Nghiên cứu, xây dựng hệ thống điều khiển để nâng cao chất lượng hệ thống nấu của nhà máy bia hạ long
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.36 MB, 129 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT
------------------------------------
PHẠM VĂN QUANG
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN
ðỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG NẤU
CỦA NHÀ MÁY BIA - HẠ LONG
Chun nghành
Mã số
: Tự động hóa
: 60.52.60
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS ðÀO VĂN TÂN
Hà Nội – 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT
------------------------------------
PHẠM VĂN QUANG
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN
ðỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG NẤU
CỦA NHÀ MÁY BIA - HẠ LONG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2011
-1-
LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan luận văn cao học này là cơng trình nghiên cứu của riêng cá
nhân tơi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS ðào Văn Tân. Nội dung luận văn hồn
tồn phù hợp với tên đề tài ñược ñăng ký, phê duyệt theo quyết ñịnh của Hiệu
trưởng trường ðại học Mỏ ðịa Chất và chưa được cơng bố trong bất kỳ cơng trình
khoa học nào. Các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng ñã ñược
nêu trong phần tài liệu tham khảo.
Hà Nội, ngày …tháng … năm 2011
Học viên
Phạm Văn Quang
-2-
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan ................................................................................................. 1
Mục lục ......................................................................................................... 2
Danh mục các chữ viết tắt.............................................................................. 4
Danh mục hình vẽ.......................................................................................... 5
Mở đầu .......................................................................................................... 7
Chương 1: Tổng quan cơng nghệ sản xuất bia của nhà máy bia Hạ Long .......... 9
1.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia .................................................................. 9
1.2 Hệ thống ñiều khiển và lựa chọn thiết bị ................................................. 11
1.2.1 Hệ thống ñiều khiển ..................................................................... 11
1.2.2 Lựa chọn thiết bị ñiều khiển......................................................... 13
1.3 ðánh giá hệ thống ñiều khiển hệ nấu hiện tại của nhà máy bia Hạ Long 14
1.3.1 Ưu ñiểm ....................................................................................... 14
1.3.2 Nhược ñiểm ................................................................................. 14
Chương 2: Hệ nấu trong nhà máy bia Hạ Long................................................... 15
2.1 Yêu cầu và sơ đồ cơng nghệ ................................................................... 15
2.1.1 Các q trình cơ bản của hệ nấu................................................... 15
2.1.2 Sơ đồ cơng nghệ hệ nấu bia – nhà máy bia Hạ Long .................... 18
2.1.3 Cảm biến và thiết bị ño ................................................................ 23
2.2 Giải pháp và lập trình hệ thống nấu bia................................................... 24
2.2.1 Giải pháp ..................................................................................... 24
2.2.2 Lập trình ...................................................................................... 27
Chương 3: Tích hợp hệ thống ñiều khiển tự ñộng và phần mềm Braumat ứng
dụng trong công nghệ nấu bia chất lượng cao tại nhà máy bia Hạ Long ........... 37
3.1. Tích hợp phần mềm Braumat .................................................................. 37
3.1.1 Phần dành cho người vận hành giám sát....................................... 37
3.1.2 Phần dành cho người quản lý hoặc lập trình điều khiển................ 41
-3-
3.2. Ứng dụng cụ thể vào lập trình hệ nấu trong nhà máy bia Hạ Long ........... 47
3.2.1 Nồi nấu gạo.................................................................................. 47
3.2.2 Nồi nấu Malt................................................................................ 49
3.2.3 Nồi lọc bã .................................................................................... 51
3.2.4 Nồi sơi hoa................................................................................... 56
3.2.5 Nồi lắng xốy............................................................................... 61
3.2.6 Hệ thống làm lạnh dịch nha.......................................................... 64
3.3 Kết quả sau khi chạy chương trình............................................................ 66
3.3.1 Giao diện nồi gạo – nồi Malt........................................................ 66
3.3.2 Giao diện nồi lọc bã ..................................................................... 67
3.3.3 Giao diện nồi sôi hoa ................................................................... 68
3.3.4 Giao diện nồi lắng xoáy ............................................................... 69
3.2.5 Giao diện hệ thống làm lạnh dịch nha .......................................... 70
Kết luận ....................................................................................................... 72
Tài liệu tham khảo ...................................................................................... 73
Phụ lục 1...................................................................................................... 74
Phụ lục 2...................................................................................................... 80
Phụ lục 3...................................................................................................... 89
Phụ lục 4...................................................................................................... 95
-4-
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
-
SCADA: Supervisory Control And Data Acquistion - hệ thống giám sát và
thu thập dữ liệu trong công nghiệp.
-
HMI: Human Machine Interface – giao diện người – máy.
-
QTCN - Quá trình cơng nghệ
-
PID – Bộ điều khiển tỉ lệ – tích phân – vi phân.
-
PLC – Bộ điều khiển có khả năng lập trình được.
