Khoá luận tốt nghiệp nghiên cứu tìm hiểu dây chuyền sản xuất nhà máy bia hà nội hải phòng đi sâu vào điều khiển giám sát hệ thống lạnh

Nghiên cứu quy trình sản xuất bia Hà Nội - Hải Phòng, tập trung vào điều khiển và giám sát hệ thống lạnh hiệu quả, đảm bảo chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Đinh Hữu Thuận
• Người hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu dây chuyền sản xuất nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng đi sâu vào điều khiển giám sát hệ thống lạnh
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Khoá luận tốt nghiệp

Khoá luận tốt nghiệp này tập trung vào việc nghiên cứu và phân tích dây chuyền sản xuất tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng, đặc biệt đi sâu vào hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống lạnh. Đây là một nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất bia và ứng dụng công nghệ hiện đại trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của khoá luận tốt nghiệp là tìm hiểu và phân tích dây chuyền sản xuất bia tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng, đặc biệt tập trung vào hệ thống lạnh công nghiệp. Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của việc áp dụng công nghệ điều khiển tự động trong quy trình sản xuất, từ đó đề xuất các giải pháp tối ưu hóa quy trình.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng bao gồm phân tích tài liệu, khảo sát thực tế tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng, và thực hiện các tính toán kỹ thuật liên quan đến hệ thống lạnh. Các dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để đưa ra các kết luận và đề xuất cụ thể.

II. Nghiên cứu dây chuyền sản xuất

Nghiên cứu dây chuyền sản xuất tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng tập trung vào các giai đoạn chính trong quy trình sản xuất bia, từ nguyên liệu đầu vào đến sản phẩm cuối cùng. Đặc biệt, nghiên cứu này đi sâu vào việc kiểm soát và giám sát hệ thống lạnh, một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng bia.

2.1. Quy trình sản xuất bia

Quy trình sản xuất bia tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng bao gồm các bước chính như nghiền malt, nấu, lên men, lọc và đóng chai. Mỗi giai đoạn đều được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống lạnh đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn lên men và bảo quản bia.

2.2. Công nghệ sản xuất bia

Công nghệ sản xuất bia hiện đại được áp dụng tại nhà máy bao gồm các hệ thống tự động hóa, PLC, và SCADA. Những công nghệ này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả sản xuất.

III. Điều khiển và giám sát hệ thống lạnh

Điều khiển và giám sát hệ thống lạnh là trọng tâm của nghiên cứu này. Hệ thống lạnh tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng được thiết kế để đảm bảo nhiệt độ ổn định trong quá trình lên men và bảo quản bia. Nghiên cứu này phân tích cấu trúc và hoạt động của hệ thống, đồng thời đề xuất các cải tiến để nâng cao hiệu quả.

3.1. Cấu trúc hệ thống lạnh

Hệ thống lạnh tại nhà máy bao gồm các máy nén, dàn ngưng, bơm tuần hoàn glycol và các thiết bị điều khiển. PLC được sử dụng để điều khiển tự động các thiết bị này, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

3.2. Giám sát hệ thống lạnh

Việc giám sát hệ thống lạnh được thực hiện thông qua các cảm biến và phần mềm SCADA. Những dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình sản xuất bia tại Nhà máy bia Hà Nội - Hải Phòng, đồng thời cung cấp các giải pháp cải tiến cho các nhà máy khác trong ngành.

4.1. Tối ưu hóa quy trình

Các đề xuất từ nghiên cứu giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất bia, giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, việc cải tiến hệ thống lạnh giúp đảm bảo nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình lên men và bảo quản.

4.2. Ứng dụng công nghệ mới

Nghiên cứu cũng đề xuất việc áp dụng các công nghệ mới như IoT và AI trong việc giám sát và điều khiển hệ thống lạnh, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quy trình sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN BIA HÀ NỘI - HẢI PHÒNG 1.Tóm tắt quá trình hình thành và phát triển. Công ty cổ phần bia Hà Nội – Hải Phòng tiền thân là Xí nghiệp Nước đá Việt Hoa được thành lập ngày 15 tháng 6 năm 1960 - Năm 1978 Xí nghiệp Nước đá Việt Hoa được đổi tên thành Xí nghiệp Nước ngọt Hải Phòng. - Năm 1990 Xí nghiệp Nước ngọt Hải Phòng được đổi tên thành Nhà máy bia nước ngọt Hải Phòng.

