Chủ đề:

QUY TRÌNH THU NHẬN VÀ XỬ LÝ TINH
SẠCH CO2 TẠI NHÀ MÁY RƯỢU, BIA. VẤN
ĐỀ SỬ DỤNG CO2 TRONG NHÀ MÁY SẢN
XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT.


I.

TỔNG QUAN
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, ngành công nghệ
thực phẩm đã và đang đóng vai trò qan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò có
trong lĩnh vực chế biến đồ uống.
Nước ta nằm trong đai khí hậu nhiệt đới nen có ưu điểm là thì trường nước uống, nước
giải khát. Mặc khác với sức nóng của những ngày hè oi bức như hiện nay thì nhu cầu
nước uống , nước giải khát là vô cùng quan trọng. Vì thế, nhu cầu nước giải khát, rượu
bia được đặt lên hàng đầu. thế nhưng các loại nước uống có gas(CO2) thì giúp con người
giải khát một cách triệt để khi ta uống. Do vậy, ngày càng có nhiều sản phẩm ra đời đa
dạng và nhiều tên gọi khác nhau đều có điểm chung là có gas(CO2)
Nước uống có ga như bia rượu hay nước giải khát không chỉ giúp con người triệt để cơn
khát mà còn có tác dụng là tạo ra một lượng nhỏ acid tạo nên vị chua cho dung dịch kết
hợp với vị chua hương liệu tạo nên vị chua đặc trưng cho sản phẩm. ngoài ra, bọt khí
CO2 tự do kích thích vòm miệng giúp tiêu hóa tốt hơn. Không những thế nó còn có tác
dụng như một chất bảo quản, góp phần trong việc bảo quản tránh bị hư hỏng.


II. HỆ THỐNG THU HỒI VÀ XỬ LÝ CO2 TRONG NHÀ MÁY BIA
1.Khái niệm và nguồn gốc thu hồi CO2
CO2: Cacbon dioxit. Là hợp chất vô cơ không màu, không mùi không vị gồm hai thành
phần cacbon và oxi.

Trong quá trình sản xuất bia sinh ra một lượng khí CO2. Hệ thống thu hồi CO2 có nhiệm
vụ thu hồi CO2, làm sạch những tạp chất lẫn trong khí, hóa lỏng và tích trữ. Khi các hộ
tiêu thụ trong nhà máy bia cần đến CO2, CO2 lỏng được hóa hơi và cấp đi trong cả nhà
máy bia.
Thu nhận CO2 từ quá trình lên men bia và rượu:
Các nhà máy sàn xuất bia và rượu thường có phân xưởng sản xuất CO2.
Trong công nghiệp bia và rượu, CO2 là một phụ phẩm của quá trình lên men ethanol từ
đường.


C6H1206 -> 2C2H5OH + 2C02 + Q.
Trong quá trình lên men, một phần đường sẽ
được chuyển hóa thành sình khối nấm men và các
sản phụ khác như rượu cao phân tử, acid hữu cơ,
ester, .... Ngoài ra một phần khí CO2 được sinh ra
có thể bị thất thoát trong quá trình thu hồi. Vì thế,
trong thực tế người ta chi thu hồi được trung bình
70% lượng khí CO2 được sinh ra từ phương trình
lên men nói trên. Kiểm soát lưu lượng khí
Khí CO2 được thu nhận từ quá trình lên men bia rượu sẽ bị lẫn các tạp chất dễ bay hơi
như aldehyt, rượu... Vì thế, ta càn phải xử lý tinh sạch CO2.
2. Giới thiệu công nghệ hệ thống thu hồi CO2

Hệ thống thu hồi CO2 bao gồm các thiết bị chính sau.
A. Hệ thống nén, làm sạch và khử mùi khí CO2


1.


Balon chứa khí CO2

2. Tháp rửa CO2
3.

Bình tách lỏng, máy nén CO2

4.

Máy nén CO2

5. Tháp hấp thụ, lọc than hoạt tính
6. Tháp làm khô, lọc silicazen
7. Thiết bị ngưng tụ CO2
8.

Bình chứa CO2 lỏng

9.

Giàn hoá hơi CO2

B. Hệ thống làm lạnh NH3, hóa lỏng CO2
1.

Máy nén lạnh

2. Bình tách dầu
3.


Bình tách lỏng máy lạnh

4.

