Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Kỹ thuật lạnh công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống, đặc biệt là trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, hóa chất, y học, sinh học và xây dựng. Trong quy trình sản xuất bia quy mô công nghiệp, việc duy trì nhiệt độ nghiêm ngặt tại các công đoạn hồ hóa, nấu hoa, hạ nhiệt nhanh dịch đường, lên men và bảo quản bia là yếu tố quyết định trực tiếp đến chất lượng sản phẩm đầu ra. Nhà máy bia Heineken Việt Nam - Hà Nội là cơ sở sản xuất đồ uống có quy mô lớn, đòi hỏi hệ thống cấp lạnh và tự động hóa vận hành ổn định, chính xác và an toàn. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp tập trung tìm hiểu các hệ thống lạnh công nghiệp nói chung và phân tích cấu trúc, nguyên lý vận hành của hệ thống lạnh tại Nhà máy bia Heineken Việt Nam - Hà Nội.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm các nội dung chính:

  1. Tìm hiểu tổng quan lý thuyết về kỹ thuật lạnh, lịch sử hình thành, các phương pháp làm lạnh nhân tạo và phạm vi ứng dụng trong công nghiệp và đời sống.
  2. Khảo sát toàn diện cơ sở thực tập, bao gồm lịch sử phát triển, quy mô nhà máy, các tiêu chuẩn chất lượng (ISO 9001, ISO 14001, ISO 22000), dây chuyền công nghệ sản xuất bia và các hệ thống phụ trợ (hệ thống cấp nước, xử lý nước, hệ thống thu hồi CO2, hệ thống đóng chai, trạm cấp điện).
  3. Đi sâu phân tích hệ thống lạnh công nghiệp tại nhà máy bia Heineken Hà Nội, làm rõ cấu trúc cụm máy nén NH3, vòng tuần hoàn chất tải lạnh Glycol, thiết bị ngưng tụ, dàn lạnh và van tiết lưu.
  4. Khảo sát và phân tích mạch động lực, mạch điều khiển khởi động sao - tam giác, các mạch bảo vệ an toàn (bảo vệ áp suất dầu, bảo vệ áp suất cao, bảo vệ quá dòng, bảo vệ cấp dịch) và cấu hình điều khiển tự động sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-300.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống lạnh công nghiệp dùng môi chất NH3 và chất tải lạnh Glycol; sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến và mạch điện động lực, điều khiển tự động hóa trạm lạnh.
  • Không gian nghiên cứu: Công ty bia Heineken Việt Nam - Hà Nội, địa chỉ tại Km 15+500, đường 427, Xã Vân Tảo, Huyện Thường Tín, Thành phố Hà Nội.
  • Thời gian thực hiện: Từ ngày 06 tháng 04 năm 2021 đến ngày 03 tháng 07 năm 2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý kỹ thuật nhiệt - lạnh và tự động hóa công nghiệp:

  • Nguyên lý kỹ thuật lạnh: Cơ chế truyền nhiệt, các phương pháp làm lạnh không khí và làm lạnh nhân tạo; chu trình nhiệt động của môi chất lạnh nén hơi sử dụng amoniac (NH3) và R22; truyền nhiệt qua bề mặt trao đổi nhiệt dạng tấm và áo lạnh vỏ bọc; cơ chế tuần hoàn chất tải lạnh thứ cấp (dung dịch Glycol) ở nhiệt độ âm.
  • Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động: Kỹ thuật đóng cắt bảo vệ điện cơ (rơle, công tắc tơ, rơle thời gian, rơle áp suất vi sai); phương pháp khởi động đổi nối sao - tam giác (Y-Δ) nhằm hạn chế dòng khởi động cho động cơ công suất lớn; cấu trúc hệ thống tự động hóa khả trình với PLC họ Siemens SIMATIC S7-300; nguyên lý thu thập tín hiệu và giám sát công nghiệp thông qua giao diện máy tính (SCADA/WinCC).
  • Tiêu chuẩn quản lý sản xuất được áp dụng tại cơ sở khảo sát: ISO 9001:2008 (Hệ thống quản lý chất lượng), ISO 14001:2004 (Hệ thống quản lý môi trường) và ISO 22000:2005 (Hệ thống quản lý an toàn thực phẩm).

