Dây chuyền chiết rót và đóng nút rượu

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH HUẤN
LỜI CẢM ƠN

Xin gửi đến giáo viên hướng dẫn làm luận văn tốt nghiệp của chúng tôi: PGS-TS. PHAN
ĐÌNH HUẤN lời cảm ơn chân thành nhất. Thầy đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho chúng tôi trong suốt quá trình làm luận văn vừa qua, thầy đã dành nhiều thời
gian quý báu của mình để giúp đỡ chúng tôi hoàn thành tốt luận văn này. Đặc biệt thầy đã tạo
điều kiện cho chúng tôi có được chỗ thực tập và làm luận văn đầy ý nghĩa. Ở đó chúng tôi
được tiếp xúc với những chi tiết, bộ phận, thiết bị chuyên ngành và đặc biệt tôi được tham
gia vào quá trình chế tạo. Qua đó chúng tôi đã được học hỏi và đúc rút nhiều kinh nghiệm
quý báu cho bản thân. Chúng tôi cũng xin cảm ơn thầy phản biện đã dành nhiều thời gian
quý báu để đọc, nhận xét và chấm điểm một cách công minh luận văn của chúng tôi.
Cuối cùng chúng tôi xin chân thành kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô
trong bộ môn Thiết kế máy, trong khoa Cơ khí, trong Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.
Vì quý thầy cô đã tận tụy dạy dỗ, truyền đạt cho chúng tôi rất nhiều những kiến thức quý báu
về khoa học cơ bản và chuyên ngành trong suốt thời gian học tại trường.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành nhiệm vụ được giao nhưng với thời
gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi các sai sót. Chúng em kính mong
Quý Thầy/Cô xem xét và chỉ bảo thêm để đề tài được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân
thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Hữu & Trần Huy Hoàng

i


MỤC LỤC
Trang bìa…......................................................................................................................................i

Nhiệm vụ luận văn..........................................................................................................................ii
Lời cảm ơn....................................................................................................................................iii
Mục lục….......................................................................................................................................iv
Phụ lục hình ảnh...........................................................................................................................vii
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY CHIẾT VÀ ĐÓNG NÚT RƯỢU................................1
1.1 TỔNG QUAN VỀ RƯỢU CHAMPAGNE VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU CHAMPAGNE........................................1
1.1.1 Rượu champagne......................................................................................................................................1
1.1.2 Các loại rượu............................................................................................................................................4
1.1.3 Quy trình sản xuất rượu Champagne.......................................................................................................4
1.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MAY VÀ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT RÓT CHẤT LỎNG...................................................10
1.3 TỔNG QUAN VỀ ĐÓNG NÚT CHAI..................................................................................................................15
1.4. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI..................................................................................................................................16

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..................................17
I.

PHẦN CHIẾT RÓT.............................................................................................................17
1.1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG..............................................................................................................................17
1.1.1.

Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống.............................................................................................17

1.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI CHIẾT RÓT CHẤT LỎNG..............................................................................18
1.2.1 Hiện tượng sủi bọt...................................................................................................................................18
1.2.2.
Sự nhỏ giọt của chất lỏng tại vòi rót..................................................................................................18
1.3. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO CỤM CHIẾT....................................................................................18
1.3.1.
Nguyên lý chiết rót chất lỏng..............................................................................................................18
1.3.2.

Các kiểu cơ cấu chiết rót.....................................................................................................................19
1.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN................................................................................................................................23
1.5. PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ DÂY CHUYỀN................................................................................................................23
1.5.1.
Bố trí theo đường thẳng......................................................................................................................23
1.5.2.
Bố trí theo vòng tròn...........................................................................................................................24

II. PHẦN ĐÓNG NÚT..............................................................................................................25
2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG NÚT CHAI.........................................................................................25
2.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠ CẤU TÁC DỤNG LỰC ĐỂ ĐÓNG NÚT......................................................................28
2.5.1.
Các cơ cấu cam..................................................................................................................................28
2.5.2.
Cơ cấu tay quay con trượt..................................................................................................................30
2.5.3.
Dùng piston xy-lanh thủy lực, khí nén................................................................................................31
2.6. LỰA CHỌN KẾT CẤU TÁC DỤNG LỰC.............................................................................................................32
2.7. CÁC PHƯƠNG ÁN ĐÓNG NÚT..............................................................................................................33
2.7.1.
PHƯƠNG ÁN 1: Chiết rót và đóng nút trên mâm xoay dịch chuyển theo bước................................33
2.7.2.
PHƯƠNG ÁN 2: Đóng nút với chai dẫn động bằng băng tải bước...................................................35
2.7.3.
Lựa chọn phương án...........................................................................................................................36


CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN..................................................................................37
I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MODULE CHIẾT RÓT.............................................................38
1.1. TÍNH TOÁN THỜI GIAN CHU KÌ MÁY..............................................................................................................38

