Thiết kế điều khiển giám sát cho hệ thống rót bia, đóng nắp chai và đóng Keg bia

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN




















Hưng Yên, ngày … tháng 01 năm 2009
Giáo viên hướng dẫn


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 1 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hưng Yên, ngày… tháng 01 năm 2009
Giáo viên phản biện
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng thực hiện đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành, có thể
nói đồ án này như là một bước ngoặt trong thời gian học tập tại trường ĐHSP Kỹ
Thuật Hưng Yên. Mặc dù chúng em đã cố gắng lỗ lực để hoàn thành đồ án một cách
hoàn thiện nhất tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn đồ án này còn
nhiều thiếu xót và hạn chế.Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các thầy cô giáo và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các anh chị tại công ty cổ phần bia rượu –
nước giải khát Hà Nội, đặc biệt dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Tuấn Khanh và

thầy Đỗ Quang Huy để chúng em có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 2 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chúng em cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa
Điện - Điện Tử trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên đã dạy bảo và truyền đạt những
kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt những năm học tại trường.
Xin chân thành cám ơn những người bạn ĐK2, những người thân đã giúp đỡ
động viên trong quá trình học tập và thực hiện đồ án.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, ngày 06 tháng 01 năm 2009
Nhóm sinh viên thực hiện
Phạm Thị Thu
Ứng Thị Thanh Thủy



MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1
1
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1
LỜI CẢM ƠN 2
DANH MỤC BẢNG BIỂU 5
DANH MỤC HÌNH VẼ 6
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG I 9
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA
RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 9

1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà
Nội 10
1.2 Quy trình công nghệ 11
1.2.1. Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia 11
1.2.2 Các thiết bị 23
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 3 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG II 39
TỔNG QUAN VỀ WINCC 39
2.1.Khái niệm chung 39
2.2. Các bước thực hiện một dự án 43
2.2.1. Cách tạo ra một dự án mới (Project) 43
2.2.2. Định vị thuộc tính cho dự án 44
2.2.3. Các thành phần chính của cửa sổ dự án 45
2.3. Tạo một giao diện người dùng (Graphic Designer) 50
2.3.1. Chức năng của Graphic Designer: 50
2.3.2. Cách tạo một trang đồ hoạ : 51
2.3.3. Cấu trúc của Graphic Designer: 51
2.3.6. Chạy chương trình Active 58
2.3.7. Sử dụng chương trình mô phỏng Wincc Variable Simulator 58
2.4. Thu thập và lưu trữ dữ liệu (Tag Logging) 59
2.4.1. Chức năng của Tag Logging 59
2.4.2. Cấu trúc của Tag Logging : 61
2.4.3. Timer 61
2.4.4.Biến lưu trữ Archives 62
2.4.5. Cài đặt tham số khi chạy Runtime 63
2.4.6. Chạy chương trình 64
2.5.Cảnh báo và thông báo lỗi (Alamr Logging) 64
2.5.1.Chức năng của Alamr Logging 64

2.5.2.Khởi động Alarm Logging 65
2.5.3.Khởi động System Wizard 65
2.5.4. Thiết lập thông báo 66
2.6. Lập trình C cho WinCC 70
2.6.1. Môi trường phát triển những đoạn chương trình C 70
2.6.2. Soạn thảo Action trong Graphics Designer 70
2.6.3.Global Script WinCC 72
2.6.4.Sự khác nhau giữa Function và Action 73
2.6.5.Các thủ tục hay sử dụng khi lập trình 74
2.6.6.Một số hàm hay sử dụng trong chương trình 74
2.6.7.Các hàm điều khiển 75
2.6.8.Các hàm xử lý tính toán 75
2.6.9.Các hàm tính toán trên bit 75
2.6.10.Các toán tử logic 76
CHƯƠNG III 76
XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT
BIA, DẬP NẮP VÀ ĐÓNG KEG BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẨN BIA RƯỢU,
NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 76
3.1. Yêu cầu công nghệ 77
3.1.1.Công nghệ chiết chai và dập nắp(Giao diện 1) 77
3.1.2.Công nghệ đóng keg bia 78
3.2. Chương trình điều khiển 82
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 4 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2.1 Lưu đồ thuật toán 82
3.2.2 Sơ đồ mạch điện 85
3.2.3. Chương trình điều khiển 90
3.2.3. Chương trình PLC 91
3.2.4. Chương trình điều khiển và giám sát với WinCC 91

