Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế và tự Động hóa hệ thống thiết bị tách bia thủy phân liên tục bã nấm men bia dưa thừa

Thu hồi lượng bia bị xả bỏ củng với nấm men bằng phương pháp truyền thống hiệu suất khỏng cao, giải pháp thu hổi lượng bia bị xã bỏ bằng máy ly tâm vòi phun Brux 510 và tân thu nguồn nắm

LOICAM DOAN

Tôi xin cam đoan day là công trình nghiền cứu của riêng tôi

Các số liêu, kết quả nêu trong luân văn là trung thực và chưa từng được ai công bé trong bắt ky công trình nảo khác

“Tác giả

Kiều Văn Bình.

LỜI CẢM ƠN

Em xin bảy tô lòng biết ơn chân thành nhất tới

- Cô PGS.TS Quản Lê Hà Người đã trực tiếp hướng dẫn và ditt dit em trong suốt

quả trình thực hiện đẻ tải

~ Thấy TS.Đinh Văn Thành Trường Đại Học Công nghệ Đông Ả

đã hưởng dẫn tân tỉnh cho em trong suốt quả trình viết và giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin trần thành cảm ơn Ban giảm đốc công ty cổ phần bia Sài Gon - Hà Nội, Ban giám đốc tập đoản POILYCO, các Thầy Có trong phòng thí nghiệm vi sinh thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm Đặc biệt, ›

sâu sắc đến cha mẹ gia đình ban bè vả đồng nghiệp đã đông viên vả giúp đỡ em

trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 6 tháng 09 năm 3016

Học viên

Kieu Văn Bình

MỤC LỤC

CHUONG1, TONG QUAN TAI LIEU

1.1 Tổng quan nắm men bia

1.2 Lich sử các phương pháp thu hỏi bia

1.2.1 Phương pháp thu hỏi trên thể giới

1.3 Một số thiết bị tách bia trên thể giới hiện nay

1.3.1 May ly tim nim ngang téc 46 cao (Sidecanter)

1.7 Cơ sở thiết kể tự động hóa ủi

1.71 Hệ théng SCADA trong nhà máy bia

1.7.2 Tổng quan về bộ điều khiển khả trình PLC

1.7.3 Một số hệ thống điều khiển tư đồng hiện nay

CHƯƠNG2 ĐỎI TƯỢNG VẢ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU

31 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

2.2, Nghiên cửu thiết kế vả tự động hóa hệ thống tách bia trong nằm men bia 33 3.2.1 So sánh hiệu quả một số phương pháp tách bia từ men thừa 33

2.2.2 So dé hoat đông của hệ thông tách bia

2.2.3 Hệ thông tự đông hóa tách bia bằng máy ly tam Brux $10 39 2.2.4 Nguyên lý điều khiển máy tách ly tâm Brx 40

3.3.5 Nguyên lý điền khién sản phẩm đẳu ra _ „40

3.26 Chễ đỏ Vệ Sinh ( CTP modk )

2.3 Xác định điều kiện thủy phân bit nam men bia bằng phương pháp liên tục .41

3.3.1 Vật liệu, thiết bị dụng cụ hóa chất vả phương pháp nghiên cửn 41

2.3.3 Phương pháp nghiên cửu sss B

23.5 Ảnh hưởng của các yểu tổ đến hiệu suất quá tỉnh thủy phân liền tục

24 Nghiên cứu thiết kể thiết bị thủy phân bã nắm men bia bằng phương pháp liên

tục

3:42 Tiêu chuẩn áp dụng tỉnh toán thiết kế: i mt)

CHUONG 3 KÉTQUẢVÀ BẰN LUẬN iiss ST

3.1 Nghiên cửu thiết kế vả tự đồng hóa hệ thống tách bia trong bã nằm men bia dự

3.2.2 Nghiên cửu ảnh hướng của pH đến quá trình thủy phân liên tục protein bã

323 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quả trình thủy phân liên tục

3.2.4 Nghiên cửu ảnh hưởng của thời gian đến quả trình thủy phân liên tục

3.3, Nghiên cửu thiết kể hệ thông thủy phân liên tục bã nắm men bia |

‘Thiet bi thy phan dang éng chim

PHU LUC

DS

HG

DANH MUC CHU VIET TAT

: KieselGuhr - Bot tro loe Dry solid - Chất khô

Hieh gravity -tỷ trọng cao/nông đô cao

Trichloroacetic Acid 'Cleaning- In -Place : Hệ thông tẩy rửa, vệ sinh khứ trùng tại chỗ + Yeast Extract : Dịch chiết nằm men

DANH MUC BANG BIEU

Bang 1.1: Thanh phan trong men bia ép

Bảng 1.2: Chất khô của men bia có thanh phan như sau (%) : 4

Bảng 1.3: Hảm lượng vitamin của nằm men bia sẩy khô Fp 4

Bảng 1.4: Thông tín dinh dưỡng của Mamite loại 100g được sản xuất ở New

Bang 1.5: Thông tin dinh dưỡng Vegemite loại 5g được sản xuât tại Australia

Bang 1.6: So sánh khá năng lập trình của cic PLC SIMATIC $7-300

Bảng 2.1: Cơ sở so sánh dữ liệu thu hỗi bia

Bang 2.3: So sánh điện năng tiêu thụ, yêu câu CTP vả chi phi dau tư ban dit 38

Bảng 2.4: Một số chế phầm enzyme protease ñlqk£0/44dt461dg0180188011072008 A Bảng 2.5: Cơ sở tính toán thiết ke

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ

Hình 1.1 Hình ảnh bã nắm men lay tir nha may bia Sai Gòn- Hà Nội

Hình 1.2 Mô tá nguyên lý hoạt đông của máy ly tâm nằm ngang (Sidecanter)

Hình 1.3: Máy ly tâm Sedicanter S4E của Flottwes

Hình 1.4: Mô tả nguyên lý hoạt đông của máy ly tâm trục vit (Decanter)

Hình 1.5: Máy ly tâm trục vít nằm ngang (Decanter) của Alfalaval

Hình 1.6: Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thông lọc mảng gồm

Hình 1.7: Máy lọc mảng gồm của Pall

Hình 1.8: Mô tả nguyên lý hoạt động của máy ly tam voi phun BRUX 510 10 Hình 1.9: Máy ly tam voi phun BRUX $10 ciia Alfalaval

Hình 1.10: Sản phim Marmite sản xuất ở New zeland

Hình 1.16 Hình 16: Cầu tric module CPU

Hình 1.17: Nguyên lý lập trình tuyển tính

Hình 1.18: Nguyên lý lập trình có cầu trúc 30

Hình 1.19: Giao diện Main Menu của phân mềm Braumat (thẻ Engineering Tool) 31

Hình 1.20: Giao điện Runtime trên Braunnat dicate 32 Hình 2.1: Sơ đồ P&ID của hệ thông tách bia 37 Hình 2.3: Nguyên lý Vortex của những vòi phun xoáy lốc 37 Hình 2.3: Hình ảnh thực hiện quả trình ly tâm 38 Hình 2.4: Hình ảnh Bia và men trước vả sau thu hồi hà uy Hình 2.5: Hệ thống tach bia bing may ly tâm BRUX S10 39

'Hình 2.6: Nguyên lỷ điều khiển chất lương đầu vảo

Hinh 2.7: Chế độ Vệ Sinh ( CIP mode )