1.2. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC..........................................................................................................................40
1.2.1.
Tính chọn động cơ..............................................................................................................................40
1.2.2.
Tính toán bộ truyền bánh răng côn thẳng..........................................................................................49
1.2.3.
Tính toán bộ truyền xích từ trục chính qua trục trung gian...............................................................53
1.2.4.
Tính toán trục.....................................................................................................................................58
1.2.5.
Chọn ổ lăn..........................................................................................................................................60
1.2.6.
Nối trục...............................................................................................................................................61
1.2.7.
Dung sai lắp ghép..............................................................................................................................62
1.3. TÍNH TOÁN ĐẦU RÓT....................................................................................................................................63
1.4. TÍNH TOÁN LÒ XO Ở BỘ PHẬN ĐƯA CHAI......................................................................................................66
1.5. THÍ NGHIỆM VÒI CHIẾT.................................................................................................................................68
1.5.1.
Trình tự thí nghiệm.............................................................................................................................68
1.5.3.
Kết quả thí nghiệm.............................................................................................................................68
1.5.4.
Kết luận và rút ra kinh nghiệm..........................................................................................................70

II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MODULE ĐÓNG NÚT............................................................71
2.1. PHÂN TÍCH YÊU CẦU SẢN PHẨM...................................................................................................................71
2.2. PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT..................................................................................................................71
2.2.1.
Cụm dẫn động....................................................................................................................................71

2.2.2.
Cụm đóng nút.....................................................................................................................................72
2.2.3.
Cụm cấp nút.......................................................................................................................................73
2.3. TÍNH TOÁN CỤ THỂ.......................................................................................................................................75
2.3.1.
Tính bộ truyền xích từ hộp số bước (hộp số Man) qua trục đóng nút...............................................75
2.3.2.
Tính toán băng tải..............................................................................................................................76
2.3.3.
Tính toán máng rung..........................................................................................................................80

CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH....................93
4.1.
4.2.

LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG SAO 5 CÁNH.................................................................................................94
LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG SAO ĐÓNG NÚT 10 CÁNH...........................................................................105

CHƯƠNG V: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..............................................................................106
5.1. HỆ THỐNG KHÍ NÉN.............................................................................................................................106
5.1.1.
Khả năng ứng dụng của khí nén......................................................................................................106
5.1.1.1. Trong lĩnh vực điều khiển.................................................................................................................106
5.1.1.2. Hệ thống truyền động.......................................................................................................................106
5.1.2.
Các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén......................................................................107
5.1.2.1. Một số loại van khí nén....................................................................................................................108
5.1.2.2. Một số loại xylanh khí nén...............................................................................................................109
5.1.3.

Sơ đồ hệ thống khí nén trong hệ thống............................................................................................111
5.2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC.......................................................................................................................111
5.2.1.
Tổng quan về hệ thống điều khiển...................................................................................................111
5.2.2.
Đặc điểm của bộ điều khiển lập trình PLC......................................................................................113


5.2.2.1.
5.2.2.2.
5.2.2.3.

Bộ điều khiển PLC...........................................................................................................................113
Ưu điểm của PLC.............................................................................................................................115
Ứng dụng PLC trong đề tài..............................................................................................................117

CHƯƠNG VI: VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY..................................................................126
7.1. CÁC THAO TÁC VẬN HÀNH MÁY.................................................................................................................126
7.1.1.
Chuẩn bị...........................................................................................................................................126
7.1.2.
Các thao tác vận hành máy..............................................................................................................126
7.2. BẢO TRÌ VÀ KIỂM TRA MÁY........................................................................................................................126

PHỤ LỤC: MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MÁY TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO................128
KẾT LUẬN.................................................................................................................................137
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................138


PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Rượu Champagne.................................................................................................1
Hình 1.2 Rượu champagne Nga...........................................................................................2
Hình 1.3 Champagne trắng sủi tăm.....................................................................................2
Hình 1.4 Quy trình sản xuất rượu vang...............................................................................5
Hình 1.5 Nho.......................................................................................................................6
Hình 1.6 Vắt nước nho.........................................................................................................7
Hình 1.7 Nước nho..............................................................................................................8
Hình 1.8 Ủ...........................................................................................................................9
Hình 1.9 Băng tải chai.......................................................................................................11
Hình 1.10 Máy chiết chai thủy tinh kiểu xoay vòng..........................................................12
Hình 1.11 Hệ thống chiết với 2 vòi chiết...........................................................................13
Hình 1.12 Hệ thống chiết nước ngọt với 75 vòi chiết........................................................13
Hình 1.13 Dây chuyền chiết tương ớt................................................................................14
Hình 1.14 Hệ thống xúc rửa, chiết rót, đóng nắp và bao màng co bình nước 5 Gallon ...14
Hình 1.15 Nút gỗ...............................................................................................................15
Hình 1.16 Nút nhựa trong đề tài........................................................................................16
Hình 2.1 Sơ đồ khối của hệ thống......................................................................................17
Hình 2.2 Cơ cấu chiết kiểu van xoay.................................................................................19
Hình 2.3 Cơ cấu rót có bình lường và van trượt................................................................20
Hình 2.4 Cơ cấu định lượng bằng piston-xylanh...............................................................21
Hình 2.5 Nguyên lý rót đẳng áp.........................................................................................22
Hình 2.6 Cơ cấu bố trí theo đường thẳng.........................................................................24
Hình 2.7 Cơ cấu bố trí theo vòng tròn...............................................................................25
Hình 2.8 Định hướng nút chai...........................................................................................26
Hình 2.9 Đóng nút thủ công..............................................................................................27
Hình 2.10 Cam phẳng........................................................................................................28
Hình 2.11 Cam không gian................................................................................................29
Hình 2.12 Cơ cấu cam.......................................................................................................29
Hình 2.13 Cơ cấu tay quay con trượt.................................................................................30
Hình 2.14 Cơ cấu tay quay con trượt.................................................................................30

