợi cho quả trình lọc.

+ Bơm dịch siro từ bờn chứa qua túi lọc bằng vải thơ. Túi này được gắn ở miệng bờn làm nguội.

+ Dịch đường khi đạt nhiệt độ 30 ÷ 40oC thì được đưa vào bờn trung gian để chuẩn bị cho phối chế.

- Dịch siro sau làm nguội cần đạt những yêu cầu sau: + Siro cĩ màu vàng nhẹ, trong suốt khơng lẫn tạp chất.

+ Siro khơng lẫn mùi lạ, chỉ cĩ thể cĩ mùi nhẹ của natri benzoate. + Siro cĩ vị ngọt thanh chua nhẹ.

+ Siro khơng chứa vi sinh vật gây bệnh. + Nờng độ chất khơ 67oBx.

Phối chế

- Mục đích:

+ Hịa tan các cấu tử vào siro để tạo hỗn hợp đờng nhất chuẩn bị cho chiết rĩt. + Tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm.

- Tiến hành:

+ Chuẩn bị các thành phần pha chế ở điều kiện tối ưu nhất. + Dịch siro đạt nhiệt độ 30 ÷ 40oC, nờng độ 67oBx.

+ Chất màu, acid được pha thành dung dịch. + Hương liệu sử dụng ở dạng nguyên

+ Các chất phụ gia khác đều đưa về dạng dung dịch

Phối chế các nguyên liệu theo thứ tự nhất định: cấu tử nào cĩ lượng nhiều nhất phối chế trước rời cho các cấu tử cĩ số lượng ít hơn. Sau mỗi lần cho một cấu tử cần khuấy đảo kỹ đến khi hịa tan hồn tồn mới cho các cấu tử tiếp theo. Hương liệu cho vào sau cùng.

+ Cảm quan bán thành phẩm trước khi chiết rĩt. + Làm lạnh siro xuống 25oC trước khi đem chiết rĩt.

2.3.1.4. Làm lạnh nước đã xử lý

- Mục đích:

+ Làm lạnh nước 5 ÷ 8oC để tăng khả năng hịa tan của CO2 và giữ CO2 trong nước. + Giảm tổn thất CO2 khi chiết rĩt.

+ Tránh nhiễm vi sinh vật trong quá sản xuất.

- Nguyên lý: dựa vào sự tiếp xúc gián tiếp giữa tác nhân làm lạnh (glycol) với nước để hạ nhiệt độ của nước xuống.

- Tiến hành:

+ Nước đã xử lý được bơm qua thiết bị làm lạnh dạng tấm kiểu khung bản để trao đổi nhiệt gián tiếp với glycol để hạ nhiệt độ xuống 12oC. Nước này được trữ ở bờn trung gian, nước được bơm qua thiết bị làm lạnh thứ 2 để hạ nhiệt độ xuống 5 ÷ 8oC, rời đi vào 3 bờn chứa 1,2,3.

+ Nếu nhiệt độ nước chưa đạt yêu cầu thì sẽ dẫn qua một thiết bị làm lạnh thứ 3 rời mới vào các bờn chứa.

+ Tại mỗi bờn chứa để đảm bảo nhiệt độ luơn đạt u cầu thì cị bố trí thêm hệ thống làm lạnh kiểu ống xoắn ruột gà nằm phía trong lớp bảo ơn.

+ Nước và dung mơi tải lạnh đi ngược chiều nhau qua bề mặt trao đổi nhiệt dạng gợn sĩng để tăng diện tích tiếp xúc.

2.3.1.5. Phối trộn – Làm lạnh

- Nước sau khi đã xử lý được phối trộn với siro mùi đã được chuẩn bị từ trước. Hạ nhiệt độ hỗn hợp xuống cịn 1 ÷3oC. Cho hỗn hợp nước đã pha chế chạy qua đường ống nén CO2. Dung dịch nước pha chế sau khi nén CO2 sẽ cĩ hàm lượng CO2 trong sản phẩm từ 3-4g/l.

2.3.1.6. Bão hịa CO2

- Mục đích:

+ Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, tạo vị cay tê ở đầu lưỡi khi uống. + CO2 bay hơi làm giảm nhiệt độ cơ thể, gây cảm giác mát dễ chịu. + Bảo quản, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật.

+ Tiến hành:

+ Tại bờn bão hịa nước được bơm qua bộ phận dạng chĩp nĩn để tăng diện tích tiếp xúc với CO2.

+ CO2 sạch được đo lưu lượng và đi vào thiết bị bão hịa. + Nước và CO2 được phun vào nhau rời đi vào bờn chứa.

+ CO2 đầu tiên hịa tan, sau đĩ liên kết để đạt độ bão hịa. Lúc này, áp suất tạo trên bề mặt là 3 ÷ 4 kg/cm2.

2.3.1.7. Chiết rĩt sản phẩm

- Mục đích:

+ Kéo dài thời gian bảo quản nhờ tránh tác động bên ngồi. + Thuận lợi cho quá trình phân phối, vận chuyển sản phẩm. + Hồn thiện sản phẩm.

- Tiến hành:

+ Chiết rĩt vào lon, chai

 Lon rửa bằng nước sạch và chlorine trên hệ thống máy rửa. Sau đĩ lon được đưa vào hệ thống máy chiết rĩt tự động.

 Nước giải khát được phối chế trong thiết bị bão hịa CO2 sẽ đi qua bộ phận chiết rĩt bằng cách dùng CO2 tạo lực đẩy và nước giải khát đi vào bờn chứa của máy chiết rĩt tự động

 Đầu tiên lon được chạy theo băng chuyền đến máy chiết rĩt, tiếp theo máy sẽ giữ và đưa lon lên bàn chứa lon và nước giải khát từ thùng chứa được rĩt vào lon. Tiếp theo lon nước sẽ đến bộ phận đĩng nắp tự động. Nắp được đưa đến từ 1 băng chuyền khác. Sau đĩ lon sẽ qua cơng đoạn kiểm tra rời qua quá trình hấp.

Hình 2.6: Dây chuyền nước ngọt cĩ gaz lon 330ml

2.3.1.8. Làm ấm chai, lon

- Mục đích :

Nâng nhiệt độ của chai, lon đến nhiệt độ thường để chai căng cứng lên thuận lợi cho quá trình dán nhãn, ổn định hình dáng chai, lon.

- Tiến hành :

Chai, lon sau chiết rĩt cĩ nhiệt độ 5÷10oC đi vào thiết bị hấp. Thiết bị hấp gờm 3 buờng:

 Buờng 1: to = 48÷50oC

 Buờng 2: to = 50÷57oC

 Buờng 3: to = 45÷47C

Chai, lon đi qua thiết bị hấp sẽ tiếp xúc trực tiếp với nước ấm cĩ nhiệt độ tăng dần ở mỗi buờng hấp. Khi đĩ, nhiệt độ sản phẩm cũng tăng dần đến nhiệt độ thường.

Chai sau làm ấm được làm sạch bằng nước lạnh trước khi ra khỏi buờng hấp. Nước sau truyền nhiệt được bơm hồn lưu trở lại.

2.3.1.9. Làm khơ

- Mục đích: làm khơ hồn tồn chai để chuẩn bị cho quá trình indate và dán nhãn. - Tiến hành:

+ Chai sau khi ra khỏi buờng hấp cĩ nhiệt độ từ 30 ÷ 33oC đi qua các quạt thổi gắn dọc băng tải. Khơng khí nĩng được thổi từ các quạt sẽ làm bay hơi nước trên chai. + Chai sau khi làm khơ đi qua máy indate. Tại đây, hệ thống cảm ứng sẽ phát hiện và phun mực in lên nắp chai đối với chai PET và phun ở đáy đối với lon.

+ Chai sau khi indate được đưa đi dán nhãn.

2.3.1.10. Dán nhãn, vơ thùng

- Mục đích:

+ Tăng giá trị cảm quan.

+ Cung cấp thơng tin về sản phẩm.

+ Thuận lợi cho quá trình vận chuyển và bảo quản sản phẩm. + Quảng bá thương hiệu.

- Tiến hành:

+ Nhãn được làm bằng giấy và phủ PE. Trên nhãn ghi đầy đủ thơng tin về sản phẩm. + Khi sản phẩm chạy trên băng tải, người cơng nhân sẽ đưa nhãn vào chai đúng vị trí quy định.