Bình ngưng tụ

5.

Bình chứa cao áp

6. Thiết bị ngưng tụ CO2
C. Hệ thống giải nhiệt, làm mát cho các thiết bị trong hệ thống A và B.
-

Bơm giải nhiệt


-

Quạt giải nhiệt

Thuyết minh công nghệ chú ý hai phần chính:
-

Phần 1: Hệ thống nén CO2 làm sạch và khử mùi khí CO2.

CO2 từ các tăng lên men được đưa về Balon chứa khí CO2, quá trình nén CO2 qua 3 giai
đoạn chính: Nén – Sấy – Hoá lỏng.
Đầu tiên CO2 được đem qua Tháp rửa để lọc bớt bụi bẩn, sau đó qua bình tách lỏng để
tách lỏng khi khí đi qua tháp rửa và đi vào đầu hút của Máy nén CO2



CO2 đã được nén sẽ đem qua các tháp sấy gồm Tháp hấp thụ 2 lọc than hoạt tính và Tháp
làm khô lọc silicazen.
Khí CO2 ra khỏi hệ thống Sấy là khí nén, tinh khiết được hoá lỏng nhờ trao đổi nhiệt với
hệ thống lạnh qua Thiết bị ngưng tụ CO2 và chứa ở Bình chứa CO2 lỏng.
Khi cần bán CO2 hoặc đem vào sử dụng, CO2 từ Bình chứa CO2 lỏng sẽ được hoá hơi
nhờ Giàn hoá hơi CO2 và đem ra hộ tiêu thụ.
-

Phần 2: Hệ thống lạnh, hoá lỏng CO2

Khí NH3 từ Bình tách lỏng máy nén lạnh vào đầu hút Máy nén lạnh được nén thành khí
ở áp suất cao.
Nhờ trao đổi với đường Glycol lạnh trong Bình ngưng tụ khí NH3 thành NH3 lỏng và
đem vào bình Bình chứa cao áp.


NH3 lỏng được làm lạnh khi đi qua van tiết lưu cấp tới Thiết bị ngưng tụ CO2 để trao đổi
nhiệt với CO2 nhằm hoá lỏng CO2.
Sau trao đổi nhiệt, NH3 thành dạng khí chứa trong Bình tách lỏng máy nén lạnh. Kết thúc
một chu kỳ làm lạnh.
-

Phần 3: Hệ thống giải nhiệt:
Hỗn hợp khí CO2, tạp chất

Tháp nước: KMnO4, Na2CO3

Tách nước, lọc


Máy nén cấp 1: Tách dầu

Máy nén cấp 2

Nước qua tháp giải nhiệt được làm mát và cấp tới các máy nén (Máy nén CO 2 và Máy
Làm nguội, tách dầu
nén lạnh) nhằm làm mát máy và làm mát các khí được nén. Sau khi làm mát, nó được đưa
trở lại tháp giải nhiệt.
Máy nén cấp 3
3. Xử lý CO2 cho quá trình bão hòa:
a. Quy trình xử lý
Tháp than hoạt tính

Tháp silicagel

Thiết bị ngưng tụ

Bồn chứa khí CO2


b. Giải thích quy trình:
CO2 thu được từ phản ứng lên men hay từ phản ứng đốt cháy thường vẫn còn có một
số tạp chất như dầu, các khí khác như O2, SO2, .... và các mùi, vị lạ..., các tạp chất này sẽ
ảnh hưởng đến quá trình bão hòa CO2 và chất lượng của sản phẩm. Do đó, CO2 phải được
xử lí trước khi đưa vào sản xuất.
Hỗn hợp khí từ qúa trình thu hồi sẽ được đưa qua tháp nước. Khi đó, một số tạp chất
hòa tan được trong nước sẽ được tách bỏ, đồng thời hỗn hợp khí sẽ được làm mát. Tiếp
theo, hỗn hợp sẽ được đưa vào tháp kế tiếp có chứa monoethanol amine (MEA). Tại đây,
CO2 sẽ được hấp thụ bởi MEA, còn các khí tạp sẽ được thoát ra ngoài. Hỗn hợp MEA và

