Làm lạnh CO2 – sử dụng trong hệ thống làm lạnh bia

Trong các nhà máy bia người ta sử dụng hệ thống lạnh trung tâm để làm lạnh các đối tượng sau :(Làm lạnh CO2)

– Làm lạnh các tank lên men và tank thành phẩm

– Làm lạnh tank men giống

– Làm lạnh nhanh nước 1^oC

– Làm lạnh nhanh dịch đường sau hệ thống nấu.

– Làm lạnh trung gian hệ thống CO₂

– Các hộ tiêu thụ khác: bảo quản hoan, điều hoà không khí vv…

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG LẠNH CO2

Trong các nhà máy bia người ta thường sử dụng các hệ thống lạnh riêng để làm lạnh CO₂ vì chế độ nhiệt âm sâu. Hệ thống lạnh CO2

Máy lạnh sử dụng để làm lạnh CO₂ trong sơ đồ này là máy lạnh 2 cấp hoạt động hoàn toàn độc lập . Với hệ thống lạnh glycol bảo quản tank lên men và làm lạnh nhanh dịch nấu . Trong một số trường hợp để nâng cao hiệu quả giải nhiệt . Người ta trích glycol từ hệ thống lạnh bảo quản bia sang làm mát trung gian hơi CO₂ sau mỗi cấp nén. Sơ đồ như vậy, tuy hiệu quả giải nhiệt tăng nhưng hệ thống thu hồi CO₂ hoạt động phụ thuộc vào hoạt động của hệ thống làm lạnh glycol . Nên hiện nay ít sử dụng glycol để làm mát mà chuyển sang sử dụng nước. Hệ thống lạnh CO2,Làm lạnh CO2

Phân tích sơ đồ hệ thống lạnh CO2, làm lạnh CO2

1- Ba lông CO2; Tháp rửa; 3- Máy nén CO2; 4,5- Bình làm mát cấp 1 và cấp 2; 6,8- Tháp hấp thụ . 7,9- Tháp làm khô; 10- Bảo vệ ba lông; 11- Tách lỏng hệ CO2; 12- Hoá hơi CO2; 13- Bình chứa CO2 lỏng; 14- Bình ngưng CO2; 15- Tách lỏng HT lạnh; 16- Tách dầu; 17- Máy lạnh; 18- Bộ làm mát trung gian HT lạnh; 19- Bình ngưng; 20- Bình chứa; 21- Tháp GN. Hệ thống lạnh CO2,Làm lạnh CO2

Nguyên lý hoạt động của hệ thống thu hồi CO₂ như sau:

Khí CO₂ từ các tank lên men được dẫn đến balon (1), sau đó được đưa qua tháp rửa (2). Ở đây các bọt bia bị cuốn theo được rửa sạch, chỉ còn khí CO₂ . Và được dẫn sang bình tách lỏng để tách các giọt nước bị cuốn theo dòng. Khí CO₂ được nén qua 2 cấp, mỗi cấp đều được làm mát bằng nước ở các bình 4, 5. Khí CO₂ được đưa qua bình hấp thụ (6) để hấp thụ hết các mùi . Hệ thống lạnh CO2,Làm lạnh CO2

Và các chất cặn bẩn và sau đó đến bình làm khô (7) . Để làm khô trước khi đưa đến làm lạnh ở bình ngưng tụ CO₂ (14). Ở bình ngưng tụ CO₂ được làm lạnh và ngưng tụ lại thành lỏng và chảy xuống bình chứa (13). Trong quá trình bảo quản, nếu CO₂ trong bình hoá hơi bốc lên phía trên sẽ được làm lạnh và ngưng chảy lại xuống bình. Hệ thống lạnh CO2,Làm lạnh CO2

Khi cần sử dụng, lỏng CO₂ được dẫn sang dàn hoá hơi (12) để hoá hơi trước khi đưa đến các hộ tiêu thụ.

Hệ thống có trang bị 02 bộ bình hấp thụ và làm khô . Mục đích là trong khi các bình (6) và (7) đang hoạt động thì các bình (8) và (9) tiến hành hoàn nguyên. Để hoàn nguyên người ta sử dụng hơi từ lò hơi đi vào phần vỏ bên ngoài các bình để sấy khô các bình nhằm thực hiện hoàn nguyên.

TÍNH TOÁN NHIỆT NHÀ MÁY BIA

Hệ thống lạnh nhà máy bia có các tổn thất nhiệt chính sau đây:

• Tổn thất do truyền nhiệt qua tất cả các thiết bị sử dụng và bảo quản lạnh.
• Tổn thất nhiệt do làm lạnh nhanh dịch đường húp lông hoá sau hệ thống nấu.
• Tổn thất nhiệt để làm lạnh các đối tượng khác. Làm lạnh CO2

TỔN THẤT NHIỆT DO TRUYỀN NHIỆT Ở CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN LẠNH, LÀM LẠNH CO2

Tổn thất nhiệt ở tất cả các thiết bị làm lạnh, bao gồm:

– Các tank lên men và tank thành phẩm;

– Bình bay hơi làm lạnh glycol;

– Thùng glycol;

– Thùng nước 1^oC;

– Các thùng men giống;

