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啤酒生产工艺和控制功能分析施耐德电气(中国)投资有限公司制造业自动化解决方案中心杨杰啤酒行业自动化应用map主要:中型规模其它:大型规模0.40%SyrupDisposal/糖化FermentDisposal/发酵Filtration/过滤Filling&Packaging/灌装PLCPLC适合行业要求被广泛采用DCS很少使用但是DCS在连续控制/模糊控制方面更有竞争DCS/PLC不需要认证远程I/O功能特殊要求--电压:<500V

功率:主要的:<=15KW其它:>15KW,<=75KW--说明0.56%0.06%0.10%PAM比率--Pump/泵SyrupDisposal/糖化FermentDisposal/发酵Filtration/过滤应用领域合计VSDSCADA中国市场关键EU-啤酒名称地区等级TSINGTAOBREWERYCOMPANYLIMITED(青岛啤酒股份有限公司)青岛1BeijingYanjingBreweryCo.,Ltd.(北京燕京啤酒股份有限公司)北京2HuarunSnow(Wuhan)BreweryCo.Ltd.(华润雪花啤酒有限公司)北京3BaiweiGroupCo.,Ltd(百威国际啤酒有限公司)武汉4GuangzhouZhujiangBreweryGroupCo.Ltd(广州珠江啤酒股份有限公司)广州5KingstarBeerGroupCo.,Ltd.(金星啤酒集团有限公司)河南-CHONGQINGBREWERYCO.LTD(重庆啤酒股份有限公司)重庆-Harbinbeergroup(哈尔滨啤酒有限公司)哈尔滨-SichuanLanjianGroupCo.,Ltd(四川蓝剑(集团)有限责任公司)四川-中国市场关键EPC和全球OEM

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(MODICONMOMENTUM)2000年4月新乡亚洲啤酒六万吨糖化自动系统(MODICONQUANTUM)2000年4月辽宁松林啤酒二十万吨糖化自控系统(MODICONQUANTUM)2000年6月烟台朝日啤酒发酵、灌装CIP自动系统(MODICONQUANTUM)2000年8月啤酒成功案例列表2项目名称时间南昌亚洲啤酒十万吨糖化自动控制系统(MODICONQUANTUM)2001年2月南昌亚洲啤酒二十万吨糖化(二期)自控(MODICONQUANTUM)2001年2月桂林漓泉三十万吨扩建糖化自动(MODICONMOMENTUM)2001年3月南昌亚洲啤酒发酵CIP自控(MODICONMOMENTUM)2001年3月华润(合肥)啤酒酵母扩培自控系统(MODICONMOMENTUM)2001年3月燕京啤酒(某厂)四十万吨糖化自控系统(MODICONQUANTUM)2001年12月唐山啤酒糖化车间改造(SCHNEIDER)2002年6月广州珠江啤酒灌装生产线自控系统(SCHNEIDER)2008年3月啤酒生产原料水酵母麦芽(或大米等辅料)啤酒花啤酒生产工艺流程啤酒生产主要控制系统啤酒生产:麦芽制备糖化发酵灌装辅助过程:压缩空气冷冻站锅炉水处理1.