Hình 1 là mô hình thiết kế của bộ gia nhiệt trung tâm theo kiểu cũ, cổ điển. Mô hình này được thiết kế với một bộ gia nhiệt ống chùm có tấm định hướng và “một ’’ nón chắn dòng tạo vòng tuần hoàn, nhằm tăng diện tích bay hơi. Nó vẫn đảm bảo việc tuần hoàn đối lưu dịch đường khi đun sôi với hoa houblon và giảm được tổn thất nhiệt so với việc cấp hơi bằng áo hơi ngoài thân nồi. Nhưng kiểu thiết kế này chỉ đảm bảo một chu trình tuần hoàn đối lưu dịch tự nhiên mà thôi. Hơn nữa, các ống trao đổi nhiệt được thiết kế lớn với quan điểm lấy lưu lượng tuần hoàn làm yếu tố chính và khí không ngưng đi theo hơi bão hoà vào bộ gia nhiệt không được lấy ra. Do vậy, sẽ mắc một lượng cặn hoa bám cháy ở trong chùm ống trao đổi nhiệt và hiệu suất cấp hơi không cao. Mà nhược điểm chính của bộ gia nhiệt trung tâm là khó khăn trong việc vệ sinh.

Xuất phát từ những nhược điểm trên, chúng tôi đã nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt để thiết kế lại bộ gia nhiệt trung tâm như hình 2. Với kiểu thiết kế này bộ gia nhiệt ống chùm được thiết kế bởi các ống inox có đường kính      38 nhỏ hơn thiết kế cũ (   52). Với việc sửa đổi này, trong qúa trình tuần hoàn dịch đun sôi sẽ lưu chuyển với tốc độ lớn tránh được sự bám cháy trên ống của dịch đường khi bị caramen hoá. Đồng thời, bộ gia nhiệt ống chùm được thiết kế thêm đường ống thoát khí không ngưng lẫn theo hơi cấp vào nhằm tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.

Một yếu tố rất quan trọng nữa đó là thiết kế thêm bơm tuần hoàn dịch được điều khiển bằng biến tần, trong quá trình đun sôi, dịch được bơm tuần hoàn cưỡng bức qua tâm bộ gia nhiệt trung tâm, thiết kế ở đầu đẩy của bơm tuần hoàn một bộ Ejector làm tăng độ rối, tạo dòng dịch tuần hoàn xoáy cưỡng bức kết hợp với kết cấu định hướng và “ba’’ nón chắn dòng đối lưu phía trên bộ gia nhiệt (khi bơm tuần hoàn với công suất cực đại, nón trên cùng sẽ có tác dụng chắn dòng làm phun mưa dịch đun sôi đến mức mạnh nhất cùng với hai nón dưới bộ chắn dòng này sẽ tạo thành “ba’’ lớp phun tơi lớp dịch trên bề mặt và do vậy khả năng kết tủa của protein khả kết với polyphenol của hoa houblon tạo phức chất kết tủa rất triệt để đồng thời phá tan được lớp bọt trên bề mặt khối dịch làm tốc độ bay hơi đạt mức cao nhất). Hình 3 là hình ảnh chụp thực tế của quá trình đun sôi dịch đường với bộ gia nhiệt được thiết kế cải tiến.

Cùng với việc cải tiến bộ gia nhiệt trung tâm, chúng tôi đã mạnh dạn đưa cấu hình điều khiển quá trình nấu, cấp hơi, cấp hoa hoàn toàn tự động bằng phần mềm điều khiển Braumat V5.3 do đội ngũ các chuyên gia phần mềm của POLYCO - DKNEC trực tiếp lập trình và điều khiển. Braumat là phần mềm được xây dựng bởi hãng Siemens và được tích hợp những tính năng điều khiển áp dụng cho các ứng dụng điều khiển theo mẻ, đối tượng là các nhà máy Bia. Braumat được xây dựng trên nền tảng của chuẩn ISA S88-1 (IEC 61512-1). Hệ thống phần cứng và mạng dựa trên Simatic S7-400, các trạm thu thập dữ liệu và điều khiển phân tán ET và hệ thống mạng Profibus DP, Industrial Ethernet (IE). Hệ thống phần mềm được xây dựng trên môi trường làm việc trên nền Windows theo cấu trúc mạng Client – Server. Đảm bảo quá trình vận hành tuyệt đối an toàn vì nồi đun sôi là thiết bị áp lực rất nguy hiểm. Đặc biệt, bộ tính năng lượng nhiệt của hơi cấp tự động được trang bị nhằm đảm bảo cấp đủ hơi theo chương trình cài đặt tốc độ bay hơi tự động mà không cấp thừa, tránh tổn thất và lãng phí hơi. Điều quan trọng nữa là chất lượng dịch sau đun sôi là rất tốt, loại bỏ được protein khả kết triệt để, không gây đục bia sau này và hương bia được đánh giá là tốt hơn so với chất lượng dịch đun sôi mà không sử dụng thiết bị TKNL. Xem hình 4 về mô hình điều khiển nhiệt độ nồi hoa hublon có bộ TKNL và các hình ảnh thực tế.

Hình ảnh quá trình đun sôi của nồi Houblon theo thiết kế mới có bộ tiết kiệm năng lượng:

Hiệu quả mang lại của hệ thống thiết bị đã rõ, vấn đề đặt ra là chúng ta hãy “làm gì để tiết kiệm“? Là nhà đầu tư biết tiết kiệm, một người quản lý có tâm với nghề và thực sự yêu khoa học, bạn hãy đặt cho mình câu hỏi đó! POLCYO luôn sẵn sàng giải đáp cho bạn, cùng bạn đưa ra giải pháp tốt nhất, tối ưu nhất và “tiết kiệm nhất“.