Hình 2§: Sơ đồ P&ID hệ thông thủy phân bã nâm men bìa Pilot

Hinh 2.9: Hệ thông thủy phân ba nam men bia pilot

Hình 3.1: Sơ đổ nguyên lý hệ thống tách bia:

Hình 3.2; Giao điện điều khiển hệ thống tách bi

Hình 3.3: Giao diễn mô tả các thông số điều khiển hệ thông tách bia

Hình 3.4: Giao diện điều khiển hệ thông trữ Dịch Men, Men Đặc,và Bia sau khi

tách: „60

Hình 3,5: Giao điện mô tả các thông số điều khiển hệ thống dịch men, trữ men 60 Hình 3.6: Giao diện mô tả các thông số điêu khiển hệ thống nhận men, trữ men 61 Hinh 3.7: Giao điện mô tả các thông số điều khiển hệ thông nhận bia, trữ bia 61 Hình 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ B/S đến hiệu suất quả trình thủy phân „67

Hình 3.9: Ảnh hưởng của pH đền hiệu suất quả trình thủy phân st 68

Hình 3.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suit quá trình thủy phân „69 Hình 3.11: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất quá trinh tuy phân 70 Hình 3.12: Sơ đỏ P&ID tích hợp hệ thỏng thủy phân liền tục và hệ thông tách bia.71

MO DAU Theo bảo cáo tổng kết của hiệp hội Bia - Rượu- tại đại hỏi lẫn thử V (2016- 2020) tổ chức ngảy 5/1/2016: Tông sản lượng bia trong cả nước năm 2015 là 3.4 tỷ lit bia, ting 40.7% so với năm 2010; Phẫn đầu đến 2020 sản lượng bia ước tỉnh đạt

4 ty dén 4,25 ty lit bia/ năm [5] Theo sản lượng thống kê trên, lượng nắm men dir thửa tử các nha may bia lả rất lớn Ước tính trung bình cử 1000 lít bia thu được 20-

40 kg nam men wot, trong đó có tải trong BOD 120,000-140.000 mg/l va COD 180.000 ~ 200.000 mg/l tim 6 nhiễm môi trường rất lớn nêu không có biện pháp xử

lý tốt Hiện nay 40 - 70% lượng bía có thể thu hôi nảy đều phải xả bỏ cùng với

lượng men thửa nấm men dư thừa từ các nhà máy bia chỉ một phân nhó được bán cho các hộ chăn nuôi gia súc sử dụng làm thức ăn trực tiếp Việc hấp thụ hảm lượng protein rất khó khăn Thu hồi lượng bia bị xả bỏ củng với nấm men bằng phương pháp truyền thống hiệu suất khỏng cao, giải pháp thu hổi lượng bia bị xã bỏ bằng máy ly tâm vòi phun Brux 510 và tân thu nguồn nắm men bia

bằng cách thủy phân, thu sản phẩm gidu axit amin Ja m6t trong những giải pháp có

hiệu quả không những thu được sản phẩm có gid tri dùng trong thực phẩm đem lại hiệu quả kinh tế cao mả còn góp phan Lam giảm ô nhiễm môi trưởng Phương pháp thủy phân gián đoạn thường được sử dụng song hiệu quả quả trình thủy phân còn thấp Nhằm mục đích nâng cao hiệu suất thủy phân nằm men việc nghiên cứu thiết

kế hệ thông thủy phân liên tục được đặt ra trong dé tải nghiên cửu nảy là giải pháp

tôi ưu vả hiệu quả

Tên để tải: *Nghiên cứu, thiết kế va tự động hoá hệ thống thiết bj tach bia, thủy phân liên tục bã nấm men bia dư thừa '*

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

~ _ Nghiên cứu thiết kế và tự động hóa hệ thông tách bia trong bã nằm men bia dự thừa

~_ Xác định digu kiện thủy bã nắm men bia bằng phương pháp liên tục

~ _ Nghiên cứu thiết kể thiết bị thủy phân bã nằm men bia bằng phương pháp liên tục

CHƯƠNG 1.TÓNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan nấm men bia

‘Nam men bia là một phể phẩm của quy trình sản xuất bia, được năm lại trong các thủng lên men và các hằm chửa sau khi lên men chính và lên men phụ Saccharomyces thudc ho Saccharonycetaceae, \op Ascomycetes, nganh nam La vi sinh vật có câu tạo đơn bảo, không di động, có khá năng sinh sản nhanh, sinh sản

chủ yêu bãng phương pháp nảy chỗi Sinh khôi của chúng rất giàu protein, vitamin

và lipit TẾ bảo nấm men thuộc loại Eucaryot (nhân thật), có khả năng hô hấp yếm

khí tuy tién, té bao nam men Saccharomyces cerevisiae rat giảu dình dưỡng, nhất là acid amin và protein Nằm men là một cá thẻ sống đơn bảo có câu tạo tương đổi

phức tạp và không có khả năng quang hợp So với vi khuẩn thì chủng có kich thước lớn hơn gắp nhiễu lân Nằm men rất có ích đối với con người vả được sử

dung rong rai dé sin xuat bia, rượu vang rượu cỏn, thực phẩm vả các hoạt chất

sinh học khác Ngoải ra, nằm men còn cỏ các ứng dụng quan trọng khác như việc

sử dụng các chủng nắm men biển đổi gen để sản xuất các loại protein, peptide Ví

dụ như: protein kháng virut idterferon, huyết thanh dùng cho người, albumin,

insulin và enzyme protease chymosin có tính axit được dùng để làm đồng tụ sữa trong quá trình sản xuât phomat {1]{11]{15]

Nam men c6 khả năng lên men các loại đường dé tao thánh rượu trong điểu kiện yêm khí, còn trong điều kiện hiểu khí thì chúng tạo thành sinh khỏi tế bảo Vì thể, nắm men được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm đẻ sản xuất rượu,

bia, nước giải khát lên men, sân xuất men bánh mi, sản xuất protein sinh khôi.

+

Hình 1.1; Hình ảnh bã nằm men lấy từ nhà máy bia Sai Gon- Ha Noi

Dic tinh của nâm men

Nắm men bia là loại vi sinh vật đơn bảo, không cỏ khả năng di động Tế bảo nằm

men có nhân thật, thuộc lớp Fungi, phan lop Ascomycetes (phân lớp cỏ khả năng tạo bảo tử), họ Saecliaromycefaceae Trong họ nảy, giống quan trọng có ứng dụng nhiễu nhat fa giéng Saccharomyces Trong sản xuất bia thường dùng các ching nam men chim thuộc loai S.carlsbergensis, cỏ khi dùng các chủng nắm men nỗi thuộc oii S.cerevisiae, Té bio nim men c6 thành phẫn chỉnh trong các chất khô bao gốm: protein, gluxit, lipit, tro ( bang 1.1),

Bang 1.1: Thénh phan trong men bia áp

thức ăn bố sung đạm Nằm men cỏ chứa các thành phẩn cỏ tác đụng kich thích ăn

ngon miệng (Vitamin B1, Lyzin ) Thành phần vả giá trị dinh dưỡng của bã nâm men bia phụ thuộc vảo tỷ lệ nước, nguồn góc sản xuất và thời gian bão quản Nâm

men bia dễ bị phản gidi làm mắt định dưỡng vả tăng độ chua cho nên người ta thường chỉ có thể cho gia súc ăn trong vòng 48 giờ Để kéo dài thời gian bảo quản người ta thường cho thêm muối ăn với tỷ lệ 19% Theo Uxta (đẫn liệu tử Densikow MCT,, 1963), chat khé của men bia có thành phẩn như sau (%6) xem bảng] 2