CO2 sẽ được đưa tiếp vào tháp giải nhiệt rồi đi vào tháp hấp để thu hồi MEA. Riêng khí
CO2 sẽ đi vào tháp làm mát để giảm nhiệt độ và đi tiếp vào tháp để tiếp tục tinh sạch.
Trong tháp khí CO2 được xử lí bằng KMnO2 nhằm tách bỏ các tạp chất khử. Rời tháp, khí
CO2 sẽ được đưa đi vào tháp có chứa Na2CO3: các hợp chất acid sẽ được loại bỏ. Sau đó,
khí CO2 sẽ được đưa vào tháp để tách nước và đi vào thiết bị nén 3 cấp để tinh sạch CO 2
để đưa vào sử dụng.
Khí CO2 được đi qua các bình chứa nước, các dung dịch thuốc tím KMnO4 và
carbonate natri (nồng độ 6g/L) để loại bỏ các tạp chất. Tại đây, dung dịch KMnO4 được
sử dụng như một tác nhân để rửa CO2 nhằm tách một số tạp chất như aldehyt, rượu...Sau
đó, khí CO2 được chuyển tới tháp để tách nước. Quá trình tách nước được thực hiện theo
phương pháp ly tâm. Tiếp theo, khí CO2 qua bộ phận lọc để đi vào máy nén khí ba cấp.
Tại máy nén khí, đầu tiên CO2 sẽ vào bộ phận nén khí cấp một và được nén ép đến áp
suất 0,785 MPa; kế đến, khí CO2 sẽ đi vào thiết bị trao đổi nhiệt rồi đến thiết bị tách dầu.
Tiếp theo, CO2 sẽ đi vào bộ phận nén khí cấp hai và được nén đến áp suất 2,36- 2,75
MPa. Rời bộ phận CO2 sẽ được làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt và được tách dầu
trong trong thiết bị. Cuối cùng, CO2 được dẫn vào bộ phận nén khí cấp ba đến áp suất


6,38-6,87 MPa rồi được làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt và tách dầu trong thiết bị.
Rời máy nén khí cấp ba, CO2 sẽ đi vào tháp có chứa than hoạt tính. Tại đây, than sẽ
tách các tạp chất còn sót lại trong dòng khí CO2. Sau đó, khí CO2 sẽ đi vào tháp có chứa
silicagel để tách phần hơi nước còn sót lại. Ở giai đoạn sau cùng, khí CO 2 sẽ đi vào thiết
bị ngưng tụ, được làm lạnh và chuyển sang dạng lỏng. Ở áp suất 6,38-6,87 MPa; CO 2
lỏng từ thiết bị ngưng tụ sẽ qua van tiết lưu với áp suất 2,36- 2,75 MPa để đi vào bồn
trung gian. Từ đây, CO2 sẽ qua van tiết lưu để đi vào bồn chứa sản phẩm.
III.
VẤN ĐỀ SỬ DỤNG CO2 TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI
KHÁT
1. Khí CO2:


Từ rất lâu con người đã thích uống loại nước khoáng thiên nhiên “sủi bọt” có vị độc đáo
được tạo bởi một loại chất khí có sẵn trong đó chính là khí CO2 một loại khí không màu,
không mùi, không vị. Tùy theo áp suất và nhiệt độ mà CO2 có thể tồn tại ở dạng khí trơ.
a) Vai trò của CO2:
 Khi đem nạp CO2 vào nước giải khát, bão hòa CO2 trong nước giải khát có tác

dụng kháng khuẩn:
H2O + CO2 ↔ H2CO3
Khi hòa tan CO2 vào nước sẽ tạo thành acid cacbonic có vị chua dịu. Tính acid của
H2CO3 có tác dụng kiềm chế sự gia tăng vi sinh vật có hại, giúp kéo dài thời gian bảo
quản sản phẩm. Ngoài ra CO2 còn góp phần tạo nên mùi vị đặc trưng choản phẩm, giúp
cơ thể tiêu hóa thức ăn một cách tốt hơn. Khi sản xuất nước giải khát, để hòa tan CO 2 vào
nước phải làm ở nhiệt độ lạnh, áp suất cao nên khó nhiễm khuẩn hơn. Khi sản xuất ở môi
trường ngoài, nước giải khát luôn chứa CO2 ở áp suất cao, càng khó hơn cho vi sinh vật
phát triển. CO2 làm thay đổi chức năng màng tế bào chất của vi sinh vật, do đó sẽ ảnh
hưởng đến khả năng vận chuyển chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài vào bên trong
tế bào và thải bỏ một số sản phẩm trao đổi chất từ bên trong tế bào ra môi trường bên
ngoài. CO2 cũng có thể ức chế hoạt tính của một số enzyme của tế bào vi sinh vật và làm
rối loạn quá trình trao đổi chất của tế bào. CO2 khi được hấp thụ vào bên trong tế bào sẽ