糖化糖化目的:制备麦芽汁麦汁工艺制造过程:原料的粉碎,原料的糊化(大米等辅料,在糊化锅)、糖化(麦芽,在糖化锅),糖化醪的过滤,混合麦汁加酒花煮沸,麦汁处理—澄清、冷却、通氧等一系列的加工过程。糖化自控过程包括:粉碎过程Malt/RiceMilling煮沸及酒花添加过程Boiling,HopsAdding糖化过程MashTun/Mashing麦汁过滤过程LauterTun/MashFilter就地清洗CIPCleaningInPlace公用设施FacilityManagement麦汁处理过程WortClarification,Cooling,Aeration1.1原料麦芽、大米的粉碎目的:目的:使整粒谷物经过粉碎后,有较大的比表面积,使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积,加速酶促反应及物料的溶解。1.1原料麦芽、大米的粉碎的上位机界面1.1原料麦芽、大米的粉碎的PLC控制主要控制:麦芽、大米暂存仓高、低料位麦芽、大米计量浸麦水温度、流量调节麦芽投料水温度、流量调节大米投料水温度、流量调节设备电机的启停、状态插板阀状态、开、关主要联锁:断流报警、联锁物料、水、CIP、排污阀状态、开、关、联锁人机倒包联系输送带堵料联锁报警设备顺序启停联锁控制注:1.进入麦芽(大米)湿粉机的浸麦水的水温,由PLC自动调节三通调节伐,改变冷热水流量比,以维持浸麦水温的恒定。

2.根据进料量自动调进水量,以保证浸麦水的适当配比量。系统设浸麦水断水联锁保护。

1.2糖化(糊化、并醪、糖化)目的:将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物(淀粉、蛋白质、核酸等),通过麦芽中各种水解酶类作用,以及水和热力作用,使之分解并溶于水。注:不同酶在不同温度下起作用。糖化使长链分子分解成短链分子。淀粉转化为糖分,蛋白质溶解。1.2糖化(糊化、并醪、糖化)影响糖化的因素:糖化过程中的温度糖化时间醪(lao)液PH值醪(lao)液浓度1.2糖化(糊化、并醪、糖化)温度曲线主要温控点:蛋白质休止温度500C麦芽糖化休止温度62-650C糖化休止温度72-750C糖化终止并醪(麦汁、醪液)温度76-780C1.2糖化的上位机界面1.2威糖化骗(糊化即、并醪忘、糖化侄)的PLC控制主要控制哈:糊化锅液、糖化怒锅温度估智能串药级控制累,通过雹上段开禾关阀和亲下段比孝例阀调以节进入影夹套加院热器的徐蒸流流优量。蒸汽压扫力控制连续液位同、空料位滴检测、控比制搅拌控制暂(快慢转辈或变频控贯制)糊化锅卫溢锅检令测、控逐制、报在警倒醪控间制阀门的械开关和脉状态反挎馈电机的钱启停和岩状态反义馈加水温度怕、流量调稠节主要联锁工:糊化锅恋、糖化爽锅温度志、压力缓联锁空料位加与出料表泵联锁人孔盖状浪态、醪液特下位与搅狭拌联锁CIP阀与排悟污阀与床物料过房诚程的联谊锁过程阀门槐和泵的开爱关顺序联督锁1.2棋糊化卸锅(糖化锅蚀)温度日、压力于串级控隔制1.3窜麦汁英过滤目的:在最短时坊间内将麦原汁(溶于摇水的浸出肯物)和麦殊糟(残留雹的皮壳、熟高分御子蛋白均质、纤维瓦素、脂肪尝等)分离苦。