Băng 1.2: Chất khỏ của men bia có thành phần như sau (6)

1 | Chat kho hoa tan khong chia nite: 25-30

H, acid nicotinic (vitamin PP), acid panthonic, Biotin, inozit, (xem bingl.3)

Bảng 1.3: Hàm lượng vitamin của nắm men bia sdy khó

1.2 Lịch sử các phương pháp thu hỗi bia

1.2.1 Phương pháp thu hồi trên thé giới

Thu hoi bia từ hỗ hợp men dư thửa đã được một số hãng như Alfalaval, flottwes, Pall nghiên cứu và đã được ứng dụng thành công ở một số nhả máy bia

trên thể giới như Molson Coors, Heineken - Romania, ABInbev Mỹ, Efes Thỏ Nhĩ

Ky, ABInbev Argentina, ABInbev Ukraine, Ginsber Trung Quốc, Carlsberg - Anh, Polar Venezuela Công nghệ thường được sử dụng để tảch bia lả phương pháp

tách ly tâm gôm có máy decanter, Sidecanter nằm ngang, phương pháp lọc mị

hoặc phương pháp ly tâm đứng Các công nghệ truyền thống để thu hủi bia vi dụ như máy li tâm đía, mảng lọc hoặc ép lọc, các phương pháp nảy năng suit tir 35 -

65%, [Alfalaval, Pall, Flottweg] và thưởng không ổn định vẻ chất lượng quy trình

sản xuất, chỉ phi bao tri cao,

1.2.2 Phương pháp thu hồi tại Việt Nam

~ Ở Việt Nam hiện nay chưa cỏ công trình nghiên cứu và ứng dụng hệ thông tách

bia tử men dư thừa vả hệ thống thủy phân liên tục Nắm men thửa thường được bán làm thức ăn gia súc

1.3.Một số thiết bị tách bìa trên thế giới hiện nay

1.3.1 Máy ly tâm năm ngang tốc độ cao (Sidecanter)

Nguyên lý hoạt động:

Máy Sedicanter là một máy li tâm nẵm ngang tốc độ cao 6000G Nắm men được đưa vào thông qua ông tiếp liệu tại điểm có đường kinh nhỏ nhất của budng ly tâm vã sau đó dân chuyên đến vùng có đường kính lớn nhất, tại lúc này trước khi

thái ra khỏi may li tim, men bia khô được nén vả xả ra ngoài Bia liên tục được

xã ra ngoài như một éng xả thông qua một cánh quat điễu chỉnh được

Liquids discharge

‘Solids discharge

Hinh 1,2: M6 té nguyén hy hoat động của máy ly tâm néim ngang (Sidecanter)

Hiệu quả chiết tách của máy Sedicanter cao như là một máy li tam dia Déng thời, máy có thẻ thực hiện chiết tách tỉ lệ chất rắn đầu vào cao vả đạt được độ khô cao

Hình 1.3: Máy ly tam Sedicanter S4E của Flothreg

Máy lỉ tâm hiệu suất cao Flottweg Si decanter này tông hợp các lợi th của máy decanter va may li tâm đĩa truyền thông

* Ưu điểm:

~ Năng suất cao, chỉ phí điu hành và bảo dưỡng thấp hơn

~Dễ vệ sinh và xử lý, bã bia thu được có độ khô cao, năng lượng tiêu thụ thấp vả hấp thụ ôxy ở mức tối thiểu

* Nhược điểm:

~ Hiệu suất thu hỏi chưa được tối ưu

~ Khả năng ngăn ngửa sự xâm nhập của oxy chưa cao

6

1.3.2 Máy ly tâm trục vít (Decanter)

Nguyên lý hoạt động: Một máy Decanter thông thường hoạt động với lực ly tâm

khoảng 4000G đề tách nâm men bía Men bia được nén chặt lên thành buông ly tâm

sau đó được đưa ra thông qua mét “ving khô"'trong buông ly tâm ra khỏi máy

Liguids discharge

by ara

Solids discharge

Hình 1.4: Mô tả nguyên lý hoạt động của máy ly tâm trục vít (Decanter)

Máy Decanter được nghiên cửu đặc biệt cho việc chiết tách các sản phẩm mém, nhe như: nằm men, vi khuẩn, các protein, vân vân Các máy decanter và các máy li tâm thông thưởng đã gặp phải vẫn để để đạt được hiệu quả tôi ưu trong việc chiết tách

Hình 1.5: Máy ly tâm trục vít nẰm ngang (Decamer) của Alfalaval

« Ưu điểm

~ _ Nhanh chóng, quá trình tách diễn ra liên tục nên rất thích hợp cho các ngảnh

công nghiệp chế biến sữa, nước ép trái cây và ngành công nghiệp đồ uỗng v.v

« Nhược điểm:

~ Hiệu suất chiết tách chưa cao

~ Chỉ phi vận hành bảo trì cao.

1.3.3 Hệ thông lọc mảng gồm

Nguyên lý hoạt động

Phương pháp lọc tiếp tuyển (cross-flow): hỗn hợp men bia chuyển động

cùng chiều với mảng lọc (nhằm giảm tổi đa lực ép cơ học tác động trực tiếp vào men, không phá vỡ tế bao men) Tử đó bia được nhẹ nhảng tách ra qua các mao dẫn của mảng loc ceramic

Hình 1.6: Mô tả nguyên lủ hoạt động của hệ thông lọc màng gồm

Hệ thống vận hành tuần hoàn liên tục (bao gồm cả công đoạn pha nước khử khi) cho đến khi thu hỏi hết bia vả đồ khô men thai đạt 18 - 20%

*Ư điểm

~_ Chất lượng bía thu hồi cao

~ Màng lọc 0.8m loại bỏ hoàn toản men và cặn tính nên chất lượng biathu hồi cao, độ đục thấp

*Nhược điểm

~ Chỉ phí vân hành cao

~ Chỉ phí đầu tư ban đầu cao

~ Yêu câu kỹ thuật vận hành cao

~ Chỉ phi bảo trì bảo dưỡng cao

~ Diện tích yêu câu lăp đặt lớn

tỷ trọng giữa tế bảo men vả bia trong trồng lọc của máy ly tâm Hoạt động của

hệ thông thu hỗi lả liên tục khi men thửa qua máy ly tâm

Hình 1.8: Mô tả nguyên lý hoạt động của máy ly tam voi phun BRUX 510

Để đạt được thu hổi chiết xuất cao nhất có thẻ nâng năng suất của hệ thông bằng

cách cho men qua máy ly tâm hai lần với bỏ sung nước khử khi (bài khi) giữa hai lân lọc tách để rửa chiết xuất bia nhiễu hơn từ men Chỉ trong lần cuỗi, hoạt đông theo mẻ