-
OPC: OLE for Process Control
-
LAN: Mạng cục bộ
-
WAN: Mạng diện rộng
-
DCS – Hệ ñiều khiển phân tán
-
OP – Operator panel
-
MPI: Multi Point Interface
-
DP: Decentralized Periphery
-
Profibus – FMS: Fieldbus Message Specification
-
Profibus – PA: Process Automation
-
CIP: Cleaning In Place
-
IE: Industrial Ethernet
-
PCU: Process Control Unit
-
IOS: Interface Operating Station
-
TBF: Tank bia thành phẩm
-
CCT: Tank lên men
-5-
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1 - Sơ đồ tổng quan các cơng đoạn chính trong nhà máy bia Hạ Long ...... 10
Hình 1.2 - Hệ thống xay nghiền – Malt ................................................................. 11
Hình 1.3 - Sơ đồ khối của quá trình sản xuất tại nhà máy bia Hạ Long ................ 11
Hình 1.4 - Mơ hình tổng quan hệ tự động hóa nấu, lên men của nhà máy.............. 13
Hình 2.1 - Sơ đồ khối ngun lý hoạt động hệ thống nấu bia Hạ Long.................. 17
Hình 2.2 - Sơ đồ chi tiết cơng nghệ nấu ................................................................ 19
Hình 2.3 - Sơ đồ của nồi hồ hóa, nồi đường hóa.................................................... 20
Hình 2.4 - Sơ đồ của nồi lọc bã ............................................................................. 21
Hình 2.5 - Sơ đồ của nồi trung gian ...................................................................... 21
Hình 2.6 - Sơ đồ của nồi sơi hoa ........................................................................... 22
Hình 2.7 - Sơ đồ của nồi lắng xốy ....................................................................... 22
Hình 2.8 - Sơ ñồ hệ thống làm lạnh dịch nha......................................................... 23
Hình 2.9 – Sơ đồ mạch đấu dây tín hiệu vào của đo mức liên tục 4-20mA ............ 25
Hình 2.10 – Sơ đồ mạch đấu dây tín hiệu ra dạng dịng 4-20mA........................... 26
Hình 3.1 - Giao diện chính Main menu ................................................................. 37
Hình 3.2 - Thẻ Process Monitoring ....................................................................... 39
Hình 3.3 - Thẻ Process Supervising ...................................................................... 40
Hình 3.4 - Thẻ Process Archives........................................................................... 40
Hình 3.5 - Mơ hình hoạt động của một ICM ......................................................... 41
Hình 3.6 - Thẻ Programm Service tools ................................................................ 42
Hình 3.7 - Thẻ Engineering tools .......................................................................... 43
Hình 3.8 - Thẻ Administration .............................................................................. 44
Hình 3.9 - Thẻ System diagnostic ......................................................................... 45
Hình 3.10 - Thẻ Process service tools ................................................................... 46
Hình 3.11- Vị trí nồi nấu gạo trong dây chuyền sản xuất bia ................................. 47
Hình 3.12 - Cơng thức nấu bia tại nồi Gạo ............................................................ 48
Hình 3.13 - Vị trí nồi malt trong dây chuyền sản xuất bia ..................................... 49
-6-
Hình 3.14 - Cơng thức nấu bia tại nồi Malt ........................................................... 50
Hình 3.15 - Vị trí nồi lọc bã trong dây chuyền sản xuất bia................................... 51
Hình 3.16 - Nồi lọc trong hệ nấu bia ..................................................................... 52
Hình 3.17 - Các bước tuần tự cơng nghệ tại nồi lọc............................................... 55
Hình 3.18 - Công thức nồi lọc bã trong dây chuyền sản xuất bia........................... 56
Hình 3.19 - Vị trí nồi sơi hoa trong dây chuyền sản xuất bia ................................. 57
Hình 3.20 - Sơ đồ P&ID nồi sơi hoa ..................................................................... 58
Hình 3.21 - Cơng thức nấu bia nồi sơi hoa ............................................................ 60
Hình 3.22 - Vị trí nồi lắng xốy trong dây chuyền sản xuất bia ............................. 61
Hình 3.23 - Nguyên lý hình thành cặn lắng và sản phẩm lắng xốy....................... 62
Hình 3.24 - Cơng thức nấu bia tại nồi lắng xốy ................................................... 63
Hình 3.25 - Hệ thống làm lạnh nhanh dịch đường ................................................. 64
Hình 3.26 - Nguyên lý trao ñổi nhiệt tại hệ làm lạnh dịch nha............................... 65
Hình 3.27 - Cơng thức nấu bia tại hệ làm lạnh dịch nha ........................................ 65
Hình 3.28 - Giao diện ñiều khiển và giám sát nồi malt – Gạo................................ 66
Hình 3.29 - Giao diện điều khiển và giám sát nồi lọc bã ....................................... 67
Hình 3.30a - ðỉnh của mâm phun nồi sơi hoa lúc chưa sơi.................................... 68
Hình 3.30b - ðỉnh của mâm phun nồi sôi hoa lúc sôi ............................................ 68
Hình 3.31 - Giao diện điều khiển và giám sát nồi sơi hoa...................................... 69
Hình 3.32 - Giao diện điều khiển và giám sát nồi lắng xốy.................................. 69
Hình 3.33 - Giao diện ñiều khiển và giám sát hệ làm lạnh dịch nha ...................... 70
Hình 3.34 – Chạy chương trình giao diện ñiều khiển và giám sát tổng quan ......... 71
-7-
MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của luận văn
Nền kinh tế phát triển có đóng góp quan trọng của nền cơng nghiệp thực
phẩm nói chung và các nhà máy bia, rượu, nước giải khát nói riêng. Với chiến lược
phát triển ngành Bia, rượu, nước giải khát là nâng công suất, tăng năng suất, tiết
giảm năng lượng và ñồng thời vẫn sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao. ðể đáp
ứng ñược chiến lược và nhu cầu sản xuất, vận hành, quản lý của nhà máy Bia, ñiều
tất yếu là phải ñầu tư các thiết bị máy móc hiện ñại. ðặc biệt là thay thế các mơ
hình vận hành, điều khiển bằng tay bởi các mơ hình giám sát, vận hành, ñiều khiển
và quản lý tự ñộng. Hệ thống ñiều khiển tự động các q trình sản xuất mang lại
nhiều lợi ích và hiệu quả kinh tế cho nhà máy Bia. Trong dây chuyền sản xuất bia
thì hệ thống nấu có vai trò quan trọng cho nên học viên lựa chọn ñề tài “Nghiên
cứu, xây dựng hệ thống ñiều khiển ñể nâng cao chất lượng hệ thống nấu của
nhà máy bia – Hạ Long”.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Phần mềm cơng nghiệp hiện nay đang phát triển ồ ạt, nó được lập trình từ
những cá nhân riêng lẻ trong nhiều cơng ty lĩnh vực tích hợp tự động hóa. Do vậy
các phần mềm này thiếu tính chuyên nghiệp, thiếu khả năng thích ứng với thực tiễn
sản xuất, chưa đáp ứng ñược yêu cầu của thực tế sản xuất. Mặt khác, các phần mềm
chuyên dụng như Cemat, Braumat, … thì có sử dụng, nhưng lại do các chun gia
nước ngồi lập trình trong các dây chuyền đồng bộ.
3. ðối tượng nghiên cứu
Tác giả nghiên cứu hệ thống ñiều khiển tự ñộng hóa của dây chuyền sản xuất
bia Hạ Long, ñặc biệt tập trung vào hệ thống nấu bia. Ở hệ thống nấu có nhiều thiết
bị đo như đo lưu lượng, ño áp suất, nhiệt ñộ, ño mức, ño ñộ dẫn ñiện, …Các thiết bị
chấp hành như van, ñộng cơ, …
4. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn này dựa trên kinh nghiệm làm thực tế với phần mềm chuyên dụng
trong nhà máy Bia là Braumat với S7-400 của Siemens, ñây là phần mềm mã nguồn
-8-
mở của hãng Siemens. Phần mềm Braumat ñược người nước ngồi tích hợp cho
nhiều nhà máy bia ở Việt Nam, với nhà máy bia Hạ Long dùng phần mềm Braumat
do nhân lực trong nước tham gia lập trình tích hợp hệ thống.