CHƯƠNG IV 99
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99
4.1. Tổng kết 99
4.2. Kiến nghị 99
PHỤ LỤC 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 102
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Tên các loại máy của dây chuyền sản xuất bia 39
Bảng 2.1. Các hàm xử lý tính toán 75
Bảng 2.2. Các hàm xử lý tính toán trên bít 75
Bảng 2.3. Các toán tử logic 76
Bảng 3.1: Kết nối phần cứng của PLC 90
Bảng 3.2: Bảng Symbol 91
Bảng 3.3: Tag đầu vào 92
Bảng 3.4: Tag đầu ra 93
Bảng 3.5: Tag kết nối với vùng nhớ PLC 93
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 5 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.2 : Các sản phẩm của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội 11
Hình 1.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia 12
Hình 1.4: Lưu đồ chiết chai 28
Hình 1.5: Bể rửa chai 31
Hình 1.6: Lưu dồ rửa chai 32
Hình 1.7:Lưu đồ nguyên lý chiết chai 34
Hình 1.8: Sơ đồ dán nhãn chai 36
Hình 2.1: Cấu trúc của dự án đơn 41
Hình 2.2: Cấu trúc của dự án nhiều người dùng 42
Hình 2.3: Cấu trúc của dự án nhiều máy khách 43

Hình 2.4. Cấu trúc của Graphics Designer 52
Hình 3.1: Hệ tọa độ OXY mô tả hoạt động của tay máy 79
Hình 3.2: Sơ đồ băng tải 80
Hình 3.3: Tay kẹp chai 81
Hình 3.4 : Lưu đồ thuật toán tại giao diện 1 83
Hình 3.5 : Lưu đồ thuật toán cho giao diện 2 84
Hình 3.6: Sơ đồ mạch nguồn 85
Hình 3.7: Sơ đồ mạch động lực 85
Hình 3.8 :Sơ đồ mạch thu phát của cảm biến quang 86
Hình 3.9: Mạch khí nén điều khiển Xylanh cho việc dập nắp 87
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 6 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3.10: Mạch điều khiển Xylanh cho gắp bia 87
Hình 3.11 Mạch điều khiển kết nối PLC 89
Hình 3.12 : Giao diện chiết bia vào chai 95
Hình 3.13: Giao diện đóng keg bia 96
Hình 3.14 : Giao diện cảnh báo 97
Hình 3.15 : Giao diện Tag Logging 98
LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh thế giới đang thay đổi mạnh, từ khi đất nước tiến hành đổi mới
chúng ta từng bước tiếp cận với những công nghệ hiện đại của thế giới trong nhiều lĩnh
vực trong đó có điều khiển và tự động hóa. Nhưng do điều kiện phát triển của đất nước
còn chậm so với các nước tiên tiến nên việc đi tắt đón đầu những công nghệ mũi nhọn
là cần thiết nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển của họ vào những
năm đầu thế kỷ này. Cũng trên tinh thần đó Đảng và nhà nước ta đã có đủ chủ trương
khuyến khích phát triển TĐH và coi đây là một ngành mũi nhọn trong công cuộc hiện
đại hóa đất nước.
Tự động hóa quá trình sản xuất ngày càng có một vị trí quan trọng trong sản
xuất và đời sống. Đặc biệt do sự phát triển của kỹ thuật điện tử, tin học cùng với sự lớn

mạnh của lý thuyết điều khiển tự động đã tạo ra nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích trong
việc giải quyết các vấn đề điều khiển. Nhưng lớn mạnh hơn cả và chỗ đứng vững chắc
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 7 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
trong công nghiệp phải kế đến các bộ điều khiển logic có thể lập trình được được gọi
tắt là PLC (Programmable logic controller). Với những thế mạnh như:
- Kích thước nhỏ gọn, giá thành hạ so với mạch điều khiển dùng rơle.
- Khả năng chống nhiễu tốt, độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp.
- Cấu trúc dạng modul cho phép dễ sửa chữa bảo trì, tăng khả năng sử dụng
thêm các khối modul mở rộng đầu vào ra cũng như các khối chuyên dung.
- Sử dụng ngôn ngữ lập trình chuyên dùng nên lập trình nhanh và dễ dàng thay
đổi chương trình
Hơn nữa với chức năng truyền thông kết hợp với phần mềm WINCC (Windows
control center) là phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu của
một hệ thống TĐH quá trình sản xuất.Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình riêng
không đáp ứng yêu cầu điều khiển của hệ thống SCADA, cần phải kết hợp thêm các bộ
hiển thị HMI (Human Machine Interface- Giao diện người và máy ).
Công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội là một trong số những doanh
nghiệp lâu đời trong nước đã và đang áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến trên thế gới để
đưa vào quá trình sản xuất. Toàn bộ dây chuyền sản xuất trong công ty đều được Tự
động hóa điều khiển bằng PLC S7 và Biến tần của SIEMEN, đặc biệt hoạt động của
nhà máy được giám sát điều hành bằng Wincc.
Là những sinh viên theo học chuyên ngành “Điện tự động hóa” cùng những nhu
cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà chúng em muốn được
nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về
kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa
hiện đại hóa. Vì vậy sau khi đi tham quan nhà máy bia Hà Nội nhóm chúng em đã
được giao nghiên cứu về đề tài: “ Thiết kế điều khiển giám sát cho hệ thống rót bia,
đóng nắp chai và đóng Keg bia của công ty cổ phần bia rượu – nước giải khát Hà Nội