Hình 2.15 Các loại xylanh khí nén....................................................................................31
Hình 2.16 Xylanh khí nén loại 10Mpa..............................................................................32
Hình 2.17 Máy chiết rót trên mâm xoay và đóng nút dịch chuyển theo bước...................33
Hinh 2.18 Phương án băng tải bước..................................................................................35
Hình 3.1 Kích thước cơ bản của chai rượu........................................................................37
Hình 3.2 Sơ đồ động..........................................................................................................40
Hình 3.3 Mâm đỡ...............................................................................................................41
Hình 3.4 Thùng rượu.........................................................................................................42
Hình 3.5 Bộ phận nâng đỡ chai.........................................................................................43


Hình 3.6 Trục đỡ thùng rượu.............................................................................................44
Hình 3.7 Trục chính...........................................................................................................45
Hình 3.8 Chai chứa rượu...................................................................................................46
Hình 3.9 Kết cấu trục chính...............................................................................................59
Hình 3.10 Biểu đồ mômen.................................................................................................60
Hình 3.11 Kết cấu nối trục đàn hồi....................................................................................62
Hình 3.12 Thùng rót..........................................................................................................64
Hình 3.13 Đĩa sao..............................................................................................................72
Hình 3.14 Cơ cấu đóng nút................................................................................................73
Hình 3.15 Phễu cấp phôi rung động..................................................................................74
Hình 3.16 Sơ đồ động........................................................................................................75
Hình 3.17 Sơ đồ lực tác dụng trên băng tải.......................................................................77
Hình 3.18 Sơ đồ tính góc nghiêng lò xo............................................................................83
Hình 4.1 Sao 5 cánh chuyển chai từ băng tải vào mâm xoay và ngược lại.......................93
Hình 4.2 Sao đóng nút.......................................................................................................94
Hình 5.1 Cấu trúc của mạch điều khiển...........................................................................107
Hình 5.2 Mạch khí nén....................................................................................................111
Hình 5.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển....................................................................112
Hình 5.4 Bộ điều khiển PLC............................................................................................114

Hình 5.5 Hệ thống điều khiển dùng PLC........................................................................115
Hình 8.1 Cơ cấu cấp và đóng nút.....................................................................................128
Hình 8.2 Cơ cấu định hướng nút và xylanh giữ nút.......................................................128
Hình 8.3 Bộ bánh răng côn..............................................................................................129
Hình 8.4 Cam nâng hạ chai..............................................................................................129
Hình 8.5 Cấp rượu, cấp khí và bộ phận đóng rượu.........................................................130
Hình 8.6 Cảm biến tiệm cận, cảm biến điện dung và cần mở rượu.................................130
Hình 8.7 Chai vừa đóng nút.............................................................................................131
Hình 8.8 Động cơ băng tải...............................................................................................131
Hình 8.9 Động cơ hộp số vô cấp.....................................................................................132
Hình 8.10 Đóng mở rượu.................................................................................................132
Hình 8.11 Máng rung và nút............................................................................................133
Hình 8.12 Máng rung.......................................................................................................133
Hình 8.13 PLC.................................................................................................................134
Hình 8.14 Ráp máy tại Công ty cổ phần rượu bia Đà Lạt (DABECO)...........................134
Hình 8.15 Ráp máy tại DABECO...................................................................................135
Hình 8.16 Thước thủy và vòi chiết..................................................................................135
Hình 8.17 Xả khí..............................................................................................................136
Hình 8.18 Xylanh nâng chai............................................................................................136


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY CHIẾT VÀ ĐÓNG NÚT RƯỢU
1.1 Tổng quan về rượu champagne và quy trình sản xuất rượu champagne
1.1.1 Rượu champagne
Champagne là một dạng vang nổ được sản xuất bằng cách tạo ra sự lên men thứ
cấp trong chai chứa rượu vang để thực hiện sự cacbonat hóa. Nó được đặt tên theo khu
vực Champagne của Pháp. Trong khi thuật ngữ “champagne” (sâm panh) thông thường
được các nhà sản xuất vang nổ tại các khu vực khác trên thế giới sử dụng để chỉ sản phẩm
của mình thì có nhiều ý kiến cho rằng nó nên được sử dụng một cách chính xác để chỉ tới
các loại rượu vang được sản xuất tại khu vực Champagne. Nguyên tắc này được coi trọng

tại Liên minh châu Âu bằng quan hệ pháp lý của tên gọi được bảo hộ về nguồn gốc (PDO).