~ Củng máy ly tâm nảy được sử dụng cho men của bảnh mi vả cho nước lên men trong ngành công nghiệp dược phẩm trong nhiễu nấm điều nảy cỏ nghĩa rằng sự tự

phân của men không tăng lên do khả năng sông của men cao, hương vị bia không

thay đổi

~ Máy ly tâm BRUX S10 hoạt đồng ở tốc độ cao với lực ly tâm G xắp xỉ 15.000 G ở T488 vòng/phút, đo đó lọc trong bia cao vả men còn lại trong bia thu hỏi lả rất nhỏ

<100.000 tế bảo/ml Trong khi đỏ máy ly tâm của các hãng khác hoạt động ở tốc

đô thấp với lực ly tâm G tôi đa 10,000 G do vậy men còn lại trong bia thu hỏi là cao 0.5 % V/V,

- May ly tam BRUX 510 với chuẩn hóa bia đầu vảo, cỏ thể hoạt động với đải lưu

~_ Sản lượng bia thu hổi tăng với lọc bia lẫn thứ hai như một lựa chọn,

~ _ Kết hợp vệ sinh, CIP trực tiếp và nhiễm ôxy thấp:

~ Tất cả các bộ phận tiếp xúc chất lỏng làm băng thép khóng gỉ chất lượng cao vả

được thiết kể đảm báo tiêu chuan vé sinh cao nhất Các khoang chứa chất rắn được gia công ớ thành của trồng lọc, tránh sự tích tụ chất rắn không mong muốn vả do

đó ngăn ngửa ô nhiễm vi khuẩn

~ CIP trực tiếp ~ không yêu cầu thiết bị CIP chuyên dụng: Hệ thống CTP trung tam

được sử dụng để CIP máy ly tâm BRUX 510 vả hệ thống Trong khi đó máy ly tâm của các hãng khác tổn that trong qua trinh CIP của máy ly tâm ngang là cao

hơn nhiễu tắt cả chất lỏng trong quá trình CIP ở tốc độ thắp mắt qua đường ra của

chất rắn, một số máy ly tâm tốc độ cao cũng mắt qua các vòi phun bọc ngoài

~_ Trổng lọc được làm kín với mơi trưởng bên ngồi bằng bộ lảm kín bằng nước

mà cả khí CO; và nước khử khí được điển vào Dieu nảy loại bỏ nhiễm ơxy vào bia

ở đầu ra vả giảm thiêu nhiễm ơxy trong máy ly tâm

~ Van hành dễ đàng, tiêu thụ điện và chỉ phi bảo dưỡng thấp:

~_ Mơ đun BRUX 510 được câu hình như một cum hồn chỉnh, dễ dàng lắp đặt, văn hành vả bảo đưỡng

~ - Tiêu thụ điện thấp (21 kW) và mỏ tơ điện của máy ly tâm được điều khiển bing

bộ biến tần làm cho quá trình khởi đơng, vận hảnh trơn tru và én định

~_ Phụ tũng vật tư của máy ly tâm BRUX chi lả những chỉ tiết hao mịn như: gioăng lảm kin, giộng tron (o-ring), vịng đệm, bộ làm kin cơ khi và vịng bi,

wy

* Nhược điểm

Chưa được triển khai rộng rãi ở Việt Nam nên khơng cĩ số liệu đề so sánh

1.4 Các hưởng tận dụng nắm men bia

'Việc sử dụng men bia trong trị liệu y học đã cĩ từ rắt xa xưa, khoảng 400 năm trước

cơng nguyên tại Ai Cập cổ đại Tuy đã được nhân thấy cĩ tác dụng tốt đổi với sức khỏe con người, nhưng mãi đến thể kỷ 15, 16 men bia vẫn chưa được sử dụng rộng, tâi Nguyên nhân chính cĩ th là men bia ở dang lỏng, dé hư hỏng, khĩ bảo quản vả

sử dụng Đến 1930, tại Nhật Bản, nam men bia được cơ đặc xuất hiện trên thị

trường dưới dạng men khơ Khi đĩ men được cỏ đặc khơng quả 40°C, lúc đĩ men

sẽ chuyển hĩa thành đường glucose Tuy nhiên sau đỏ người ta lại thấy ring, so với men bia tuoi hoặc men được sây ở nhiệt độ thắp thi men bia được sảy ở nhiệt độ cao (trên 100°C) cho hiệu quả cao hơn về vitamin cũng như acid amin (Satake Kenji,

2002) Ở Châu Âu, tử nữa đầu thể kỷ 20 người Đức đã bắt đầu sứ dụng nằm men

như là một chất phu gia thực phẩm, Vào những năm 1950, ngành cơng nghiệp sin xuất men chiết xuất đã bắt đầu hình thảnh Đến 1974, sản phẩm men chiết xuất thương mại dau tiên chửa 5'GMP - một nucleotide tự nhiên của RNA nắm men —

đã được sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp (Eurasyp)

Hiện nay cỏ hai phương pháp xử lý nằm men bia dư thửa là chế biển men khô và

men chiết xuất Khi dùng để chế biển thức ăn gia súc hay thức ăn cho nöng thủy sản

nắm men có thể không cần phải tỉnh chẽ mà chỉ cân đề nguyên men tươi và sảy khô Nhưng khi dùng để chế biển ra những sản phẩm đành cho con người, nằm men cần thường phải tỉnh chế trước để tăng thêm hương vị

Sản xuất men khô

Mục địch của việc sẩy khô men tươi

~ Để men không bị biển dạng hoặc dễ hỏng

~ Duy rỉ vả bảo quản các thành phần của tế bảo nấm men

~ Giúp bảo quân lâu dai các đặc tỉnh của men

~ Giúp men trớ nên dé sử dụng

~ Tăng cường tính hâp thụ tiêu hóa của men

~ Tiêu diệt các vi khuẩn có hại

1% Các phương pháp thủy phân

Ban chat của quá trình thuỷ phân protein a sự thuỷ phân liên kết peptit Do liên kết peptit là liên kết mạnh thuỷ phân xảy ra trong điều kiên có xúc tác Tác nhân xúc tác có thể là tác nhân hoá học hoặc tác nhân sinh học Các sản phẩm thuỷ phân chưa hoàn toàn thường hay bị đảng Sản phẩm bị đẳng khi mức độ thuỷ phân đạt từ 4 — 40%, Vị đắng liên quan tởi các peptit chứa các axit amin ky nước

Vị đẳng chí ảnh hướng đến tính chat cam quan, không ảnh hưởng đến giá trị dinh

dưỡng Ngày nay tế bào nằm men cỏ thể được phả vỡ bằng phương pháp hỏa học, phương pháp sử dung enzyme hay cho nằm men tự phân trong mồi trường nước Tuy nhiên người ta nhận thây khi thủy phân liên tục có bổ sung Enzyme sẽ dat được hiệu quả thủy phân cao hơn [18] [19]

1.&1 Phương pháp hoá học

1.5.1.1 Tim phản bằng at

Nguyên tắc: Dùng HCI nỗng độ 6 — 10, nhiệt độ 100 — 180C, thời gian thuỷ

phân 24 - 72 giờ Nếu gia tăng áp suất sẽ giảm được thời gian Sau thuỷ

phân, axit trong dịch thuỷ phân được trung hoà bằng NaOH hoặc Na2CO3 [18]

13

Ưu điểm: Rẻ tiền, nhanh và hiệu suất thuý phân cao từ 85 - 90 %, sản

phẩm giảu axit amin và đễ báo quản

Nhược điểm:

~ Do nhiệt độ cao và nông độ axit đắc, một sổ axit amin bị phả huỷ trong quá trình thuỷ phân Tryptophan bị phá huỷ hoản toàn, các axit amin chứa lưu huỳnh bị mắt 10 - 30 % Các axiL amin chửa nhóm ~ OH bị phân huỷ một

phân như Thr, Ser, Met, Cys

~ Chí phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn,

việc sử dụng HCI đặc độc hai vả ô nhiễm môi trường

~ Khi nông độ HCI cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phán ứng giữa CI2 hoặc HCI có trong chất béo tể bảo nắm men sinh độc tổ monochloropropanol và dichloropropanol là tác nhân gây tung thư

~ Hàm lượng muối cao do quá trình trung hoả bằng NaOH Người ta cũng có thẻ

thuỷ phân nắm men bằng axit H2SO4, thuỷ phần bing axit nảy thi địch sau thuỷ phân được trung hoả bằng vôi, kết tủa CaSO4 tạo thành được lọc ra Dịch lọc

sẽ có hảm lượng muỗi thấp hơn so với thuỷ phân bằng HCI Tuy nhiên vị của dịch thuỷ phân băng H2SO4 thường kém hơn địch thuỷ phân bằng HCI

15.12 Thuỷ phân bằng kiểm

Nguyên tác: Dũng kiểm 4-8 N, nhiệt độ 100-110ÔC, thời gian 24-36 gid

Ưu điểm: Thuỷ phân băng phương pháp nảy bảo toàn được tryptophan

Nhược điểm: Xây ra hiện tượng racemic hoá nền sản phẩm thuỷ phân là hỗn hợp racemic D, L ~ amino axit, lảm giảm giá trị dinh dưỡng Ngoài ra, còn

xây ra quả trình oxy hoá một số axit amin khác Kiểm xúc tác cho phản ứng tạo

Iysinoalanine làm giảm lysine trong dich thuỷ phân Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm ít khi dùng phương pháp thuỷ phân bằng kiểm [18] [19]

1.%2 Phương pháp enzym

1.3.2.1 Phương pháp tự phân nắm men

Nguyễn tắc lả nắm men được hoà với nước theo tỉ lệ thích hợp, giữ ở nhiệt độ thích hợp cho hệ enzym protease có sẵn lrong tế bảo nằm men hoạt động phân

4

huỷ các thành phân của tế bảo Dịch thuỷ phân rất giảu axit amin, peptit, vitamin nhóm B và các hydratcacbon

1.5.2.2 _ Phương pháp thuỷ phân có bỗ sung enzym protease

Nguyên tắc là sử dụng chế phẩm enzym protease thuỷ phân protein của nằm men trong điểu kiện thích hợp cho enzym hoạt đông để tạo thành các dạng đạm khác nhau Phương pháp này về bản chất giống phương pháp tự phán, chỉ khác lả

phương pháp tự phân sử dụng enzym protease có sẵn trong tế bào nằm men, còn

phương pháp bổ sung thêm enzym protease thì protein nằm men được kết hợp thuỷ phan tir protease có sẵn trong tế bảo nắm men và chễ phẩm enzym bé sung vào với mục đích tăng hiệu suất thuỷ phân [18], [19]

* Ưu điểm

Phương pháp enzym có tru điểm là điều kiện thuỷ phân ồn hoà, hoàn toàn không sit dung hoa chất, không lảm biển đổi thành phẫn axit amin ban dau nên an toản cho người sử dụng và giữ được giả trị dinh dưỡng

* Nhược điểm:

Hiệu suất thuỷ phân tôi đa của phương pháp chỉ đạt 70% Sự thuỷ phân hạn chế do tác dụng của enzym nhất là các endoprotease tir vi khuẩn làm giải phóng ra các peptit kỉ nước có đỉnh các gốc leucin và phenylalanin nên sản phẩm thuỷ phân

tử protease thường có vị đẳng Tuy nhiên việc loại bỏ vị đẳng hoàn toàn có thể giải

quyết được khi sử dụng phản ứng plastin hoặc serine proteinase của Bacillus

subtilis vi protease này đặc hiệu ở vị trí axit amin thơm hoặc axit amin ky nước

Vi vây chúng có khả năng làm giảm vị đẳng của dịch thuỷ phân Trong thời điểm hiện nay khi mà báo chí trong và ngoài nước đẻ cập rất nhiễu đến một số chất độc trong thực phẩm trong đó có monochloropropanol và dichloropropanol, monochloropropanediol là những chất sây ung thir, rat độc hại cho con người hình thánh tử quá trình thuỷ phân protein bằng phương pháp axit đặc thì việc sin

xuất fa sản phẩm thuỷ phân protein an toàn và giàu giá trị dinh dưỡng bằng phương

pháp enzym và dễ tiêu hoá không chứa D-aminoacid như thuỷ phân protein Đằng kiểm 1a rat cần thiết

15.2.3 Phương pháp thuy phan enzym két hợp với avit:

Có thể thực hiện thuỷ phân bãng axit trước rồi sau đỏ mới thuỷ phân bằng enzym

hoặc thuỷ phân trước bằng enzym rôi mới thuỷ phân băng axit [18], [19]

* Ưu điểm

Việc kết hợp sử dung enzym protease và axit xúc tác quá trình thuỷ phân có ưu

điểm là giảm thiểu hoá chất độc hại, giám thiểu ö nhiếm mồi trường, rút ngẫn thời

gian sản xuit, nhưng vẫn có khả năng sinh ra độc tổ

* Nhược điểm

'Yêu cầu công nghệ để loại bỏ hoản toàn axit ra khỏi sản phẩm chỉ phỉ cao

Chỉ phí vận hành lớn

1.6 Ứng dụng của dịch thủy phân bã nắm men bia

1.6.1 Ứng dụng của địch thủy phân nấm men làm chất điều vị

Sử dụng một lượng nhỏ dịch thuỷ phân nắm men vào một số thực phẩm như sp,

le, suack, bánh quy sẽ góp phan tích cực vio việc tăng giá trị cảm quan và gi trị dinh dưỡng cho sản phẩm Đây là kết quả của các axit amin va các peptide phan tir lượng thap trong dich thuỷ phân nắm men

nước xôt, trứ

Sản xuất một số sản phẩm truyền thổng Dịch thuỷ phân nắm men giảu axit amin đặc biệt là các axit amin không thay the, vitamin nhóm B, khoáng, được sử dụng

để tạo rất nhiều sản phẩm thơm ngon, bổ dưỡng như vesemite, marmite, oxo,

cenovis, recipe MARMITE: Sản phẩm này cỏ xuất xử từ nước Anh, thảnh phần chỉnh của Mamite là YE Sản phẩm đỉnh, có dạng sệt, mảu nâu, vị mạnh, cực kỳ mãn, có vị thịt Mùi vị của nó được so sánh với nước tương (xi dầu) Ngoải ra,

marmite còn có một sản phẩm tương tự ở New Zealand, Uc, Marmite li món ăn

truyền thống ớ Anh, được ăn với bánh mỹ, bánh bích quy Các nhả hàng Trung

Quốc, Singapore sử dụng marmite trong các mỏn xảo thịt lợn để lâm tăng vị ngọt

cho thức ăn Nó cũng được cho vio chảo yến để bỏ sung hương thơm cho chảo

Unilever Unilever Sanitarium

(UK) (exported to Australia) (New Zealand)

Ey

Hinh 1.10; San phim Marmite sin xudt 6 New zeland

Bảng 1.4: Thông tin dình diỡng của Marnite loại 100g được sản xuất ở New

Thông tin đình dưỡng Don vi tinh/100gam

'VEGEMITE: Lâ sân phẩm được làm từ YE, trông rất mịn, dính Sử dụng đẻ phêt

lên bánh sandwich, bánh mì nướng, bánh bích quy Sản phẩm có vị mặn, hơi

đắng, có vị mạch nha, gin giéng vj canh thang thịt bỏ Vegemite được coi lả món ăn truyền thống ở Úc, New Zealand Vegemite rất giàu vitamin nhém B

Hình 1.11: Sản phẩm Vegemite Thông tin dinh dưỡng của vegemite loại Sg.

