3.1. Hệ thống xử lý CO2
3.1.1. Cấu tạo hệ thống
Hệ thống bao gờm 3 thiết bị chính: Téc chứa CO2 lỏng, tháp hĩa khí CO2 lỏng, nhĩm các bình lọc.
3.1.1.1. Téc chứa CO2 lỏng:
- Tên thiết bị: Téc chứa CO2 lỏng. - Kí hiệu: L CO2 - 40/22 – 0707
- Tiêu chuẩn chế tạo: TCVN 6513 – 6156/96
Dung tích: 40.000 lít
Trọng lượng rỗng:
Áp suất (P) làm việc: 22 bar
Áp suất thiết kế: 23 bar
Nhiệt độ làm việc: -40oC
Năm chế tạo: 2007 - Vỏ chân khơng:
Áp suất làm việc: -1 bar
Áp suất màng phịng nổ: +0,5 bar
Nhiệt độ làm việc: +35oC
3.1.1.2. Tháp gia nhiệt:
Dạng tháp ống chùm thẳng đứng cĩ cánh trao đổi nhiệt, bên trên cĩ vịi nước.
Vịi Khí CO2
3.1.1.3. Nhĩm 3 bình lọc khí CO2:
- Bình thứ nhất chứa dung dịch Na2CO3: hịa 150g Na2CO3 trong 250 lít nước. - Bình thứ hai chứa than hoạt tính chứa trong các bao tải.
- Bình thứ ba chứa dung dịch KMnO4: liều lượng hịa thuốc tím như sau: hịa tan khoảng 3 muỗng cà phê trong 500 lít nước.
Nguyên tắc hoạt động:
- CO2 lỏng cĩ nhiệt độ -40oC từ téc chứa cĩ áp suất cao sẽ theo ống dẫn đến tháp hĩa khí và đi vào các ống chùm cĩ cánh trao đổi nhiệt. Tại đây, CO2 lỏng cĩ nhiệt độ thấp sẽ nhận nhiệt của lớp khơng khí xung quanh cánh trao đổi nhiệt làm tăng nhiệt độ và theo chiều dài đường ống nĩ sẽ dần chuyển sang trạng thái khí. Đến đoạn cuối đường ống của tháp hĩa khí thì tồn bộ CO2 lỏng đã chuyển hết sang trạng thái khí và theo đường ống dẫn đến các bình lọc.
- Lớp khơng khí xung quanh cánh trao đổi nhiệt sẽ trao đổi nhiệt đối lưu với cánh trao đổi nhiệt làm nhiệt độ giảm xuống nhanh chĩng, ẩm trong lớp khơng khí đĩ sẽ hĩa tuyết và bám lên cánh trao đổi nhiệt làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt của thiết bị. Để khắc phục tình trạng này người ta cho vịi nước chảy từ trên xuống dưới tháp để làm tan chảy lớp tuyết bám, tăng hiệu quả trao đổi nhiệt.
- Khí CO2 dẫn trước tiên qua bình chứa dung dịch Na2CO3 nhằm mục đích loại tạp chất, tăng cường ion Na+ cho nước sơ đa. Sau đĩ CO2 được dẫn qua bình lọc bằng than hoạt tính. Than hoạt tính sẽ đĩng vai trị là lớp lọc cĩ tác dụng hấp thụ các chất mùi và các tạp chất bụi bẩn khác. Cuối cùng khí CO2 được dẫn qua bình chứa dung dịch KMnO4. Dung dịch này cĩ tính oxy hĩa rất mạnh sẽ oxy hĩa các chất mùi, khử mùi bụi than, tiêu diệt vi sinh vật. Khí CO2 sạch được dẫn theo đường ống đến nơi sử dụng.
Téc chứa CO2 lỏng Bìn h chứ a dd Na2 CO3 Bìn h chứ a than hoạt Bình chứa dung dịch KM nO4 Tháp hĩa khí CO2 lỏng Vịi phun Khí CO2 sạch Sơ đồ 3.1: Hệ thống xử lý CO2
3.2. Thiết bị trao đổi nhiệt
- Thiết bị cĩ cấu tạo dạng các tấm được ghép song song với nhau thành những hộp rỗng và được nối với nhau tạo thành lối chuyển động cho nước và chất tải lạnh. Giữa tấm bản cĩ các tấm đệm kín đảm bảo ngăn cách hai lớp chất chuyển động. Bên ngồi cĩ các giá đỡ để ép chặt các tấm bản lại với nhau.