Hình 1.1 Rượu Champagne

SVTH: NGUYỄN VĂN HỮU & TRẦN HUY HOÀNG

7


Hình 1.2 Rượu champagne Nga

Hình 1.3 Champagne trắng sủi tăm


Chỉ có rượu vang sản sinh trên vùng đất Champagne mới được gọi là rượu sâm panh.
Và nhãn mác tên rượu đã được chính phủ Pháp bảo hộ. Các loại rượu nhẹ sản xuất từ nho
trên những vùng khác của lãnh thổ Pháp được gọi bằng tên vang nổ (sparkling wine).
Nhằm giữ được hương vị, chất lượng của rượu sâm panh, chính phủ Pháp cũng quy định rất
nghiêm ngặt các loại nho được phép trồng trên vùng đất này, và việc chăm sóc nho,
phương pháp làm rượu, thời gian cất giữ rượu, ranh giới vùng trồng nho cũng được kiểm
soát nghiêm ngặt.
Trong suốt hầu hết thế kỷ 19, rượu Champagne được làm có vị ngọt. Mùi vị của rượu
đã làm hài lòng hầu hết người uống rượu vang, việc thêm đường giúp người làm rượu giấu
được những khiếm khuyết trong rượu hay chất lượng rượu kém do loại nho không tốt. Các
dòng họ Champagne đã dùng một liều lượng đường nhất định để điều chỉnh vị ngọt của bất
cứ loại rượu nào được ưa chuộng trong một thị trường cụ thể. Người Nga là những người
thích ngọt nhất, nên lượng đường thêm vào thường khoảng 250-330 gram. Các nước Bắc
Âu xếp thứ hai với khoảng 200 gram đường và xếp sau là người Pháp với 165 gram, người
Đức ít hơn người Pháp một chút, còn người Mỹ thích trong khoảng 110-165 gram. Người
Anh ưa loại rượu ít đường nhất, chỉ khoảng 22-66 gram đường. Dần dần thị hiếu phát triển

làm cho rượu Champagne ít ngọt hơn và chất lượng tổng thể cao hơn. Champagne hơi ngọt
đầu tiên được dán nhãn demi-sec hay "half dry". Sự thành công của loại rượu vang hơi
chua này đã thúc đẩy việc đưa ra thị trường các loại vang ngọt dán nhãn sec hay dry.
Những nhà sản xuất khác làm rượu vang Champagne thậm chí còn ít đường hơn và loại
rượu Champagne này được gọi là extra dry. Năm 1846, dòng họ Perrier-Jouët đã giới thiệu
một loại Champagne được làm mà không cho thêm đường. Loại rượu vang này ban đầu
không được đón nhận, các nhà phê bình nhận xét loại vang này quá mộc, hay giống như
Champagne chua (brut) vậy. Nhưng đến thế hệ tiếp theo, loại rượu "brut" ít đường đáng kể
so với rượu vang dán nhãn extra dry đã trở thành trào lưu Champagne và ngày nay phần
lớn Champagne được làm theo brut.
Qua thời gian, rượu Champagne không chỉ phản ánh đặc điểm thổ nhưỡng, khí hậu của
vùng Champagne mà còn là một nhãn hiệu hàng hóa nổi tiếng, các Champenois bảo vệ
mạnh mẽ cho nhãn hiệu và quyền sử dụng thuật ngữ "Champagne" của họ. Sự phổ biến và
thành công của rượu Champagne đã khiến cho một loạt nhãn hiệu rượu sủi tăm khác bắt
chước Champagne hình thành khắp thế giới (như Cava ở Tây BanNha, Sekt ở Đức và vài


tên tuổi khác ở Hoa Kỳ), thậm chí ngay ở Pháp cũng có nhãn hiệu vang Cremants sủi tăm.
Tên gọi "Champagne" là một chỉ dẫn nguồn gốc được bảo vệ ở Liên minh Châu Âu và tất
cả rượu vang sản xuất và bán ở EU phải phù hợp với các tiêu chuẩn và không một nhãn
mác của một loại rượu vang nào được đề là "Champagne", trừ khi nó xuất xứ từ AOC
Champagne. Tại Hoa Kỳ có một kẽ hở pháp lý cho thuật ngữ "bán chung" - semi-generic.
Năm 1985, việc sử dụng thuật ngữ méthode champenoise (các phương pháp làm
Champagne truyền thống của người vùng Champagne) cũng bị đặt ra ngoài vòng pháp luật
với những nhà sản xuất rượu vang sủi tăm "kiểu champagne", nên những nhà sản xuất này
dùng thuật ngữ méthode traditionnelle có nghĩa là rượu vang của họ được làm bằng các
phương pháp sản xuất giống như rượu Champagne
1.1.2 Các loại rượu
Rượu Champagne tuy có nhiều dòng khác nhau nhưng chủ yếu có 3 loại chính:
•

Brut: rượu chua, thường dùng khai vị.