- Năm 1993 UBND thành phố Hải Phòng đã quyết định đổi tên nhà máy bia nước ngọt Hải Phòng thành Nhà máy bia Hải Phòng - Năm 1995 thực hiện chủ trương về đổi mới doanh nghiệp Nhà nước, UBND thành phố Hải Phòng đã có quyết định đổi tên Nhà máy bia Hải Phòng thành Công ty bia Hải Phòng. - Ngày 23/9/2004 UBND Thành phố Hải Phòng ra quyết định số 2519/QĐUB chuyển đổi Công ty bia Hải Phòng là Doanh nghiệp Nhà nước thành Công ty Cổ phần bia Hải Phòng. Công ty cổ phần bia Hải Phòng được thành lập với số vốn điều lệ là 25.000 VNĐ, với tỷ lệ vốn của cổ đông nhà nước là 65 %, vốn của các cổ đông trong doanh nghiệp là 29,5%, vốn của các cổ đông ngoài doanh nghiệp là 5,5%. Công ty cổ phần Bia Hải Phòng chính thức hoạt động theo mô hình Công ty cổ phần theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 0203001024 do Sở Kế hoạch và Đầu tư Thành phố Hải Phòng cấp ngày 20/09/2004.

- Tháng 10 năm 2005, UBND Thành Phố Hải Phòng đồng ý chuyển nhượng phần vốn Nhà nước tại Công ty cổ phần bia Hải Phòng cho Tổng Công ty Bia – Rươụ – Nước giải khát Hà Nội và Hội đồng Quản trị Tổng công ty Bia – Rượu – 2 - Theo Nghị quyết Đại hội đồng cổ đông bất thường của Công ty cổ phần Bia Hải Phòng họp ngày 23/10/2005: Công ty cổ phần Bia Hải Phòng được đổi tên thành Công ty cổ phần Bia Hà Nội – Hải Phòng, với số vốn điều lệ là 25.000 VNĐ, trong đó tỷ lệ vốn của cổ đông nhà nước do Tổng Công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội nắm giữ là 65 %, vốn của các cổ đông trong doanh nghiệp là 29,5%, vốn của các cổ đông ngoài doanh nghiệp là 5,5%.1 giới thiệu mặt trước Coongty cổ phần BIA HÀ NỘI-HẢI PHÒNG Hình 1. Công ty cổ phần bia Hà Nội- Hải Phòng Tổ chức bộ máy công ty Cổ phần bia Hà Nội - Hải Phòng được giới thiệu trên H. Đại hội đồng cổ đông là cơ quan cao nhất của tổng công ty. Dưới Đại hội cổ đông là Hội đồng quản trị, Ban kiểm soát thực hiện giám sát cả Hội đồng quản trị và Ban giám đốc.

Trực thuộc Ban Gám Đốc là các phòng ban gồm:Phòng Tiêu thụ sản phẩm, phòng Tổng hợp, phòng Kỹ thuật KCS, phòng Tài chín, Kế toán, Phòng Bia số 1(Lạch tray) , Phòng bia số 2 (Quán trữ) và Đội kho. Sơ đồ tổ chức của công ty cổ phần bia Hà Nội – Hải Phòng 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất bia Dây chuyền sản xuất bia được trình bày trê Hình 1. Hoạt động của dây chuyển sản xuất bia như sau: Gạo, malt được nghiền ở máy nghiển trục. Sau đó, bột nghiền được vận chuyển băng tải vào nồi hồ hóa.

Bột gạo và 50% bột malt lót được hòa với nước theo tỉ lệ 1/5. Trong quá trình hồ hóa, bổ sung chất enzim tecmamyl. 50% bột malt còn lại được ngâm trong nước theo tỉ lệ 1/5 với nhiệt độ 45-48 0C cho đến khi bơm nước dịch ở nồi hồ hóa sang đường hóa. Tại đây, người ta bổ sung các chế phẩm enzim khác như Furamin, Newtrase,Ultray.

