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啤酒制造中的过程控制

时间:2009-05-16 11:16来源:《酒•饮料技术装备》 作者:克里斯汀·霍夫曼 点击:
为了降低成本和节约能源,德国JUMO集团认为优化过程控制是非常重要的。通过测量和调节技术设施, JUMO可根据客户需求提供安全可靠的解决方案。 啤酒制造业经历着持续的变化,因为
  

 
    为了降低成本和节约能源,德国JUMO集团认为优化过程控制是非常重要的。通过测量和调节技术设施, JUMO可根据客户需求提供安全可靠的解决方案。
    啤酒制造业经历着持续的变化,因为它处在由持续上升的能源、人力及原材料成本造成的巨大压力之下。由于目前的市场状况使得啤酒厂几乎不可能将增长的支出通过最终价格转嫁到消费者身上。所以,保持一线运营仅有的有效途径就是降低生产成本。
    由此不断发展出新型降低成本的技术,它可导致例如较少的能耗或较短的工时,所有一切当然不能影响标准即啤酒的质量。为了降低成本,节约能源,JUMO(德国久茂集团) 认为优化过程控制是非常重要的。作为啤酒技术的伙伴企业,我们不断地被要求进一步优化啤酒厂的测量、调节技术仪器。
    通过测量、调节技术设施的新发展和优化, JUMO承担客户账单的需求和提供安全可靠的解决方案,通过出自麦芽塔和发酵室的解决方案显示了其帮助啤酒厂保证质量不变的同时优化过程及降低成本的能力。这里任务设置各不相同,因为其分布在整个啤酒酿造过程中。
    下面仅讨论个别的生产工序及其调节的技术要求。
    麦芽制造
    麦芽的目的是通过不同酵素的作用降低强度,为了使这部分过程无限制地进行,重要的是每种酵素遵守对其合适的条件。生物催化剂只有在参数例如温度、时间和pH 值各自都处于最适宜的情况下才能发挥其全部潜力,在这里最重要的参数是温度,当其超过对酵素很关键的区间时,酵素将不再活动,强度分解将无法继续进行。所以对啤酒制造者而言重要的是使用可靠的温度传感器,它将信号传送给调节加热设备的调节器。这个调节器确保加热装置只提供必要的能量,也意味着没有不必要的运行,此外一个经过优化的测量、调节技术设备负责加热可以尽快达到期望的温度。
    JUMO 为此推荐多通道编程调节器JUMO IMAGO 500, 结合一个具有EHEDG 认证的食品业温度传感器,例如JUMO 类型902810 或902815。JUMO IMAGO 500 利用其多达8个通道的调节器、具有数学及逻辑功能、串行接口和制表功能可以胜任此类过程的所有要求。
    提纯
    那些没有被麦芽溶解的成分即榨渣在提纯过程中被与麦芽汁分离,在此麦芽首先被泵入循环中直到形成一层非溶性成分,这个榨渣层在下道工序中被用作麦芽汁的过滤材料,它现在应该是尽可能快的流过滤层。但榨渣在通过流动的麦芽汁时形成阻力,因为多的麦芽汁引起通流,在阻力作用下形成一个漩涡以使后续的通流可以进行。由此榨渣聚在一起使麦芽汁流缓慢下来。
    为了预防这种减速必须确定榨渣层前和榨渣层后的压差,为了保持一个稳定的、快速的麦芽汁流,这个压差必须保持在尽可能小的程度。当压差上升的时候纯净桶的刀具开始弄松榨渣层并降低压差,为了能达到一个最佳的过滤速度,在此应用一个高精度的压差变送器是很重要的。压差变送器JUMO dTRANS p02 delta 因其快速响应时间和高速很适合此类应用。如在卫生环境中应用,它装备了卫生型的压力传感器。
    麦芽汁蒸煮
    麦芽汁蒸煮的过程因其需要大量的能源,对啤酒酿造业一直是个巨大的成本因素。为此,企业越来越对能使该过程更节约能源的科技和灵感发生兴趣。蒸煮是必不可少的,因为只有在蒸煮的过程中才能提取出受欢迎的香味和蛋白成分并蒸发掉其他不需要的成分。
    现今存在各种不同的麦芽汁蒸煮方式,所有的方式都致力于在保持阻力不变的同时节约能源。JUMO 能够借助于过程调节器获得额外的能源节约,类似于麦芽对快速响应的传感器和优化的麦芽汁蒸煮中过程调节器开关频率的选择也是不可或缺的,因为这种结合支持了设备制造商的突出技术。JUMO IMAGO 500 就是这种选择的产品,借助前多通道功能在一台设备中整合了麦芽制造和芽汁蒸煮过程所需要的测量、调节技术设备。
    麦芽汁冷却
    在麦芽汁冷却过程中,通过蒸煮提纯的麦芽汁会尽快被冷却到预定的温度:目的一是降低通过高温支持的质量损失,二是为了防止对啤酒有害的微生物繁殖。因此,不可缺少的是可靠和卫生的温度测量,并通过调节来控制流量。按照测量的温度,啤酒将被冷却装置或快或慢地泵入,原则上是啤酒温度越低啤酒降到预定温度的速度越快。
    对此调节任务随适合的装置是 JUMO-cTRON 系列一体调节器,该系列装置由可调节温度、压力和其他过程参数的可自由设置、综合应用的一体调节器组成。
    发酵与存储
    发酵与存储几乎无一例外都是在椭圆型罐(ZKTs)中进行的,这些罐由椭圆型顶盖和圆锥型下部组成,其在收获酵母、清空和清洁时具有优势,按照不同需求被使用于发酵与存储。下面对所使用测量技术的描述适用于两者。
    罐容器为排走在发酵过程中产生的热量设置了冷凝设备,在其中泵入了液态氨,它可以使周围环境冷却下来。为了不使用大于必要的冷却功率,对于罐容器中温度的调节是很有意义的。由于椭圆型罐经常处于不同的气候条件,有必要对每个冷却区域内的罐容器设置卫生型的温度传感器,由此可使冷却区域间相互隔离,保证一个稳定的发酵与存储环境。
    JUMO-cTRON 系列提供了一个解决方案的例子,此一体的微型过程调节器系列为每个冷却区域调节罐内的温度。
    CIP-清洁
    运行上述过程的设备必须在每次使用后被清洁,出于成本的考虑,目前已经不再使用人力来清洁了。
    CIP 过程(现场清洁)已被发展用于节约时间和费用,CIP 意味着借助于化学、机械、温度和时间在不对其进行拆解的情况下对设备进行清洁。在清洁的过程中值得推荐的是对电导率进行不间断的监控。例如,提供电磁式电导率/浓度和温度测量变送器JUMO CTI-750,通过它可实现水和化学物的节约,因为化学物及水的传送可被精确地确定。不锈钢的传感器外壳能够像其他设备一样被从全部清洗,因为在食品、饮料行业即使是外部的卫生也必须确保。
    过程控制
    在啤酒酿造技术方面,过程的优化是个永久的任务。在此过程中,测量数据应该在记录设备上显示并定期评估,因为只有不中断和无损的记录数据,才能确保高度的过程及产品的安全性。
为了完善麦芽塔和发酵室中的过程控制,值得推荐按照啤酒酿造区域的不同规模对各部分进行过程可视化的中心监控。
    小结
    JUMO 在过去60 年中一直是啤酒酿造技术行业的可靠伙伴,在此过程中积累的经验又反馈到企业的产品中,其一直致力于使产品组合与客户的期望相适应。
    JUMO 是一家行业内位居前列的生产者,主要生产温度、压力仪表、电子调节器、电子记录仪及对电化学测量数据如pH 值、氧化还原性和电导率的分析测量仪表。产品因其持久的耐用性和可靠性,许多年来在卫生型过程控制领域被证明为最佳产品。未来公司也将致力于利用自主的知识产权和产品来支持自己的客户,并帮助他们对过程进行最佳控制和监控。

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