sử dụng PLC và Wincc“.
Trong bản thuyết minh chung em đã hoàn được những nội dung sau:
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 8 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương I: Tổng quan về công nghệ sản xuất bia của công ty cổ phần bia rượu- -
nước giải khát Hà Nội.
Chương II: Tổng quan về Wincc
Chương III: Xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển cho hệ thống chiết bia, dập
nắp và đóng keg bia của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội.
Chương IV: Tổng kết, kiến nghị, hướng phát triển của đề tài
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA
CÔNG TY CỔ PHẦN BIA RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT
HÀ NỘI
1.1.Giới thiệu về công ty
1.1.1.Giới thiệu chung.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 9 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.1: Công ty bia – rượu nước giải khát Hà Nội.
Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội thành lập theo quyết định số
73/2003/QĐ – BCN ngày 16/5/2003 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp; là Tổng công ty
Nhà nước tổ chức và hoạt động theo mô hình công ty mẹ - công ty con. Với bí quyết
công nghệ duy nhất – truyền thống trăm năm, cùng với hệ thống thiết bị hiện đại, đội
ngũ CBCNVC lành nghề, có trình độ, tâm huyết, các sản phẩm của Tổng công ty đã
nhận được sự mến mộ của hàng trăm triệu người tiêu dùng trong nước cũng như quốc
tế. Thương hiệu Bia Hà Nội ngày hôm nay được xây dựng, kết tinh từ nhiều thế hệ, là
niềm tin của người tiêu dùng, niềm tự hào thương hiệu Việt.
1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà

Nội.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 10 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bia Lager
Bia lon 330ml
Bia tươi
Chai bia 330ml
Bia hơi
Chai bia 450ml
Hình 1.2 : Các sản phẩm của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội.
1.2 Quy trình công nghệ
1.2.1. Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 11 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia
Thuyết minh
Nghiền malt:
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 12 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Yêu cầu malt nguyên liệu:
+ Độ ẩm: w = 5.8-5.9%
+ Trọng lượng 1000 hạt = 27-37g
+ Độ xốp = 0.9%
+ PH =6.03
+ Mầu EBC = 4.0
+ Hàm lượng protein tổng = 9.9%
+ Protein hòa tan = 4.52%

+ 1kg nguyên liệu thu được 6.451 dịch 10
0
BX
- Mục đích:
Đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự
xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình
đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.
- Yêu cầu của quá trình nghiền:
Vỏ hạt được cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, linhin, các hợp chất polyphenol,
khoáng chất, một ít pentozan, các chất mầu và chất đắng. Sự có mặt của các chất hòa
tan này trong dung dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng và chát khó chịu. Nếu vỏ
nghiền càng nhỏ thì các chất đắng và chát này càng dễ hòa tan vào dịch đường. vì vậy
quá trình nghiền càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu.
Ngoài ra, quá trình lọc hiệu quả là nhờ lớp màng lọc. Lớp lọc có bộ khung là các lớp
vỏ trấu. Nếu vỏ trấu quá bé, độ xốp nhỏ thì độ dài đường lọc sẽ ngắn, khả năng lọc
kém, dẫn đến hiệu quả của quá trình lọc kém. Vì vậy cần nghiền ở mức độ phù hợp.
Mức độ nghiền phù hợp phụ thuộc cấu trúc malt, tức là phụ thuộc vào độ nhuyễn, độ
“đồ hóa” của hạt ở giai đoạn ươm mầm. Ngoài ra còn phụ thuộc phương pháp và thiết
bị lọc bã. Tóm lại, yêu cầu chung là phải thu nhận được nhiều chất hòa tan nhất, đồng
thời thể tích bột và bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể.
Nghiền gạo
- Yêu cầu gạo nguyên liệu:
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 13 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Độ ẩm w= 14 - 14.5%
+ Từ 1kg gạo thu nhận được 8.51 dung dịch đường 10 - 10.5
0
Bx
- Mục đích:

Do chưa được hồ hóa bởi enzim nên cấu trúc của tinh bột rất cứng, khó bị thủy
phân. Để thu được nhiều chất hòa tan phải nghiền mịn rồi hồ hóa ở nhiệt độ cao làm
tinh bột chín.
Hồ hóa
- Mục đích:
Chuyển hóa các thành phần chính trong gạo thành chất hòa tan dưới tác dụng
của nhiệt độ cao và enzim thủy phân. Trong đó quan trọng nhất là các loại đường, axit
amin, peptit. Tinh bột được chuyển thành các sản phẩm thấp phân tử: glucoza, maltoza,
fructoza, sacaroza, các dextrin với phân tử lượng khác nhau
- Tiến hành:
Nguyên liệu được đưa vào cùng nước với tỉ lệ 1: 5 ở nhiệt độ 40oC, ngâm trong
khoảng 20 phút. Bổ sung 10% malt lót, thêm enzim termamyl E1 (chính là enzim α-amylaza).
Nâng nhiệt độ lên 85oC, giữ trong 15 phút. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên đến sôi, giữ ở nhiệt độ
sôi 30 phút. Sau đó bơm sang nồi đường hóa, bơm làm 2 lần, mỗi lần một nửa khối lượng dịch
cháo.
Đường hóa
- Mục đích
Chuyển hóa các dextrin thành đường dưới tác dụng của các enzim.
- Tiến hành
Bơm nước ở nhiệt độ khoảng 35oC vào nồi (lượng nước so với nguyên liệu là 5/1). Bật
cánh khuấy và đưa malt đã nghiền vào nồi ngâm trong 20 phút. Bổ sung enzim Newtrase E2
(proteaza) và enzim Furgomyl E3 (α và β-amylaza). Thêm cháo lần 1 để nâng nhiệt độ khối
dịch lên khoảng 52oC, tốc độ nâng nhiệt 1oC/phút, giữ ở 52oC trong 30 phút để enzim
proteaza thủy phân protein thành axit amin. Tiếp tục bơm cháo lần 2 để nâng nhiệt độ lên
khoảng 60-65oC, giữ trong 30 phút để tinh bột chuyển thành maltoza dưới tác dụng của β-
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 14 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
amylaza. Nâng nhiệt độ lên 75oC, giữ 30 phút để α-amylaza thủy phân tinh bột thành dextrin
và glucoza. Nâng tiếp lên 78oC rồi bơm đi lọc.