5. Nội dung nghiên cứu
ðánh giá về hệ thống ñiều khiển hiện tại của nhà máy bia Hạ Long.
Thiết kế hệ thống ñiều khiển và giám sát hệ nấu bia trong dây chuyền sản
xuất bia của nhà máy bằng phần mềm Braumat cùng với S7-400 của Siemens.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nắm vững công nghệ sản xuất bia hiện ñại ñặc biệt sử dụng phần mềm mới
ñể cán bộ kỹ thuật của tỉnh Quảng Ninh có thể ñiều khiển, sửa chữa, thay thế khi
cần thiết mà không phải mời chuyên gia nước ngoài.
Với kinh nghiệm làm việc về hệ thống điều khiển đã tích hợp thành cơng
phần mềm Braumat vào nhà máy bia Hạ Long. Braumat mang ñến những tính ưu
việt của các hệ thống ñiều khiển tự động hóa q trình sản xuất, việc thực hiện đúng
quy trình cơng nghệ, đảm bảo chất lượng sản phẩm ñầu ra ổn ñịnh trong nhà máy
bia Hạ Long ñã mang lại lợi ích cho nhà máy và nhân lực trong nước lại làm chủ
được kỹ thuật tự động hóa.
7. Cấu trúc luận văn
Luận văn bao gồm 03 chương và 04 phụ lục. Trong đó:
Chương 1: Tổng quan cơng nghệ sản xuất bia của nhà máy bia Hạ Long.
Chương 2: Hệ thống nấu trong nhà máy bia Hạ Long
Chương 3: Tích hợp hệ thống điều khiển tự động và phần mềm Braumat ứng
dụng trong công nghệ nấu bia chất lượng cao tại nhà máy bia Hạ Long.
-9-
Chương 1
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA
NHÀ MÁY BIA HẠ LONG
1.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bia của nhà máy bia Hạ Long
Nhà máy bia Hạ Long với cơng suất 50 triệu lít/năm đặt tại xã ðơng Mai,
Huyện Yên Hưng, tỉnh Quảng Ninh, thuộc hệ thống các nhà máy bia của Công
ty Cổ phần bia Hạ Long, ñược khởi công xây dựng từ tháng 1 năm 2007, cho
ñến nay ñã ñi vào hoạt ñộng và ñưa sản phẩm ra thị trường. Nhà máy ñược xây
dựng bởi tổng thầu là Tổng cơng ty Cơ nhiệt điện lạnh Bách Khoa POLYCO
kết hợp với nhà tích hợp hệ thống tự động hố là Cơng ty Cơ điện đo lường tự
động hố DKNEC.
ðây là nhà máy được hồn thiện bằng nội lực của các đơn vị trong nước với
cơng nghệ hiện ñại, mức ñộ tự ñộng hoá cao, các thiết bị sử dụng là các thiết bị của
các hãng có uy tín trên thế giới trong lĩnh vực thực phẩm.
Việc áp dụng các cơng nghệ mới vào xây dựng lắp đặt dây chuyền ñã ñược
các kỹ sư Việt Nam thực hiện trên tiêu chí học hỏi các cơng nghệ tiên tiến trên thế
giới trong sản xuất ñồng thời áp dụng các phương pháp ñiều khiển hiện ñại vào dây
chuyền sản xuất ñể vừa ñảm bảo ñược khả năng sản xuất ra các sản phẩm bia có
chất lượng cao vừa tiết kiệm được chi phí cho nhà máy.
Q trình sản xuất bia là phức tạp và dao ñộng một cách ñáng kể giữa các
nhà sản xuất, nhưng các cơng đoạn cơ bản khơng thể thiếu thì có thể được đơn giản
hóa. Dưới đây là các cơng đoạn chính trong nhà máy bia Hạ Long:
Quá trình xay nghiền nấu bao gồm một số cơng đoạn làm sạch và xay malt,
xay ngun liệu phụ (gạo), thủy phân protein và đường hóa tinh bột trong malt và
trong nguyên liệu phụ (gạo), lọc dung dịch cách ly ở nồi lọc, đun sơi dung dịch với
hoa huplơng ở nồi đun sơi, làm trong bia ở thùng lắng xoáy và làm lạnh nước nha ở
hệ thống làm lạnh dịch nha nhanh.
-10-
Hình 1.1 - Sơ đồ tống quan các cơng đoạn chính trong nhà máy bia Hạ Long
Sau khi làm lạnh xuống nhiệt ñộ cần thiết, dịch nha sẽ ñược chuyển vào tank
lên men. Ở đó dịch nha được lên men chính, q trình lên men chính phụ thuộc vào
cơng nghệ và chủng loại, ñời men của mỗi nhà máy bia. Sau khi lên men chính dịch
nha bây giờ gọi là bia non. Bia non sẽ chuyển ñi lọc thành bia trong thành phẩm và
quay về chứa trong tank thành phẩm và sau đó được vận chuyển đi chiết chai hoặc
chiết bia lon, hay chiết Keg bia tươi hoặc bia hơi rồi tiêu thụ.
Nhà máy bia Hạ Long bao gồm các hệ thống chứa và xử lý nguyên liệu có 2
silo chứa Malt, 1 silo chứa gạo.
Hệ thống nhập nguyên liệu gồm các vít tải, gầu tải, máy hút bụi, máy tách
đá, máy tách sạn, hệ thống cân,.. như hình 1.2 và phụ lục 1.
