技術頻道

      啤酒行業自動化解決方案

      一.前言

      在啤酒行業,中控能為啤酒企業提供從底層現場儀表到上層企業信息管理的InPlant全面自動化整體解決方案。十年的技術積累,中控已把優化生產、優化控制以及綜合自動化技術成功地應用于啤酒生產。通過充分吸收國內外先進工藝及控制技術,結合自身的技術積累,中控研發設計了一整套針對啤酒生產的先進控制方案,特別是針對過濾槽、動態低壓煮沸、麥汁強制內循環煮沸、發酵罐溫控等控制難點開發了專用的控制軟件包,達到了高效、高品質、高產量的完美結合,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濟效益。20054月中國食品協會啤酒委員會授予中控 “中國啤酒工業相關行業優秀企業”稱號,中控是啤酒自控行業唯一一家被授予此項榮譽的公司。

      二.工藝流程簡介

      完整的啤酒生產過程通常劃分為糖化、發酵和灌裝三個工段,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等生產工序;發酵工段主要包含麥汁充氧、酵母系統、啤酒發酵、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量和品質起著關鍵性作用。

      三.控制方案

      3.1 常規控制方案與策略

      1. 糖化過程

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

      • 備料及粉碎系統的控制原料定量控制,原料預處理單機設備聯動聯鎖控制,料位檢測,浸漬水、調漿水溫度及流量控制,料漿電導率控制,原料粉碎過程控制,粉碎結束自動水沖洗、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實現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,煮沸鍋麥汁循環過程控制,進出料過程順序控制,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、泵聯動聯鎖控制等,CIP過程中可無擾動手自動切換。

      2. 發酵過程

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

      3.2 先進控制技術的應用

      • 全過程人工智能自動控制過濾槽系統的應用

      中控研發的過濾槽人工智能模糊控制軟件包,可根據糟層差壓或平衡柱液位控制麥汁過濾,保證過濾槽在最短時間內被有效地優化至預定目標,實現快速高效過濾的自動控制。

      • 新型帶有麥汁強制循環的內加熱器煮沸系統的應用

      中控深入研究了新一代帶有麥汁強制循環的內加熱器煮沸系統設備的工作機理,結合自身的控制技術,開發了針對帶有麥汁強制內循環煮沸工藝的控制系統,結合熱能回收裝置的控制,大大提高了麥汁質量,降低了蒸發率,縮短了煮沸時間,有效降低了水耗、能耗。

      • 動態低壓煮沸系統的應用

      動態低壓煮沸是利用閃蒸的基本原理,使煮沸麥汁加壓升溫到103℃后減壓汽提形成強烈的沸騰,DMS等需要去除的揮發性化合物伴隨此過程產生的蒸汽泡迅速從麥汁中揮發。中控針對動態低壓煮沸工藝設計了專用的煮沸控制系統,結合熱能回收裝置的控制,在提高麥汁質量的前提下,有效降低了蒸發率,縮短了煮沸時間,降低了水耗、能耗。

      • 發酵罐溫控系統的應用

      發酵罐發酵液溫度控制對象滯后性大,且具有明顯的時變性,控制難度大,中控在對被控對象特性、冷熱交換機理、控制要求及特點等方面進行深入研究的基礎上提出了多模態優化控制策略,保證了發酵溫度的精確控制。

      四、典型業績

      下面是中控在啤酒行業的典型業績:

      典型用戶

      項目名稱

      浙江西泠啤酒有限公司

      20萬千升/年新建啤酒糖化工程

      安徽銅陵紫晶啤酒有限公司

      20萬噸/年新建啤酒糖化、發酵工程

      杭州千島湖啤酒有限公司

      15萬千升/年新建啤酒糖化工程

      寧夏西夏啤酒(集團)有限責任公司

      10萬千升/年新建糖化發酵自控工程

      重慶啤酒集團鹽城有限責任公司

      10萬千升/年新建糖化發酵工程

      安徽圣力釀酒有限公司

      60立方糖化工程

      千島湖啤酒有限公司

      40立方糖化工程

      安慶天柱啤酒有限責任公司

      糖化技改工程

      華潤雪花啤酒(天門)有限公司

      糖化自控工程

      湖北華飛啤酒有限責任公司

      啤酒發酵罐溫度檢測

      南京英特布魯啤酒有限公司

      糖化改造工程

      江西大自然啤酒有限公司

      糖化、發酵自控工程

      杭州西湖啤酒朝日股份有限公司

      新增9個發酵罐工程

      浙江平陽金獅啤酒有限公司

      新增3個發酵罐工程

      浙江平陽金獅啤酒有限公司

      6×480立方發酵罐工程

      杭州西湖啤酒朝日股份(有限)公司

      A糖化擴容改造

      杭州千島湖啤酒有限公司

      啤酒發酵工程

      浙江平陽金獅啤酒有限公司

      12只發醇罐工程

      杭州西湖啤酒朝日股份有限公司

      發酵罐工程

      杭州千島湖啤酒有限公司

      啤酒發酵工程

      杭州千島湖啤酒有限公司

      啤酒發酵工程

      重慶啤酒集團紹興有限責任公司

      糖化發酵自控、生產信息管理系統、制冷站自控及低壓配電工程

      重慶啤酒集團浙江之江有限公司

      糖化工程

      重慶啤酒集團安徽天島有限公司

      糖化工程

      松原吉安生化有限公司

      20萬噸/年酒精工程

      松原吉安生化有限公司

      15萬噸/年酒精冰醋酸工程

      江蘇花廳酒業有限公司

      10萬噸/年酒精工程

      內蒙古開魯利牛生物化工有限公司

      6萬噸/年酒精工程

      吉林新天龍酒業有限公司

      6萬噸/年酒精工程

      日照華東酒業有限公司

      5萬噸/年酒精工程及1*25T/H鍋爐

      山東金沂蒙集團公司

      酒精工程

      葫蘆島西瑞集團

      酒精工程

      蘭州智通公司

      啤酒釀造工程

      華潤雪花啤酒(黑龍江)有限公司

      能源管理系統

      湖北勁牌有限公司

      保健酒基地工程

      吉林新天龍酒業有限公司

      8萬噸/年醋酸熱電車間及飼料車間項目

      吉林新天龍酒業有限公司

      飼料干燥工程

      江西省大余縣新良啤酒有限公司

      信息化建設項目

      臨沂金沂蒙酒水有限公司

      TO276工程

      杭州西湖啤酒朝日(股份)有限公司

      空壓冷凍監控系統


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