- Nước và chất tải lạnh chuyển động ngược chiều do đĩ tốc độ trao đổi nhiệt cao, năng suất của thiết bị lớn. Thiết bị được sử dụng tốt với những thực phẩm dạng lỏng, các loại đờ uống, nước ép trái cây, các sản phẩm sữa....
Hình 3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 2 3 4 5 6 7 8 Nước vào TĐN Chất tải lạnh vào (Glycol) Chất tải lạnh ra (Glycol) Nước ra Sơ đồ 3.2: Nguyên lý thiết bị trao đổi nhiệt
3.3. Thiết bị bão hịa CO2:
3.3.1. Nguyên lí hoạt động của thiết bị bão hịa:
- Nước từ cơng xưởng pha chế đi qua bờn nước lọc. Nước trước khi vào bờn nước lọc đã loại O2 và N2 (để tránh vi khuẩn vi sinh vật hiếu khí xâm nhập vào cản trở CO2 lưu thơng).
- Sau đĩ bơm vào bờn để bụi khí cho qua hệ thống Alfalaval (thiết bị truyền và giữ nhiệt mà ở đây nước được làm lạnh (làm lạnh cấp 1 ở 4 ÷ 5oC) và được chuyển qua bờn nước. Sirơ từ phân xưởng của phịng thí nghiệm cho vào bờn xirơ, CO2 cịn được đưa xuống nhờ van điện từ theo 2 đường:
+ Một đường bơm vào trong bờn sirơ để dằn áp.
+ Một đường bơm định lượng bơm qua bão hịa CO2 (tiền CO2) tại đây H2O được đánh tơi qua quả cầu trộn H2O và dung dịch sirơ lại với nhau (t= 15 ÷ 17o C). Bắt đầu ra sản phẩm tiếp tục bỏ vào bờn bão hịa và cho dung dịch đã được trộn vào qua thiết bị Alfalaval làm lạnh thêm một lần nữa.
1- Thiết bị bài khí
2, 3- Thiết bị bão hịa CO2 4- Bơm chân khơng
5- Thiết bị chứa nước đã được bài khí 6- Bơm nước
7- Bờn trung gian chứa nước
8- Bờn chứa syrup 9- Bơm định lượng 10- Thiết bị phối trộn 11- Bơm
12- Bờn chứa sản phẩm
3.4. Thiết bị hấp 3.4.1. Cấu tạo - Máy hấp gờm: Buờng 1: nhiệt độ từ 24 ÷ 26oC Buờng 2: nhiệt độ từ 25 ÷ 27oC Buờng 3: nhiệt độ từ 36 ÷ 37oC
Mỗi buờng đều cĩ cấu tạo giống nhau là cĩ 4 ống ruột gà để dẫn hơi nĩng, nhiệt độ hơi nĩng bằng 120oC .Nước được phun từ trên giàn xuống nhờ 1 máy bơm 130 m3/h. dưới đáy buờng hấp cĩ lưới lọc để lọc cặn cát ở trong nước tránh hiện tượng làm nghẹt
Hình 3.4 Cấu tạo buồng
máy hấp chai, lon
Đoạn 1: Từ máy chiết rĩt đến cửa buờng vào của máy hấp, được bơi xà phịng để làm trơn giảm ma sát:
Đoạn 2: Dẫn chai, lon đi từ bên trong các buờng của máy hấp, cĩ kích thước ngang rộng để đảm bảo chứa được lượng chai lon trong buờng hấp và tốc độ băng tải rất chậm để đảm bảo thời gian hấp.
Đoạn 3: Từ cửa ra của buờng hấp đến mâm xoay, sản phẩm được dội nước lạnh nhằm làm sạch chai lon lần cuối trước khi dán nhãn. Ngồi ra cịn cĩ máy thổi khơ chai, lon và máy in date.