M
-11-
GS
4KW; 148v/p
GS
GSC
7.5kw
3KW; 97v/p
M
M
3KW; 97v/p
LSH
LSH
khÝ nÐn
GS
GS
GS
DN150
0.37kw; 50v/p
GS
LSH
pid-09-01
5 tÊn/h
silo
Malt 1
50 tÊn
silo
Malt 2
50 tấn
LSL
LSL
LSH
cân
Làm sạch
2x0.3kw
wi wet
Nam châm
LSH
M
Tách đá
0.3kw
3KW; 68v/p
malt đợc lấy từ contener
hoặc từ bao
Phễu nhập nguyên liệu
LSH
GS
Malt lót
GS
LSH
M
GS
GS
GS
GS
3KW; 68v/p
SS
SE
SS
SS
SE
SE
M
0,37KW; 36v/p
DN40
Máy nghiền
Malt khô
DN65
....KW; ....v/p
LSL
DN40
DN65
Pump 1
1.5kw
15m3/h
10 wc
Hình 1.2 - Hệ thống xay nghiền – Malt
1.2 Hệ thống ñiều khiển và lựa chọn thiết bị ñiều khiển
1.2.1 Hệ thống ñiều khiển
Hình 1.3 - Sơ ñồ khối của quá trình sản xuất tại nhà máy bia Hạ Long
Nhà máy bia Hạ Long ñược chia thành 13 hệ nhỏ, mỗi hệ là một bộ điều
khiển riêng. Ví dụ như hệ xử lý nước thải, hệ xử lý nước sạch, các hệ chiết
dùng bộ ñiều khiển S7-300 của Siemens, trong khi đó hệ khí nén, hệ lị hơi, hệ
lạnh, hệ phân phối ñiện nguồn dùng bộ ñiều khiển S7-200 còn các hệ xay
-12-
nghiền, nấu, lên men, vệ sinh công nghiệp (CIP) do u cầu cơng nghệ phức
tạp nên dùng bộ điều khiển S7-400 của hãng Siemens. Trong đó hệ xử lý
ngun liệu, hệ nấu, hệ lên men, lọc, thành phẩm và CIP ñược kết nối với nhau
qua mạng công nghiệp ñể ñiều khiển giám sát tại phịng điều hành trung tâm,
cịn các hệ khác ñiều khiển cục bộ tại hiện trường. Các hệ trong nhà máy bia có
thể mơ tả như hình khối như hình 1.3.
Hệ thống xay nghiền, nấu, lên men, lọc và CIP có khoảng 600 van, 90
động cơ, 30 ñầu Analog Output và 100 ñầu Analog Input cùng với nhiều tín hiệu
Digital của báo mức rơle, báo dịng chảy, báo lưu lượng,… ta chọn hệ thống ñiều
khiển Braumat với thiết bị ñiều khiển là 2 CPU 416-3DP, cùng 10 modul vào ra
phân tán ET200M ñặt ở hiện trường ñể thu thập tín hiệu và điều khiển các thiết
bị chấp hành. Hệ thống ñược chia thành 2 mạng Profibus mỗi mạng do một CPU
416-3DP quản lý, mạng thứ nhất là quản lý nhà xay nghiền, nhà nấu, nước nấu
và CIP nấu. Mạng thứ hai quản lý nhà men, hệ thống CIP trung tâm cho men,
lọc, chiết. Cả hai mạng này cùng được hai CPU 416-3DP giám sát nhờ lập trình
giao tiếp giữa 2 CPU 416-3DP.
Mạng máy tính điều khiển, giám sát bao gồm 3 máy tính trong đó 1 máy là
Server, 1 máy là Server Redundant và 1 máy Client. Cả 3 máy ñiều cài ñặt phần
mềm Braumat V5.3 của Siemens. Cả 3 máy tính và 2 CPU 416-3DP đều ñược kết
nối với nhau qua mạng Industrial Ethernet. Hệ thống mạng có dự phịng server cho
HMI, trong 3 máy tính thì có 1 máy làm server, một máy dự phịng cho máy server
và một máy Client sẽ truy xuất vào dữ liệu của máy ñang làm server trong hệ thống
ñể lấy dữ liệu hiển thị và điều khiển. Thơng thường cả 3 máy tính đều hoạt động
giám sát, điều khiển tương đương nhau. Khi có sự cố về server thì mạng Braumat tự
ñộng chuyển ñổi máy server sang trang thái Stand by cịn máy dự phịng sẽ được
chuyển từ trạng thái Stand by sang chế ñộ Active làm Server. Cùng lúc đó máy
Client cũng chuyển đổi đường dẫn truy xuất dữ liệu sang máy làm server mới và
hoạt ñộng như bình thường.
-13-
Hình 1.4 – Mơ hình tổng quan hệ tự động hóa nấu, lên men của nhà máy
1.2.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển
• Phần mềm và phần cứng hệ thống
BRAUMAT Server/Redundant – Máy chủ/Máy dự phịng
Thiết bị điều khiển và thiết bị ño: xem trang 92 ñến trang 101 ở phụ lục 2.
-14-
1.3 ðánh giá hệ thống ñiều khiển hệ nấu hiện tại của nhà máy bia Hạ Long
1.3.1 Ưu ñiểm
- Các mẻ nấu được sản xuất theo cùng quy trình cơng nghệ với đầy đủ các thơng
số cơng nghệ giống nhau ở tất cả các mẻ nhờ sử dụng công thức nấu chung (Recipe).
- Giao diện tương tác giữa người vận hành và hệ thống trực quan, thân thiện,
dễ sử dụng.
- Các cơng cụ giúp người bảo trì bảo dưỡng hệ thống thuận tiện, giám sát số
lần đóng mở các động cơ, thời gian hoạt ñộng của ñộng cơ, thiết bị ñể ñưa ra thông
báo ñến thời hạn bảo dưỡng thiết bị để người quản lý thiết bị chủ động cơng việc.
- Cơng cụ giám sát của người quản lý đối với các thao tác, tác vụ của những
người vận hành sản xuất giúp cho người quản lý nắm bắt ñược những thay ñổi của
chất lượng sản phẩm ñể kịp thời ñiều chỉnh cũng như làm cho những người vận
hành chuyên nghiệp hơn.
1.3.2 Nhược điểm
- Các cụm cơng nghệ đang vận hành rời rạc: các hệ thống ñiều khiển ñang ñi
theo từng cụm máy móc thiết bị mà chưa có một hệ thống giám sát tổng hợp. Hệ
này sẽ thu thập tín hiệu, kết nối với tất cả các hệ thống trong nhà máy bia đưa về
trung tâm.
- Một số tính năng phần mềm có thể đáp ứng tốt hơn cho sản xuất nhưng các
thiết bị ñiều khiển hoặc thiết bị ño chưa có hoặc có nhưng chức năng chưa ñủ để
đáp ứng cơng nghệ tự động hồn tồn.
-15-
Chương 2
HỆ THỐNG NẤU TRONG NHÀ MÁY BIA HẠ LONG
2.1 u cầu cơng nghệ
2.1.1 Các q trình cơ bản của hệ nấu
Nhà máy bia có các hệ thống chính sau: hệ thống nấu, cấp nhiệt, cấp lạnh,
lên men, bảo quản, vệ sinh, thanh trùng thiết bị (CIP), thu hồi CO2, chứa ngun
liệu, cấp nước sản xuất, xử lý nước, đóng chai... Do khn khổ của đề tài nghiên
cứu, ở đây ñề tài chỉ xét các vấn ñề của hệ thống dây chuyền Nấu bia - một khâu rất
quan trọng trong dây chuyền sản xuất.
