在线验糖系统在葡萄发酵法中的应用

在线验糖系统在葡萄发酵法中的应用

我国早期阶段的自动控制正在进行中。它最初用于控制发酵温度。随着我国先进控制技术的深入研究和应用，该技术用于控制原料糖的测定、锁粉的so2等辅助材料，以及原料放入罐中的控制、循环和喷雾干燥的控制、罐内温度和液位的显示和控制、主要生产设备的远程控制以及各种生产管理问题的记录、跟踪、查询、申报等。其应用范围逐渐扩大，技术越来越成熟可靠。1螺旋定量给料及计量系统设有控制台,显示和控制主要生产设备及管路的运行状态。这些设备包括称重系统、分拣输送机、螺旋定量给料机、除梗破碎机、螺杆泵、梗输送装置、SO2计量添加泵等,系统与中央控制室连接,完成在电脑上的监控。1.1在线验糖仪的主要特点常规的验糖方式是人工取样,取样后,把样品拿到测验仪器下进行测量,然后清洗器皿重新取样。整个过程除了测验数据是自动生成、自动录入外,全部是手工操作。这种验糖方式的缺点是即时性差,对操作者技能和责任心要求很高,即便如此,仍经常因为取样这样的代表性问题而引发争议。在线验糖系统可以基本解决这些问题,因为涉及专利技术问题,仅在此简要说明一下:(1)该装置采用折光测量原理,安装于葡萄汁取样管线中,能够随着果汁的流动自动进行测量(间隔时长可以根据需要来设定,最短可以设定为0.2s,一般设定为每10s测量1次);(2)与料液接触部位的材质为316L和蓝宝石,在有压力的管线上也能正常测量,压力上限可达0.98MPa;(3)针对入料螺杆泵间断工作,实际采样液流并不连续的特点,在线验糖仪采用了智能化软件设计,自动识别测量状态,自动筛除不合格数据,只保留能够真实反映葡萄汁糖度的有效数据,从而进一步提高最终结果的准确性;(4)葡萄皮、葡萄核对测量结果没有任何影响,即使葡萄皮瞬间覆盖住测量面也不会妨碍测量的正常进行和降低测量值的准确性;(5)系统具有独特的补偿技术,能够在5~100℃温度范围内自动补偿至20℃时的标称值,准确测量各葡萄品种的糖度,更换品种前不需要重新标定,准确度达到±2g/L,测量范围为0~300g/L;(6)开始测量后(点击“开始”图标)每10s取样1次,将测量数据自动记录到计算机中,测量结束后(点击“停止”图标)立即统计出糖度平均值。其过程数据还可以即时显示在现场LED显示屏幕上(每10s自动刷新),做到测量过程的公平公开公正;(7)测量过程中葡萄汁只在管线中流入流出,除专门用于对比取样化验的采样口外(在果农有异议的情况下可以即时取样对比),验糖室根本见不到葡萄汁,自动化程度大大提高;(8)维护方便省、时省力,只需要在每天的工作结束后,关闭采样进液阀,打开清水阀冲洗测量单元即可(防止糖份结晶在探头表面影响下次使用)。在线自动验糖排除了人为干扰因素,而且可以将整个过程数据即时显示在现场醒目位置,果农有异议时还可以随时取样化验进行比对,这大大提高了整个验糖工作的透明度和公正性,对于消解矛盾、创建和谐的供需关系无疑是极为有利的。1.2未加标准的螺杆泵也很难进目前多数企业主要由人工来控制计量泵的开启与关闭,在操作疏忽的情况下,入料螺杆泵停止而SO2计量泵仍在继续添加,造成葡萄加工现场到处弥漫着SO2的刺激性气味。近几年一些企业采取SO2的添加与螺杆泵联动的方式,但是在螺杆泵工作时,计量泵是一刻不停地“均匀”添加SO2,没有与入料流量参数结合起来,可能1台大罐入满时,按照工艺要求计算出来的SO2添加数量还没有加完或者已经早早就加完了。精准添加SO2必须根据设定的参数值和与螺杆泵联接的输送管流量来控制SO2计量泵,以实现自动化,该系统还在进一步试验中。