•

Demi-sec: Hơi ngọt, dùng khai vị hoặc suốt bữa ăn, uống ban ngày.

•

Champagne ngọt (Sec): Uống kèm lúc ăn tráng miệng hoặc uống sau bữa ăn.

1.1.3 Quy trình sản xuất rượu Champagne
Quy trình sản xuất rượu vang có thể mô tả một cách đơn giản nhất như sau:
Rượu vang được làm từ các loại nho nguyên chất và được lên men một cách tự nhiên.
Vì nho vốn có hai đặc tính tự nhiên là đường và men nên nước nho được ép ra, trải qua
một quy chình chế biến sẽ trở thành rượu vang. Tuy nhiên các sản phẩm rượu vang mà
chúng ta thưởng thức ngày nay thiên nhiên không thể tự làm ra được mà nó chính là nhờ
vào bàn tay của con người. Chính con người đã làm cho quy trình sản xuất rượu vang trở
nên ngày một hoàn thiện hơn.


Hình 1.4 Quy trình sản xuất rượu vang
Rượu vang là một sản phẩm của quy trình tinh xảo mà khởi đầu bằng việc quyết
định thởi điểm thích hợp nhất để gặt hái nho.
Tất cả các quy trình để làm rượu vang cơ bản đều giống nhau từ lúc gặt hái cho đến khi
đóng chai. Để có một kiến thức cơ bản về quy trình làm rượu vang, chúng ta hãy tìm hiểu
từng bước trong từng giai đoạn làm rượu vang.
a. Thời điểm gặt hái nho
Khi nho chín thì độ acid sẽ giảm xuống và lượng đường sẽ tăng lên. Thời điểm thích
hợp để gặt hái nho là vào tháng 8 đối với Vang nổ (Sparkling Wines) vào tháng 10 đối với

rượu đỏ. Các nghệ nhân sẽ quyết định thời điểm gặt hái nho, nhằm đạt lượng acid và lượng
đường như mong muốn để chế biến theo khẩu vị riêng của mình. Thời điểm các trang trại
gặt hái nho cũng được thể hiện rõ trên nhãn của các loại rượu vang.


Hình 1.5 Nho
Để làm rượu vang nổ thì nho sẽ được hái khi độ acid đạt khoảng 1% và 19o Brix (Brix
là đơn vị đo lượng đường còn lại trên nho, nhân đơn vị Brix với 0,55 thì chúng ta sẽ được
nồng độ cồn). Để làm rượu vang đỏ, nho sẽ đựơc hái khi đạt gần được khoảng 0,8% độ
acid và 22o Brix. Phần lớn các loại nho dùng để làm rượu vang trắng và đỏ khi được gặt
hái thì sẽ đạt khoảng 0,65% độ acid và 23o Brix. Điều kiện trên là tiêu chuẩn cơ bản để
quyết định thời điểm thích hợp nhất khi gặt hái nho. Phần lớn các nghệ nhân làm rượu vang
quyết định thời điểm gặt hái nho bằng thông qua việc đánh giá mầu sắc nho và nếm quả
nho.
b. Quy trình vắt nước nho
Bước đầu tiên là lấy nước từ những quả nho. Quy trình này được thực hiện qua hệ
thống Vắt và Tước cuống. Hệ thống này sẽ tước các cuống từ những chùm nho và vắt nước
ra khỏi vỏ nho. Nước này được gọi là nước chất lượng 1. Để làm ra vang trắng thì nước
chất lượng 1 này sẽ được đưa qua hệ thống ép và sau đó được đưa vào bồn lên men. Để làm
ra rượu đỏ thì nước chất lượng 1 sẽ được đưa trực tiếp đến bồn lên men rồi sau đó đưa qua
hệ thống ép.