Lọc dịch đường
- Mục đích
Tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công
nghệ, còn pha rắn-phế liệu phải loại bỏ ra ngoài.
- Nguyên tắc lọc
Sử dụng sự chênh lệch áp suất giữa phía trên và phía dưới màng lọc, dịch đường
sẽ tự chảy qua lớp lọc ra ngoài.
- Tiến hành
Dịch bơm vào lọc có nhiệt độ 78
o
C, được ủ trong 10 phút, sau đó tiến hành lọc.
Khoảng 500l dịch lọc đầu được cho hồi lơu vì lúc này lớp lọc chưa đủ dày, dịch lọc
chưa trong. Sau 500l đầu mới bắt đầu thu dịch. Sau 1 tiếng thì hết dịch đầu và bắt đầu
rửa bã bằng nước nóng 75
o
C. Tiến hành rửa 3 lần, mỗi lần 4m
3
nước. Qua trình rửa kết
thúc khi nồng độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5%. Thời gian 1 mẻ lọc là 2 tiếng
rưỡi.
Đun sôi dung dịch đường với houplon
- Mục đích
Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các
thành phần khác của hoa houplon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch
đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa, đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan
của bia.
Polyphenol làm kết lắng các hợp chất protein cao phân tử, kéo các cặn lắng li ti
trong dịch đường kết lắng theo, làm cho độ bền keo của dịch đường tăng và thành phần
sinh học của nó được ổn định.
Polyphenol, chất đắng, các chất chứa nitơ là các chất tạo sức căng bề mặt có

họat tính rất cao. Những chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính
giữ bọt cho bia.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 15 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngoài ra còn xảy ra nhiều quá trình khác có tác dụng tích cực đến việc định hình
chất lượng sản phẩm như phản ứng melanoid, tăng cường độ màu, giảm độ nhớt…
- Tiến hành
Bơm dịch lọc vào nồi đun hoa, khi bơm được khoảng 15-16m3 (ngập bầu gia
nhiệt) thì bắt đầu nâng nhiệt. Nhiệt của dịch sau lọc khoảng 70-73oC. Khi bơm lọc
sang nồi hoa kết thúc thì nồi hoa bắt đầu sôi. Bổ sung 6g ZnCl2. Tiến hành bổ sung
hoa làm 3 lần. Lần 1 bổ sung 2kg cao hoa, cho vào khi nồi hoa sôi được 5 phút. Sau khi
sôi được 30 phút, bổ sung hoa lần 2 là 1 kg cao hoa và 1,8 kg hoa viên (10% α axit
đắng). Lần cuối cùng 5 phút trước khi kết thúc, bổ sung 1 kg hoa viên (10% α axit
đắng) và 1,2 kg hoa viên (10% α axit đắng). Tổng thời gian đun sôi hoa là 60 phút.
Quá trình lắng trong dung dịch đường
- Mục đích
Hạ nhiệt độ để tạo điều kiện cho sự kết tủa các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt,
đó là cặn thô, tách bã hoa khỏi dịch.
- Tiến hành
Dịch được bơm vào thùng ở áp suất 4,5-5 at theo phương tiếp tuyến với thành
thùng, nhờ vậy cả cột chất lỏng trong thùng sẽ xoay cưỡng bức. Lực hướng tâm mạnh
đã làm cho cặn tập trung vào tâm thùng và lắng xuống với khối lượng nhiều hơn hẳn
lượng cặn thô tách ra theo phương pháp cổ điển. Dịch được bơm vào thùng ở độ cao
thân thùng từ đáy lên là 1/3. Tổng thời gian lắng là 40 phút.
Làm lạnh nhanh
- Mục đích
Hạ nhiệt độ của dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men. Làm
lạnh nhanh để tách các vi sinh vật có hại trong môi trường nhiễm tạp vào dịch đường
lên men, đồng thời tạo điều kiện tốt để kết lắng các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt,