Việc tính tổn thất nhiệt ở các thiết bị này có đặc điểm tương tự nhau. Đó là tổn thất nhiệt chủ yếu qua vách có dạng hình trụ, bên ngoài tiếp xúc không khí . Bên trong là môi trường lạnh (Môi chất lạnh, glycol, dịch bia hoặc nước lạnh). Làm lạnh CO2

Khi tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của tank lên men . Tank thành phẩm và thùng men giống chúng ta gặp khó khăn về 2 vấn đề :

– Dọc theo bề mặt bên trong của tank có vị trí tiếp xúc với dịch bia. Có vị trí tiếp xúc với glycol và có nơi tiếp xúc với không khí nên khó xác định hệ số toả nhiệt bên trong. Vì vậy, một cách gần đúng có thể coi như tổn thất từ dịch bia ra môi trường xung quanh.Làm lạnh CO2

– Phần thân hình trụ, phần đáy và đỉnh có thể hình côn hoặc hình elip khá khó xác định.

Để đơn giản bài toán tạm qui đổi diện tích toàn bộ ra dạng hình trụ và bên trong. Coi như tiếp xúc với một môi trường lạnh nhất định nào đó.

Tổn thất nhiệt do làm lạnh dịch đường,Làm lạnh CO2

Nhiệt cần làm lạnh dịch đường từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bảo quản được thực hiện qua hai giai đoạn:

– Giai đoạn 1: Làm lạnh dịch bia sau hệ thống nấu (khoảng 80^oC) xuống 20^oC bằng nước lạnh 1^oC.

– Làm lạnh tiếp bằng glycol từ 20^oC xuống 8^oC

Tất cả các tổn thất do làm lạnh này đều là phụ tải của máy nén lạnh do đó không cần phân biệt giai đoạn. Mà được tính từ 80^oC xuống 8^oC:

Việc tính phụ tải lạnh máy nén sẽ rất khác nhau tuỳ thuộc vào quan điểm và cách thiết kế hệ thống lạnh. Để hạ nhanh dịch đường húp lông hoá sau hệ thống nấu. Nếu sử dụng phương pháp làm lạnh trực tiếp, sẽ đòi hỏi máy lạnh có công suất rất lớn. Ngược lại nếu sử dụng nước lạnh 1^oC để làm lạnh, nhờ quá trình tích lạnh thì công suất lạnh yêu cầu sẽ bé hơn nhiều. Làm lạnh CO2

Tổn thất nhiệt để làm lạnh các đối tượng khác.

Trong các nhà máy bia công suất lạnh do máy lạnh tạo ra còn được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Tuỳ thuộc thực tế tại nhà máy và cần phải được tính đến, cụ thể là:

Tổn thất để làm lạnh trung gian trong hệ thống thu hồi CO2 – Q31

Việc làm mát trung gian sau các cấp nén của máy nén CO₂ trong hệ thống thu hồi khí này được thực hiện bằng nhiều phương pháp: Sử dụng nước hoặc glycol của hệ thống làm lạnh và bảo quản bia. Trong trường hợp cuối, cần phải tính tổn thất này, khí tính phụ tải lạnh của máy làm lạnh glycol. Làm lạnh CO2

Trong trường hợp này, một cách gần đúng có thể lấy công suất lạnh cần thiết để làm mát trung gian 2 cấp. Bằng tổng công suất nhiệt làm mát trung gian ở các cấp của máy nén CO₂ :

Q₃₁ = Q_tg1 + Q_tg2, W (5-4)

Q₃₁– Tổn thất nhiệt để làm mát trung gian, W

Q_tg1, Q_tg2 – Công suất làm mát trung gian của máy nén CO₂, W

Bảo quản hoa

Hoa húp lông sâu khi sấy được tiến hành phân loại và sau đó xông SO2. Công việc xông hơi được tiến hành trong buồng kín. Liều lượng lưu huỳnh đem sử dụng khoảng 0,5 1 kg /100 kg hoa. Mục đích là để hạn chế quá trình ôxi hoá và sự phát triển của vi sinh. Sau khi xông hơi hoa được ép chặt thành bánh và xếp vào túi polyetylen, hàn kín và cho vào thùng kim loại đem đi bảo quản. Làm lạnh CO2

Hoa húp lông được bảo quản ở chế độ nhiệt độ khoảng 0,5  2^oC.

Tổn thất nhiệt ở kho bảo quản hoa húp lông bao gồm tất cả các tổn thất tương tự như các kho bảo quản khác.

Điều hoà không khí ,Làm lạnh CO2

Trong một số nhà máy, người ta tận dụng lạnh của hệ thống làm lạnh glycol để điều hoà cho một số khu vực nhất định của nhà máy. Chẳng hạn như khu văn phòng, các phòng thí nghiệm, các phòng làm việc khác trong khu chế biến. Đây là một phương án rất kinh tế và hiệu quả.

CÔNG TY TNHH VENMER VIỆT NAM chuyên cung cấp khí CO2 , khí CO2 lỏng cho công nghệ làm lạnh , cấp đông . Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp các loại khí công nghiệp khác như khác khí Oxy, khí Nito , khí Argon …

Liên hệ để được tư vấn và báo giá phù hợp .

Liên hệ : Mr Hoàng 0906 050 421