Схема автоматизации производства пива

5 Схема автоматизации варочного цеха пивоваренного завода

Внедрение автоматизации управления производственными процессами является определяющим фактором технического прогресса. Автоматическое управление аппаратом устраняет субъективные ошибки обслуживающего персонала и создает необходимую предпосылку для ритмичной работы аппаратов.
Производство пива включает в себя множество технологических процессов. Наиболее ответственным, напрямую влияющим на качество готового продукта является процесс затирания.
При автоматизации производства пивного сусла необходимо обеспечить требуемые температурные режимы, временные выдержки на отдельных этапах технологического процесса, перекачки в соответствии с программой варки. Качественные показатели процесса затирания будут зависеть от скорости изменения теплового состояния затора и от продолжительности его тепловой обработки на каждой температурной ступени. Несоблюдение точности на каждом из температурных этапов приводит к потерям экстракта, увеличению времени брожения и ухудшению качества пива.
Программа варки, задаваемая оператором, реализуется электрической схемой управления. Она обеспечивает требуемые температуры на отдельных паузах и соответствующие выдержки времени, включение и выключение мешалок в аппаратах.
Внедрение автоматизации в пиво - безалкогольной промышленности позволит увеличить производительность технологического оборудования благодаря точному соблюдению технологического режима; уменьшить износ оборудования и увеличить межремонтные сроки в результате равномерности режима работы. А также улучшить качество производимой продукции; сократить потери; снизить затраты сырья и вспомогательных материалов, себестоимость продукции, расход топлива и электроэнергии. Интенсифицировать процессы и применить прогрессивные виды технологии, повысить производительность труда; улучшить координацию управления производством и повысить надежность протекания технологического процесса, предотвратить аварии.
Высшей формой автоматизации является включение в систему управления новых микропроцессорных технологий, определяющих наилучший вариант изменения регулируемых параметров и осуществляющих эти изменения при помощи регуляторов. Такая система, выполняя заданную наладчиком программу, обеспечивает наилучший вариант регулировки при быстрой реакции на возмущения процесса.

5.1 Описание производственного процесса

Для производства пива используется солод пивоваренный ГОСТ 29294-92 и ячмень пивоваренный ГОСТ 5060-86. Которые после отвешивания и дробления подаются в варочное отделение пивоваренного завода.
Дробленый солод и ячмень, смешанный со специально подготовленной питьевой водой ГОСТ 2874-82 имеющей температуру 42 – 45 0С, и направляет-ся в предзаторный котел ПЗК и заторный котел ЗК.
Во время поступления затора в заторный котел ЗК – идет процесс равно-мерного перемешивания, для исключения возможности образования клубков. В чане несоложеных материалов ПЗК часть затора нагревается до температуры осахаривания 68 – 70 0С, а затем, по окончании процесса осахаривания его кипятят. После непродолжительного кипячения – 10 мин. (в целях разваривания крупных частиц ячменя) первую отварку насосом перекачивают в заторный котел ЗК. При смешивании кипяченой части затора с затором оставшемся в котле, температура всей массы достигает 70 0С. Затор оставляют в покое для осаханривания на 40 мин. По окончании процесса осахаривания температура повышается до 75 – 80 0С и выдерживают 45 мин.
Затем всю полученную массу с температурой 75 – 80 0С насосом Н перекачивают в фильтрационный аппарат ФА. Получающееся в начале фильтрации мутное сусло насосом перекачивают обратно в фильтрчан ФА. Эта операция производится за 5 – 10 мин перед окончанием перекачки затора до появления на выходе из фильтрчана ФА прозрачного сусла.
Прозрачное сусло поступает в танк сборник сусла СС, а затем в суслова-рочный аппарат СА, где его температуру поддерживают равной 800С.
Промывную солодовую дробину из фильтрчана спускают в приемный бункер и насосом Н перекачивают для продажи на корм скоту.
В сусловарочном котле СА производится кипячение сусла с прессованным хмелем ГОСТ 21947 – 74, уваривание сусла до заданной плотности, происходит частичная денатурация белков сусла, его стерилизация. При кипячении в сусло добавляют расчетное количество хмелевой суспензии.
После кипячения сусла с хмелем в течении 2 часов, горячее охмеленное сусло насосом в течении 15 минут перекачивают в отстойный чан В (вирпул), с помощью которого сусло освобождается от белкового отстоя. Горячее сусло с температурой 98 0С подается в вирпул В тангенциально, при этом внутри аппарата происходит вращательное движение сусла с образованием вихревого потока, который способствует выпадению на дно плотного осадка – белкового отстоя (процесс занимает 20 – 25 минут).

5.2  Анализ объектов автоматизации

5.2.1 Заторный котел и предзаторный котел
Заторный котел представляет собой теплообменный аппарат. Как объекты регулирования тепловые процессы характеризуются значительной инерционностью и наличием запаздывания. Инерционные свойства дополнительно увеличиваются вследствие того, что промышленные датчики температуры в свою очередь обладают инерционностью. Вместе с тем тепловые объекты относятся к статическим объектам, т. е. к объектам с самовыравниванием. Это обстоятельство повышает устойчивость АСР, облегчая задачу регулирования.
При работе заторного аппарата необходимо регулировать количество солода; количество воды; количество греющего пара.
Количество греющего пара воздействует на температуру заторной массы и давление в паровой рубашке котла, а количество солода и воды влияют на уровень затора в аппарате.
Таким образом при работе котла:
- температура заторной массы в котле, регулируется расходом греющего пара, подаваемого в паровую рубашку;
- уровень заторной массы, зависит от расходов солода, воды и расхода заторной массы при перекачке ее из другого котла.