啤酒行業(yè)自動化解決方案

一．前言

在啤酒行業(yè)，中控能為啤酒企業(yè)提供從底層現(xiàn)場儀表到上層企業(yè)信息管理的InPlant全面自動化整體解決方案。十年的技術(shù)積累，中控已把優(yōu)化生產(chǎn)、優(yōu)化控制以及綜合自動化技術(shù)成功地應(yīng)用于啤酒生產(chǎn)。通過充分吸收國內(nèi)外先進(jìn)工藝及控制技術(shù)，結(jié)合自身的技術(shù)積累，中控研發(fā)設(shè)計了一整套針對啤酒生產(chǎn)的先進(jìn)控制方案，特別是針對過濾槽、動態(tài)低壓煮沸、麥汁強制內(nèi)循環(huán)煮沸、發(fā)酵罐溫控等控制難點開發(fā)了專用的控制軟件包，達(dá)到了高效、高品質(zhì)、高產(chǎn)量的完美結(jié)合，并成功推廣到多家啤酒廠，實際使用效果良好，得到了廣大用戶的一致好評，取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。2005年4月中國食品協(xié)會啤酒委員會授予中控 “中國啤酒工業(yè)相關(guān)行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)”稱號，中控是啤酒自控行業(yè)唯一一家被授予此項榮譽的公司。

二．工藝流程簡介

完整的啤酒生產(chǎn)過程通常劃分為糖化、發(fā)酵和灌裝三個工段，其中糖化工段主要包含粉碎、糊化、糖化、過濾、煮沸、沉清、冷卻以及CIP等生產(chǎn)工序；發(fā)酵工段主要包含麥汁充氧、酵母系統(tǒng)、啤酒發(fā)酵、啤酒處理、清酒以及CIP等工序；其他輔助工序包括CO₂回收、脫氧水制備、熱水制備、CIP液制備等。前兩大過程對啤酒的產(chǎn)量和品質(zhì)起著關(guān)鍵性作用。

三．控制方案

3.1 常規(guī)控制方案與策略

1. 糖化過程

糖化車間自控系統(tǒng)需要實現(xiàn)自啟動原料處理、大米粉碎、麥芽粉碎開始，完成粉碎、糊化、糖化、過濾、煮沸、澄清、冷卻直至輸送到發(fā)酵的全過程的自動控制；以及CIP系統(tǒng)，水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、排糟系統(tǒng)等公用系統(tǒng)按照糖化工藝要求進(jìn)行自動控制。同時為保證安全生產(chǎn)，上位機提供報警系統(tǒng)軟件包，從糖化生產(chǎn)的安全角度出發(fā)，提供安全聯(lián)鎖設(shè)置及異常狀況報警設(shè)置。

• 備料及粉碎系統(tǒng)的控制：原料定量控制，原料預(yù)處理單機設(shè)備聯(lián)動聯(lián)鎖控制，料位檢測，浸漬水、調(diào)漿水溫度及流量控制，料漿電導(dǎo)率控制，原料粉碎過程控制，粉碎結(jié)束自動水沖洗、排污控制。
• 糊化鍋、糖化鍋的控制：糊化與糖化溫度控制，液位控制，攪拌電機轉(zhuǎn)速控制，給水溫度控制，加熱蒸汽壓力檢測，分醪與并醪過程控制，醪液流程順序控制，糊化鍋防溢鍋控制，自動沖洗、排污控制，糖化鍋PH值檢測記錄。
• 過濾槽的控制: 可根據(jù)糟層差壓或平衡柱液位、麥汁濁度、麥汁收集器液位、過濾麥汁流量等可測參數(shù)實現(xiàn)過濾槽的全自動控制，總過濾時間≦100min；具體包括過濾槽給水（墊底水、頂水、洗糟水）定量及PH值控制，回流麥汁、過濾麥汁流量檢測控制，洗糟水流量檢測控制，耕刀高度、轉(zhuǎn)速控制，排糟過程控制。
• 煮沸鍋的控制：煮沸溫度控制，酒花添加控制，糖漿添加控制，煮沸鍋防溢鍋控制，補水定量控制，加熱蒸汽壓力檢測，液位控制，煮沸鍋麥汁循環(huán)過程控制，進(jìn)出料過程順序控制，自動清洗、排污控制，熱能回收控制。
• 沉淀槽與冷卻薄板的控制：沉淀槽、熱凝固物罐液位控制，自動進(jìn)出麥汁及殺菌過程順序控制，冷卻麥汁溫度控制。
• CIP的控制：實現(xiàn)CIP液自動制備及CIP過程順序控制，具體包括CIP回流溫度、電導(dǎo)率及斷流檢測，CIP加熱溫度控制，CIP罐液位的控制，CIP過程閥、泵聯(lián)動聯(lián)鎖控制等，CIP過程中可無擾動手自動切換。

2. 發(fā)酵過程

啤酒發(fā)酵為厭氧型生物發(fā)酵，發(fā)酵周期長、隨機干擾多、控制難度大，技術(shù)要求高。中控可以實現(xiàn)包括酵母擴(kuò)培、麥汁沖氧、酵母添加、酵母回收、發(fā)酵罐、硅藻土過濾、啤酒修飾、清酒、CIP以及脫氧水制備、集中取樣等整個發(fā)酵過程的全自動控制。