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai bao gồm:

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Hệ thống hóa tài liệu chuyên ngành về nhiệt động lực học, máy và thiết bị lạnh công nghiệp, các mạch bảo vệ an toàn máy nén.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Tiếp cận và ghi nhận trực tiếp hoạt động thực tế của dây chuyền công nghệ, trạm máy nén lạnh, hệ thống bơm nước ngầm, hệ thống lọc và dây chuyền đóng gói tại nhà máy bia Heineken Hà Nội.
  • Phương pháp phân tích sơ đồ công nghệ và sơ đồ mạch điện: Bóc tách sơ đồ nguyên lý mạch động lực 380V, mạch điều khiển 24V, các điểm đo lường giám sát cảm biến áp suất, nhiệt độ và các chuỗi liên động bảo vệ máy nén.
  • Phương pháp so sánh kỹ thuật: Đối chiếu hiệu quả vận hành giữa phương pháp làm lạnh gián tiếp (qua chất tải lạnh) và làm lạnh trực tiếp trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế.

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Hồ sơ kỹ thuật, tài liệu thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất và sơ đồ trạm lạnh thực tế tại Nhà máy bia Heineken Việt Nam - Hà Nội.
  • Giáo trình và tài liệu tham khảo chuyên ngành Điện tự động công nghiệp, Kỹ thuật lạnh của Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về Công ty bia Heineken Việt Nam - Hà Nội

Chương đầu tiên trình bày tổng quan về doanh nghiệp, tiêu chuẩn vận hành và quy trình sản xuất thực tế tại nhà máy:

  • Lịch sử hình thành: Nhà máy bia Heineken Hà Nội thành lập năm 1996, diện tích 33 héc-ta tại xã Vân Tảo, huyện Thường Tín, Hà Nội; phân phối các nhãn hiệu bia gồm Heineken, Tiger, Tiger Crystal, Desperados, Biere Larue, Biere Larue Export, BGI và Bivina.
  • Áp dụng các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế: ISO 9001:2008 về quản lý chất lượng, ISO 14001:2004 về quản lý tác động môi trường và ISO 22000:2005 về kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm.
  • Dây chuyền công nghệ sản xuất bia:
    • Công đoạn xay: Máy xay gạo công suất 1,5 tấn/h (động cơ 25 kW); máy xay malt công suất 2,5 tấn/h (động cơ 4 kW). Cửa cấp liệu đóng mở bằng pittông khí nén và cảm biến hành trình vị trí. Văn bản ghi nhận sự cố rò rỉ khí nén đường ống dẫn tới pittông không đóng kín cửa cấp liệu và biện pháp thay thế đường ống.
    • Công đoạn hồ hóa và nấu: Nồi nấu một vỏ có cánh khuấy đáy, bao hơi gia nhiệt, bọc cách nhiệt bằng bông thủy tinh và vỏ ngoài thép không gỉ. Nước 50°C dùng trộn ủ malt, trao đổi nhiệt tại nhiệt độ 100°C.
    • Công đoạn lọc dịch đường: Bồn lọc hai đáy tách dịch đường đục (nước mout) và bã hèm; kết hợp máy lọc khung bản Meura 2001 Hybrid gồm 68 khung và 70 bản (2 bản cố định, 68 bản di động, có đệm cao su và khe cấp khí nén).
    • Nấu hoa và tách cặn: Dịch đường đun sôi với hoa Houblon ở 100°C trong 1 giờ để hòa tan chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol; sau đó chuyển qua bồn xoáy lắng cặn nóng theo nguyên lý lực hướng tâm.
    • Hạ nhiệt nhanh dịch đường: Hệ thống trao đổi nhiệt nhiều ngăn bằng lá thép không gỉ hạ nhiệt độ dịch đường nóng xuống còn 7 - 9°C.
    • Quá trình lên men: Sử dụng men thuần chủng với tỷ lệ men chết dưới 8% đối với bia Tiger và dưới 2 - 3% đối với bia Heineken kết hợp cấp khí oxy (O2). Phân xưởng lên men trang bị 20 bồn (tank) trụ đứng đáy côn (gồm 15 tank dung tích 715 HL, 5 tank dung tích 450 HL) và bổ sung 1 tank dung tích 2400 HL. Thân bồn có 3 áo lạnh bọc ngoài, môi chất tải lạnh là glycol ở nhiệt độ -4°C, van tự động điều chỉnh nhiệt độ dịch men giảm xuống 14°C tạo đối lưu tự nhiên.
    • Lọc trong bia: Sử dụng máy lọc màng Membrane (cấu tử nhỏ hơn 0,5 µm đi qua). Mỗi cụm skid gồm 18 mô-đun chia 2 hàng; mỗi mô-đun chứa 2880 ống lọc dài 0,8 m, đường kính 1,5 µm bằng polymer; hệ thống rửa CIP bằng xút kết hợp ngâm đuổi ngược khi xuất hiện chênh lệch áp suất do nghẽn màng.
    • Dây chuyền đóng gói: Hệ thống đóng chai tự động của hãng KHS, điều khiển qua PLC và máy tính, tốc độ đạt 15.000 chai/h; bên cạnh đó có hệ thống chiết lon và trạm thu hồi CO2.
    • Các hệ thống phụ trợ: Trạm cấp nước gồm 2 bơm lấy nước ngầm, 3 bể chứa (nước ngầm, nước nấu, nước nóng) và 2 bơm cấp nước vệ sinh luân phiên; trạm xử lý nước tích hợp cảm biến áp suất, lưu lượng giám sát qua giao diện WinCC; hệ thống cung cấp điện tổng thể cho toàn nhà máy.