làm thay đổi giá trị pH của tế bào chất,làm biến đổi một số tính chất hóa lý của protein
trong tế bào vi sinh vật và gây rối loạn quá trình trao đổi chất của tế bào.
 Khi mở chai uống sẽ xảy ra quá trình:

H2CO3 ↔ CO2 + H2O
Đây là phản ứng thuận nghịch, phản ứng này thu nhiệt giải phóng khí CO2 nên làm cho
nhiệt độ ở miệng chai hạ xuống nên ta sẽ có cảm giác mát lạnh dễ chịu và hơi cay nồng
khi uống. Điều này được giải thích là do thành phần CO2 trong nước giải khát sẽ được
điều hòa tan vào nước giải khát với một nồng độ nhất định để tạo cảm giác mát lạnh và

sảng khoái. Khi ta uống, các bọt khí CO2 sẽ thoát ra trên lưỡi trong miệng thu nhiệt môi
trường xung quanh làm cho ta có cảm giác mát lạnh. Lượng CO2 được hòa tan vào đã
được ức chế sao cho có thể thoát ra từ từ.
 CO2 góp phần tạo hương vị, mặc dù bản thân CO2 không có vị, nhưng khi hào tan

trong nước sẽ tạo ra một lượng nhỏ acid, điều này đủ tạo nên vị chua cho dung
dịch, và kết hợp với vị chua của acid cùng hương liệu tạo nên vị đặc trưng cho sản
phẩm.
 Các bọt khí CO2 tự do cũng kích thích vòm miệng, bọt khí CO2 sủi lên trên bề mặt
sản phẩm làm cho sản phẩm hấp dẫn hơn.
b) Đặc tính của CO2:
CO2 là một khí nặng, không màu và gần như không mùi, không cháy, không gây ăn mòn
kim loại. Khi tan trong nước, CO2 tạo ra một dung dịch acid nhẹ (acid cacbonic) có độ pH
từ 3,2 đến 3,7 và không gây nguy hiểm cho vật liệu thông thường. Trong môi trường
nhiều khí CO2, nó có thể gay ngạt thở vì nó cắt nguồn cung cấp oxi. Vì vậy, CO2 được
dùng làm chất chữa cháy.
CO2 còn là nguyên liệu chính của phản ứng quang tổng hợp của thực vật.
CO2 thường hiện diện ở 3 trạng thái:
•
•

CO2 ở dạng khí khi nhiệt độ trên 31,10C.
CO2 sẽ hóa lỏng ở nhiệt độ thấp hơn 31,10C. Ở nhiệt độ bình thường, CO2 chỉ ở
trạng thái lỏng khi được nén với áp suất cao. Vì vậy, CO2 lỏng phải luôn được
chứa trong bình chịu được áp suất cao.


•

CO2 sẽ ở trạng thái rắn ở nhiệt độ - 56,60C, có màu trắng như tuyết, được nén

thành dạng viên và có tên thương mại là nước đá khô.