用洗糟惧水反复洗己涤麦汁直虚至滤后麦乔汁浓度下煌降到一定宿程度后出墓糟,整个挠过滤过程灶结束。影响过耻滤的因筝素:麦芽的贸质量麦芽的粉婚碎度糖化锅良内淀粉胀分解是负否彻底过滤速础度(重六要)洗糟水温穷度1.3吼麦汁过滤浅槽的上位卡机界面1.3巷麦汁过滤膝的工艺过中程糟层形成影阶段:在此阶段恐时间内,膛糟层尚未镇形成或形偏成的厚度歇不够,滤翅出麦汁混番浊。此时甚回流阀打普开,出汁瞧阀关闭,眠滤出液由莫滤液泵打浓回至过滤污槽重新过迫滤。为了雕加速糟层摘形成,可乐保持一定户流速的回蚁流流量。自滤阶段觉:糟层基位本形成烈,滤出页的麦汁机已达标橡准,此谅时,关职闭回流邮阀和旁忠路阀,碰打开出蝴汁阀,索滤出液装由滤液贷泵经平玻衡罐打面至煮沸火罐,同恰时,为植了防止糊过滤槽详内进氧汪,必须卷保证平宾衡罐内条的一定插液面高能度。平丹衡罐的汇液面的悬恒定是犬由PLC根据液炼面偏差兄值改变柳变频器远的频率栽来调节槐抽出泵慎的转速运来实现居的。为完了既能亿保证过该滤速度剧,又能洋防止因施流速太波快而造旧成滤液谜混浊,刘流量调妙速系统任继续保钥持流量泳的恒定篮调节,怨随着糟甩层逐渐撕变厚,到过滤阻禁力变大运,流量亿调节系陵统自动贼增大调此节阀开牌放,以庄保证流董量的恒腔定。抽滤阶段堵:当自滤后暑期,糟层柱不断加厚抵,阻力越说来越大,壳调节阀全逼开,也无竹法维持流时量的恒定德,此时,领关闭联通疲阀,同时道打开平衡下罐的旁路啦阀,用抽算出泵进行催抽滤。为刚了保证滤竭液的质量影。此时,草保证流量国的恒定仍技是必要的令。耕槽阶土段:经一定骗时间的台抽滤以改后,糟至层开始馆结板、龄阻力加闪速上升稻,为了白保证过叠滤能继妇续进行盼,必须栋暂停过泄滤,启吉动耕糟味机,耕旧刀旋转芬将糟层热耕松后著,才能麻重新继败续过滤偿。耕刀当根据液晶位升降倘。由于扣耕糟机神的结构辆和耕糟殃方法的时不同,脉再次过欣滤的滤晌液,清帜浊度也高不同。尚如果滤盼液的浊海度达不殿到要求单。滤液滔只好再剧次打回严流,直灶至合格秆后,方本能再经嫁自滤和降抽滤后辈出液。出槽阶雕段:经几次叶反复过靠滤直至披过滤液革内淀粉柔浓度降固低到一乐定值后逗,抽干肆糟内液孕体后出饲糟。打碎开排糟睛门,启动排鼻糟电机渡。1.3健麦汁过滤悄的PLC控制主要控制鞠内容:洗糟水店温度、萄流量控继制过滤槽/混麦汁收集陕器液位控灰制过滤麦雕汁流量侦控制、斗计量过滤麦脏汁泵变怕频控制过滤槽洗缓糟控制过滤槽耕皱刀、刮板锤升降控制孝(液压系瞧统)过滤槽耕石刀位置检邪测过滤槽耕纯糟控制排糟控制乒(糟门电肃机、排糟勉电机)糟相空料划位检测人孔状恰态检测物料阀粥、CIP阀、排胃污阀联缸锁控制圣及状态主要联锁提:进出料阀暂门与糟门谨电机联锁CIP阀、排谅污阀与察过滤过肥程的联耍锁进醪与糖霸化锅的出窄醪流程联茧锁出醪与煮筒沸锅的进窃醪联锁耕刀位置离与液压系令统的联锁排糟压盼缩空气前压力联之锁1.3陪麦汁民过滤槽芒控制模犹型变频器控称制滤液泵君速度,根费据浊度仪渐或人孔看写麦汁浊度谱,决定回禁流或排出等。耕刀旋转隆把糟耕松析,耕刀根近据液位升扣降。1.4挖麦汁煮沸祥和酒花添阻加目的:蒸发水提分、浓权缩麦汁钝化全部注酶和麦汁偏杀菌蛋白质鹿变性和敞絮凝酒花有亮效组分舟的浸出排除麦扩汁中特甲异的异倦杂臭气煮沸强度言(重要):煮沸强度它是指煮沸还锅单位时何间(h)蒸发麦遭汁水分精的百分税数。Φ=(赏V1-访V2)斧/(V哀1*t跌)*1控00%其中:V1——煮沸前挡混合麦樱汁体积著(m3)V2——煮沸后热耗麦汁体积司(m3)t——煮沸时间珍(h)Φ——蒸发强度刻(%/h)1.4饥麦汁煮沸唱部分的上父位机界面1.4系麦汁隔煮沸和识酒花添滩加过程统的PLC控制影响煮歌沸强度鸟的因素:加热方法蒸汽压掉力麦汁量传热面积主要控制尼内容:煮沸锅温拴度、加热燃时间控制煮沸锅端加热压喝力控制煮沸锅卷液位、慢低料位尊控制煮沸锅低加水计业量控制麦汁溢去锅联锁多控制热麦汁魄泵控制酒花添狼加控制旱(自动防或人工盘添加)物料阀、CIP阀、排污乡丰阀状态、竭开、关、素联锁注:1.由调赔节加热蒸腐汽量来保倚证麦汁的下蒸发速率虑。1.5候麦汁处理乒(沉淀、伙冷却、充绘氧)目的:分离出酒迫花糟和热含凝固物,航将热麦汁坛冷却到发徐酵温度,拔补充适量亲空气,供喜酵母前期卖呼吸。麦汁处距理流程质:煮沸锅热麦汁暂存泵30KW回旋沉谅淀槽旋转放置一殖段时间咬沉淀上下三段洋排上清液薄板冷却到8±0遥.1℃左右通风发酵酒花糟+私热凝固物压缩空气1.5岩麦汁填处理的股上位机瓜界面1.5食麦汁娃处理的PLC控制主要控铲制内容:回旋沉淀唤槽液位控棍制回旋沉范淀槽顺统序出料铁控制薄板冷搜却器出贩口冷麦复汁温度随控制冷却麦悲汁流量上控制冰水温阻度、压巴力检测伍、报警薄板回橡热水温薪度检测冷却前展薄板热颗水杀菌幸控制冷却后长顶水控符制冷麦汁浆充氧流响量控制热麦汁执泵、清放汁泵的令控制物料阀、CIP阀、排宽污阀联箭锁控制回旋槽搜人孔盖双状态检客测1.6照公用设施(冷热水、吗蒸汽及冷骂凝水回收现)目的:为粉碎、何洗糟、各掀锅槽补水稀、CIP提供合政格的冷宿热水。剃回收冷剪凝水送哗至锅炉颈房。主要控制跳内容:热水罐单温度控钢制热水罐液估位联锁控搜制、报警酿造水球罐液位龙联锁控鼻制、报问警热水泵、醉冷水泵的却恒压控制总蒸汽计维量总蒸汽府减压前收后压力膨检测蒸汽分鼻配器压乒力控制冷凝水回堡收控制1.6堂公用傲设施的蹦上位机屠界面1.7泽就地清洗CIP系统CIP饭(C症lea鸭nin普gI陶nP牙lac忘e)说明:采用一攀系列的稠清洗剂梦和消毒有剂,对诉生产设替备、装冒置和管结道,在罗无须拆欲卸和安金装下就号能进行啊周期清元洗和消党毒的系吼统。糖志化车间CIP系统包送括一个汁热水罐核和二个生碱罐,拔分别设贵有温度乓和液位主测量显扁示。糖识化车间CIP每次需水局冲、隔段饱时间(1纸天)碱洗瓦。目的:为各锅烘槽提供厘合格的CIP液。主要控固制内容裂:CIP加热器丈出口温妇度控制CIP罐液位忠检测CIP泵的控摩制CIP液浓度配彼置CIP清洗流程论自动控制CIP换向板警状态检截测1.7获就地依清洗CIP系统的上余位机界面2.欠啤酒发殃酵啤酒发酵伍说明:依赖于纯独种酵母,茫对麦汁某深些组分(却糖分)进行一提系列的糕代谢过死程,产叔生酒精果等各种裁风味物唐质和CO2闷,构成有楚独特风喂味的饮永料酒。发酵车辽间各子逼系统:酵母培击养、贮但存、繁架殖酵母添枝加发酵啤酒过蹲滤清酒CIP系统废酵母回监收CO2回收影响啤窄酒质量久的主要帐因素:麦芽的质光量麦汁组污成分析啤酒酵纯母的品米种和菌叫株特性投入发绳酵的酵箱母数量慎和质量揭状况,显以及在橡整个发洲酵中酵详母细胞猴的生活到状况发酵罐的给几何形状房诚、尺寸和述材料发酵工伶艺条件替—PH、温度、辅溶氧水衔平、发惠酵时间2.1势发酵工艺发酵工徒艺阶段梯的划分荒:自然升温主发酵后发酵贱(老化捉,双乙歉酰还原迫)CO2的备压尸和回收酵母的排念放和回收冷却、降孩温低温贮弃酒发酵温控滋曲线2.1荡发酵炸罐控制间接冷废却直接冷却2.1煤发酵痛罐温度盈控制测温元件柴的选择:防结露翁,滞后盗小的铠思装铂热切电阻测温点数删量和测温谢元件长度烛的选择防温漂RTD四线制稠信号执行机隔构的选切择:调节阀电磁阀气动开关默阀发酵温控冈要点:在降温畅的末端求要考虑笼到系统恼惯性太饺大造成烈的零过冲,阿使用预戚估方法丸使温度苏平稳过粮度到保弦温状态棚;在保温段闭不可采用肠长时期、书大开度的救降温措施猾,防止局蹈部结冰。低温保段温一般供要求温军度控制鬼在0.楚0—者-1环.0℃劳,十分党接近啤伞酒的冰前点,此自时的控洁制要求度以中下粒部冷带合为主,奸控制应监平稳,以防局部嗓冻罐。2.1倒发酵温控锄原理温控模型:执行机构际的选择:自然升温镇阶段不对选温度进行朴控制;主发酵宿期间控续制温度纱为上低染、下高库;双乙酰还劣原期控制切三段温度之均恒;酵母回吓收期(依含降温贸段)控苏制三段蛾温度均滨恒;冷贮期控犬制温度上冤高、下低到(T1=T议2≥T3端)。2.1劲发酵吨罐压力絮、液位坐控制压力控光制:排空控制CO2回收保压控制备压控制液位控制:压差方式流量计方评式空满罐检扒测方式2.1抛发酵窑罐的上桨位机界卸面2.1成发酵照罐的上捕位机界凯面2.1洁发酵罐的豆上位机界搏面2.2垦酵母扩培劫、储存、备投加目的:对实验室足培养好的典酵母进行卫扩培繁殖声、冷却储刻存,并根桨据发酵需吧要进行在贼线投料。2.2缘瑞酵母扩培俱、储存、挤投加工艺说明:酵母扩培月一般包括搏一个5HL一级扩不培罐、枯一个5摄0HL二级扩幅培罐、替6HL清洗罐呜等。扩培前捎,对扩牛大培养与罐及相木应的管雪路进行影清洗和促蒸汽灭铃菌。麦汁按浑计量进辆入一级澡培养罐厨,在罐荷中进行调二次灭窗菌,再崭冷却至盾接种温幸度。将恰实验室轨培养好河的酵母兰接入。锋经过大睛约48详小时的婆培养,趟当一级小培养罐捧中的酵抵母数达抛到要求卡时,即绣可以转层入下一位级培养伙。麦汁按幅计量进运入二级挥培养罐杯,在罐创中进行默二次灭瓜菌,再誉冷却至刘接种温截度,将鞋一级培瞒养罐培演养好的存酵母接扇入。经乌过大约吨48小菌时的培怎养,当岂二级培腐养罐中补的酵母峡数达到聪要求时丽,即可晓将部分堆酵母压鸽回一级宰培养罐旨低温保忠种。剩头余压入惭储存罐识,用于确现场麦复汁的接聋种。冷却储帆存罐以印保持低件温,防遣止酵母汪升温。在冷麦汁雕进发酵罐感期间连续绳添加酵母贼,酵母流笔量由变频酸器控制。2.2制酵母扩培裤、储存、肿投加的PLC控制控制内朵容:自动清巾洗和蒸房诚汽杀菌麦汁进糟扩培罐杯计量麦汁杀菌是和冷却扩培罐的斧压力控制学(弹簧恒防化调节阀蜜)扩培罐的赚液位控制培养液的为恒温控制怨(氨冷却痕降温)定时通风工供氧培养液烧压出和酿回压保府种储存罐角的压力区控制储存罐知的氨冷老却降温爽控制储存罐撇的液位弓控制储存罐平的搅拌证控制酵母投料巴流量控制2.2胀酵母扩培葛的上位机袖画面2.2辰酵母当储存的筐上位机提画面3.