Chương 2: Tìm hiểu các hệ thống lạnh công nghiệp

Chương này tổng kết cơ sở lý thuyết ngành lạnh và khảo sát các ứng dụng kỹ thuật lạnh trong các lĩnh vực kinh tế - kỹ thuật:

  • Lịch sử phát triển và phân loại hệ thống làm lạnh: Phân biệt các phương pháp làm lạnh không khí tự nhiên và phương pháp làm lạnh nhân tạo.
  • Tác động của nhiệt độ thấp lên thực phẩm và yêu cầu nhiệt độ trong các ngành sản xuất:
    • Kẹo socola: 7 ÷ 8°C.
    • Bảo quản rau quả: 10°C.
    • Sản xuất kẹo cao su: 20°C.
    • Phòng đo lường chính xác: 20 ÷ 24°C.
    • Nhà máy dệt: 20 ÷ 32°C.
    • Chế biến thực phẩm: 5 ÷ 10°C.
  • Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong các ngành kỹ thuật chuyên sâu:
    • Kỹ thuật siêu dẫn: Hạ nhiệt độ chất dẫn điện xuống mức siêu thấp để điện trở triệt tiêu về 0, ứng dụng cho máy gia tốc hạt nhân, đệm từ tàu cao tốc.
    • Y tế và sinh học cryo: Bảo quản máu trong tủ lạnh ở 4°C (tối đa vài tuần trước khi xảy ra hiện tượng vỡ hồng cầu/hemolyse); bảo quản xương ghép ở 2 ÷ 4°C (1-2 tuần), -18°C (6 tuần) hoặc -70°C; bảo quản bằng sấy thăng hoa. Kỹ thuật hạ thân nhiệt nhân tạo toàn thân xuống 28°C cho phép dừng tuần hoàn máu trong 8 phút để mổ tim; phương pháp làm lạnh riêng vòng tuần hoàn máu gián tiếp qua nước lạnh cho phép hạ thân nhiệt xuống 13°C với tốc độ làm nguội 1 K/phút, làm ấm lại bằng nước nóng 42°C. Sử dụng nitơ lỏng -196°C phá hủy khối u ác tính. Kỹ thuật lạnh thâm độ (-80 ÷ -196°C) dùng trong lai tạo giống động vật.
    • Kỹ thuật đo lường và thể thao: Ứng dụng quan hệ nhiệt độ - áp suất bay hơi để chế tạo rơle áp suất, cảm biến; so sánh hệ thống làm lạnh sân băng gián tiếp bằng nước muối (-10°C) với làm lạnh trực tiếp bằng NH3 bay hơi ở -10°C.
    • Kỹ thuật xây dựng: Làm mát bê tông khối lớn tại các đập chắn nước nhằm triệt tiêu nhiệt hydrat hóa (250 ÷ 500 kJ/kg xi măng, làm tăng nhiệt độ thêm 20 ÷ 30°C gây nứt do chênh lệch nhiệt độ) bằng cách đặt ngầm ống thép đường kính 25 mm dẫn nước lạnh với tốc độ dòng chảy 0,6 m/s, hoặc phối trộn đá vụn làm lạnh vữa xuống 4°C; kỹ thuật kết đông đất nền yếu và hầm mỏ bằng cọc kết đông ống lồng ống (ống ngoài đường kính 100 mm, ống trong 40 mm) dẫn chất lỏng lạnh từ -20°C đến -40°C.