3.4.2. Nguyên lý hoạt động
Chai lon sau khi chiết rĩt cĩ nhiệt độ khoảng 8 ÷ 10oC sẽ được băng tải chuyển vào máy hấp. Tại đây chai, lon sẽ được tiếp xúc trực tiếp với nước làm nguội cĩ nhiệt độ tăng dần ở mỗi buờng hấp. Khi đĩ xảy ra sự trao đổi nhiệt làm giảm nhiệt độ của nước và làm tăng nhiệt độ của chai, lon. Nước được bơm hời lưu, sản phẩm chai pet được dội sạch bằng nước lạnh rời đưa qua cơng đoạn thổi khơ in date, dán nhãn. Cịn lon sẽ được thổi khơ in date.
3.4.3. Cách vận hành
- Bước 1: Kiểm tra van hơi, hơi nén, van nước.
- Bước 2: Mở cầu dao, mở van bơm nước ở ngăn 1, 2, 3 khi nước đã đủ, cho các bơm 1, 2, 3 hoạt động.
- Bước 3: Chuyển các bơm 1, 2, 3 hoạt động tự động.
- Bước 4: Mở van hơi nĩng từ từ, điều chỉnh nhiệt độ hợp lý, buờng 1, 2, 3, canh chế độ tự động qua đờng hờ nhiệt kế cảm ứng.
- Bước 5: Cho băng tải chạy, tiếp chất bơi trơn (xà phịng).
3.4.4. Sự cố và cách khắc phục
- Nhiệt độ của chai sau khi hấp vẫn chưa đạt yêu cầu (nhiệt độ cịn quá thấp) do nhiệt độ của nước thấp hoặc tốc độ băng tải bên trong máy hấp nhanh - tăng lưu lượng hơi nĩng nước phun, giảm tốc độ băng tải. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chai lon bị tắc, khơng di chuyển hay di chuyển rất chậm trên băng tải do ma sát lớn - tăng lượng xà phịng trên băng tải để giảm ma sát.
- Chai lon bị nghẹt bên trong buờng hấp - dùng thiết bị lấy sản phẩm ra.
- Nhiệt độ chai lon sau khi hấp quá cao- giảm lượng hơi nĩng.
3.5. Thiết bị nấu siro
2
4
3
3
1. Nời nấu đường 2. Bờn làm nguội 3. Bờn trung gian 4. Bơm
3.5.2. Quá trình nấu sirơ
Đầu tiên nước được bơm vào thiết bị nấu là nời 2 vỏ (1), mở van hơi, đun nước lên đến nhiệt độ 60 ÷ 70oC. Sau đĩ, cho đường vào tiếp tục gia nhiệt độ nước lên đến 90 ÷ 95oC, duy trì nhiệt độ này trong thời gian khoảng 10 ÷ 15 phút. Trong q trình cho cánh khuấy hoạt động liên tục nhằm tránh hiện tượng gia nhiệt cục bộ gây hiện tượng caramen làm xấu màu sirơ. Quá trình nấu lượng acid được bổ sung vào nhằm tạo mơi trường acid cho các phản ứng chuyển hố diễn ra dễ dàng hơn tạo ra vị thanh dịu cho nước giải khát, đờng thời cĩ thể thêm chất bảo quản nhằm tăng thời gian bảo quản sản phẩm.
Sau khi hồ tan ta đem lọc và được làm nguội (2) là nời 1 vỏ, bên trong cĩ ống xoắn ruột gà qua thiết bị này nước sẽ làm giảm nhiệt độ của dịch được làm nguội xuống 30 ÷ 45oC.
Siro trắng được hệ thống bơm (4) bơm vào nời chứa (3) và chuẩn bị cho quá trình tiếp theo. Ở đây ta cũng cho cánh khuấy hoạt động để tránh hiện tượng đường bị kết lắng ở đáy bờn.
Thiết bị nời nấu đường:
Cấu tạo: là nời 2 vỏ ở giữa 2 lớp là lớp bảo ơn cĩ tác dụng giữ nhiệt cho nời nấu đường, đờng thời hơi cũng được cấp vào giữa 2 lớp này. Bên trên nời cĩ gắn motơ nĩ được gắn với cánh khuấy trộn hồ tan đường vào trong nước, tránh hiện tượng đường bị cháy và vĩn cục ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sau này. Tốc độ cánh khuấy trung bình 50 ÷ 60 vịng/phút.