Sau khi đường hóa xong thì dịch đường được bơm vào thùng lọc, ở thùng lọc nếu dịch lọc chưa trong thì dịch được đưa quay trở lại thùng đường hóa. Dùng nước nóng 75-780C để rủa bã cho đến khi nồng độ đường trong dung dịch còn lại rất ít thì dừng. Sau khi lọc và rửa xong bã dịch đương được đưa về thùng nấu hoa. Lượng hoa bia cho vào phụ thuộc vào thị yếu người dùng và % lượng acid.

Trong quá trình nấu hoa ta bổ sung thêm đường trắng vào dịch. Sau khi đun sôi dịch đường với hoa bia thì dung dịch hoa bia hóa được bơm sang thùng lắng xoay và tách cặn. Thời gian dịch đường nằm ở thiết bị lắng xoay khoảng 20 phút sau đó dịch đường trong được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh tới nhiệt độ lên men 10-120C. Tiếp theo dịch đường gây men giống được 4 1.Sơ đồ công nghệ sản xuất bia Malt, bột gạo Nghiền, xay Ngâm Hồ hóa Đường hóa Bã Rửa bã Bã Lọc trong Hoa bia Nấu hoa Lắng trong Men Giống Làm lạnh Lên men chính Bổ sung CO2 Men phụ Bổ sung CO2 Chất trợ lọc Lọc bia Bia hơi thành phẩm Hình 1.

Sơ đồ công nghệ sản xuất bia bơm vào dịch đường gây men giống cấp, sau khi men giống được gây xong, bơm men giống vào thùng lên men. Lên men được thực hiện ở tank lên men trong 5 – 7 ngày, lên men chính xong thì ta cho chất tải lạnh vào làm lạnh đến nhiệt độ 4-5 0C rồi tách men và cặn qua bơm và thiết bị rửa. Sau đó lên men phụ 5 ở nhiệt độ 2 0C trong thời gian 6-7 ngày vào mùa hè và 9-10 ngày vào mùa đông, thu được dịch bia, qua bộ phận lọc ta được bia thành phẩm. Sản phẩm của công ty Để xuất bia ra khỏi nhà máy bia được đóng gói theo các dạng sau: Bia được đóng chai.

Dây chuyền đóng chai bia được thực hiện tự động hóa hoàn toàn, bia thành phẩm được chứa ở các téc, bia theo các đường ống dẫn tới đầu phân phối vào các chai đặt trong dây chuyển chuyển động liên tục, khi bia đã rót đầy chai được chuyển sang dây chuyền đóng nút chai, sau khi đóng nút các chai bia được đưa vào thiết bị đóng thành hộp với những số lượng chai khác nhau. Ngoài đóng chai bia còn được đóng ở dạng các lon bia. Một số lượng lớn bia không trực tiếp đóng chai mà được bán dưới dạng bia tươi. Bia này được đóng vào các téc (lớn) hay các chai (Keg) chịu áp suất, những nhà tiêu thụ tới nhà máy bia nhận các téc bia này phân phối cho các cửa hàng dùng bia tươi.1 đến 1,3,4 là hình ảnh các sản phẩm bia đã đóng gói.

Bia hơi Hải Phòng Hình 1.3 Bia chai 999 6 Hình 1. Bia lon Hải Phòng Hình 1.Giới thiệu các hệ thống trong phân xưởng 1.Hệ thống cấp nước nhà máy Trên H.4 là hình ảnh hệ thống cấp nước của nhà máy , hệ thống bao gồm: Hình 1. Hệ thống cấp nước nhà máy.1 Hệ thống bơm ngầm, bể chứa, bơm vệ sinh. - Hệ thống bơm ngầm: Hệ thống gồm có 2 bơm nước đặt ở 2 vị trí khác nhau để lấy nước từ mạch nước ngầm vào bể chứa.