CO2 rất dễ tan trong nước. Đây là đặc tính và là yếu tố quan trọng trong ngành sản xuất
nước giải khát. Ở nhiệt độ 150C, một thể tích nước hấp thụ được một thể tích CO2.
c) Yêu cầu chất lượng:

CO2 phải tinh khiết 99,5% màu trắng và không có mùi, vị lạ. Tại các nhà máy sản xuất
nước giải khát CO2 được dùng ở dạng lỏng đã được thu hồi và xử lý tinh sạch khử màu,
mùi, tạp chất để không gây hại đến chất lượng sản phẩm.
2. Bão hòa CO2:
a) Định nghĩa “ bão hòa CO2”:

Bão hòa CO2 là quá trình nạp CO2 vào trong nước giải khát đến một giá trị nồng độ nhất
định tùy theo yêu cầu công nghệ.
b) Bản chất của quá trình “ bão hòa CO2”
 Sự hòa tan của CO2 trong nước hoặc syrup thành phẩm là một quá trình hấp thụ,

trong đó CO2 là chất được hấp thụ. Quá trình này sẽ phụ thuộc vào khả năng tương
tác giữa CO2 với nước hoặc syrup thành phẩm.
 Theo lý thuyết về màng thì tại bề mặt hai pha khí và lỏng luôn tồn tại hai lớp màng
kề sát nhau: một lớp màng bao gồm các phân tử khí và lớp màng còn lại là những
phân tử lỏng. Hai lớp màng khí – lỏng này sẽ tạo nên một trở lực nhất định và ảnh
hưởng đến khả năng dịch chuyển của các phân tử khí tư pha khí sang pha lỏng và
ngược lại. sự dịch chuyển của các phân tử khí qua hai lớp màng khí – lỏng nói trên
sẽ xảy ra theo nguyên tắc khuếch tán.
 Tuy nhiên, khi tiến hành bão hòa CO2 cho các sản phẩm nước giải khát thì một
phần khí CO2 sẽ tương tác hóa học với các phân tử nước tạo sản phẩm là acid
cacbonic. Acid này có thể thủy phân tạo ra các ion như carbonate và bicarbonate.
c) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ “bão hòa CO2”
Độ hòa tan của một khí bất kỳ trong một chất lỏng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

bản chất hóa học của chất khí và chất lỏng, áp suất riêng phần của chất khí trên chất lỏng,
nhiệt độ của hệ,… Trong số đó, yếu tố quan trọng nhất là nhiệt độ và áp suất. Trong công


nghệ sản xuất nước giải khát người ta sẽ điều khiển 2 yếu tố trên trong quá trình bão hòa
CO2 cho sản phẩm.
 Nhiệt độ:

Sự hấp thụ CO2 sẽ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Cùng với một áp suất, nhiệt độ càng thấp hay
nước càng lạnh thì hấp thụ càng nhiều CO2. Chẳng hạn, cùng ở áp suất không khí, ở nhiệt
độ 21,10C một thể tích nước hấp thụ được 0,85 thể tích CO2. Ở nhiệt độ 100C nước sẽ hấp
thụ được 1,19 thể tích CO2. Ở nhiệt độ trên 210C phải cần một áp suất cao để bão hòa
CO2 sự bão hòa này không bền hay còn gọi là bão hòa giả định,sự liên kết của nước và
CO2 sẽ kém hơn.
Trong công nghệ sản xuất nước giải khát pa chế, quá trình bão hòa CO2 cho sản phẩm
thường được thực hiện ở 1 – 20C.
 Áp suất:

Hàm lượng CO2 hấp thụ được tỷ lệ thuận với áp suất, tại nhiệt độ 15,60C, ở áp suất khí
quyển, nước sẽ hấp thụ một thể tích CO2, nếu trong một bình kín, khi tăng áp suất lên 4
lần, nước sẽ hấp thụ được 4 thể tích CO2.
Khi ta cho một hỗn hợp bao gồm nhiều loại khí khác nhau vào trong một chất lỏng thì
nồng độ mỗi loại khí trong dung dịch sẽ phụ thuộc vào áp suất riêng phần và độ hòa tan
của nó. Như vậy, sự có mặt của không khí trong nước hoặc trong khí CO2 nguyên liệu
không những làm giảm độ hòa tan mà còn giảm cả áp suất.
 Các yếu tố khác:

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến sự bão hòa CO2 trong sản phẩm:
•


Nồng độ chất hòa tan trong nước có ảnh hưởng lớn đến mức độ bão hòa CO 2 trong
chất lỏng. Đa số các chất điện giải đặcbiệt là các muối tạo độ cứng làm giảm độ

•
•
•
•
•
d)


hòa tan của CO2.
Diện tích tiếp xúc giũa nước và CO2.
Nước chứa nhiều không khí, tạp chất.
Chai rửa không sạch.
Siro còn nóng, nhiều bọt.
Áp suất của CO2 cung cấp cho máy không ổn định.
Các phương pháp bão hòa CO2:
Phương pháp Postmix:


Trong các thiết bị thuộc thế hệ cũ, siro tổng hợp sẽ được đong lường vào trong chai theo
số lượng đã được quy định, sau đó nước đã được bão hòa CO2 sẽ được rót vào chai sản
phẩm sẽ được trộn đều trước khi đưa vào kho.
Ưu điểm:
Quá trình bão hòa CO2 của nước sẽ được thwucjhieenj dễ dạng hơn cho sản phẩm.
Thiết bị đơn giản hơn nên đầu tư ban đầu cũng ít tốn kém hơn.
• Nhược điểm:
Số lượng siro trong các chai sản phẩm khó kiểm soát, từ đó dẫn đến các sản phẩm
•


không đồng đều.
Việc hòa trộn siro trong các chai sản phẩm khó hoàn hảo, đôi khi bị soát, ảnh
hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm phức tạp hơn.
Không kinh tế vì sản phẩm không đồng đều.
 Phương pháp premix:
Để khắc phục các điểm trên, giúp cho sản phẩm thuận lợi và sản phẩm được đồng nhất
hơn, người ta dùng phương pháp premix, theo đó siro được tự động hòa trộn theo tỷ lệ
quy định và được bão hòa CO2 sau đó.
•

Sơ đồ thiết bị:

Các thiết bị hiện nay đều áp dụng phương pháp premix theo quy trình sau:

Nước sản xuất
(A)

Máy bài khí

Siro (B)

Bơm định lượng

Bão hòa CO2
(ABC)
Máy chiết

Hòa trộn siro

(AB)
Làm lạnh


e) Thiết bị bão hòa CO2:

Các thiết bị bão hòa CO2 gồm có: máy bài khí, máy hòa trộn siro, máy lạnh, máy bão hòa
CO2.
 Máy bài khí:

Nước thường chứa một lượng không khí (khí CO2) khoảng 8 g/L, lượng khí này sẽ gây
trở ngại cho việc bão hòa CO2. Để cho sự bão hòa CO2 đạt được kết quả tốt (giúp khí CO2
sẽ dễ được hấp thụ, độ bão hòa vững bền, và tiết kiệm CO2). Máy bài khí là một bình
chứa các mảnh sứ, khi nước chảy vào bình, chảy qua các mảnh sứ, nước sẽ được phân tán
nhỏ, khí O2 sẽ nhẹ bay lên và nằm phần trên bình và sẽ được bơm hút ra ngoài, nước ra
khỏi bình không còn không khí sẽ được bơm đến máy hòa trộn siro.
•

Nguyên tắc hoạt động của máy:

Bơm 1 sẽ bơm nước vào máy bài khí, nước sẽ phun vào lớp các con sò bằng sứ, khi chảy
len lỏi qua các con sò, khí O2 của nước sẽ thoát lên trên và được bơm số 2 hút ra ngoài,
phần nước không còn O2 sẽ chảy xuống đáy bồn và được bơm số 3 dẫn đến máy hòa trộn.
•

Tác dụng của máy:

Tiết kiệm CO2 trong quá trình bão hòa.
Giúp cho phản ứng bão hòa được bền vững, tăng chất lượng sản phẩm.
Cắt bỏ môi trường phát triển của vi sinh vật.

 Máy hòa trộn siro:

Máy hòa trộn siro hay máy định lượng sẽ tự động điều chỉnh, hòa trộn siro theo tỷ lệ
mong muốn của nhà sản xuất. Việc hòa trộn này giúp cho sản phẩm được đồng nhất,
không bị trở ngại trong quá trình chiết sản phẩm, do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước
và siro (sẽ gây xì, trào).