giảm nhiệt độ của dịch đường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bão hòa oxy cần thiết
cho giai đoạn lên men.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 16 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Tiến hành
Làm lạnh nhanh bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Dùng tác nhân là glycol
làm lạnh nước, sau đó dùng nước lạnh để làm lạnh dịch đường. Glycol được thu lại để
hồi lưu. Nước nóng cũng được thu lại cho quá trình nấu tiếp theo hoặc CIP.
Thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh nước có nhiệt độ nước vào 28
o
C, nước ra ở 2-
4
o
C. Nhiệt độ glycol vào -5 đến -2
o
C, ra ở nhiệt độ 5-7
o
C.
Làm lạnh dịch đường: dịch vào ở 70-75
o
C, dịch ra đối với bia Hà Nội là 9,5
o
C,
đối với bia hơi là 14
o
C.
Bão hòa O
2
cho dịch đường

- Mục đích
Vì dịch đường mất hầu hết O
2
trong quá trình chế biến nhiệt nên ta cần bổ sung
O
2
cần thiết cho quá trình tạo sinh khối nấm men ở giai đoạn đầu củaquá trình lên men.
- Tiến hành
* Chuẩn bị
+ Đóng van tiết lưu.
+ Mở từ từ van cấp khí nén qua cụm giảm áp sao cho p = 3-3,5 kg/cm
2
+ Mở từ từ van xả dưới bầu lọc khí cho ra hết khí tạp và nước đọng, sau đó đóng
van lại.
* Thao tác
+ Thao tác để dịch qua máy lạnh nhanh theo quy trình
+ Mở từ từ van cấp khí vào bầu sục. Trong quá trình vận hành luôn theo dõi van chỉ
mức cấp khí để điều chỉnh van kịp thời. Phao chỉ mức bổ sung khí cho dịch đi lên men
để ở vạch 1,5-2 (tính theo chân để phao).
+ Khi hết dịch thao tác thứ tự như sau: đóng van cấp khí, đóng van tiết lưu, mở van
xả dưới bầu lọc cho hết khí dư sau đó đóng lại.
(Bia chai Hà Nội sục khí 5m
3
/h)
Lên men
- Tìm hiểu chung về quá trình lên men của nhà máy
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 17 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thời gian lên men chính 4-5 ngày, thời gian chuyển phụ 1 ngày, thời gian lên

men phụ 7 ngày. Đối với sản phẩm bia chai thời gian lên men chính lâu hơn.
Mật độ tế bào nấm men ban đầu: 14-25 triệu tế bào/ml. Tỉ lệ tế bào nấm men
sống sót trước khi đi lọc nhỏ hơn 5 triệu tế bào/ml.
- Mục đích
+ Lên men chính: chuyển các chất đường, dextrin phân tử lượng thấp thành
rượu etylic, CO
2
và một số sản phẩm phụ khác theo yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản
phẩm. Chất hòa tan của dịch đường bị biến đổi về tính chất và số lượng. Sản phẩm của
quá trình lên men chính là bia non. Bia non đục, có mùi vị đặc trưng, không thích hợp
cho giải khát, có hàm lượng diaxetyl cao, gây đau đầu cho người uống.
+ Lên men phụ: lên men tiếp một phần đường còn sót lại trong bia non để tạo
CO
2
bão hòa trong bia, hoàn thiện hương vị của bia, giảm sản phẩm phụ và lắng trong
bia.
- Tiến hành:
+ Quy trình nhận nước nha từ nhà nấu
+ Mỗi tank lên men 150m
3
nhận 6 mẻ nấu, tank 97m
3
nhận 4 mẻ nấu. Với tank
150m
3
thì dịch vào lên men gồm 5 mẻ dịch đường và 1 mẻ nước:
Mẻ 1, 2, 3 nấu theo công thức chuẩn
Mẻ 4: lấy khoảng 21800l nước 78
o
C và 1l H

3
PO
4
vào nồi hoa, đun sôi, chuyển
qua thiết bị làm lạnh nhanh vào tiếp tank lên men.
Mẻ 5, 6 nấu như 3 mẻ đầu
+ Lượng men được tiếp 1 đến 2 lần
+ Kiểm tra tình trạng tank lên men
+ Đặt áp lực tank lên men khoảng 0,2 at trong quá trình nhận dịch. Đặt nhiệt độ
dịch 10
o
C, kết thúc 10,5
o
C
+ Lên men chính
Dich đường sau khi làm lạnh nhanh và bão hòa O
2
được bơm vào tank lên men.
Cho thêm enzim Maturex E
4
để ngăn ngừa sự tạo thành diaxetyl. Đặt áp lực tank lên
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 18 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
men 0,2-0,3at, nhiệt độ 10,5
o
C. Mở máy lạnh trong giai đoạn này dùng van 3 của tank
(khoang trên). Khi Bx dịch lên men đạt 6,5-7 thì đặt áp suất cho tank là 0,5-0,6at.
Thường xuyên theo dõi và kiểm tra tank theo chế độ đặt. Hằng ngày đo lượng đường
giảm để khống chế thời gian chuyển phụ.