Hình 1.6 Vắt nước nho
c. Quy trình lên men
Phần lớn hệ thống lên men rượu trên thế giới đều sử dụng phương pháp truyền thống.
Phương pháp lên men truyền thống này đã chứng minh được hiệu quả cao và ổn định vì
vậy rất ít nghệ nhân ứng dụng những phương pháp khác.
Trong quy trình lên men, có một yếu tố rất quan trọng mà các nghệ nhân chú tâm đạt
O

O

tới đó là nhiệt độ. Khi lên men với nhiệt độ (7 C đến 12 C) thì hương thơm của nho được
O

O

bảo quản tuyệt đối. Với nhiệt độ (25 C đến 35 C) sẽ đạt được hương vị của hoa nhiều
hơn là hương vị của quả. Trong quá trình lên men để làm rượu vang trắng và vang nổ thì
O

O

nhiệt độ lý tưởng nhất là 10 C và cho vang đỏ là 30 C.
d. Quy trình ép
Hơn một nửa lượng nước ép ra từ quả nho một cách dễ dàng không cần đến áp lực cao.
Phần còn lại sẽ được ép ra từ hệ thống ép. Để làm rượu vang trắng nho sẽ được ép trước
sau đó đưa lên hệ thống lên men. Còn rượu đỏ thì ngược lại, được đưa lên hệ thống lên men
trước khi đưa vào hệ thống ép.


Hình 1.7 Nước nho
e. Quy trình lọc và làm mịn
Nước nho khi chảy ra từ hệ thống Vắt và Tước cuống còn đục và có cặn. Để đạt được
mầu tinh khiết cho rượu ở giai đoạn cuối người ta đưa hệ thống lọc và làm mịn vào dây
chuyền sản xuất.
Hệ thống lọc sẽ làm cho nước nho trong hơn. Rượu sau khi được lọc sẽ được chuyển
qua bồn chứa sạch khác và quy trình lọc sẽ được thực hiện vài ba lần trong 6 tháng cho đến
3 năm trong quy trình làm rượu vang.

Hệ thống làm mịn sẽ lọc được các phần tử nhỏ nhất để rượu đạt được mầu trong suốt.
Một phương pháp phổ biến nhất mà các nghệ nhân hay sử dụng là dùng lòng trắng trứng gà
và đất sét. Cũng như phương pháp lọc, phương pháp làm mịn có thể sử dụng nhiều lần
trong quá trình làm rượu vang.
f. Quy trình ủ
Để rượu đạt được sự hài hòa và ổn định của mùi vị và chất lượng thì rượu phải được ủ
nhằm làm cho khí ôxi tác động thật chậm.
Rượu vang ủ lạnh sẽ phải ủ lâu hơn rượu vang ủ ấm.


Hình 1.8 Ủ
Rượu vang ủ trong bồn thép lớn sẽ phải ủ lâu hơn rượu vang để trong các bồn hoặc
trong các thùng bằng gỗ. Thời gian là yếu tố quan trọng trong quy trình ủ. Thông thường
rượu vang được ủ trong khoảng 3 đến 6 tháng hoặc 2 đến 3 năm.
g. Phương pháp pha trộn
Pha trộn là một nghệ thuật tâm đắc nhất của các nghệ nhân làm rượu. Pha trộn có thể
mang đến những sản phẩm có đặc thù riêng và chất lượng rất ổn định. Các nghệ nhân có
thể pha trộn theo các phương thức sau đây:
-

Hai hoặc nhiều giống nho chính trong cùng một nông trại nho

-

Cùng một giống nho chính từ nhiều nông trại nho khác nhau.

-

Hai hoặc nhiều giống nho chính từ hai hoặc nhiều nông trại nho khác nhau

-

Nho từ các năm gặt hái khác nhau.

-

Và những phương pháp khác pha trộn khác.

Việc pha trộn được thực hiện vào thời điểm giữa hai quy trình lên men và vô chai.
h. Quy trình vô chai


Quy trình vô chai không phức tạp nhưng đòi hỏi sự thận trọng để tránh sự ôxy hoá. Vệ
sinh là yếu tố tất yếu để tránh nhiễm vi khuẩn chua và mọi vi khuẩn khác có hại đến con
người.
1.2 Tổng quan về các loại may và phương pháp chiết rót chất lỏng
Các sản phẩm dưới dạng lỏng sau khi được sản xuất, chế biến cần phải được chứa trong
những bình chứa có dung tích nhất định.Trong các ngành như ngành dược, ngành sản xuất
thực phẩm dưới dạng lỏng, ngành khai thác và chế biến dầu khí thì việc ứng dụng chiết rót
tự động là rất cần thiết, để đảm bảo độ chính xác về thể tích, giữ vệ sinh cho sản phẩm.
tăng năng suất.
Khi cần chiết rót với năng suất cao thì các máy chiết rót tự động có thể có 2,3,..,6,8 vòi
chiết rót đồng thời và sử dụng thiết bị vận chuyển chai như băng tải, hoặc nếu kích thước
thùng chứa lớn có thể dùng hệ thống các con lăn để vận chuyển.
Hiện nay với công nghệ hiện đại, rất nhiều quy trình công nghiệp được tự động hóa.
Trong đó dây chuyền chiết rót và đóng nút chai tự động là một trong những hệ thống được
sử dụng rất phổ biến và rộng rãi.
Một hệ thống sản xuất các chất lỏng đóng chai thường được phân chia thành nhiều khâu
nối tiếp nhau. Một quy trình khép kín có thể được mô tả như sau:
Từ khâu cấp chai, các chai được đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai được cho

qua hệ thống rửa. Chai dùng trong hệ thống đóng chai thường là chai thành phẩm, nên
thường tại khâu này chỉ qua súc rửa để làm sạch bụi.


