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。2005年4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。