+ Lên men phụ
Khi Bx dịch lên men đạt 5-5,4 thì chuyển chế độ lên men phụ, hạ lạnh để rút
men. Đặt nhiệt độ 5
o
C, thời gian hạ là 24h. Đặt áp suất cho tank lên men 0,9-1at. Mở
máy lạnh giai đoạn này dùng van 2, van 3 của tank. Khi nhiệt độ đạt 5
o
C thì rút men
tốt, tank vào bảo quản. Trong quá trình này, CO
2
sinh ra được hòa tan vào trong bia,
một số kết tủa protit lắng xuống kéo theo lượng nhựa đắng, các este tạo thành hoàn
thiện hương vị bia.
+ Giai đoạn hạ lạnh 2
o
C và ủ chín
+ Hạ nhiệt độ từ 5
o
C xuống 1
o
C (giai đoạn này mở lạnh dùng cả 3 van lạnh của
tank)
+ Đặt nhiệt độ máy tính 2
o
C
+ Cứ 2 ngày xả men 1 lần, giữ nhiệt độ khoảng 1-2
o
C trước lọc 48h
+ Hạ nhiệt độ tank xuống 0,5
o

C, áp suất vẫn giữ 0,9-1at cho đến khi lọc hết bia
trong tank.
- Các sự cố xảy ra trong quá trình lên men
+ Dò cồn: phát hiện bằng mắt thường. Khắc phục: xiết lại van
+ Sự cố phần mềm máy tính. Khắc phục: cài đặt lại chương trình.
+ Hiện tượng ì men: phát hiện thấy khi theo dõi không thấy nhiệt độ và áp suất
tăng. Khắc phục: Sục khí từ đáy tank lên hoặc đảo lại men.
+ Trong quá trình lên men phải thường xuyên lấy mẫu kiểm tra độ đường và đo
CO
2
. Nếu thừa CO
2
phải xả bớt, nếu thiếu phải sục thêm.
+ Sau quá trình nấu nếu không làm lạnh, đưa đi lên men luôn sẽ gay hỏng men,
phải bỏ đi.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 19 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Nếu bơm dịch đường vào nhầm tank (tank đang trong quá trình lên men) cũng
phải bỏ đi.
+ Trong quá trình lên men chính quên không mở van thu CO
2
thì áp suất tăng
dần có thể dẫn đến nổ.
+ Quá trình sục CO
2
trước khi đưa đi lọc mà quên chưa xả xác men sẽ khuấy
xác men lên cả tank và cũng phải bỏ đi.
Lọc bia
- Mục đích

Lọc trong bia để tách bỏ hết các loại kết tủa, đặc biệt là kết tủa lạnh, làm ổn định
và tăng độ bền vững sinh học, hóa học cho bia.
- Tiến hành
Sau quá trình lên men phụ, mở cả 3 van lạnh của tank lên men để hạ nhiệt độ
dịch xuống 0-2
o
C rồi bơm đi lọc. Quá trình lọc được tiến hành trên máy lọc khung bản.
Có 2 máy lọc. Một máy có 24 khung, năng suất 5m
3
/h, máy còn lại có 17 khung, năng
suất 3m
3
/h. Các tấm lọc khi lọc được 22000l bia thì phải thay. Sử dụng bột trợ lọc
diatomit với lượng 1,2kg/1000l bia đi lọc. Với bia chai cho thêm chất bảo quản
polyclar trong quá trình lọc với lượng 3kg/7000l bia. Tiến hành lọc ở nhiệt độ 0-2
o
C.
Áp suất trước lọc = 3,3 - 3,5 bar, áp suất sau lọc = 2,1-2,2 bar. Tổng thời gian lọc là
2,5h.
Bão hòa CO
2
Trong quá trình qua bơm, lọc, bia bị mất 1 phần CO
2
. Mặt khác quy trình lên
men chưa đủ lượng CO
2
theo yêu cầu, do vậy phải nạp thêm cho đủ.
Chiết bock
Bia hơi trước khi đóng bock phải được kiểm tra chất lượng. Nạp CO
2

xong, bảo
quản bia trong lạnh khoảng 1-2h rồi mới chiết bock. Các bock làm bằng nhựa cứng, có
lớp bảo ôn tốt, xung quanh có đai cao su để tránh bị va đạp, méo mó.
Chiết chai
+ Máy gắp chai ra khỏi két
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 20 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Máy rửa két
+ Máy gắp chai vào két
+ Máy rửa chai
+ Máy kiểm tra chai rỗng
+ Máy chiết và đóng nút
+ Máy kiểm tra mức đầy vơi
+ Máy thanh trùng
+ Máy dán nhãn
+ Máy in HSD
- Gắp chai ra khỏi két
Khi két mang chai được vận chuyển theo gong két tới trước máy gắp chai ra
khỏi két, máy gắp chai sẽ tự động gắp chai ra khỏi két, mỗi lần gắp tối đa 4 két, khoảng
80 chai. Các đầu gắp hút chai và đặt chúng lên bàn máy rồi đến máy rửa chai
- Rửa két
Sau khi chai được gắp hết ra, két tới máy rửa. Trên đường đi, két được lộn
ngược nhằm loại bỏ những rác bẩn trong két, sau đó đi qua máy rửa. Máy rửa két bao
gồm 2 khoang. Khoang đầu tiên gồm hệ thống đường ống phun tia dung dịch xút loãng
dẫn từ bể nước ấm của máy rửa chai, phun vào 2 bên thành két. Tiếp đó, két được tráng
bằng nước sạch, loại bỏ hết bụi bẩn và rác bám trong két.
- Rửa chai
Máy rửa chai tự động bao gồm nhiều khu vực phun tia dung dịch xút và nước sạch để
tráng chai. Rửa chai là giai đoạn vô cùng quan trọng vì nó la khâu đầu tiên thể hiện