Thiết bị làm nguội
2
Sơ đồ 3.4: Hệ thống nấu đường
như nời nấu đường, cánh khuấy cĩ tác dụng đảo trộn nhằm làm nguội dịch đường nhanh hơn, đều hơn. Bên ngồi cĩ ống thuỷ tinh nhằm quan sát dịch đường chứa bên trong.
Bờn chứa:
Cấu tạo là nời 1 vỏ, tác dụng là sau khi dịch đường được làm nguội sẽ đưa qua đây để chuẩn bị cho quá trình pha chế ở giai đoạn tiếp theo. Thiết bị cũng cĩ cánh khuấy, cánh khuấy hoạt động nhằm tránh cho dịch đường bị lắng dưới đáy bờn. Bên ngồi bờn cĩ ống thuỷ giống thiết bị làm nguội nhằm mục đích giúp cho cơng nhân quan sát mức dịch cịn lại trong bờn. Bên dưới đáy bờn cĩ van xả cặn nhờ cĩ van này cặn sẽ được loại bỏ ra ngồi.
3.6. Hệ thống sục rửa thiết bị 3.6.1. Vệ sinh thiết bị.
3.6.1.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình tẩy rửa và khử trùng:
Tẩy rửa: Là quá trình lấy các vết bẩn ra khỏi hệ thống sản xuất.
Khử trùng: Là quá trình tiêu diệt vi sinh vật: Vi khuẩn, nấm mốc, bào tử cịn lại trong quá trình sản xuất.
Mục đích của q trình tẩy rửa và khử trùng: + Làm sạch bề mặt thiết bị nhà xưởng. + Loại trừ vi sinh vật nhiểm tạp. + Đảm bảo chất lượng sản phẩm.
+ Đảm bảo cho sức khoẻ người tiêu dùng. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình:
+ Chất lượng nước + Bề mặt tẩy rửa. + Nhiệt độ tẩy rửa + Thời gian tẩy rửa + Nờng độ chất tẩy rửa.
Bảng 3.1: Các hĩa chất dùng để tẩy rửa và khử trùng
TT Tên hố chất Cơng dụng Ưu điểm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 Cờn Tẩy rửa, sát trùng. Hiệu quả rửa tốt
2 H2O2 Ngâm tẩy rửa ống lọc tinh Sát trùng hộp
Rẻ cĩ khả năng sát trùng cao 3 Cloramin B Sát trùng các bao bì nhựa Bền dễ sử dụng
3.6.1.2. Vệ sinh thiết bị trong xử lý nước:
+ Lọc sơ bộ: Sau 3 tháng vệ sinh 1 lần bằng cách: Thay lớp cát mới, than và đá tái chế sử dụng lại.
+ Bờn chứa: mỗi tuần vệ sinh 1 lần bằng cách rửa bằng nước sạch, rửa cloramin B, rời rửa lại bằng nước sạch.
+ Lọc thơ: Vệ sinh mỗi ngày sau ca sản xuất.
Lấy cột lọc ra khỏi bờn
Tháo dây thun, vải quấn và lớp bơng gịn.
Dùng vịi nước cĩ áp suất cao để rửa sạch dây thun, vải, bơng gịn.
Để ráo
Trục inox cũng được rửa sạch bằng vịi nước trên.
Vệ sinh xong tiến hành quấn lại cây cột lọc. + Lọc tinh: Vệ sinh sau mỗi ca làm việc:
Lấy cột lọc ra khỏi thiết bị lọc.
Ngâm cây lọc trong H2O2 5 ÷ 6 %, trong 7 ÷ 8 giờ.
Sau đĩ dùng vịi nước sạch.
4 NaOH
Tái chế Anion vệ sinh thiết bị bảo hồ
CO2 Vệ sinh máy
5 HCl Tái chế cation
6 HNO3 Vệ sinh thiết bị tiệt trùng UHT
Cĩ khả năng loại tốt các cặn
Đối với cột cation: Sử dụng dung dịch HCl 1 ÷ 1,5% (30 lít + 170 lít nước).