Hình 1.9 Băng tải chai
Sau khi được rửa sạch, các chai được băng tải đưa đến hệ thống rót liệu, tới vị trí rót, để
đảm bảo có thể bố trí các cơ cấu cơ khí để kẹp giữ chai. Tại đây, chất lỏng được chiết vào
chai theo các phương pháp khác nhau, chiết đẳng áp, chiết đẳng tích, chiết định lượng…
Khi chiết xong, chai được băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút hoặc đóng nắp. Khâu
đóng nút( nắp) bao gồm cơ cấu cấp phôi và đóng nút( nắp). Cơ cấu đóng có thể là xi lanh
khí nén (với nút dập) hoặc motor (vói nút nút vặn).
Sau khi đóng nút (nắp) xong, là khâu dán nhãn, đây có thể coi là khâu đơn giãn nhất
trong hệ thống đóng chai. Cơ cấu bôi kéo dính được gắn ngay trên băng tải và bố trí tiếp
tuyến sao cho tì vào mặt chai, ngoài chuyển động thẳng trên băng tải, chai còn chuyển động
quay tròn do lực tì của cơ cấu bôi keo. Tương tự với cơ cấu cấp nhãn, chai sau khi bôi keo,
quay tròn, cuốn băng giấy nhãn 1 vòng quanh chai.
Khâu cuối cùng là khâu kiểm tra và đóng gói sản phẩm. Khâu kiểm tra bao gồm 1 loạt
các cảm biến để kiểm tra chất lượng sản phẩm (đủ định mức, đóng nút, dán nhãn đạt yêu
cầu…) sau khi kiểm tra sẽ qua cơ cấu phân loại, 1 tay gạt sẽ loại bỏ chai sang 1 băng tải


khác. Các chai đạt tiêu chuấn sẽ qua khâu đóng gói, chai được xếp thành khối nhờ các tay
máy gạt và nâng hạ.
Như vậy toàn bộ quy trình công nghệ chiết rót, đóng nút chai được tự động hóa hoàn
toàn, với đầu vào là nguyên liệu và chai rỗng, đầu ra là sản phẩm có thể đem bán trực tiếp
Một số hệ thống chiết rót:

Hình 1.10 Máy chiết chai thủy tinh kiểu xoay vòng

Hình 1.11 Hệ thống chiết với 2 vòi chiết

Hình 1.12 Hệ thống chiết nước ngọt với 75 vòi chiết


Hình 1.13 Dây chuyền chiết tương ớt

Hình 1.14 Hệ thống xúc rửa, chiết rót, đóng nắp và bao màng co bình nước 5 Gallon tiêu
chuẩn


1.3 Tổng quan về đóng nút chai
Nút làm kín chai, ngày nay được chế tạo bằng nhiều vật liệu khác nhau. Nút gỗ được sử
dụng ngay từ khi ngành chế biến rượu được hình thành, ngoài việc làm nút, vật liệu gỗ còn
được dùng làm các thùng chứa dùng trong pha chế,ủ lên men rượu trong thời gian dài. Vật
liệu gỗ là vật liệu truyền thống trong ngành chế biến rượu. Loại gỗ dùng làm nút chai
thường là gỗ sồi

Hình 1.15 Nút gỗ
Ngày nay, ngay cả ở Pháp, một số nhà sản xuất rượu vang tìm đến loại nút chai bằng
nhựa tổng hợp hoặc nút vặn kim loại. Chẳng hạn ở Úc, có đến 30% số rượu vang được
đóng nút chai plastic. Một số khác theo gương Thụy Sĩ chọn nút vặn kim loại. Ngoài ra,
nhiều nhà sản xuất đang âm thầm thử nghiệm các chất liệu thay thế gỗ sồi. Theo anh Lionel
Le Gal, giám đốc thương mại của Cty Lan Chi tại Việt Nam hiện kinh doanh rượu vang
thông qua thương hiệu La Cave, nút vang plastic không ảnh hưởng đến chất lượng của loại
vang thường, có thời hạn sử dụng ngắn (1 - 2 năm). Theo yêu cầu thiết, trong đề tài chỉ xét
đến loại nút nhựa


Ø30

10
20

Ø20
Hình 1.16 Nút nhựa trong đề tài
1.4.Nhiệm vụ của đề tài
Thiết kế, chế tạo máy chiết rót và đóng nút rượu có gas
-

Yêu cầu kỹ thuật
+ Năng suất 1500-1800 chai/h
+ Dung tích chai tiêu chuẩn 750 ml
+ Chiều cao chai 290 mm, đường kính miệng chai 17 mm, đường kính thân chai 85mm
+ Nút vật liệu PE, cao 30 mm, đường kính phần trên 30 mm, đường kính phần dưới 20
mm


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I. PHẦN CHIẾT RÓT
1.1.Nguyên lý hoạt động
1.1.1. Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống
1.1.1.1.Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 2.1 Sơ đồ khối của hệ thống
1.1.1.2.Nguyên lý hoạt động
+ Băng tải: di chuyển chai vào vị trí chuyển hướng chai.
+ Cụm định hướng chai: đưa chai từ băng tải vào vị trí chiết và đưa chai ra khỏi vòng
chiết.