chất lượng sản phẩm. Chai sau khi rửa phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Chai phải sach về mặt hóa lý và đảm bảo về mặt an toàn vi sinh
+ Giảm đến mức tối thiểu tiêu hao năng lượng và nước
+ Giảm việc sử dụng hóa chất
+ Giảm thiểu sự ảnh hưởng tới môi trường
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 21 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Để đạt được những mục đích này, cần phải thực hiện đầy đủ và hợp lý các giai
đoạn ngâm và phun tia trong ngoài chai, định lượng chính xác lượng hóa chất cần
dùng, tận thu những năng lượng sử dụng, thường xuyên kiểm tra chất lượng chai sau
khi rửa để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Kiểm tra chai rỗng
Kiểm tra nhằm loại bỏ các chai không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật (chai bẩn, dính
dầu mỡ, ximăng, sứt mẻ, xước, còn lẫn nước, xút….) để đảm bảo chất lượng của sản
phẩm, tránh lãng phí sản phẩm, lãng phí sức lao động, đảm bảo an toàn cho máy chiết
chai. Trước máy soi chai rỗng có bộ phận soi chai thủ công, nhằm loại bớt những chai
không đủ tiêu chuẩn có thể nhận thấy bằng mắt thường để giảm tải cho máy soi chai
rỗng.
- Chiết chai
Quá trình chiết ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm thể hiện ở thời gian bảo
quản và khả năng ổn định của bia. Do đó khi chiết cần đảm bảo giữ được chất lượng
sản phẩm sau khi chiết. Đối với bia, điều đầu tiên cần quan tâm là phải chiết đẳng áp,
sản phẩm chảy vào chai được dẫn tới sát đay hoặc chảy theo thành chai xuống tránh
làm xáo trộn sản phẩm.
Sự tiếp xúc của sản phẩm với oxy không khí sẽ dẫn tới những ảnh hưởng xấu,
vì vậy cần phải đẩy hết không khí ra ngoài bằng cách hút chân không trước khi tạo áp
suất đối. Hoặc là cho bia sủi bọt đẩy không khí ở chỗ trống sau khi chiết ra khỏi chai.
Việc nén CO
2

vào chai để tạo áp suất đối là cần thiết để cải thiện chất lượng sản
phẩm do việc giảm đáng kể hàm lượng oxy xâm nhập vào trong bia và hàm lượng CO
2
tăng tạo thêm bọt cho bia.
Kỹ thuật chiết đảm bảo được chất lượng sản phẩm, độ đồng đều của chai là yêu
cầu rất quan trọng đối với máy chiết. Sản phẩm sau khi chiết phải được đóng nút bằng
máy đóng nút nằm ngay gần đó.
Tiếp đó chai bia đã được chiết đi qua máy kiểm tra độ đầy vơi của chai. Theo
mức quy định đã được đặt sẵn trong chương trình, máy có nhiệm vụ đẩy toàn bộ chai
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 22 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
không đủ dung tích hoặc không có nút ra. Tại vị trí này, người soi bia lạnh có nhiệm vụ
kiểm tra xem chai bia được chiết ra có đảm bảo chất lượng về độ trong, màu, mùi, vị,
độ đồng đều bằng việc cảm quan trước khi chai bia tới máy thanh trùng.
- Thanh trùng bia
Thanh trùng là gia nhiệt chai bia đến nhiệt độ thích hợp, trong khoảng thời gian
cần thiết để tiêu diệt hòan toàn tế bào nấm men còn sót lại trong bia sau khi lọc, đảm
bảo tế bào nấm men không hoạt động trở lại (ở nhiệt độ 20-25
o
C) gây đục bia, kéo dài
thời gian bảo quản cho bia. education
Thông thường nhiệt độ thanh trùng là 62
o
C. Trước khi đi qua vùng thanh trùng,
chai bia sẽ đi qua vùng quá nhiệt ( cao hơn 3-5
o
C so với vùng thanh trùng) để nhiệt
nóng vào tâm chai, tiết kiệm thời gian gia nhiệt.
Người vận hành phải thường xuyên kiểm tra chai bia sau khi ra khỏi máy thanh

