可靠掌控啤酒

　

　　有效能源－可靠－過程安全
　　啤酒制造中的過程控制

　

　　歷著持續(xù)的變化，因?yàn)樗幵谟沙掷m(xù)上升的能源、人力及原材料成本造成的增大壓力之下。由于目前的市場狀況使得啤酒廠幾乎不可能將增長的支出通過例如最終價(jià)格轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者身上，結(jié)果保持一線運(yùn)營僅有的可能性是降低生產(chǎn)成本。

作者
克里斯汀.霍夫曼
食品技術(shù)
JUMO食品與飲料市場部經(jīng)理
　　由此不斷發(fā)展出新型降低成本的技術(shù)，它可導(dǎo)致例如較少的能耗或較短的工時(shí)，所有一切當(dāng)然不能影響標(biāo)準(zhǔn)即啤酒的質(zhì)量。為了降低成本，節(jié)約能源，JUMO認(rèn)為優(yōu)化過程控制是非常重要的。作為啤酒技術(shù)的伙伴企業(yè)，我們不斷地被要求進(jìn)一步優(yōu)化啤酒廠的測量、調(diào)節(jié)技術(shù)儀器。
　 　　通過測量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)施的新發(fā)展和優(yōu)化JUMO達(dá)到以下目標(biāo)，承擔(dān)其客戶賬單的需求和提供其可靠的解決方案及高度的安全性。
　 　　接著通過出自麥芽塔和發(fā)酵室的解決方案顯示了其幫助啤酒廠保證質(zhì)量不變的同時(shí)優(yōu)化過程及降低成本。這里任務(wù)設(shè)置各不相同，因?yàn)槠浞植寂c整個(gè)啤酒釀造過程中，下面僅討論個(gè)別的生產(chǎn)工序及其調(diào)節(jié)的技術(shù)要求。

　　圖 1
　　通過多通道過程、編程調(diào)節(jié)器JUMO IMAGO 500和一個(gè)食品行業(yè)的熱電阻溫度傳感器（型號902810和902815）按照溫度－時(shí)間圖表的調(diào)節(jié)
　　 　　麥芽制造
　　麥芽的目的是通過不同酵素的作用降低強(qiáng)度，為了使這部分過程無限制的進(jìn)行，重要的是每種酵素遵守對其合適的條件。生物催化劑只有在參數(shù)例如溫度、時(shí)間和PH值各自都確定的情況下才能發(fā)揮其全部潛力，在這里最重要的參數(shù)是溫度，當(dāng)其超過對酵素很關(guān)鍵的區(qū)間時(shí)它將不再活動，強(qiáng)度分解將無法繼續(xù)進(jìn)行。
　 　　所以對啤酒制造者重要的是使用可靠的溫度傳感器，它將信號傳送給調(diào)節(jié)加熱設(shè)備的調(diào)節(jié)器。這個(gè)調(diào)節(jié)器確保加熱裝置只提供必要的能量，也意味著沒有不必要的運(yùn)行，此外一個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的測量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備負(fù)責(zé)加熱可以盡快達(dá)到期望的溫度。
　 　　JUMO為此推薦多通道編程調(diào)節(jié)器JUMO IMAGO 500結(jié)合一個(gè)具有EHEDG認(rèn)證的食品業(yè)溫度傳感器，例如JUMO類型902810或902815。JUMO IMAGO 500利用其多達(dá)8個(gè)通道的調(diào)節(jié)器、具有數(shù)學(xué)及邏輯功能、串行接口和制表功能可以勝任此類過程的所有要求。
　 　　提純
　　那些沒有被麥芽溶解的成分即榨渣在提純過程中被與麥芽汁分離，在此麥芽首先被泵入循環(huán)中直到形成一層非溶性成分，這個(gè)榨渣層在下道工序中被用作麥芽汁的過濾材料，它現(xiàn)在應(yīng)該是盡可能快的流過濾層。但榨渣這里通過流動的麥芽汁形成阻力，因?yàn)槎嗟柠溠恐鹜鳎枇ψ饔眯纬梢粋€(gè)漩渦以使后續(xù)的通流可以進(jìn)行，由此榨渣聚在一起使麥芽汁流緩慢下來。
　 　　為了預(yù)防這種減速必須確定榨渣層前和榨渣層后的壓差，為了保持一個(gè)穩(wěn)定的、快速的麥芽汁流這個(gè)壓差必須保持在盡可能小的程度。當(dāng)壓差上升的時(shí)候純凈桶的刀具開始弄松榨渣層并降低壓差，為了能達(dá)到一個(gè)最佳的過濾速度很重要的是在此應(yīng)用一個(gè)高精度的壓差變送器。壓差變送器JUMO dTRANS p02 delta因其快速響應(yīng)時(shí)間和高速適用于此類應(yīng)用，對于在衛(wèi)生環(huán)境中的應(yīng)用它裝備了衛(wèi)生型的壓力傳感器。

　　圖2  
　　壓差測量變送器
　　JUMO dTRANS p02 DELTA
　　 　　麥芽汁蒸煮
　　麥芽汁蒸煮的過程因其需要絕大部分的能源對啤酒釀造業(yè)一直是個(gè)巨大的成本因素，在此企業(yè)越來越頻繁對能使該過程更節(jié)約能源的科技和靈感發(fā)生興趣。蒸煮是必不可少的，因?yàn)橹挥性谡糁蟮倪^程中才能提取出受歡迎的香味和蛋白成分，及蒸發(fā)掉其他不需要的成分。
　 　　今天存在各種不同的麥芽汁蒸煮方式，所有的方式都致力于在保持阻力不變的同時(shí)節(jié)約能源。JUMO能夠借助于過程調(diào)節(jié)器獲得額外的能源節(jié)約，類似于麥芽對快速響應(yīng)的傳感器和優(yōu)化的麥芽汁蒸煮中過程調(diào)節(jié)器開關(guān)頻率的選擇也是不可或缺的，因?yàn)檫@種結(jié)合支持了設(shè)備制造商的突出技術(shù)。在此JUMO IMAGO 500也是這種選擇的產(chǎn)品，借助前多通道功能在一臺設(shè)備中整合了麥芽制造和芽汁蒸煮過程所需要的測量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備。
　　　 　　麥芽汁冷卻 
　　在麥芽汁冷卻過程中出現(xiàn)的是通過蒸煮提純的麥芽汁盡快被冷卻到預(yù)定的溫度：目的一是降低通過高溫支持的質(zhì)量損失，另外是為了防止對啤酒有害的微生物的繁殖，在此不可缺少的是可靠、衛(wèi)生的溫度測量，其通過調(diào)節(jié)來控制流量。按照溫度啤酒將被冷卻裝置或快或慢地泵入，原則上是啤酒溫度越低啤酒降到預(yù)定溫度的速度越快。
　 　　對此調(diào)節(jié)任務(wù)隨適合的是JUMO－cTRON系列一體調(diào)節(jié)器，該系列由調(diào)節(jié)溫度、壓力和其他過程參數(shù)的可自由設(shè)置、綜合應(yīng)用的一體調(diào)節(jié)器組成。

　　圖 3
　　啤酒釀造的一體化調(diào)節(jié)器JUMO cTRON 　　 　　發(fā)酵與存儲
　　發(fā)酵與存儲幾乎無一例外都是在橢圓型罐(ZKTs)中進(jìn)行的，這些罐由橢圓型頂蓋和圓錐型下部組成，其在收獲酵母、清空和清潔時(shí)具有優(yōu)勢。因?yàn)榘凑詹煌枨蟊皇褂糜诎l(fā)酵與存儲，下面對所使用測量技術(shù)的描述適用與兩者。
　 　　罐容器為排走在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量裝備了冷凝設(shè)備，在其中泵入了液態(tài)氨，它可以使周圍環(huán)境冷卻下來。
　 　　為了不使用大于必要的冷卻功率對于罐容器中溫度的調(diào)節(jié)是很有意義的。
　 　　由于橢圓型罐中經(jīng)常提供不同的氣候條件有必要對每個(gè)冷卻區(qū)域內(nèi)的罐容器裝備衛(wèi)生型的溫度傳感器，由此可使冷卻區(qū)域間相互隔離，可保證一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)酵與存儲。作為JUMO－cTRON系列提供了一個(gè)解決方案的例子(見圖4)，此一體的微型過程調(diào)節(jié)器系列為每個(gè)冷卻區(qū)域調(diào)節(jié)罐內(nèi)的溫度。

　 　　CIP－清潔
　　運(yùn)行上述過程的設(shè)備必須在每次使用后被清潔，出于成本的考慮好久以來已經(jīng)不再使用人力來清潔了。
CIP過程(現(xiàn)場清潔)被發(fā)展用于節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用，CIP意味著借助于化學(xué)、機(jī)械、溫度和時(shí)間在不對其進(jìn)行拆解的情況下對設(shè)備進(jìn)行清潔。
　 　　在清潔的過程中值得推薦的是對電導(dǎo)率進(jìn)行不間斷的監(jiān)控，例如提供電磁式電導(dǎo)率/濃度和溫度測量變送器JUMO CTI－750，通過它可以實(shí)現(xiàn)水和化學(xué)物的節(jié)約，因?yàn)榛瘜W(xué)物到水的傳送可以被精確的確定。不銹鋼的傳感器外殼能夠像其他的設(shè)備部分被從全部清理，因?yàn)樵谑称贰嬃闲袠I(yè)即使是外部的衛(wèi)生也必須確保。