Bang 1.5: Thông tin dinh dưỡng Vegemite loqi 3g dược sản xuất tại Australia

‘Thong tin đỉnh dưỡng Đơn vị tính

Tuy nhiên, việc sir dung dam vi sinh cho con người bị hạn chế bởi hảm lượng axit

nucleie của nó Tô chức WHO khuyến cáo mức độ tối đa cúa axit nueleic lả 2 % trong thực phẩm Trong khi đạm nằm men chứa khoảng 6-13 %

1.6.2 Sử dụng làm môi trường vi sinh vật

~ Chiết lây phần trong tử dịch thuỷ phân nằm men, bỏ cặn, trung hoả vả đun sôi Từ

dịch men thuỷ phân ta có thể pha thành môi trường thạch - nước men - đường (nước men được thêm 0.5 % muối ăn, 1- 2 % glucoza va 3 % thạch) pH 6,8 Thanh tring

6 0 Sat trong 30 phút Cỏ thể thay glucoza bằng 5 % sacaroza, pH = 6.0 ~ 6.5 Dịch men thuý phân có thể có đặc thánh cao men, đem dùng dẫn đẻ pha môi trường với

tư cách là nguồn nitơ hữu cơ (peptone, peptid, axit amin, nucleotide, ) và nguồn

vitamin đặc biệt là vitamin nhém B Thanh phan môi trường để nuôi cây nằm mốc

Aspergillus oryzae sinh tổng hợp protease là môi trường lỏng có các thành phan

19

nhw sau: dextrin 2.5 g, bột đậu nảnh Sg, saccharose 3 g, Na2CO3 0.9 g, NaHCO3

03 g, Na3PO4 03 g, chất chiét nam men 0.1 g, đong vừa đủ 100ml nước Môi

tnrong nay thich hop cho nam móc phát trién va sinh téng hop protease

1.6.3 Bỗ sung vào quá trình nấu bia

Chat chiết nằm men được xem là nguồn nitơ tốt nhật bỗ sung vào dich nha trong sản xuất bia với kỹ thuật lên men nông đô cao đối với dịch nha 220 pt, him long chit chiết nắm men cân bổ sung là 40 mgilit Lâm giảm thời sian lên men, nỗng đồ cồn

trong bia non tăng lên

1.6.4 Sử dụng tạo ra một số sản phầm chữa bệnh

Thuộc ông uống BIOFIL.: Diy la sin phẩm của công ty cỗ phẫn Dược - Vật từ Y tẻ Thanh: Hoá, đi từ nguyên liệu sinh khỏi nam men bia Qua quá trình lắng lọc tỉnh chế,

thuỷ phân axit kiểm với men đặc hiệu, áp dụng công nghệ mới tạo sản phẩm ông wong

BIOFIL 10 ml déng hp 10 dng và hộp 20 ống Lả thuốc bổ dưỡng giảu axit amin va vitamin nhóm B Với giả bán bằng 30% thuốc nước ngoài củng loại Ngoải các thành phẩn cỏ giá trị trong dịch chiết nằm men như đã nêu ở trên thi phan bã rắn khổng bị thuỷ phân bao gổm chủ yêu lã thành tế bảo cũng có rất nhiễu ứng dụng

~ B-glucan là hỗn hợp sinh học tự nhiên bao gốm j 1-3, 1- 6 glucan vi manna

oligosaccharide curge chiét suất từ thành tê bảo nâm men Saccharomyces cerevisiae

B-slucan giúp kích thỉch hệ thông miễn dịch tự nhiên, tăng cường hoạt động của các đại thực bảo vả kích thích tiét nhiéu cytokines (chat hoạt hoả tế bảo) nhằm tiêu diệt các mắm bệnh xâm nhấp từ bên ngoài Vì vây, B-glucan đã được ứng dụng để bảo chế các loại thuốc chữa vết thương, thuốc chống u bướu -glucan giúp giảm hệ

số chuyển đổi thức an, kich thích tiêu hoá, phòng các bệnh đường ruột, nhiễm trùng

do vi khuẩn, virut, lim giảm cholesterol trong máu f-glucan la giải pháp thay thẻ kháng sinh trong phòng trị bệnh vật nuôi an toan và hiệu quả B- glucan chịn được nhiệt độ 120'C nên cỏ thể dùng lảm thức ăn ép viên [6, 8, 9] Hiện nay, trên thi trường có một số sản phẩm: BETA CLUCAN 25, BETA GLUCAN 40

° `^.< *

Hin 1.12: Ché phim p - Glucan BETA GLUCAN 25

Trong kg sin phim chita 25 % B-glucan 1 — 3, 1 — 6 BETA GLUCAN 40: Trong Ikg sản phẩm chứa 40 % -glucan 1 - 3, 1 ~ 6 - Mannan-oligo-saccharide (MOS) (đại diện là chế phẩm Bio-Mos) cũng được chiết từ thành tế bảo nắm men

có tác đụng chống bệnh ia cháy ở lợn cai sữa MOS có kha năng thu hút và loại thải

ra ngoài phan lớn các vi khuẩn đường ruột cỏ hai như Z coli, Salmonella, các độc tổ

nam nhw Aflatoxin Vì vậy, sử dụng Bio-Mos sẽ ngăn chăn sự định vị của mắm bệnh, tăng cường hệ thông phòng thủ của cơ thể, giúp vật nuôi tăng trọng nhanh

“Thực phâm bỏ sung B complex (100 viên) 205.700 vnd Mỗi viên cung cấp đây đủ

7 loại vitamin B từ tự nhiên (B1, B2, B3, B5, B6, axit folic và B12) cẩn thiết cho cả phụ nữ vả nam giới Tất cả được chiết xuất từ nằm men Tuy thành phần của các axit amin trong protein nắm men không cân đổi và cỏ giá trị sinh học như axit amin tir protein động vật, nhưng gia trị dinh dưỡng của nó cũng gân giống protein động vật Sử dụng địch thuỷ phân nắm men sẽ góp phẩn bổ sung các axit amin không thay thể bị thiêu hụt trong thức ăn hàng ngảy như lizin, metionin, Ngoài ra, các vitamin nhỏm B, các hydrateacbon, các chat kích thích sinh trưởng, lảm vật nuôi lớn rắt nhanh

1.7 Cơ sở thiết kế tự động hóa

1.7.1 Hệ thống SCADA trong nhà máy bia

1.7.1.1 Chúc năng và nhiệm vụ cơ bản của hé SCADA

Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tin hiệu tử các cơ câu cảm

biến được gắn trên các thiết bị công tắc hoặc trên dây chuyển sản xuất sửi vẻ cho

