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

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 vò 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 nhi
ều ống
đựng chai
+Trạm l
àm ướt
+Trạm ngâm chai
+Trạm súc
+Tẩy nhãn chai và
+Bồn chứa nước và dung d
ịch 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 bò 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 đóa 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 bò 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 dòch tẩy rữa
+ Yêu cầu nhiệt độ thấp để quá trình làm nóng và
lạnh ít bò 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 vò 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 dòch 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 dòch 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 dòch chảy cuộn trong
miệng chai khi đó một phần dung dòch có thể bò 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 đònh.
Nó sẽ di chuyển đồng thời đến với mỗi hàng mang chai .
Trên trục phun có chứa những lỗ dùng để xòt luồn nước di
chuyển vào trong chai chính xác và như vậy nó sẽ xòt 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 tó mó.
Những tia phun đựơc di chuyển cố đònh nhờ trục
quay phun 1 góc 90
0
mà không cần sự dòch chuyển trục . kết
quả của quá trình quay trục phun theo hướng dòng chảy dung
dòch 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 dòch xút đïc 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 dòch
xút và chúng được đưa đến khu vực hút của máy bơm và được
giữ lại đó nhờ thiết bò sàng lọc . Việc tách này phải được thực
hiện ngay lập tức sau khi loại bỏ nhãn ra khỏi chai nhằm
tránh nhãn bò rả ra sẽ đóng lại thành một khối lớn bên trong
máy .

_ Sau khi ngâm nhãn vào trong dung dòch xút , một số
nhãn vẫn còn bám trên chai . Trong trường hợp này ta lắp đặt
thêm hệ thống phun ép vào chai cố đònh ở vò 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 dòch sau khi phun sẽ được gom lại
trong một máng chứa và nhờ máy bơm hút dung dòch 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 dòch : khi dung
dòch được phun ra rửa bên trong chai sẽ rơi ra trở về bồn chứa
này . Dung dòch hoặc nước trước khi được phun ra sẽ đi qua
thiết bò 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-
15
0
C. trong quá trình này, nhiệt độ thường đạt đến mức sau:
Hâm nóng, thấm nước 35-40
0
C
Làm ướt (thấm nước) lần 2 50-60
0
C
Bồn xút 75-85

0
C
Rửa trung gian 45-50
0
C
Nước ấm 35-40
0
C
Nước lạnh 20-25
0
C
Nước mát 10-15
0
C
_ 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 25
0
C để hạn chế
việc chai bò 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 đònh 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 bò kết tủa bởi kiềm. Và kết quả là sự
gia nhiệt Hidrocacbonat bò 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:
Ca
2+
+ 2HCO
3
-
+ 2Na
+

+ 2OH
-
 CaCO
3
+ 2Na
+
+ CO3
2-
+
2H2O
1
0
dH tương ứng khoảng 18g CaCO
3
/m
3
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 dòch 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 bò 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 tủược cho vào (4) và dung dòch 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 bò 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 bò 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