Đối với cột anion: Sử dụng dung dịch NaOH 1 ÷ 1,5% (7kg + 300 lít nước).
Tiến hành xả ngược dung dịch HCl, NaOH vào 2 cột cation và anion.
Rời xả ngược bằng nước.
Sau đĩ xả thuận bằng nước 1 lần nữa.
Thời gian tái sinh là 4 giờ.
+ Lọc than hoạt tính: 2 ÷ 3 lần/tuần. Than được lấy ra phơi ráo nước rời đem rang thật khơ.
+ Ống lọc vi sinh: Mỗi ngày vệ sinh 1 lần bằng cách ngâm trong dung dịch H2O2 trong thời gian 1 ngày. Các đường ống phải được ngâm định kì bằng H2O2 cuối mỗi tuần. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.6.1.3. Vệ sinh máy chiết rĩt:
Thùng chứa được vệ sinh bằng nước nĩng 80oC.
Hệ thống thiết bị bên ngồi được vệ sinh bằng nước đã xử lý
3.6.1.4. Vệ sinh thiết bị làm sạch CO2:
Bờn chứa bột trợ lọc và thuốc tím: 1 ngày/lần vào cuối ngày. Vệ sinh bằng nước sinh hoạt. Đầu tiên, xả đáy các dung dịch trong bờn, đĩng lại rời bơm nước sinh hoạt vào đầy bờn rời xả đáy đến khi sạch.
Bờn chứa than hoạt tính: 2 ÷ 3 ngày/lần. Sau 1 thời gian làm việc khả năng hấp phụ mùi của than hoạt tính giảm do đĩ cần phục hời khả năng hấp phụ mùi của than bằng cách lấy than ra khỏi bờn và ngâm than trong nước khoảng 24h, sau đĩ phơi nắng cho ráo nước rời đem đi rang thật khơ bằng trống rang.
3.6.1.5. Vệ sinh máy bão hồ CO2:
Vệ sinh định kỳ: 1 tuần/lần. qua 4 lần:
Lần 1: 1000 lít nước nĩng 80oC pha với 2,5 kg NaOH.
Lần 2: rửa bằng nước nĩng 80oC.
Lần 3: rửa bằng nước nĩng 80oC.
Lần 4: rửa bằng nước lạnh.
Bên ngồi thiết bị cọ rửa bằng xà phịng rời rửa lại bằng nước sinh hoạt.
Máy hấp: Máy hấp sẽ được vệ sinh mỗi tuần 1 lần.
Băng tải vệ sinh bằng nước đã xử lý sau 1 ca làm việc.
Hình 3.5 Thiết bị rửa chai
Hình 3.6 Thiết bị chiết rĩt, đĩng nắp chai lon nước cĩ gas
Cơng suất: 7200 chai/h
Đối với chai nhựa, thường khơng cần phải rửa bằng các loại hố chất mà chỉ cần súc tráng bằng tia nước mạnh, bởi vì chai nhựa chỉ sử dụng một lần khơng quay vịng, nên bên trong chai tương đối sạch. Máy rửa loại nầy cĩ hai dạng: dạng máy thẳng và dạng bàn quay. Dạng thẳng thích hợp cho các qui trình năng suất nhỏ, cịn dạng bàn quay áp
Dây chuyền này dùng hình thức chiết đẳng áp nên đuợc sử dụng chính trong cơng nghệ đĩng chai các loại đờ uống như nước uống tinh khiêt, nuớc hoa quả, nước cĩ gas.
3.7.2. Đặc điểm máy:
Tất cả các quá trình đều đuợc tự động hố. Máy cĩ thể chiết đuợc cả nuớc nĩng nếu cĩ trang bị thiết bị điều khiển nhiệt độ.
Máy sử dụng chuơng trình điều khiển tiên tiến PLC của OMRON để điều khiển máy chạy tự động trong khi sự vận hành của các băng chuyền đưa chai vào máy với tốc độ điều chỉnh đuợc và khoảng cách các chai đều nhau với việc vận hành của máy chủ.