Chương 3: Phân tích hệ thống lạnh Công ty bia Heineken Việt Nam - Hà Nội

Chương ba tập trung phân tích thực tế hệ thống máy lạnh của nhà máy bia:

  • Cấu trúc hệ thống lạnh: Nhà máy vận hành kết hợp 3 hệ thống lạnh cũ và mới, trong đó 2 hệ thống sử dụng môi chất NH3 và 1 hệ thống sử dụng môi chất R22. Cụm máy nén amoniac trang bị 6 máy nén loại 6KWA.
  • Thiết bị cơ khí và trao đổi nhiệt: Dàn ngưng tụ làm mát bằng nước tuần hoàn kết hợp 2 quạt gió; bơm cấp dịch NH3 lỏng; bình làm mát dầu; bình bay hơi làm lạnh glycol; hệ thống phân phối chất tải lạnh gồm 5 bơm tuần hoàn Glycol hoạt động và 1 bơm dự phòng chuyển glycol lạnh tới các khu vực tiêu thụ sau đó hồi lưu về tank.
  • Mạch điện động lực và điều khiển:
    • Mạch động lực sử dụng nguồn điện 3 pha 380V; động cơ các máy nén khởi động bằng phương pháp đổi nối sao - tam giác (Y-Δ).
    • Mạch điều khiển sử dụng điện áp an toàn 24V thông qua máy biến áp cách ly, kết hợp hệ thống khí cụ đóng cắt rơle - công tắc tơ và rơle thời gian.
    • Trang bị tự động hóa: Sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC Siemens SIMATIC S7-300 (CPU 313C-2 DP) tích hợp trong tủ điều khiển trung tâm để giám sát và vận hành hệ thống.
    • Các mạch bảo vệ an toàn chuyên dụng: Mạch bảo vệ áp suất dầu bôi trơn máy nén, mạch bảo vệ áp suất cao (HP), mạch bảo vệ quá dòng động cơ, mạch cấp dịch tự động và khóa liên động điều khiển quạt dàn lạnh.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống điện và điều khiển trạm máy nén lạnh tại nhà máy bia Heineken Hà Nội được thiết kế đáp ứng các yêu cầu bảo vệ nghiêm ngặt cho thiết bị công suất lớn:

