啤酒行业自动化解决方案

一．前言

在啤酒行业，中控能为啤酒企业提供从底层现场仪表到上层企业信息管理的InPlant全面自动化整体解决方案。十年的技术积累，中控已把优化生产、优化控制以及综合自动化技术成功地应用于啤酒生产。通过充分吸收国内外先进工艺及控制技术，结合自身的技术积累，中控研发设计了一整套针对啤酒生产的先进控制方案，特别是针对过滤槽、动态低压煮沸、麦汁强制内循环煮沸、发酵罐温控等控制难点开发了专用的控制软件包，达到了高效、高品质、高产量的完美结合，并成功推广到多家啤酒厂，实际使用效果良好，得到了广大用户的一致好评，取得了显著的社会和经济效益。2005年4月中国食品协会啤酒委员会授予中控 “中国啤酒工业相关行业优秀企业”称号，中控是啤酒自控行业唯一一家被授予此项荣誉的公司。

二．工艺流程简介

完整的啤酒生产过程通常划分为糖化、发酵和灌装三个工段，其中糖化工段主要包含粉碎、糊化、糖化、过滤、煮沸、沉清、冷却以及CIP等生产工序；发酵工段主要包含麦汁充氧、酵母系统、啤酒发酵、啤酒处理、清酒以及CIP等工序；其他辅助工序包括CO₂回收、脱氧水制备、热水制备、CIP液制备等。前两大过程对啤酒的产量和品质起着关键性作用。

三．控制方案

3.1 常规控制方案与策略

1. 糖化过程

糖化车间自控系统需要实现自启动原料处理、大米粉碎、麦芽粉碎开始，完成粉碎、糊化、糖化、过滤、煮沸、澄清、冷却直至输送到发酵的全过程的自动控制；以及CIP系统，水系统、蒸汽系统、压缩空气系统、排糟系统等公用系统按照糖化工艺要求进行自动控制。同时为保证安全生产，上位机提供报警系统软件包，从糖化生产的安全角度出发，提供安全联锁设置及异常状况报警设置。

• 备料及粉碎系统的控制：原料定量控制，原料预处理单机设备联动联锁控制，料位检测，浸渍水、调浆水温度及流量控制，料浆电导率控制，原料粉碎过程控制，粉碎结束自动水冲洗、排污控制。
• 糊化锅、糖化锅的控制：糊化与糖化温度控制，液位控制，搅拌电机转速控制，給水温度控制，加热蒸汽压力检测，分醪与并醪过程控制，醪液流程顺序控制，糊化锅防溢锅控制，自动冲洗、排污控制，糖化锅PH值检测记录。
• 过滤槽的控制: 可根据糟层差压或平衡柱液位、麦汁浊度、麦汁收集器液位、过滤麦汁流量等可测参数实现过滤槽的全自动控制，总过滤时间≦100min；具体包括过滤槽給水（垫底水、顶水、洗糟水）定量及PH值控制，回流麦汁、过滤麦汁流量检测控制，洗糟水流量检测控制，耕刀高度、转速控制，排糟过程控制。
• 煮沸锅的控制：煮沸温度控制，酒花添加控制，糖浆添加控制，煮沸锅防溢锅控制，补水定量控制，加热蒸汽压力检测，液位控制，煮沸锅麦汁循环过程控制，进出料过程顺序控制，自动清洗、排污控制，热能回收控制。
• 沉淀槽与冷却薄板的控制：沉淀槽、热凝固物罐液位控制，自动进出麦汁及杀菌过程顺序控制，冷却麦汁温度控制。
• CIP的控制：实现CIP液自动制备及CIP过程顺序控制，具体包括CIP回流温度、电导率及断流检测，CIP加热温度控制，CIP罐液位的控制，CIP过程阀、泵联动联锁控制等，CIP过程中可无扰动手自动切换。

2. 发酵过程

啤酒发酵为厌氧型生物发酵，发酵周期长、随机干扰多、控制难度大，技术要求高。中控可以实现包括酵母扩培、麦汁冲氧、酵母添加、酵母回收、发酵罐、硅藻土过滤、啤酒修饰、清酒、CIP以及脱氧水制备、集中取样等整个发酵过程的全自动控制。