Kiểm soát lưu lượng phụ trợ trong sản xuất nước giải khát.
 Máy lạnh:

Như chúng ta đã biết, nước lạnh sẽ hấp thụ CO2 dễ hơn, khi nhiệt độ của nước tăng lên thì
áp suất làm việc của máy bão hòa phải tăng để đạt cùng độ bão hòa CO 2. Ta biết là: sự
bão hòa CO2 ở áp suất và nhiệt độ cao sẽ không bền và khi ra khỏi máy, áp suất trong
chai giảm xuống thì CO2 sẽ nhanh chóng tách khỏi dung dịch. Ngoài ra khi chiết sản
phẩm ở nhiệt độ cao sẽ có hiện tượng trào sản phẩm và năng suất của máy sẽ bị giảm.
•

Lợi ích của máy lạnh:

Sản phẩm sẽ đồng đều hơn về độ bão hòa CO2.
Tiết kiệm: cùng một hàm lượng CO2 bão hòa, áp suất CO2, sẽ thấp hơn khi nhiệt độ
của nước thấp hơn, do đó CO2 sẽ bị thất thoát hơn ở máy chiết và máy đóng nắp.
Giảm được việc điều chỉnh CO2 tại máy bão hòa CO2, siro pha loãng (nước giải khát
chưa có CO2) sẽ được làm lạnh trong máy.
Máy lạnh gồm có máy nén lạnh, máy giải nhiệt, và bồn ướp lạnh. Môi chất làm lạnh là
NH3 hay freon được chứa trong các vĩ lạnh.
Siro pha loãng từ máy hòa trộn được bơm qua bồn ướp lạnh, tại đây siro pha loãng sẽ
được chảy thành lớp mỏng bên ngoài các tấm vĩ lạnh và tích tụ dần ở đáy bồn. Hoạt động
bão hòa tối ưu khi nhiệt độ nước từ 1,70C – 40C.

Một lượng khí CO2 sẽ được cung cấp trong bồn nước lạnh tạo một áp suất, lượng CO2
này cũng đẩy lượng này O2 còn sót lại trong nước giải khát, giai đoạn này được gọi là tiền


bão hòa. Một hệ thống phao tạo tín hiệu tự động điều khiển lượng nước cung cấp cho
máy lạnh được kết hợp với hoạt động của máy hòa trộn siro cùng máy bão hào và máy
chiết để hệ thống thiết bị được hoạt động liên tục.
 Máy bão hòa CO2:

Ta biết rằng lượng CO2 nước hấp thụ được tùy thuộc vào nhiệt độ của nước và áp suất
của CO2. Tốc độ hấp thụ sẽ tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc giữa nước và CO2. Để việc bão
hòa CO2 được nhanh và hoàn hảo thì bề mặt tiếp xúc giữa CO2 và nước phải lớn.
•

Bài khí nước nguyên liệu và phối trộn nước với syrup thành phẩm,sau đó tiến hành
bão hòa CO2:



Nguyên tắc hoạt động của hệ thống như sau:

Nước sau quá trình xử lý được đưa vào thiết bị bài khí (1), quá trình bài khí được thực
hiện bằng cách phun nước dạng hạt nhỏ trong môi trường chân không được tạo ra nhờ
bơm chân không (4). Phần nước đã được bài khí sẽ đi vào bồn (5) và được bơm (6) đưa
qua bồn trung gian (7). Từ đây, nước và syrup thành phẩm trong bồn (8) sẽ được bơm
định lượng (9) đưa vào thiết bị phối trộn (10). Tỷ lệ thể tích ccuar nước và syrup thành


phẩm cần được tính toán sao cho hỗn hợp sao quá trình phối trộn sẽ đạt các chỉ tiêu hóa
lý và cảm quan theo đúng yêu cầu cho mỗi loại sản phẩm nước giải khát. Sản phẩm từ

bồn (10) được đưa vào thiết bị (2) và phun thành dạng hạt nhỏ để bão hòa CO2 sơ bộ. Kế
tiếp, sản phẩm sẽ được bơm (11) đưa vào thiết bị (3) để tiếp tục bão hòa CO 2. Thiết bị (2)
và (3) được cấu tạo tương tự như nhau. Khí CO2 được nạp vào thiết bị (2) và (3). Cuối
cùng sản phẩm được chứa trong bồn (12) dưới áp lực CO2 để chuẩn bị đưa sang thiết bị
rót vào chai hoặc lon.
•