21

máy tính (thực hiện phẩn thu thập dữ liệu) Máy tính xử lý, kiểm tra trạng thái hoạt đồng của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đã được cải sẵn trong bộ nhớ Đồng thời, máy tính sẽ hiển thị lại những thông tín kỹ thuật của hệ thông trên min hinh, cho phép tự đông giảm sát và điều khiển hệ thông và phat ra tin hiệu điểu khiển đến máy công tác tạo nên vòng tín hiệu kín (thực hiện chức năng giảm sát và điều khiển)

Việc điều khiển giám sắt ở đây bao ham hai ý nghĩa:

>_ Con người theo dõi và diéu khiển

> May tính giám sit vi diéu khiển

Đổi với các hệ thống sản suất tự đông trước đầy, việc kiểm tra giảm sát hoàn toàn

do con người đám trách So với máy tính, tốc độ xử lý của con người rất chậm vả dễ nhằm lẫn Việc tính toán điễu khiển của máy tính sẽ trảnh được những hậu quả trên Những sai sót nhỏ, thường xuyên gặp phải sẽ được máy tính giảm sảt và xứ lý theo chương trình đã được cải đặt Đôi với những sự cổ lớn, máy tính sẽ báo cho người theo đối biết và tam dimg hoạt đồng của hệ thống dé chờ quyết định của người điều hành

Hinh 1.13: M6 hinh phân cấp chúc năng điều khiển

& Cap chap hinh

Các chức năng chính của cấp chap hành lả do lường, dẫn động và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cẩn thiết Thực tế, đa số các thiết bị cảm biển (sensor) hay chấp hành (actuator) cũng có phần dieu khién riêng cho việc thực hiện đo lường,

truyền động được chỉnh xác và nhanh nhạy Các thiết bị thông minh (smart devices)

có thể đảm nhận việc xử lý và chuẩn bị thông tin trước khi đưa lên cấp điều khiển

> Cap điều khiển

Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhân thông tin tử các bộ cám biễn, xứ lý các thông tin theo thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống các cấp chấp hành Khi còn điều khiễn thủ công, nhiệm vụ đó được người đứng máy trực tiếp đâm nhận qua việc theo đối các công cụ đo lường, sử dụng kiến thức và kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cân thiết như ân nút đóng/ mở van, điều chỉnh

cần gạt, núm xoay Trong một hệ thống điều khiển tự động, máy tính thực hiện những nhiệm vụ đó

Do dac tỉnh nỗi bật cia cap điều khiển là xử lý thông tin, nên khái niệm cấp xử

lý (process level) cũng hay được sử dụng Tuy nhiên, khải niệm nảy không được chính xác vì trong các hệ thổng tự đông hoả hiện đại, việc xử lý thông tin không phải là độc quyên ở cấp này Như đá néu trên, các thiết bị thông minh ở cấp cảm

biển/chấp hành cũng có thế đảm nhận một phần việc nảy Ngoài ra, việc thực hiện

các chức năng ở bắt kỳ cap nao bén trên đều mang bản chất là xử lý thông tỉn

Cấp điểu khiển và cấp chấp hành cũng hay được goi chung là cấp trang (field level) chính vì các bộ điều khiển, cảm biển va chấp hành được cải đặt trực tiếp tại

hiện trường, gần kê với hệ thông kỹ thuật

$ Cấp điều hành quả trình

Điều hành quá trình tức là điều khiên và vận hành một quả trình kỹ thuật Khi đa

số các chức năng như đo lường điều khién, điều chỉnh, bảo trì hệ thông được các cấp cơ sở thực hiện, thì nhiệm vụ của các cấp điều hành quả trình là hỗ trợ người sử dung trong việc cải đất ứng dụng, thao tác, theo dối, giảm sát vận hành và xử lý

những tỉnh huồng bắt thường Nạ‹

hiện các bài toán điểu khiển cao cấp như điểu khiển phối hợp điểu khiển khởi đông/dừng và điều khiển theo công thức (ví dụ như trong chế biển dược phẩm, hoá chẩU Khác với các cấp dưởi, vige thực hiện các chức năng ở cấp điểu hành quả

ra, trong một số trường hợp, cấp nảy còn thực

trình thường không đòi hói phương tiện, thiết bị phản cửng đặc biệt có giao diện

mang ngoài các máy tỉnh điều hành

Hiện nay, do nhụ cầu tự động hoá tổng thể ở các cập điều hành sãn xuất và quản

lý công ty, việc tích hợp hệ thông vả loại bó các cấp trung gian khéng cin thiết

trong mô hình chức năng trỡ nên cân thiết Cũng vì thể, ranh giới giữa cập điểu

hành quá trình và điều hành sản xuất nhiễu khi không rõ ràng, hình thành xu hướng, hôi nhập hai cắp này thành một cấp duy nhất gọi chung là cắp điểu hành

Tom lại, các chức năng điểu khiến giám sát của một hệ SCADA:

Giảm sắt vận hành:

Điều khiên vận hành

Bao cáo và báo đông

Điễu khiển cao cấp

Quán lý và lưu trữ dữ liệu quá trình

2_ Các thành phẩn chức năng cơ bản

Xét mot cách tổng quát, một hệ SCADA bao gồm các thành phẩn chức năng liệt

kế dưới đây

s# Phần cứng:

+ Thiết bị thu thập dữ liệu: PLC, RTU, PC, I/O, các đầu đo thông minh

Hệ thông truyền thông: Mang truyền thông, các bộ dỗn kênh/phân kênh modem,

s* Phân mềm:

CANH BAO, BẢO ĐỌNG

một thương phẩm như SQL Server, Sybase, Infommix, Tuy nhiên, cơ sở dữ liệu

này phải có những tính năng đặc biệt như: tần suất cập nhật cao, mang tính trần hoàn; có tính năng thời gian thực, quản lý hiệu quả cơ sở dữ liệu lớn liên tục rất

nhanh

Giao diện người = máy

Giao diện vào/ra (phần mềm giao điện quá trình), dưới dạng các I/O ~ DriVers,

1/0 ~Servers (DDE, OPC )

Hệ thống cảnh bảo báo động

Lập bảo cáo tự đồng

lều khiển cao cấp: Điểu khiển mẽ, điều khiển trình tự, điều khiển công thức,

diéu khiển chuyên gia

Các thành phân nỏi trên đã được tích hợp trong một hệ điều khiển phân tản Vì vậy, việc xây dựng các chức ning SCADA ở đây đơn giản hơn nhiễu so với trong các hệ

khác Việc phát triển một hệ SCADA dựa trên việc phát triển hệ thông phân mễm

có thễ phát triển theo hai hướng

Lap tinh:

Sử dung các ngôn ngữ bậc cao (C++, Java, Visual Basic, Delphi)

« _ Có sự tham gia của một complier

«_ Khả nãng thực hiện ít hạn chế

« _ Đồi hỏi tình độ chuyên sầu

«_ Kém hiệu quả nên chỉ thích hợp với các hệ thống qui mỗ nhỏ, ít thay đổi

> Câu hình (cofigurating):