ðối với một nhà máy bia, dây chuyền, đóng vai trị quyết định đến nồng độ
các chất dinh dưỡng, ñến ñộ trong, màu, hương vị và khả năng tạo bọt cho bia thành
phẩm. Nhiệm vụ của nó là nhận ñầu vào là gạo và malt nguyên liệu ñã qua xử lý
làm sạch, biến ñổi hoá lý và phối trộn ñể cuối cùng ñưa ra dịch ñường lạnh ñã ñạt
ñược các chỉ tiêu cần thiết về ñộ ñường và lượng các chất hồ tan được chuyển từ
một lượng nguyên liệu nhất ñịnh vào nước nha. Dịch ñường này ñược bơm ñưa
sang các tank lên men ñể chuẩn bị cấy giống nấm men.
Hệ thống nấu có các thiết bị chính sau: nồi hồ hố, nồi đường hố, nồi lọc,
nồi húp lơng, thùng lắng xốy và các thiết bị phụ trợ...nguyên lý hoạt ñộng như sau:
Malt ñược nghiền thành bột sau đó hồ trộn với nước theo tỷ lệ nhất ñịnh
và ngâm ủ theo yêu cầu của công nghệ sản xuất. Gạo nghiền thành bột được
chuyển đến nồi hồ hố. Tại đây bột được hồ trộn với nước và ngâm ủ trong
nồi. Sau đó được cấp nhiệt để phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo ñiều kiện
biến chúng thành trạng thái hoà tan trong dung dịch. Kết thúc q trình hồ hố,
cháo được bơm chuyển sang hồ trộn với malt. Tại nồi đường hố, malt được
trộn đều với cháo sau đó được ủ và gia nhiệt, mục đích để chuyển các chất
khơng hồ tan trong malt và những chất hồ tan trong tinh bột, tạo thành
đường, các axít amin và những chất hồ tan khác. Sau đó dịch được bơm đi lọc
thơ tại nồi lọc. Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn
-16-
hợp ñể tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình cơng nghệ, cịn pha rắn - phế
liệu sẽ được loại bỏ ra ngồi. Trong q trình này, nước được thêm vào có tác
dụng rửa bã, đồng thời để bù lại tổn thất do bay hơi trong khi nấu. Quá trình lọc
hồn thành, dịch được chuyển sang nồi houblon. Ở nồi houblon hoá, người ta
cấp nhiệt nấu dịch sau khi ñã ñược trộn với hoa houblon trong thời gian khoảng
1h ở nhiệt độ 100 0C đến 1050 C. Mục đích của q trình houblon là tạo cho bia
thành phẩm có vị ñắng, hương thơm và khả năng tạo bọt. Sau q trình houblon
hố, dịch được chuyển sang thùng lắng xốy ñể tiếp tục lọc lần cuối bằng
phương pháp ly tâm. Kết thúc q trình lọc ở thùng lắng xốy, dịch ñược bơm
chuyển ñến thiết bị làm lạnh nhanh, sau ñó được sục khí vơ trùng và trộn với
men giống rồi chuyển đến các tank lên men, thực hiện q trình lên men.
Nồi nấu gạo ( hồ hoá): Nồi hồ hoá có nhiệm vụ ủ và gia nhiệt cho dung dịch
bột gạo để nấu thành cháo, mục đích là nhằm phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo
ñiều kiện biến tinh bột thành trạng thái hoà tan trong dung dịch.
Nồi nấu malt (đường hố): Thực hiện q trình ngâm ủ malt và dịch cháo,
hỗn hợp này sẽ thuỷ phân dịch thành đường maltoza và các dextrin bậc thấp. Sau đó
tạo ra một lượng ñường glucoza.
Nồi lọc bã: Nồi lọc bã có nhiệm vụ lọc thơ dịch đường, nhằm loại bỏ bã
ngun liệu và tạo cho dịch đường có được độ trong theo yêu cầu công nghệ trước
khi chuyển sang thực hiện q trình húp lơng hố (nồi sơi hoa).
Nồi trung gian: nơi chứa dịch bia sau nồi lọc bã trước khi vào nồi đun sơi,
được sử dụng khi các mẻ nấu bị dồn nhau tại nồi đun sơi.
Nồi sơi hoa (houblon): Nồi houblon có nhiệm vụ gia nhiệt cho dịch đến
nhiệt độ sơi, đây là q trình houblon hố dịch ñường sau khi ñược trộn hoa
houblon. Mục ñích của quá trình houblon là tạo cho bia thành phẩm có vị ñắng,
hương thơm và kết tủa protein khả kết làm tăng khả năng giữ và tạo bọt cho bia.
-17-
Hình 2.1 - Sơ đồ khối ngun lý hoạt động hệ thống nấu nhà máy bia Hạ Long
Thùng lắng xoáy: thùng lắng xốy là thiết bị tách cặn nóng của dịch hèm
trước khi ñi làm lạnh nhanh ñể ñưa ñến tank lên men.
Hệ thống cấp nhiệt: ðể thực hiện quá trình nấu nguyên liệu, thanh trùng
thiết bị và hệ thống cung cấp nước nóng cần phải có hệ thống cấp nhiệt. Nhiệt cấp
cho các thiết bị ñược sản xuất từ nồi hơi. Tuỳ theo từng nhà máy, nồi hơi có thể sử
dụng nhiên liệu ñốt là chất rắn, lỏng hay khí.
-18-
Hệ thống vệ sinh, thanh trùng thiết bị (CIP): Hệ thống CIP có nhiệm vụ
làm sạch và khử trùng các thiết bị để đảm bảo vệ sinh an tồn trong q trình sản
xuất. Hệ thống CIP thường có: bình chứa dung dịch xút lỗng, bình axít lỗng, bình
chứa nước nóng.
2.1.2 Sơ đồ cơng nghệ hệ Nấu bia – nhà máy bia Hạ Long
Sơ đồ cơng nghệ chi tiết hệ thống Nấu của nhà máy bia Hạ Long trên hình 2.2.
Trong ñó:
1 – Khu vực xử lý và vận chuyển nguyên liệu (Malt – Rice Handling)
2 – Hệ thống nghiền Malt ướt (Variomill)
3 – Nồi hồ hoá (Rice cooker)
4 – Nồi ñường hoá (Mash Tun)
5 – Nồi bã malt (Lauter tun)
6 – Nồi trung gian (Holding vessel)
7 – Nồi houblon hoá hay nồi sơi hoa (Wort kettle)
8 – Nồi lắng xốy (Whirl pool)
9 – Hệ thống lạnh nhanh (Wort cooler)
10 – Tank ñệm chứa bã thải (Spend grains silo)
11 – Hệ thống CIP rửa cho dây chuyền Nấu (CIP plant Brewhouse)
12 – Hệ thống nước nóng lạnh cấp cho dây chuyền Nấu (Brew water supply plant).