1.3氮气阀的关闭多台葡萄破碎机对应多条入料主管道、多条入料分支管道、多台发酵罐,如果靠人工逐一执行气囊阀的开关操作,费时费力且容易出错。现已可通过鼠标选择主管路(与破碎机相对应)和分支管路,再点击需要入料大罐的气囊阀,即可实现对应入料管线中气囊阀门的自动打开和关闭,几秒钟内完成全部操作。完全的自控系统依靠电脑程序来做到入料线路的自行优化选择,操作人员只需在电脑界面上指出入料的始端与末端,比如点击“2号破碎机”和“89号发酵罐”,系统即能够在二者之间自动选择最优线路,同时自动将该线路上有关的阀门或打开或关闭,在线路选择上实现真正的自动化。1.4提高产品的可追溯性在葡萄收购和加工阶段引入批号管理思路,通过果农辨别码,更加明确和准确地记录每罐果汁的来源、入罐数量、糖度,提高产品的可追溯性。在本系统中进行这项工作优于在葡萄收购系统中进行,因为其数据的来源和采集方式根本不同:葡萄收购系统中的称重包括了废弃的果梗重量,而且在实际加工中经常出现同一家果农的葡萄被分别输送到不同大罐的情况。2葡萄酒发酵工艺2.1葡萄酒回射机及冷热媒保护控制系统中的警复位阀(1)现场显示当前大罐内的温度、液位。当温度和液位偏离设定值时,触发现场声光报警装置报警,并设有报警复位按钮;(2)为使葡萄酒着色更理想,设有循环泵的手动、自动控制转换开关,可以在现场手动或自动方式控制循环泵的运行状态;(3)设有冷(热)媒阀门的手动、自动控制转换开关,可以在现场手动或自动方式控制冷(热)媒阀门的开关状态;(4)设有刮渣电机控制按钮,可以现场手动控制刮渣电机的运行状态。2.2发信号的冷却通过自动控制冷(热)媒阀门的开关状态来实现,其触发信号来自安装在大罐上的温度传感器,当温度超过设定值时能够自动打开冷媒阀(电动阀)进行降温,当温度低于设定值时能够自动关闭冷媒阀;热媒阀门的控制原理与此相同。3中央控制中心主要是对生产设备工作状态的监控,辅助生产管理,通过网络连接实现规定范围内的信息共享。3.1控制中心的工作状态在中控室可以显示各主要生产设备的工作状态,比如葡萄破碎机、气囊压榨机、冷水机组、空压机等,并可实现这些主要生产设备的远程控制。3.2入料管道的选择和控制这里的控制功能与葡萄加工站相同,既可以用来实际操作,也可以用来向参观者展示。3.3中控室的控制当温度和液位到达或偏离设定值时,触发中控室内“罐温度(液位)偏高”语音报警(现场是声、光报警)。中控室的控制包括两层含义,一是可以在此设定冷(热)媒阀门开启、关闭的参数条件,按下“发酵开始”按钮后,系统自行按照设定条件执行控温操作(开、关阀门);二是可以在此通过人工干预冷(热)媒阀门的开启与关闭。3.4循环喷淋操作这里的控制也包括两层含义,一是可以在此设定循环和静置的参数条件,按下“发酵开始”按钮后,系统自行按照设定条件定时执行循环喷淋操作(开、关循环泵);二是可以在此通过人工干预循环泵的开启与关闭。3.5通过网络技术实现管理功能中控室的辅助生产管理功能不仅仅包括原料的收购、加工方面,还包括发酵过程和陈酿过程中的一些管理功能,内容包括工艺操作的记录,理化指标的记录,原材料、半成品的批次管理与追溯,各种查询与报表的输出等等,这些管理信息还可以通过profinet网络技术与相关人员的计算机连接。3.6显示功能自控系统中几乎所有的操作画面都可以在屏幕上展示,具有极佳的展示效果。4控制单元的选取自动化控制系统可采用位于中央控制室内S7-414中央处理器做主控单元;分布在葡萄酒发酵罐前控制箱内