Máy bão hòa CO2 có hai loại: là dạng màng mỏng và dạng phun:
Bão hòa dạng màng: nước sẽ được chảy qua các tấm bảng hay chảy nhỏ giọt

xuống bề mặt không đều.
 Bão hòa dạng phun: nước sẽ được phun sương thành hạt nhỏ hay bằng các cánh
khuấy.
 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị:
Nước giải khát từ máy lạnh sẽ được bơm đến máy bão hòa, lưu lượng nước phải được
điều chỉnh ổn định. Mực nước trong máy bão hòa được kiểm soát bởi phao hoặc các điện
cực để điều khiển hoạt động của bơm, để giữ mực nước trong bồn bão hòa thích hợp.
Nước được bơm vào đỉnh của bồn bão hòa, phun sương hoặc chảy qua các tấm
bảng xuống đáy bồn. Trong quá trình chảy nước sẽ hấp thụ CO2 được cung cấp vào bồn
với áp suất cần có để đạt được độ bão hòa CO2 của sản phẩm. Nước giải khát có bão hòa
CO2 ở đáy bồn sẽ được bơm qua máy chiết.
Trong quá trình bão hòa CO2, thỉnh thoảng ta lại phải mở valve để xả khí trong bồn bão
hòa ra ngoài và lúc bắt đầu sản xuất. CO2 trong sản phẩm sẽ bị thất thoát tại máy chiết và
từ máy chiết đến máy đóng nắp, vì vậy hàm lượng CO2 bão hòa trong bồn bão hòa trong
bồn bão hòa phải cao hơn trong sản phẩm khoảng 1 – 1,2 V.
Trong quá trình đóng chai nước giải khát, có rất nhiều ứng dụng hoạt động dựa trên sự
hiển thị ổn định/ chính xác của lưu lượng chất lỏng/ khí. Điều này bao gồm các công
đoạn như nạp khí CO2 vào các chai, dừng quá trình chiết nước thành phẩm vào các chai,
hoặc ngưng quá trình giải nhiệt hoặc làm lạnh sản phẩm. Rowle lưu lượng được lắp đặt

tại vị trí phù hợp trên dây chuyền nhằm kiểm soát lưu lượng hoặc mức chất lỏng, đảm
bảo rằng dây chuyền được làm việc với hiệu suất tối đa.


Kiểm soát lưu lượng nước đóng chai

f)
•
•
•
•
•
g)
•

Các nguyên nhân ảnh hưởng xấu đến kết quả bão hòa CO2:
Vật lạ trong bồn bão hòa (dầu mỡ, cặn bẩn,…)
Công tác bảo trì, bảo dưỡng thiết bị kém.
Dung tích bồn bão hòa quá nhỏ so với máy chiết.
Đường ống dẫn gaz quá nhỏ.
Gaz CO2 nóng,…
Cách khắc phục:
CO2 phải được xử lý tinh sạch trước khi đưa vào bồn chứa; bồn chứa phải kín,

thường xuyên kiểm tra bảo trì, vệ sinh bồn chứa sạch sẽ.
• Tùy thuộc vào năng suất của nhà máy để bố trí bồn bão hòa phù hợp nhất, tránh
trường hợp bồn quá nhỏ không đủ để sản xuất nước giải khát, bồn quá lớn gây
lãng phí chi phí và diện tích.
• Thường xuyên đo nhiệt độ CO2 trước khi bổ sung vào nước giải khát.
• Tùy thuộc vào công suất của dây chuyền sản xuất nước giải khát để sử dụng

đường ống dẫn gaz phù hợp, …
IV.

KẾT LUẬN
Hiện nay tại Việt Nam có khoảng 100 nhà máy bia lớn nhỏ của nhà nước và tư nhân
chưa kể đến các phân xưởng sản với quy mô nhỏ như bia nhà hàng, bia gia đình. Nhưng


trong số 100 nhà máy này ngoài một số nhà máy thuộc tổng công ty bia rượu nước giải
khát Sài Gòn (SABECO) và tổng công ty bia rượu nước giải khát Hà Nội (HABECO)
có mức độ tự động hóa sản xuất tương đối cao còn các nhà máy của địa phương trực
thuộc các tỉnh đều ở mức độ tự động hóa thấp. Nên việc vệ sinh công nghiệp không
được chú trọng nhiều, tất cả hầu như đều được làm thủ công mà không qua thiết bị giám
sát hay điều khiển tiên