trùng, tránh đổ vỡ, mắc kẹt và thường xuyên kiểm tra nhiệt độ trên bảng điều khiển,
nếu có sự bất thường phải báo cáo ngay cho người có trách nhiệm.
- Dán nhãn và in hạn sử dụng
Đây là một khâu quan trọng để hoàn thiện sản phẩm. Nhãn hiệu hang hóa thể
hiện trình độ sản xuất, chất lượng sản phẩm, quy cách, chủng loại cũng như thương
hiệu của mỗi doanh nghiệp. Vì vậy người vận hành máy phải thường xuyên kiểm tra
chất lượng chai đã được dán nhãn cũng như máy in phun.
1.2.2 Các thiết bị
Máy nghiền
- Máy nghiền malt
Máy nghiền malt có 2 cặp trục điều khiển bằng khí nén pittông đẩy sát vào
nhau và nghiền malt bằng lực ép nên vỏ trấu không bị vụn, đáp ứng được yêu cầu công
nghệ. Hai trục nghiền trong một cặp chuyển động ngược chiều nhau để tạo ra lực nén.
Đôi trục thứ nhất tạo khoảng cách giữa 2 trục lớn hơn đôi trục thứ hai. Có phễu nạp
liệu để đổ nguyên liệu vào. Trong phễu nạp liệu có một tấm chắn để điều chỉnh lượng
nguyên liệu vào máy. Các trục quay được nhờ một động cơ. Máy sản xuất tại Đức.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 23 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Máy nghiền gạo
Máy nghiền gạo có một cặp trục. Điều khiển khoảng cách 2 trục bằng vít quay
tay. Vì máy này nghiền cả gạo và malt lót nên thường xuyên phải điều chỉnh khoảng
cách trục. Khi nghiền malt thì khoảng cách trục lớn hơn để không làm vỡ vụn vỏ malt.
Khi nghiền gạo khoảng cách trục nhỏ hơn vì gạo được nghiền càng nhỏ càng tốt. Máy
có phễu nạp liệu và tấm chắn để điều chỉnh lượng nguyên liệu. Các trục quay được nhờ
một động cơ. Máy được sản xuất tại Trung Quốc.
 Hệ thống thiết bị của nhà nấu
- Nồi hồ hóa
Nồi hồ hóa là nồi 2 vỏ. Gạo và nước được cấp vào ở phía trên, qua van phối
trộn. Hơi được cung cấp qua van hơi vào khoang hơi giữa hai lớp vỏ để đun nguyên

liệu. Nồi có cánh khuấy để khuấy đều nguyên liệu tránh vón cục và tăng nhiệt không
đều. Có cửa lấy cháo ra và đường ống thu nước ngưng. Ngoài ra có cảm biến nhiệt theo
dõi nhiệt độ, đèn chiếu sáng, cửa vệ sinh và hệ thống CIP.
Các thông số kỹ thuật:
+ Đường kính trong: 2500mm
+ Đường kính ngoài: 2700mm
+ Chiều cao: 11374mm
+ Chóp trên: 530mm
+ Đáy chóp: 400mm
+ Chân nồi: 2743mm
+ Ống thoát hơi: 6000mm
- Nồi đường hóa
Nồi đường hóa có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như nồi hồ hóa. Các nồi
này chỉ khác nhau về sơ đồ hệ thống đường ống cung cấp nguyên liệu vào và lấy sản
phẩm ra.
Các thông số kỹ thuật:
+ Đường kính trong: 3200mm
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 24 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Đường kính ngoài: 3400mm
+ Chân: 1863mm
+ Thân: 3450mm
+ Chóp trên: 574mm
+ Chóp đáy: 400mm
- Nồi lọc
Nguyên tắc lọc: sử dụng chênh lệch áp suất giữa phần trên và phần dưới màng lọc,
dịch đường sẽ tự chảy qua lớp màng lọc ra ngoài.
Khi bơm dịch vào nồi lọc, phần bã sẽ lắng xuống đáy giả tạo thành màng lọc. Việc
cào, đảo lớp bã được thực hiện bởi hệ thống lưỡi dao. Đáy giả cách đáy thật 2cm.

Các thông số kỹ thuật:
+ Thể tích: 27m
3

+ Thân: 1800mm
+ Đường kính trong: 4100mm
+ Đường kính ngoài: 4300mm
+ Chóp trên: 707mm
+ Đáy dưới lớp lọc: 400mm
+ Ống thoát hơi: 600mm
+ Chiều cao cánh đảo: 1322mm
- Nồi nấu hoa
Nồi nấu hoa là nồi 2 vỏ, cung cấp nhiệt bằng ống chùm. Bơm dịch đường vào nồi
từ dưới lên. Hoa được cho vào qua cửa vệ sinh ở phía trên. Dịch đi bên ngoài ống
nhiệt, hơi đi bên trong ống. Dịch sôi đẩy dần lên phía trên. Nồi có thiết bị nón chụp để
ngăn không cho dịch sôi trào lên nhưng quá trình sôi vẫn có thể diễn ra mạnh mẽ để
triết ly hết các chất trong hoa.
Các thông số kỹ thuật:
+ Thể tích: 29m
3

GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 25 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy