Đồ án Thiết kế hệ thống 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

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 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: 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

doc102 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 15/05/2013 | Lượt xem: 1707 | Lượt tải: 17download
Tóm tắt tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống 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, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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 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. 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 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2 LỜI CẢM ƠN 3 DANH MỤC BẢNG BIỂU 6 DANH MỤC HÌNH VẼ 7 LỜI NÓI ĐẦU 8 CHƯƠNG I 10 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 10 1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội. 11 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 CHƯƠNG II 40 TỔNG QUAN VỀ WINCC 40 2.1.Khái niệm chung 40 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 77 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. 77 3.1. Yêu cầu công nghệ. 77 3.1.1.Công nghệ chiết chai và dập nắp(Giao diện 1). 78 3.1.2.Công nghệ đóng keg bia. 78 3.2. Chương trình điều khiển. 82 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 76 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 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 81 Hình 3.3: Tay kẹp chai 82 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 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 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: 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.  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.  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  Hình 1.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia Thuyết minh Nghiền malt: - 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 100BX - 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: + Độ ẩm w= 14 - 14.5% + Từ 1kg gạo thu nhận được 8.51 dung dịch đường 10 - 10.50Bx - 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 -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 ( và -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 -amylaza. Nâng nhiệt độ lên 75oC, giữ 30 phút để -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 78oC, 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 75oC. Tiến hành rửa 3 lần, mỗi lần 4m3 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.        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%  axit đắng). Lần cuối cùng 5 phút trước khi kết thúc, bổ sung 1 kg hoa viên (10%  axit đắng) và 1,2 kg hoa viên (10%  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. - 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 28oC, nước ra ở 2-4oC. Nhiệt độ glycol vào -5 đến -2oC, ra ở nhiệt độ 5-7oC.        Làm lạnh dịch đường: dịch vào ở 70-75oC, dịch ra đối với bia Hà Nội là 9,5oC, đối với bia hơi là 14oC. Bão hòa O2 cho dịch đường - Mục đích Vì dịch đường mất hầu hết O2 trong quá trình chế biến nhiệt nên ta cần bổ sung O2 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/cm2       + 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 5m3/h) Lên men - Tìm hiểu chung về quá trình lên men của nhà máy 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, CO2 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 CO2 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 150m3 nhận 6 mẻ nấu, tank 97m3 nhận 4 mẻ nấu. Với tank 150m3 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 78oC và 1l H3PO4 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 10oC, kết thúc 10,5oC + Lên men chính Dich đường sau khi làm lạnh nhanh và bão hòa O2 được bơm vào tank lên men. Cho thêm enzim Maturex E4 để ngăn ngừa sự tạo thành diaxetyl. Đặt áp lực tank lên men 0,2-0,3at, nhiệt độ 10,5oC. 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 5oC, thời gian
Luận văn liên quan