清难酒过滤幼系统目的:利用硅女藻土、滤膜等过邻滤介质,森把酒液中那的酵母、镜冷凝固物侨、大分子沃悬浮物等及去除,保雨持啤酒的陈风味稳定呜性。清酒罐堂作为啤酒过相滤机和库灌装机悼之间的肺缓冲器洞,保持雹温度以烤防止酵某母反应服升温,罗从而使琴灌装稳伟定。3.1猫清酒任过滤系允统的PLC控制工艺说交明:一般包察括烛式肠硅藻土左过滤机脱和精滤绸机,高牺浓稀释练机,纯虏生啤酒锦的膜过忘滤系统管。硅藻土过裹滤机是啤回酒过滤的声主体设备犯,主要由胆前、后缓脂冲缸、调测浆桶、浊穿度仪、酒赞泵、预涂任泵、添加即泵、阀阵哗等构件组门成。啤酒精滤耽机滤芯材觉质是聚丙急稀薄膜,颗装在后缓假冲缸和清肯酒罐之间率。高浓稀咐释机安辱装在后然缓冲缸小和阀阵堡之间。涛主要由而一、二顾级脱氧混罐,真墙空泵,矩薄板换震热器,工过滤器砌,脱氧励水储罐挽,混合西器和一岛些检测沉仪器等怕组成。膜过滤什系统是词生产纯欲生啤酒轿的关键辰设备。炉采用双邻级滤芯竖系统,阳预过滤烂是去除群啤酒中汉的所有问酵母,监减少啤增酒中有象害菌和晚微粒。暂终过滤闹是去除存啤酒中士所有胶脉体微粒户和有害梅菌。控制内容:过滤机的程除土、清纵洗控制过滤机的肌加压杀菌消控制过滤机粥的涂土摆、过滤千控制过滤机过召滤结束的刻降压杀菌尤控制高浓稀银释机的损瞬时混辫合比控矛制高浓稀清释机的遍脱氧水护量控制膜过滤的怠预过滤和穷终过滤阀另门和泵控异制膜过滤的割清洗控制余等3.1台清酒巧过滤系仁统的上悠位机画侄面3.2浙清酒罐的PLC控制控制内璃容:温度控梅制(一顽个温度受点,两冶段冷带舰)采用CO2进行压力浮控制,保知证绝对无芒氧液位控奏制(与努输酒泵侧联锁)酒泵恒辆压控制送罐装渴酒液计仆量CIP清洗3.2蹄清酒属罐的上曲位机画款面3.3访脱氧舍水系统工艺说当明:有冷法塔鼓式脱氧、许热法塔式呢脱氧等工归艺方式。脱氧的甘过程是诞通过水勉与CO2在填料旁床中对尤流而实治现的,摄水在塔姑内通过孕重力的千作用自毕上而下剂流动,CO2则靠压力漏差自下而宵上与水呈奏逆流流动奇。冷法塔式责脱氧水的浆残氧量小茂于0.0初2ppm。控制内子容:进水恒怖流量控尾制(变通频泵)脱氧塔进跪/出CO2和进/绞出水控兴制脱氧塔液埋位控制出水温度牢调节单元裳控制脱氧水罐音温度、压因力、液位抄控制CIP清洗3.3强脱氧水系通统的上位西机画面4.窝灌装线目的:对空瓶卸拒箱、清洗泪、检查,陷灌装压盖是,啤酒杀只菌,贴标廉输瓶,然坟后装箱码堪垛。PLC控制系统担:卸箱系统捕:通过两国台伺服驱淋动器和PLC控制水平变、垂直运拳动。洗瓶系怨统:进巡寿瓶端有距三级升床温浸泡放槽,清干洗段采僻用碱液擦进行旋访转高压旗喷射内圾壁和瓶币底,除烦标装置通过大流岁量叶轮泵内将商标带置到圆筒过许滤装置中免。灌装压凑盖系统逃:采用犁变频器全控制回紫转酒缸钉的旋转流运动。眼灌装前拣打开预扁抽真空矮阀,对脑酒缸槽孤位上的脚空瓶进凳行抽真策空,再增打开气玩阀对瓶内充沫填CO2气体,然育后二次抽夜真空并充CO2,当瓶内压况力接近背侄压时打开绍液阀,使既酒液

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