Giải pháp chân không được thiết kế tiết kiệm cho Nhà sản xuất bia Oregon 5.000 gallon nước mỗi ngày
Khi Craft Brew Alliance (CBA) đặt mục tiêu giảm đáng kể lượng nước tiêu thụ tại Nhà máy bia Widmer Brothers ở Portland, Oregon, họ đã tập trung nỗ lực vào quy trình đóng chai – và thực hiện một giải pháp do Atlas Copco thiết kế giúp tiết kiệm 5.000 gallon nước mỗi ngày . Ngoài ra, nó còn tiết kiệm cho nhà sản xuất bia thủ công 39.000 USD mỗi năm, nhờ loại bỏ chi phí xử lý nước và giảm sử dụng năng lượng.
Trọng tâm của giải pháp bao gồm một máy bơm chân không trục vít quay Atlas Copco GHS 350VSD+ và một Lọc nước giảm bọt (Foam Dampening Water Trap). Máy bơm khô đầu tiên được biết đến trong ngành công nghiệp sản xuất bia thủ công, kết hợp với hệ thống đường ống dẫn khí được thiết kế lại, là một ví dụ cho thấy sự khéo léo và sẵn sàng đi thêm một chặng đường dài hướng tới việc giúp các hoạt động sử dụng nước đạt được mức cao hơn sự bền vững.
Máy bơm chân không trục vít quay Atlas Copco GHS VSD+ là máy bơm không tiêu tốn nước đầu tiên được biết đến trong ngành sản xuất bia thủ công.
Đặt mục tiêu không sử dụng nước
CBA cố gắng bảo tồn các nguồn tài nguyên bất cứ khi nào có thể vì tính bền vững là ưu tiên hàng đầu. Một nguồn tài nguyên chính mà họ muốn giải quyết là nước, đặc biệt là khi có nhiều nước tham gia vào việc đưa bia ra thị trường hơn là những gì có trong chính bia.
Julia Person, Sustainability Manager của CBA cho biết: “Một phần trọng tâm tiếp theo là tính bền vững, chúng tôi đã giảm đáng kể việc sử dụng nước”. “Nhiều người không nhận ra rằng lượng nước được sử dụng trong quá trình đóng chai là bao nhiêu và vì chai là yếu tố cần thiết để đưa sản phẩm đến tay khách hàng, nên chúng tôi quyết định tập trung vào đó. Là cơ sở sản xuất lớn nhất của CBA, Nhà máy bia Widmer Brothers là địa điểm lý tưởng để đặt ra mục tiêu đầy tham vọng là làm cho quá trình đóng chai không sử dụng nước”.
Widmer Brothers mở nhà máy bia đầu tiên của mình vào năm 1984 và vào năm 1990, nó đã xây dựng một hệ thống sản xuất bia 40 thùng (bbl) mới. Đến năm 1996, nó hoàn thành việc lắp đặt một nhà máy bia 250 thùng hiện đại, nâng công suất lên 220.000 thùng mỗi năm. Nó cũng lắp đặt một dây chuyền đóng chai có khả năng sản xuất 550 chai mỗi phút. Vào năm 2008, nó đã bổ sung thêm sáu thùng lên men 1,500 bbl mới, nâng công suất lên 450.000 thùng mỗi năm và thêm một dây chuyền chiết rót thùng mới có khả năng làm đầy 300 thùng mỗi giờ.
Dây chuyền đóng chai của Widmer Brothers sản xuất tới 550 chai mỗi phút.
Hoạt động của bơm chân không vòng chất lỏng lúc trước
Một tiện ích quan trọng đối với việc đóng chai là áp suất chân không, giúp hút không khí từ bên trong chai để tạo ra một van kín khí giữ lại hương vị tươi ngon của bia. Widmer Brothers đã sử dụng một máy bơm vòng chất lỏng truyền thống cho quy trình này, từ lâu đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp vì hiệu suất của bơm không bị ảnh hưởng bởi nước.
Tuy nhiên, máy bơm chân không vòng chất lỏng sử dụng nước làm chất làm mát. Như vậy, một máy bơm duy nhất có thể tiêu thụ rất nhiều nước – lên đến 5.000 gallon mỗi ngày trong hoạt động đóng chai của nhà máy bia Portland. Sở dĩ lượng nước tiêu thụ lớn là do nước trực tiếp đi qua máy bơm và sau đó được thải ra ngoài. Nó không phải là một giải pháp lý tưởng cho các hoạt động tìm cách giảm sử dụng nước.