NU ? C L? NH
1
Ph ễu nh ập nguyên liệu
hoặc từ bao
malt đ ợc lấy từ contener
le
spent grain hopper
1.1 kw
lsL
DN50
le
DN150
lsh
DN50
AIR SCREW
M
GS
GS
SE
SS
GS
5 tÊn/h
P OW ER MILL
R100 - M ALT
R100 - M ALT
C IP - VARIOMILK
L SH
L SL
si lo
Malt 2
50 tÊn
L SL
si lo
Malt 1
L SH
DN250
0.37kw; 50v/p
50 tÊn
3K W; 68v/p
M
GSC
GSC
4l
k hÝ n Ðn
LSH
GS
GS
3KW; 97v/p
pid-09 -0 1
GS
GS
SE
SS
7.5kw
0 .3 kw
Tá ch đá
Na m c hâ m
2 x0 3. kw
L àm s ạch
80C
WARM
WATER
CONDENS ATE
S TE AM
PID-02-01
Nứơ c 25 C
pha b?t g?o
DN25
DN50
DN5 0
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
1
DN20
4l
2
D N25
3
3K W; 97v/p
GS
GS
SE
SS
GS
L SH
LS H
cân
DN65
M alt khô
M áy n ghiền
3KW ; 68v/p
M
wi wet
GS
P hễu n hập nguyên liệu
hoặc từ bao
gạo đ ợc lấy từ contener
F LO U RE M ALT FR O M VARIOMILL - 80 - SS
10
4KW ; 148v /p
GS
VARIOMILL
DN40
Mal t lãt
LSH
DN25
gc
5
SE
SS
GS
10 wc
15m3/h
Pump1
1.5 kw
DN65
.... KW; ....v /p
DN4 0
5 tÊ n/h
GS
M 0 ,37 KW; 36 v/p
GS
GS
Tsh
3KW ; 147v /p
hea t
DN40
4
6
ls l30 2
lt30 2
7
L SL
si lo
G¹o
30 tÊn
LSH
8
DN25
tic
tet
DN150
0.37kw; 50v/p
2,2KW; 68v/p
M
sc
a 3 02
DN50
DN50
2.2kw; 997v p
/
pid-09 -0 1
k hÝ n Ðn
L SH
F QI
FQET
FQI
D N 65
7 5. kw
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
DN50
GS
GS
DN 80
2 x0 3. kw
sc
fs
LSH
1 .1kw
0 3. kw
T ách đá
DN15
sc
qis
LS H
N am ch ©m
Pump 15
11kw
25m3/ h
50m wc
Sc
qet
N −íc + CIP
n gh iỊ n Malt
K hu vùc m¸y
DN50
DN50
D N1 00
p3 01/ 3 02
30 v/ph
m 3 kw
sc
a3 01
5 0 hl
r301
DN25
15 m wc
Pump 16 x4
1. 5kw
24m3/h
D N65
lsl3 01
lt 301
DN50
D N 65
2.2KW; 97v/p
DN10
lsh
SE
SS
GS
GS
LS H
L SL
L SH
let
li
wet wi
DN50
DN65
DN50
DN50
p h c©n
2 2, KW; 6 8v/p
L SH
50 hl
acid
1
GS
GS
DN50
LS H
DN10
lsh
50 h l
causti c
7.5kw
Nåi nÊu g¹o
D N150
0.37kw; 50v/p
K HU NHÀ N?U
CIP håi
pid-0 9-0 1
khÝ nÐn
let
li
DN10
lsh
P ID-02-09
DN 25
DN 50
pv30 1
pt3 01
t i 301
lsh 301
50 h l
O XO NI A
DN25
DN15
DN65
let
li
DN50
DN40
DN65
DN65
DN65
0 .37 kw
5 20l/ h
DN50
DN50
RETU RNA BLE
0 .2kw
15 5l/h
NAO H S TA TION
WATER
COL D
X OÁ Y
C IP håi nåiL ? NG
pid-02-06
nåi hou bl on
CI P h åit õ
pid-02-02
nåi T RUNG GIA N
CI P h åit õ
pid-02-01
g¹o
CI P hå i nå i: ma lt,
D N40
D N65
D N40
D N65
DN65
4 l
4
DN20
gs
DN20
DN50
ADJUNCT
KETTLE
D N 50
BO M ÐU ? C L?P Ð? T DU ? I ÐU? NG ? NG D?N VÀ O
DN 65
DN 100
DN50
DN40
DN40
DN50
DN50
LS H
10 wc
50m 3/h
Pump 3
5.5kw
M¸y n ghiền
Malt
Máy ng hiền gạo
2 tấn/h; 3 7kw
D N 50
D N80
D N 1 00
p30 1
D N15
Làm sạ ch gạ o
2
SE
SS
GS
GS
DN50
10 wc
3 0m3 /h
3 kw
Pump 301
D N1 00
DN 80
p30 2
DN 50
t i 302
D N6 5
lsh3 02
5 hl
NAOH TANK
11
l sl
lsh
DN40
DN25
ti c
Gc
D N40
DN40
DN25
DN 4 0
D N 50
CIP RETURN
MALT
PI D-0 1-01
PI D-0 4-06
NU ? C NÓNG
PI D-0 4-06
N?U BIA
NU ? C
PID -02-09
CIP C?P
PI D-0 1-01
TB L? C B? I
7
d n50
d n25
15m 3/ h
le
le
lsH
GS
GS
GS
CP 306
SC 303
GS
L SL
L SH
PI
PET
PI
PI
P 306.2
4k w
GT
10 mH2O
30 m 3/h
D N1 50
DN50
DN50
PI
l sh306
WIRLPOOL TANK
R306
1 /2"
GS
lsL306
r303
lauter tun
SE E FLUI D REC EIVER
a 3 03. 2 m 1. 5kw; 13. 5v/p
L T3 03
DN50
DN80
PI
GT
t et
t et
GT
t ic
t ic
f ic
PI
gs
DN32
Safe door
DN80
l sl
GT
GS
GS
GS
G ET
DN32
40/ 32
PI
dn40
FT3 03
a 3 03. 1
spa int grai n screw
GI
SC
m 5.5 kw ; 7.1v/ p
DN50
GC
DN80
DN40
f et
PI
10hl
D N 50
A2
CIP
DN 5 0
f ic
3
a 303 .3
A1
DN50
DN 2 0
f et
DN50
DN50
M
GS
0,55kw ; 57v/ p
M 5, 5kw
DN25
DN25
DN40
DN40
DN25
5
d n50
AIR 3m3/mi n 3bar
cip i nter - hopper
c ip up si f ter
cip f rui d receiver
cip under si ft er
cip dra i n va lve
CIP + WATER
RUN
ST EA M - 40 - CS
TET
KhÝ nÐn