Bơm ngầm 1 đặt tại vị 7 trí gần khu vực nhà nấu, bơm ngầm 2 đặt trong nhà xe. Hệ thống bơm hoạt động ở 2 chế độ bằng tay hoặc tự động. - Hệ thống bể chứa: Hệ thống bể chứa của nhà máy gồm 3 bể: Bể chứa nước ngầm, tank chứa nước nấu, tank chứa nước nóng - Hệ thống bơm cấp nước vệ sinh: Hệ thống bơm cấp nước vệ sinh nhà máy gồm 2 bơm, 2 bơm này hoạt động luân phiên do công nhân vận hành. - Bơm nước bể nguồn được truyền động bằng các động cơ điện 3 pha có các thông số sau: Uđm= 380 V, tần số định mức fđmf=50Hz Công suất định mức Pđm=7.5 Kw, tốc độ định mức nđmn=2915 v/p Dòng định mức Iđm=11.2 Hệ thống xử lý nước.

Nước trong sản xuất bia của nhà máy bia số 2 được lấy từ mạch nước ngầm, sau đó qua hệ thống xử lý nước để lọc thành nước dùng trong nấu bia. Hệ thống điều khiển xử lý nước của nhà máy được coi như là 1 hệ SCADA nhỏ đang được sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp hiện nay. Đó là hệ thống có chức năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Hệ thống được hiển thị và kiểm soát bằng các cảm biến áp suất, lưu lượng thông qua giao diện điều khiển và giám sát WinCC.

- Bơm nước cho hệ thống nấu và dây chuyền KHS được truyền động bằng động cơ không đồng bộ 3 pha có các thông số sau:: Uđm= 380/415 V cuộn dây nối Δ /660-720 V vối Y tần số định mức fđm=50Hz Pđm=5.7Kkw, tốc độ định mức nđm=2870v/p Iđm=11.4 A , lưu lượng định mức Qđm=12-42 m3/h 1. Hệ thống lạnh 8 Hệ thống lạnh trong nhà máy gồm 3 hệ thống lạnh cũ và mới. Hai hệ thống dùng môi chất NH3 và hệ thống dùng môi chất R22. Hệ thống lạnh NH3.5 là hình ảnh hệ thống lạnh của nhà máy.

Hệ thống máy nén lạnh có 6 máy nén 6KWA. Các thiết bị ngoài tủ điện: Các động cơ máy nén, 2 quạt giàn ngưng tụ, động cơ bơm nước giàn ngưng, động cơ bơm NH3, động cơ bơm tuần hoàn Glycol, động cơ bơm Glycol tới các nơi tiêu thụ, các van điện từ đóng mở NH3, van điện tử giảm tải tại đầu máy, các rơ le áp suất. Phần tủ điện: Mạch động lực dùng điện áp 3 pha, 380V. Mạch điều khiển dùng điện áp 24V thông qua các máy biến áp cách ly.

Hệ thống sử dụng điều khiển rơle – công tắc tơ, kết hợp với bộ định thời để khởi động động cơ. Các động cơ máy nén khởi động bằng đổi nối Y-Δ Hệ thống bơm chuyển Glycol có 5 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng. Glycol sau đó được hồi trở lại tank để làm lạnh. - Động cơ máy nén trong máy lạnh Mycom có thông số : U= 380 V nối tam giác f=50hzn%=92P=45 kw 9 n=1480 rpmI=82.Hệ thống xay.

Hệ thống xay Hệ thống gồm 2 máy xay: Máy xay gạo: công suất 1.5 tấn/h, công suất động cơ 25KW. Máy xay Malt: công suất 2.5 tấn/h, công suất động cơ 4KW Gạo và Malt xay xong được chuyển qua nhà nấu bằng hệ thống gầu và băng tải. Hệ thống điện trong nhà xay gồm 1 tủ điều khiển hai máy xay bằng tay. Hệ thống còn có các van điện từ cấp khí nén để đóng mở pittong của cấp liệu.

Dùng cảm biến vị trí để xác định cửa cấp liệu đóng mở hết chưa.  Một số sự cố và phương án sửa chữa khắc phục : Cửa cấp liệu máy xay Malt không đóng hết do ống khí nén máy xay Malt rò khí dẫn pittong không đóng hết cửa cấp liệu được.  Khắc phục: Thay thế lại đường khí nén bị đứt. Hệ thống nấu.7 là hệ thống nấu mới 10 Hình 1.

Hệ thống nấu mới.