+ Cụm chiết: chai được đưa vào vị trí kín cổ chai thì quá trình chiết bắt đầu bao gồm:
Thông khí từ thùng chứa rượu với chai để đạt trạng thái cân bằng áp (áp suất khoảng 2
– 2.5 bar).
Rượu được chiết vào cho đến mức vòi khí thi tự động dừng. bộ phận khóa chiết hoạt
động, chai ở trạng thái ổn định một thời gian và được đưa ra ngoài.


1.2. Những vấn đề cần lưu ý khi chiết rót chất lỏng.
1.2.1 Hiện tượng sủi bọt
Trong quá trình chiết rót, do sự rung động của hệ thống máy trong quá trình làm việc,
do tính chất lỏng và vận tốc dòng chảy phun vào chai nhanh làm sinh ra bọt. Điều này làm
cho chất lỏng bị tràn ra khỏi chai, gây khó khăn cho việc định lượng, thể tích chiết không
chính xác.
Cách khắc phục:
+ Giảm vận tốc vòi phun: giảm lưu lượng hoặc tăng đường kính vòi vun
+ Bố trí vòi phun sao cho chất lỏng chảy nhẹ vào thành chai hoặc hạ thấp vòi phun để
khi chất lỏng chảy vào chai sẽ bị khuấy động và tạo bọt.
+ Chia lam hai giai đoạn. Giai đoạn chiết đầy và giai đoạn ổn định rượu để giảm hiện
tượng sủi bọt.
1.2.2. Sự nhỏ giọt của chất lỏng tại vòi rót.
Khi các chi tiết bị mòn, van đóng mở vòi rót không kín hoặc chất lỏng bám trên vòi sau
khi chiết gây ra sự nhỏ giọt gây lãng phí.
Cách khắc phục là thiết kế thêm vòi hút chân không trên vòi rót, nó sẽ hút chất lỏng
đưa về bể chứa.
1.3.Phân tích lựa chọn phương án cho cụm chiết.
1.3.1. Nguyên lý chiết rót chất lỏng
Tùy theo tính chất vật lý và thành phần của chất lỏng mà ta sử dụng các phương pháp
chiết rót khác nhau. Chất lỏng ở đây bao gồm: dầu nhờn, các loại nước giải khát có gas và
không có gas, các loại hóa chất, các loại dược phẩm…
3

Đối với chất lỏng có độ nhớt nhỏ, trọng lượng riêng từ 0,9 đến 1 g/cm thì có thể dùng
các cơ cấu chiết rót mà trong đó chất lỏng chảy vào chai, bình dưới tác dụng của trọng
lượng bản thân chất lỏng hay tác dụng của trọng lực.
Đối với chất lỏng có độ nhớt cao như dầu nhờn, các hỗn hợp nhão… thì không thể chiết
rót dựa trên tác dụng của trọng lực. Do chất lỏng có độ nhớt cao sẽ tạo ma sát với thành vòi
chiết làm cho chất lỏng khó chảy trong vòi chiết, do đó ta phải dùng lực cưỡng bức để ép
chất lỏng chảy vào chai, bình theo mong muốn. Phương pháp này thường sử dụng bơm,
piston xilanh…


Đối với chất lỏng dễ tạo bọt thì ta sử dụng các phương pháp chiết có bố trí vòi rót thích
hợp, cấu tạo vòi chiết làm sao để đưa bọt trở về lại bồn chứa…
Đối với các chất lỏng có gas/khí như : bia, nước giải khát có gas, các loại rượu có gas…
thì phải rót dưới áp suất áp suất cao để giảm tổn thất khí và tránh bọt.
Đối với các chất lỏng thực phẩm như nước ép hoa quả… thì nên rót dưới chân không để
làm giảm lượng khí Oxi trên bề mặt chất lỏng, bảo quản được lâu.
1.3.2. Các kiểu cơ cấu chiết rót.
1.3.2.1.Cơ cấu chiết kiểu van xoay
a. Cấu tạo:
Đây là kiểu rót đơn giản nhất, gồm bình lường 2, van ba chiều 3, ống 1, ống nối 4 để
nạp đầy bình lường và ống 5 để rót thể tích đã định vào chai
1

2

3

h

4

5

Hình 2.2 Cơ cấu chiết kiểu van xoay