PI
Gc
MASH - 100 - SS
D N50
COMPRES SORS
TI
PI
CIP RETURN WORT LINE
PID -02-08
N ø¬c 80 C
PID -02-08
Nø¬ c 25 C
4
DN80
gs
PID-02-09
DN65
DN65
dn40
dn40
dn40
dn40
dn40
dn40
SC
DN10
QET
DN50
A1
DN15
N c rđa
15mH2O
1 2m3/ h
2. 2
SAMPLE MASH - 40 - SS
D N 40
2
8
Fluid R eceiv er
SPEN T GR AING SILO
1/2 "
D N40
D N40
GC
f Qet
fQi c
SAMPLE MASH - 40 - SS
Recicle
Pump 4
p303
QIS
DN10
s ample table
D N 40
D N 50
DN50
D N 80
m 2.2 /4kw
14/28 v/ph
DN10
DN25
70 hl
D N 40
D N4 0
TRÁ NG N ? I
DN 5 0
r 302
DN20
D N50
DN20
C IP VARI OM IL L
DN 2 0
R100 - MALT
D N 15 0
M
M
SC
M
M
M
M
G SO
MAL T SILO
DN65
SC
T et
D N5 0
A2
LE
Let
T ic
LSH
Li c
L SH
sc
P 306.1
4kw
13 m 3/h
30 M h2o
DN65
SC
DN25
DN20
DN40
DN50
VAR IO MILL
DN15
pi d-02-09
CIP H? I
pi d-02-05
XOÁY
N? I L ?NG
8
GI
Gt
pic
pet
GE
CIP SUPP LY
pid-02-08
WATE R SUPPLY
AFTE R FLUID
M
M
SC
S EAL PLUG
WATER
M ASH - 50 - SS
E X CHA NG ER
5
DN40
SC
o
DN50
PI D-0 2-01
GE
Gt
GI
o
r304
12.5m3
DN50
pid-0 2-08
DN50
DN50
DN65
10 mH2O
3kw
40 m3/h
P304
DN50
sc
ti
DN6 5
CP304
LSL304
lt304
DN80
holdi ng v es se l
Thïng chøa
nø¬c 8 0 C
MAST TUN
pid-02-08
Thïng chøa
nø¬c 2 C
6
pid-02-09
cip+water
prerun
D N 80
C IP + N U ? C
DN65
MA SH TUN
DN 5 0
p t3 02
DN 5 0
D N 40
3
DN 5 0
V EN T P I PE
DN 5 0
D N65
2
DN15
T I304
lSH304
DN50
DN65
DN50
pet
pic
1/2"
ti
E306
WORT COLL ER
DN50
DN65 CIP RETURN
GS
DN 65
ti
fqi
fqet
tet
D N50
D N50
D N50
D N50
D N50
D N50
DN25
80°C
PW
25°C
PW
pic
p id -02-06
DN50
of
+zNcl2
caramel
DN40
DN40
gs
6
D N 50
MAIN PI PE LINE
fqic
fqet
OUT PIPE LINE
LAUT ER TUN
CIP
BEWERYHOUSE
A FT E R
S PAY O F SPEN T
G RAIN S IL O
CIP
BEWERYHOUSE
MAIN PIPE LINE
VAR IO MILL
CIP
BEWERYHOUSE
LAUTER TUN
F L UID
RU N W A T E R
CIP
BEWERYHOUSE
D N25
D N50
DN50
DN50
DN50
DN25
DN50
DN25
DN50
DN50
DN50
DN50
DN40
DN50
pi
DN10
DN40
VAR OIMILL
Pum p 9
7.5kw
13 m3 /h
50 M H2O
sc
tet
tic
MASH - 65 - SS
DN50
pet
80° F ROM W ORT
COOLER
W ARM WA TER
9
pi
addit ion
C IP + PW
D N 25
DN 40
DN 50
DN 65
D N 50
D N50
2 tÊ n /h ; 14m
DN 4 0
DN 65
DN 4 0
DN 65
DN 4 0
DN 65
DN50
D N 80
DN3 2
D N 65
DN20
M
D N 65
D N 40
DN40
DN5 0
DN 5 0
DN 5 0
DN5 0
of
+zNcl2
c aramel
HC
4 l
gc
pi
Pic
Pet
t ic
t et
D N 50
DN65
Pic
Pet
DN80
Hình 2.2: Sơ đồ chi tiết hệ thống nấu nhà máy bia Hạ Long
LSH - HIGHT LEVEL SWICHT
LSL - LOW LEVEL SWICHT
TIC - TEMPERATURE SENSOR
FT - FLOW TRANSMITER
PT - PRESSURE TRANSMITER
DN40
DN65
LS
LSH
DN65
DN125
DN125
DN50
DN50
300 hl
SC
20m wc
3kw X 2
30m3/h
Pum p 11
WARM WATER TANK
82 - 850 C
37m wc
DN65
D N 50
DN2 5
(1 D? phòng)
36m3/h
DN80
D N25
DN80
li
let
D N50
DN65
Pump 10
5, 5kw X 4
SC
Fs
Ðè n UV
DN50
D N 50
DN65
Tsh
DN50
HC
DN80
r305
wo rt k e ttle
Thiết bị gia nhiệt
công suÊt 5m3/h
DN40
DN15
pi
gs
DN 25
LT - LEVEL TRANSMITER
DN40
HC
DN15
pi
addit ion
D N 50
D N50
D N5 0
M
DN 5 0
DN5 0
D N5 0
D N5 0
D N5 0
D N5 0
DN 40
DN5 0
F LOUR
DN 50
SUPPLY YEAST/CENTER HOT CIP
DN125
P305
4kw
60 m3/h
10 mH2O
DN80
DN50
DN80
D N 80
300 hl
C OLD WATER TANK
PW
LS
LSH
FREST AIR
li
let
GC
LS
LSH
sc
FPTV305
DN80
14m wc
T IC3 05.1
DN65
li
let
sc
DN50
FT 305
DN25
DN50
D N65
D N65
t et
t ic
ti
pi
sc
ti
8m3/h
15m wc
1, 1kw
Pum p 14
Cip RETURN
DN50
DN50
DN50
13m3/h
ti
DN50
DN50
FS
DN80
DN80
- CONTROL buffly VALVE
- pneumatic buffly VALVE WITH DRAIN LEAK
- pneumatic buffly five way valve din 11850 with three action
- diapharm control buffly valve din 11850
DN50
ICE WAT ER COLLER
DN80
DN40
DN65
DN25
DN65
- diapharm control three way valve din 11850
- diapharm control valve din 11850
D N50
D N50
D N50
DN40