  1. Kiến trúc mạch động lực và điều khiển:
  • Mạch động lực: Cấp nguồn 3 pha 380V/50Hz cho động cơ của 6 máy nén 6KWA, hệ thống bơm nước giải nhiệt, bơm NH3, 2 quạt dàn ngưng và dàn bơm glycol. Động cơ máy nén khởi động qua mạch đổi nối sao - tam giác nhằm hạ thấp dòng khởi động trên lưới điện phân xưởng.
  • Mạch điều khiển: Tách biệt hoàn toàn với mạch động lực qua máy biến áp cách ly hạ áp xuống 24V, nâng cao độ an toàn cho người vận hành và bảo vệ các tiếp điểm điều khiển. Hệ thống điều khiển tích hợp bộ lập trình PLC Siemens S7-300 (CPU 313C-2 DP) nhận tín hiệu từ các cảm biến đo lường và rơle công nghệ.
  1. Cấu trúc các mạch bảo vệ an toàn:
  • Mạch bảo vệ áp suất dầu: Kiểm soát độ chênh lệch áp suất giữa bơm dầu bôi trơn và cacte máy nén thông qua rơle áp suất vi sai dầu, tự động ngắt mạch máy nén khi áp suất dầu bôi trơn giảm dưới ngưỡng cho phép.
  • Mạch bảo vệ áp suất cao: Sử dụng rơle áp suất cao lắp ở đầu đẩy của máy nén. Khi áp suất ngưng tụ vượt ngưỡng an toàn do dàn ngưng tụ kém giải nhiệt hoặc quạt dàn ngưng dừng, mạch điều khiển lập tức ngắt động cơ máy nén.
  • Mạch bảo vệ quá tải / quá dòng: Trang bị các rơle nhiệt và khí cụ bảo vệ dòng điện nhằm ngắt nguồn cấp cho động cơ khi xảy ra sự cố kẹt cơ khí hoặc sụt áp gây quá dòng.
  • Mạch điều khiển cấp dịch và quạt dàn lạnh: Sử dụng van điện từ điều khiển dòng NH3 lỏng cấp vào bình bay hơi và van giảm tải cơ cấu nạp tại đầu máy nén; thiết lập khóa liên động giữa hệ thống bơm môi chất, quạt làm mát và mạch khởi động máy nén.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã tổng hợp các thông số kỹ thuật và đặc tính vận hành của hệ thống thiết bị thực tế tại cơ sở nghiên cứu:

Hạng mục thiết bị / Công đoạn Thông số kỹ thuật ghi nhận trong đồ án
Quy mô mặt bằng nhà máy 33 héc-ta (Km 15+500, đường 427, Thường Tín, Hà Nội)
Máy xay nguyên liệu Máy xay gạo: 1,5 tấn/h (25 kW); Máy xay malt: 2,5 tấn/h (4 kW)
Chế độ nhiệt công đoạn nấu Trộn ủ malt: 50°C; Trao đổi nhiệt hồ hóa: 100°C; Đun sôi hoa Houblon: 100°C (1 giờ)
Thiết bị lọc dịch đường Máy lọc khung bản Meura 2001 Hybrid: 68 khung, 70 bản
Thiết bị làm lạnh dịch đường Dàn trao đổi nhiệt dạng tấm thép không gỉ: hạ nhiệt độ từ 100°C xuống 7 ÷ 9°C
Kiểm soát chủng men Men chết: < 8% (bia Tiger), < 2 ÷ 3% (bia Heineken)
Hệ thống bồn lên men 15 tank 715 HL, 5 tank 450 HL, 1 tank mới 2400 HL; áo lạnh Glycol -4°C; kiểm soát 14°C
Thiết bị lọc màng Membrane Cụm skid gồm 18 mô-đun (chia 2 hàng); mỗi mô-đun có 2880 ống lọc dài 0,8 m, d = 1,5 µm
Tốc độ dây chuyền chiết chai KHS 15.000 chai/giờ (tự động hóa qua PLC và máy tính)
Cấu hình trạm máy nén lạnh 6 máy nén lạnh NH3 kiểu 6KWA; 2 hệ thống môi chất NH3, 1 hệ thống R22
Hệ thống phân phối chất tải lạnh 5 bơm Glycol hoạt động, 1 bơm dự phòng
Thiết bị điều khiển và điện áp Mạch động lực 3 pha 380V; Mạch điều khiển 24V; PLC Siemens S7-300 (CPU 313C-2 DP)