Ông Person nói: “Nước không chỉ trở thành một nguồn tài nguyên thiên nhiên khan hiếm mà còn là một khoản chi phí ngày càng tăng – đặc biệt là ở Tây Bắc Thái Bình Dương. “Nước được lấy từ nguồn nước thành phố, và chúng tôi trả tiền để đưa nước vào cơ sở của mình. Chúng tôi trả tiền một lần nữa khi nó rời khỏi cơ sở của chúng tôi dưới dạng nước thải. Vì lý do đó, bất cứ khi nào chúng tôi giảm tiêu thụ nước, chúng tôi giảm chi phí đi gấp hai lần ”.
Không chỉ đơn giản là giảm thiểu việc sử dụng nước và tái chế nước trước khi thải ra ngoài, nhóm nghiên cứu tại CBA đã đặt ra mục tiêu làm cho quá trình đóng chai không có nước. Để giúp thực hiện mục tiêu của mình, họ đã chuyển sang Atlas Copco.
“Khi chúng tôi tìm kiếm các giải pháp mới, sáng tạo, chúng tôi luôn bắt đầu với các nhà cung cấp đáng tin cậy của mình”, Person nói. “Trong nhiều năm Atlas Copco đã phục vụ hoạt động vận hành khí nén của chúng tôi tại cơ sở Portland, vì vậy chúng tôi rất vui mừng được hợp tác với họ để tiên phong sản xuất máy bơm chân không không dùng nước đầu tiên trong ngành bia thủ công. Thật tuyệt khi thấy sự đổi mới này sẽ dẫn đến các công nghệ tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm nước mới mà chúng tôi có thể chia sẻ với những người khác trong ngành sản xuất bia như thế nào ”.
Kỹ thuật Knock-out Pot tối tân
Điều đầu tiên nhóm cần làm là hiểu ứng dụng và cách chân không được sử dụng trong quá trình đóng chai. Ngoài ra, họ biết rằng trong ứng dụng ẩm ướt sẽ có những thách thức do lượng nước và bọt bia tạo ra từ quá trình đóng chai cao. Mục tiêu khi giới thiệu công nghệ trục vít quay là loại bỏ nước khỏi quá trình này, nhưng cũng bảo vệ máy bơm khỏi một lượng nhỏ hơi ẩm truyền qua.
Thách thức lớn nhất là loại bỏ tất cả chất lỏng, chủ yếu là bọt bia và nước khỏi ứng dụng chân không. Ban đầu, nhóm nghiên cứu đã khám phá ra một giải pháp liên quan đến một bộ tách nước đơn giản được đặt trước bơm chân không để thu giữ chất lỏng mang đi. Mặc dù bộ tách nước đã làm giảm nhiều độ ẩm, nhóm nghiên cứu vẫn thấy các lượng vết nhỏ (chủ yếu là bọt bia) lấn át bộ tách và có khả năng làm hỏng máy bơm.
Không nản lòng với thất bại ban đầu này, Atlas Copco quyết định lắp đặt Lọc nước giảm bọt (Foam Dampening Water Trap) sau máy chiết rót đóng chai để loại bỏ nguy cơ hơi ẩm và bọt bia bị hút vào máy bơm. Lọc thu giữ và loại bỏ tất cả chất lỏng trước khi nó có cơ hội đi vào bơm chân không, bảo vệ nó khỏi độ ẩm.
Công nghệ này dựa trên thứ có thể được phân loại là Knock-Out Pot, thường được sử dụng để loại bỏ phần lớn các chất lỏng và hạt từ các dòng khí dựa trên sự phân tách hấp dẫn ở tốc độ hơi thích hợp. Nhưng vì thiết bị truyền thống không hoạt động, Atlas Copco đã phát triển một giải pháp phức tạp hơn kết hợp nhiều thành phần, bao gồm:
- Một cơ chế làm giảm bọt tích hợp để giải thích sự thay đổi của bọt trong các loại bia khác nhau.
- Cảm biến mức thấp và mức cao để kích hoạt trình tự thoát nước.
- Một ống xả tự động.
- Một đường thông hơi.
- Một bể lọc với các van tách, thông hơi và xả cho phép thoát bằng trọng lực trong chân không.
- Bộ tách chất lỏng dòng sử dụng dự phòng thứ cấp an toàn với phao hình cầu.
Với quá trình đầy thử thách, nhóm nghiên cứu đã không thực hiện đúng trong lần đầu tiên. Knock Out Pot đầu tiên được kích thước nhỏ hơn, sau đó thúc đẩy nhận thức rằng cách bố trí đường ống hiện tại đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm bọt và quản lý luồng không khí. Sau đó, đã xây dựng một mối quan hệ hợp tác thực sự và làm việc cùng với nhà máy bia để vượt qua những thách thức.