« _ Sử dụng một công cụ 8CADA chuyên dụng

«_ Sử dụng các kỷ hiệu đỏ họa vả script để xây dựng cầu hình

« _ Sử dụng các phần tử đỏ họa đối thoại để đặt các tham số

© Không cần compiler nên hiệu qua cao, dễ thực hiện

“Tổng quan về bộ điều khiển khả trình PLC

Bộ điều khiển lap trinh (Programmable Logic Controller), gọi tắt là PLC là bỏ

digu khién cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua ngôn nsữt lập trình để trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc với máy tỉnh Toàn bỏ

« _ Tuyên đữ liệu (da bu3) : mang dữ liệu (thí dụ tử TM tới OM)

«_ Tuyển điều khiển (control bus) : chuyển, truyền các tin hiệu định thì và điểu

khiển để đồng bộ các hoạt đông trong PLC

Hình 1.15: Cấu trite phiin cing PLC

Dé ting tinh mém déo trong ứng dụng thực tế mả ở đó phân lớn các đối tượng điều

khiển có số tín hiệu đầu vao, đầu ra cũng như chủng loại tin hiệu vào/ra khác nhau

mà các bộ điễu khiển PLC được thiết kế không bị cửng hóa về câu hình Chúng được chia nhỏ thành các module Số các module được sử dụng nhiễu hay it tity thuộc vào từng bải toán, song tỗi thiểu bao giờ cũng phải cỏ một module chính lả module CPU Các module còn lại là những module nhân/truyễn tín hiệu với đổi

tượng điều khiển, các module chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ Chúng

được gọi chung là module mở rộng

Module CPU là loại module có chứa bộ vi xứ lý hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ

định thời, bộ đếm, công truyền thông và có thể có một vài cổng vảo ra số Các

cổng vào ra số có trên module CPU được gọi là công vào ra onboard,

Trong họ PLC 87-300 có nhiều loại module CPU khác nhau Chúng được đất tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module CPU315 Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau vẻ

cổng vảoíra onboard cũng như các khỏi hảm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư

viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào ra onboard nảy sẽ được

phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm tir IFM (Intergrated Function

Module) Chang han module CPU312 IFM, module CPU314 Ngoai ra còn có loại

modhule với hai công truyền thông như module CPU315-DP

« _ Lập trình tuyến tính (liner)

Toản bộ chương trình điều khiển năm trong một khôi trong bộ nhớ Loại hình câu trúc tuyển tính nảy phủ hợp với những bải toán tự đông nhỏ, không phức tạp Khỏi được chọn phải lä khỏi OBI, là khỏi mả CPU luôn quét vả thực hiện các lệnh trong

nó thưởng xuyên, từ lệnh đâu tiên đên lệnh cuỗi củng vả quay lại từ lệnh đầu tiên

© Lap trinh c6 cau tric (structured)

Trong PLC Siemens S7 tổ chức theo các khối mả có thể lập trình được với từng nhiệm vụ riêng Loại hình câu trúc này phù hợp với những bải toán điểu khiển nhiễu nhiệm vụ và phức tạp PLC S7-300 có 4 loại khối cơ bản

+ Khối tổ chức OB (Organization Block): Khỏi tổ chức và quản lý chương trình: dieu khiến

> Khdi ham chite nang FB (Function Block): La loai khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lương dữ liệu với các khỏi chương trình khác Các dữ liệu nảy phải được tổ chức thành khỏi đit liệu riêng có tên gọi là Data Block

> Khoi hảm (Funetion) : Khỏi chương trình với những chức năng riêng giỗng như một chương trình con hoặc một hàm

> Khối dữ liệu (Data Block): Khoi chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chương

trình Các tham số khói do ta tự đặt

Ngoài ra còn cỏ các khối hệ thống như: SEB, SFC, SDB Toàn bộ các khỏi chương trinh con được quản lý một cách thông nhất bởi khối OB1 Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khỏi, chuyển khỏi Từng nhiệm vụ điểu khiển con có thể được chia thành những nhiệm vụ nhỏ va cụ thể hơn nữa, do đồ một khôi chương trình con cũng có thể được gọi từ một khối chương trinh con khác Nhưng trảnh không bao giờ một khỏi chương trình con lại gọi đến chính nó Khi thực hiện lệnh gọi một khôi con, hệ điều hảnh sẽ

Chuyển khối con được goi tir ving Load memory vao ving Word memory

Cấp phát cho khôi con một phần bộ nhớ trong Word memory dé tam local block Câu trúc local block được quy định khi soạn thảo các khối

Truyền các tham trị từ khỏi mẹ cho bién hình thức IN, IN-OUT cua local block Sau khi khối con thực hiện xong nhiệm vụ và ghỉ kết quả dưới dạng tham trị đầu ra cho bién OUT, IN-OUT cita local block, hé diéu hanh sẽ chuyển các tham trị nay cho khối mẹ vả giải phóng khối con cùng local block ra khoi word memory

Số các lệnh gọi lổng nhau phụ thuộc vảo từng chúng loại module CPU mii ta sit

dụng Nêu số lân gọi khối lồng nhau mà vượt quá con số giới hạn cho phép, PLC sẽ

tự chuyển sang chế độ STOP và set cờ bảo lỗi

"Ta có bảng so sánh khả năng lập trình của các PLC SIMATIC $7-300 như sau

Bảng 1.6: So sánh khả năng lập trình của các PLC SIMATTC S7-300

1.7.3 Một số hệ thống điều khiển tự động hiện nay

Hệ thông điều khién tư động hóa nỗi tiếng trên thế giới hiện nay gồm có 2 hệ thông điều khiển tự đông hóa Rockwell của mỹ, và hệ thông điều khiển tự đông Siemens của công hòa liên bang Đức Việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng thành công trong nha may bia img dung va phat trién phan mém chuyén dung Braumat của hãng

Siemens cng hda liên bang Đức, phần mềm Rockwell của Mỹ trong ngành Bia

đánh dâu một bước tiễn trong ngành tự đông hóa Việt Nam, nó phủ hợp với điều

kiện và hoàn cảnh hội nhập của Việt Nam hiện nay

30

1.7.4, Hé théng Braumat trong nha may bia

——., nohneehngtols | “Admaawwam | - 2ywemơmemsnhe

Hình 1.19: Giao diện Main Menu ciia phan mém Braumat ( thé Engineering Tool)

Braumat [a tên nhãn sản phẩm cho hệ thông tự động trong ngành công nghiệp sản

xuất bia cia hing Siemens Braumat la phẩn mềm được xây dựng và được tích hợp những tính năng điểu khiển áp dụng cho các ứng dụng điều khiển theo m, đổi tượng là các nhà máy Bia Braumat được xây dựng trên nền táng của chuẩn S88 (IEC 61512-1),

~ Hệ thống phần cứng và mạng dựa trên Simatic S7- 400 các trạm thu thập dữ liệu

va diéu khién phan tin ET200M va mang Profibus DP, Industrial Ethemet (IE)

- Hé théng phan mém due xay dmg trén mdi trường làm việc Windows theo cau tric mang Client ~ Server Phin mém durge cit trúc thảnh nhiễu phần khác nhau với công cụ Engineering là Simatic manager (Step 7) Braumat quản lý các đổi tượng điều khiển riêng lẻ được gọi là các ICM (Individual Control Module), các TCM hoạt động theo từng loại đổi tượng mình cài đặt và nó tuân theo chuẩn S88

31