Bên cạnh đó, đồ án so sánh hiệu quả năng lượng giữa phương pháp làm lạnh trực tiếp và gián tiếp đối với ứng dụng tạo băng thể thao:

Tiêu chí so sánh Làm lạnh gián tiếp qua nước muối Làm lạnh trực tiếp bằng NH3
Mức nhiệt độ bay hơi môi chất Nhiệt độ nước muối -10°C, NH3 bay hơi ở -15 ÷ -17°C NH3 bay hơi trực tiếp ở -10°C (cao hơn 5 ÷ 7 K)
Năng lượng tiêu tốn cho máy nén Mức tiêu chuẩn cơ sở Giảm 25% ÷ 35% điện năng tiêu thụ
Năng lượng tiêu tốn cho bơm tuần hoàn Công suất bơm lớn do khối lượng chất lỏng lớn Bơm tuần hoàn môi chất tiêu tốn chỉ 15% ÷ 25%
Độ đồng đều nhiệt độ mặt băng Chênh lệch nhiệt độ vào/ra từ 3 ÷ 4 K Phân bố nhiệt độ đồng đều tại mọi vị trí
Nguy cơ ăn mòn và rã băng Dễ rò rỉ gây han rỉ đường ống, rã băng nền Giảm thiểu nguy cơ ăn mòn đường ống

Đóng góp của đồ án:

  • Phân tích chi tiết quy trình công nghệ sản xuất bia và mối liên kết nhiệt giữa trạm lạnh với các khu vực tiêu thụ lạnh trong nhà máy (hạ nhiệt dịch đường, làm mát bồn lên men).
  • Khảo sát thực tế mạch điện động lực khởi động sao - tam giác và chuỗi bảo vệ liên động của hệ thống máy nén NH3 công nghiệp.
  • Ghi nhận nguyên nhân sự cố kỹ thuật thực tế tại phân xưởng xay nghiền (hở đường ống khí nén van cấp liệu) và biện pháp xử lý.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Đồ án chủ yếu dừng lại ở mức độ khảo sát hiện trạng, mô tả cấu tạo thiết bị cơ học, bóc tách sơ đồ nguyên lý mạch điện và thống kê chức năng phần cứng tủ điều khiển.
  • Do giới hạn thời gian thực tập tốt nghiệp (3 tháng), văn bản chưa trình bày chi tiết chương trình điều khiển logic (mã lệnh/Ladder diagram) trên PLC Siemens S7-300 và chưa phân tích các thuật toán điều khiển nhiệt độ tự động (PID).
  • Chưa cung cấp các bảng tính toán nhiệt nghiệm bền, cân bằng nhiệt chi tiết cho từng máy nén 6KWA và dàn trao đổi nhiệt Glycol.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Đi sâu nghiên cứu lập trình điều khiển tự động hóa trạm máy nén lạnh trên PLC Siemens S7-300 kết hợp thiết kế giao diện điều khiển giám sát SCADA đồng bộ trên máy tính công nghiệp.
  • Xây dựng giải pháp điều khiển tối ưu hóa vận hành luân phiên và điều khiển công suất cụm 6 máy nén lạnh nhằm tiết kiệm điện năng tiêu thụ tại nhà máy.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo cho các đối tượng:

  • Sinh viên chuyên ngành Điện Tự động công nghiệp, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa: Tham khảo phương pháp xây dựng mạch động lực khởi động sao - tam giác cho động cơ máy nén công suất lớn, nguyên lý bố trí mạch điều khiển an toàn 24V cách ly và cấu hình ghép nối PLC S7-300 trong hệ thống thực tế.
  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh và Công nghệ Thực phẩm: Nắm bắt sơ đồ chu trình làm lạnh hai cấp sử dụng môi chất amoniac (NH3) kết hợp chất tải lạnh trung gian Glycol phục vụ các bồn lên men dung tích lớn và dàn trao đổi nhiệt dạng tấm.
  • Kỹ sư vận hành bảo trì cơ điện nhà máy: Tham khảo thông số dây chuyền thiết bị (máy nghiền, máy lọc khung bản Meura, máy lọc màng Membrane, dây chuyền KHS) và quy trình xử lý sự cố thiết bị khí nén, bơm nước ngầm, hệ thống giám sát SCADA/WinCC.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống lạnh tại Nhà máy bia Heineken Việt Nam - Hà Nội sử dụng môi chất lạnh và chất tải lạnh gì? Hệ thống máy nén tại nhà máy vận hành kết hợp 2 hệ thống sử dụng môi chất amoniac (NH3) và 1 hệ thống sử dụng môi chất R22. Để làm lạnh an toàn cho các tank lên men bia, hệ thống sử dụng phương pháp làm lạnh gián tiếp với chất tải lạnh trung gian là dung dịch Glycol được làm lạnh xuống nhiệt độ -4°C.

