Xây dựng hệ thống điều khỉên tự
động tiết kiệm năng lượng nhà máy
bia
Tóm tắt
Bài báo này đề xuất một phương pháp tích hợp hệ thống điều khiển tự động nhà máy bia,
đồng thời giới thiệu một giải pháp để tận dụng nguồn nhiệt dư trong quá trình sản xuất,
tiết kiệm chi phí, hạ thấp giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh trên thị trường.
Abstract
This paper introduces a method of integrating the automatic control system into brewing
production, and provides a solution to make use of excess heat in the production process
for cutting cost, reducing products’ prices and creating market competitiveness.
1. Đặt vấn đề
Ở Việt Nam cũng như trên thế giới, vấn đề tiết kiệm năng lượng là một quốc sách trong
rất nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong công nghệ sản xuất bia. Đây là
điều hết sức thiết thực và cấp bách mà các nhà máy bia cần phải quan tâm nghiên cứu để
giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
H 2.1: So sánh dòng khởi động của ĐC
2. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong nhà nấu bia
2.1. Tận dụng nhiệt bay hơi trong nhà nấu
2.1.1. Công nghệ hệ nấu bia
Qua quá trình tính toán, đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng trong Nhà máy Bia
Thanh Hoá cho các hệ nấu, lên men, và hệ tích nhiệt cho thấy rằng: Lượng nhiệt tổn thất
do truyền qua kết cấu trong các thiết bị dùng nhiệt là rất nhỏ so với lượng nhiệt cấp (hệ
nấu chiếm 0,95%, hệ lên men là 5,72%, hệ tích nhiệt là 4,16% lượng nhiệt tổn thất).
Nhiệt lượng sử dụng trong quá trình nấu, theo kết quả tính toán thì lượng nhiệt tiêu thụ
trong nồi húp lông chiếm 77% (khoảng 8.028.000 kJ/1mẻ nấu), nồi hồ hoá là 17%, còn
nồi malt và nồi đường hoá chỉ chiếm 6% lượng nhiệt tiêu thụ trong toàn hệ nấu. Lượng
nhiệt này được cấp trực tiếp bởi lò hơi do lò hơi sản xuất. Trong số nhiệt lượng cấp bởi lò
hơi này thì có một lượng lớn khoảng một nửa bị tổn thất do bay hơi, tổn thất năng lượng
bay hơi trong nồi húp lông chiếm 36,28% (tương đương 4.183.390 kJ), trong nồi hồ hóa
chỉ chiếm 3,16% (tương đương 418.339 kJ) và được thải trực tiếp ra môi trường.
Từ đó chúng ta đưa ra kết luận là nguyên nhân chính gây ra tổn thất năng lượng trong hệ
nấu chính là do bay hơi tại nồi húp lông.
2.1.2. Lựa chọn giải pháp
a. Giải pháp thứ nhất
Giải pháp thứ nhất được đưa ra là giải pháp tận dụng hơi thoát ra từ nồi húp lông để gia
nhiệt cho nước công nghệ từ 800C lên đến 980C. Sơ đồ nguyên lý mô tả phương pháp
trên được mô tả bởi hình bên.
Lượng nước này sẽ được tích trữ trong bình chứa nước nóng sau đó được dùng để gia
nhiệt cho dịch trong quá trình bơm dịch từ nồi lọc sang nồi húp lông. Nhiệt độ của dịch
sau khi lọc là 750C sẽ được nâng lên đến 940C. Lượng nhiệt còn dư thừa sẽ dùng để gia
nhiệt cho nước vệ sinh thanh trùng từ 23,90C đến 750C. Còn lượng nước ngưng sẽ được
tích trữ trong bình chứa sau đó được dùng để gia nhiệt cho nước vệ sinh thanh trùng thiết
bị.
Đánh giá giải pháp:
* Thiết bị đơn giản, chi phí thấp
* Tuy nhiên, nước ngưng sau khi đi qua các thiết bị trao đổi nhiệt vẫn còn có nhiệt độ cao
sẽ bị thải bỏ nên hiệu quả tận dụng nhiệt không cao.
b. Giải pháp thứ hai
Phương pháp này sử dụng một tháp rửa hơi, tháp này có nhiệm vụ làm sạch hơi thoát ra
từ nồi húp lông, hơi sạch ra khỏi tháp rửa hơi sẽ được tái nén 100% để trở thành nước
ngưng tụ với nhiệt độ cao khoảng 1000C. Đồng thời khi đi ra khỏi tháp rửa hơi, lượng
hơi nước này còn được sử dụng để gia nhiệt cho bình nước nóng. Nước ngưng tụ này sẽ
được cấp chở lại cho nồi húp lông. Nước trong bình nước nóng sẽ được bơm tuần hoàn
gia nhiệt cho dịch nha trước khi cấp cho nồi húp lông.