4l
DN80
T IC305.2
1 /2"
- pneumatic buffly valve din 11850
Pet
Pic
DN15
CP305
STAND BY PUMP
DN65
DN65
50m wc
5, 5kw
13m3/ h
Pum p 13
DN25
PT305
M A SH - 80 - SS
- on/off valve din 11850
300 hl
ICE W ATER TANK 2
C0
Pump 12
3kw
30m 3/h
12
DN25
FERME NTATION
CIP RETURN TO CENTER HOT CIP
legend
DN65
DN65
lT305
lSL305
TI305
lSH305
GS
7
D N 40
R100 - RICE
D N50
CIP + WATER
AFTER RUN
2t Ên /h ; 14m
D N1 5
D N 20
D N 50
D N10
D N5 0
ti
DN 80
W ARM WATER
D N50
D N 50
DN 80
D N80
DN 65
DN100
D N4 0
M
DN 65
D N 50
DN 65
M
D N2 0
COND - 50 - CS
D N50
D N8 0
D N65
D N80
D N50
D N 40
D N1 00
DN 40
D N1 0
D N40
D N 40
D N50
D N65
D N1 00
tet
D N 100
ti
STEAM - 80 - CS
D N50
WATER - 40 - SS°
M
D N5 0
M
D N65
PW26°C - 50 - SS
D N4 0
D N40
D N2 0
t et
D N 40
D N40
2° C WATER - 40 - SS°
D N5 0/ 5 0/ 50
t ic
t et
C O N D - 40 - C S
DN 40
S TE A M - 6 5 - C S
HC
DN5 0
FREST AIR - 50 - SS
TO LAUTER
TUN
C N-02-06
T O MAS H
COOLER
pid - 0 8- 01
glycol
pre run
pid - 0 8- 01
glycol
return
pw
from pwt
- MIXER
- LIGHT LAMP
- SPAY BALL
- CHECK VALVE / NON RETURN VALVE
- STEAM TRAP VALVE
-19-
D N 40
-20-
Hoạt ñộng thực tế của mỗi mẻ nấu là tuần tự qua các bước như trong sơ ñồ
trên, mỗi bước ñược thực hiện riêng rẽ tại một nồi chức năng và nhiệm vụ điều
khiển cũng như bài tốn điều khiển tại các bước là khác nhau.
1 – Nồi nấu gạo và nấu malt (hình 2.3)
Nhiệm vụ điều khiển ở đây là điều khiển ổn định nhiệt độ của tồn bộ khối
dịch hỗn hợp của nguyên liệu và nước nấu bám theo một biểu ñồ nhiệt ñộ nấu cho
mỗi loại nguyên liệu gạo hay malt. Biểu ñồ này là khác nhau ñối với mỗi loại bia và
ñối với mỗi công nghệ sản xuất.
Hình 2.3 – Sơ đồ của nồi hồ hóa, nồi đường hóa
2 - Nồi lọc dịch đường (hình 2.4)
Nhiệm vụ ñiều khiển ở ñây là ñiều khiển ổn ñịnh ñộ trong của dịch
ñường sau lọc ñảm bảo ñáp ứng ñược yêu cầu công nghệ ñồng thời phải ñảm
bảo ñược tốc độ lọc là nhanh nhất có thể nhằm tăng năng suất cho nhà máy và
hạn chế việc hạ nhiệt của tồn bộ khối dịch do trong q trình lọc bã malt
khơng có q trình gia nhiệt.
-21-
Hình 2.4 – Sơ đồ nồi lọc bã
3 - Nồi trung gian (hình 2.5)
ðây chỉ là nồi chứa trung gian đóng vai trị chuyển tiếp đối với dịch đường từ nồi
lọc sang nồi sơi hoa và khơng có u cầu nào của cơng nghệ đối với bước này.
Hình 2.5 – Sơ ñồ nồi trung gian
-22-
4 – Nồi sơi hoa (hình 2.6)
Nhiệm vụ điều khiển ở đây là điều khiển cấp hơi bão hồ vào nồi thơng qua
một hệ thống giàn trao đổi nhiệt có kết cấu đặc biệt nhằm làm sơi tồn bộ khối dịch
dẫn ñến bay hơi nước và một số thành phần hố học khơng mong muốn để khối
dịch đạt được độ ñường (Platon), màu và mùi vị theo như yêu cầu của cơng nghệ.
Hình 2.6 – Sơ đồ nồi sơi hoa
5 – Nồi lắng xốy (hình 2.7)
Nhiệm vụ của nồi là lọc đi các cặn bã sản sinh trong q trình sơi hoa theo
phương pháp ly tâm do đó khơng có u cầu cơng nghệ nào đặt ra đối với bước này.
Bài tốn điều khiển ở đây là giám sát mức trong nồi để bảo vệ an tồn cho bơm
Hình 2.7 – Sơ đồ nồi lắng xốy
-23-
6 – Hệ lạnh nhanh (hình 2.8)
Nhiệm vụ điều khiển tại ñây là giám sát nhiệt ñộ của dịch ra khỏi giàn làm
lạnh sau đó quay lại điều khiển tốc ñộ của dịch ñi qua giàn ñể ñảm bảo nhiệt ñộ ñầu
ra của giàn là ñủ lạnh theo yêu cầu cơng nghệ.
Hình 2.8 – Sơ đồ hệ thống làm lạnh dịch nha
2.1.3 Cảm biến và thiết bị ño
Thiết bị chấp hành tại hiện trường hệ thống nhà nấu của nhà máy bia Hạ
Long có các chủng loại thiết bị như sau:
-
Thiết bị báo mức cao, thấp tại các nồi nấu, tank chứa.
-
Thiết bị ño nhiệt ñộ
-
Thiết bị ño lưu lượng
-
Thiết bị ño ñộ ñiện dẫn