Để giải quyết những thách thức, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một số khắc phục. Nó đã tăng đường kính của cái lọc từ 16 lên 30 inch để cho phép mở rộng đầy đủ. Nó cũng đảo ngược luồng không khí để giảm vận tốc không khí đi vào lọc. Trong một bước khác, nó đã tăng đường kính của đường ống từ 2 lên 4 inch để cho phép mở rộng thêm và giảm sự gia tăng từ cửa xả phụ đến đầu vào lọc. Cách tiếp cận được sửa đổi cho phép loại bỏ tất cả các chất lỏng trên đường hồi khí vào bơm.
Tiết kiệm nước và năng lượng được thực hiện
Giải pháp được thiết kế đã tạo ra máy bơm chân không không dùng nước đầu tiên được biết đến trong ngành công nghiệp sản xuất bia thủ công. Vì máy bơm không sử dụng nước nên nó tiết kiệm được 5.000 gallon nước mỗi ngày. Nó cũng loại bỏ chi phí xử lý nước để tiết kiệm hàng năm 35.000 USD. Ngoài ra, máy bơm không nước giữ bọt và nước khỏi sàn loại bỏ vấn đề an toàn trong sản xuất.
Trong khi giảm tiêu thụ nước là mục tiêu chính, giải pháp máy bơm mới cho phép CBA tiết kiệm thêm chi phí. Việc sử dụng máy bơm chân không trục vít quay GHS VSD+ 7,5 mã lực (hp) với bộ truyền động tốc độ thay cho máy bơm chân không vòng chất lỏng 15 mã lực giúp tiết kiệm hơn 4.000 USD mỗi năm chi phí năng lượng. Ngoài ra, hệ thống chân không mới tạo ra chân không sâu hơn nhiều, vì vậy các chai không còn phải đổ đầy quá nhiều để bù lỗ. Ngoài việc tiết kiệm nước, máy bơm chân không trục vít quay Atlas Copco 350 GHS VSD+ tiết kiệm cho nhà máy bia 4.000 USD mỗi năm chi phí năng lượng.
“Dự án này có ý nghĩa ở nhiều cấp độ,” Person nói. “Quy trình không sử dụng nước mới của chúng tôi được thực hiện bởi máy bơm chân không Atlas Copco giúp giảm tiêu thụ nước và các chi phí liên quan, giảm hóa đơn năng lượng, giảm lãng phí sản phẩm, làm sạch khu vực đóng chai và loại bỏ mối lo ngại về an toàn. Chúng tôi tính toán rằng khoản đầu tư của chúng tôi vào thiết bị mới sẽ tự trả trong 14 tháng và sau đó tiếp tục giúp chúng tôi tiết kiệm tiền mỗi khi chúng tôi đóng chai bia, con số này khá nhiều bất cứ khi nào nhà máy bia này hoạt động. Dự án là một hành trình của tất cả các bên liên quan, những người cam kết tìm ra giải pháp được thiết kế tốt nhất. Chúng tôi đã làm điều đó cùng nhau ”.
Về Atlas Copco
Atlas Copco là nhà cung cấp các giải pháp năng suất bền vững hàng đầu thế giới. Tập đoàn phục vụ khách hàng với máy nén tiên tiến, giải pháp chân không và hệ thống xử lý không khí, thiết bị xây dựng và khai thác, công cụ điện và hệ thống lắp ráp. Atlas Copco phát triển các sản phẩm và dịch vụ tập trung vào năng suất, hiệu quả năng lượng, an toàn và công thái học. Công ty được thành lập vào năm 1873, có trụ sở tại Stockholm, Thụy Điển và có phạm vi toàn cầu trải dài hơn 180 quốc gia. Năm 2015, Atlas Copco có doanh thu BSEK 102 (BEUR 11) và hơn 43.000 nhân viên.
Nguồn: https://www.blowervacuumbestpractices.com/system-assessments/vacuum-systems/engineered-vacuum-solution-saves-oregon-brewer-5000-gallons-water-
CÔNG TY CP HYESUNGTECH VIỆT NAM
VPGD: Số 3 Ngõ Viện Máy, tổ 21 Phường Mai Dịch, Quận Cầu Giấy, TP. Hà Nội
Miền Nam: 265 Tỉnh lộ 15, Ấp 1, xã Tân Thạnh Tây, Huyện Củ Chi, TP. HCM
Điện thoại: 0972.294.380 (Mr. Thiện) (Zalo; viber; phone)
Email: thiennguyen@hyesungtech.com.vn
Website: https://vacuumservices.com.vn/