2. Phân xưởng lên men của nhà máy có bao nhiêu bồn chứa và kiểm soát nhiệt độ như thế nào? Phân xưởng trang bị 20 tank lên men gồm 15 tank dung tích 715 HL, 5 tank dung tích 450 HL và bổ sung 1 tank mới dung tích 2400 HL. Các tank có 3 áo lạnh bọc ngoài dẫn glycol -4°C; van điều khiển tự động hạ nhiệt độ dịch men xuống 14°C phù hợp quá trình alcol hóa, tạo sự chênh lệch nhiệt độ để khuấy trộn tự nhiên và phân bố đều nấm men.

3. Động cơ cụm máy nén lạnh 6KWA được cấp nguồn và điều khiển khởi động bằng phương pháp nào? Cụm 6 máy nén 6KWA sử dụng nguồn điện động lực 3 pha 380V. Các động cơ được khởi động bằng phương pháp đổi nối sao - tam giác (Y-Δ) thông qua hệ thống công tắc tơ và rơle thời gian; mạch điều khiển sử dụng điện áp hạ áp cách ly 24V để đảm bảo an toàn.

4. Dây chuyền chiết chai tại nhà máy do đơn vị nào cung cấp và đạt công suất bao nhiêu? Dây chuyền chiết chai là hệ thống tự động hóa đồng bộ do hãng KHS cung cấp (từ khâu rửa chai đến thành phẩm), được điều khiển tự động bởi PLC kết hợp máy tính công nghiệp, đạt tốc độ đóng chai định mức là 15.000 chai/giờ.

5. Vì sao phương pháp làm lạnh trực tiếp bằng NH3 cho sân băng tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp dùng nước muối gián tiếp? Theo tính toán trong đồ án, làm lạnh trực tiếp có nhiệt độ bay hơi môi chất ở -10°C (cao hơn từ 5 đến 7 K so với mức -15 ÷ -17°C khi dùng nước muối), giúp giảm 25% đến 35% điện năng tiêu tốn cho máy nén; đồng thời bơm tuần hoàn môi chất chỉ tiêu hao 15% đến 25% năng lượng so với bơm nước muối do lưu lượng thể tích nhỏ hơn nhiều.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tìm hiểu các hệ thống lạnh. Đi sâu vào phân tích hệ thống lạnh Công ty bia Heineken Việt Nam - Hà Nội" của sinh viên Tạ Văn Đạo đã hệ thống hóa các kiến thức chuyên ngành về công nghệ nhiệt lạnh công nghiệp và kỹ thuật điều khiển tự động. Tác giả đã mô tả chi tiết quy trình sản xuất bia khép kín, phân tích cấu tạo trạm máy nén lạnh NH3 gồm 6 máy 6KWA kết hợp vòng tuần hoàn dung dịch Glycol -4°C cấp lạnh cho các tank lên men, hệ thống lọc màng và dây chuyền chiết KHS. Công trình phản ánh rõ nét cấu trúc mạch điện động lực khởi động sao - tam giác, các mạch bảo vệ an toàn công nghệ và ứng dụng PLC S7-300 tại cơ sở sản xuất thực tế. Đây là tài liệu tổng hợp kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho sinh viên các khối ngành Điện Tự động hóa, Kỹ thuật Lạnh và Công nghệ Thực phẩm.