隨著中國啤酒工業(yè)突飛猛進的發(fā)展，中國啤酒廠的綜合自動化管理系統(tǒng)也與時俱進，取得了同步發(fā)展。通過幾代人的努力，通過引進、消化吸收、再創(chuàng)新的循序漸進的過程，中國啤酒工業(yè)才取得了自動化綜合管理的巨大進步。目前，大型的中國啤酒企業(yè)都已經建立了綜合自動化管理系統(tǒng)，并且正在向中小型企業(yè)推廣普及。中國啤酒企業(yè)已經開始進入現(xiàn)代化管理時代。瓶胚質量檢測設備

啤酒工廠智能化系統(tǒng)的功能結構

啤酒智能化工廠的系統(tǒng)結構一般由下列功能結構組成：(1)決策層：掌控企業(yè)的戰(zhàn)略管理。它包括目標管理、決策支持、項目規(guī)劃、戰(zhàn)略管理、評價系統(tǒng)、信息查詢等;(2)管理層：它包括生產技木管理、采購管理、銷售管理、倉儲管理、、客戶管理、供應鏈、資源計劃、物料管理、人力資源、基礎數(shù)據(jù)等;(3)執(zhí)行層：主要包括工廠模型、計劃排產、作業(yè)調度、生產跟蹤、效能管理、能源管理、質量管理、設備管理、過程監(jiān)控、班組管理等系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集;(4)控制層：基層自動控制系統(tǒng)。包括制麥自控系統(tǒng)、原料處理及糖化自控系統(tǒng)、發(fā)酵自控系統(tǒng)、過濾控制系統(tǒng)、CIP控制系統(tǒng);公用工程(包括水、電、蒸汽、空氣、CO2、冷媒)等自控系統(tǒng)。

啤酒智能化工廠系統(tǒng)的控制流程是：現(xiàn)場層通過對現(xiàn)場測定的數(shù)據(jù)(如原料進倉及粉碎、糖化、發(fā)酵、過濾、CIP及包裝線和產品岀入庫倉貯等)等基礎數(shù)據(jù)進行采集，通過服務器反饋到控制層，再通過視頻監(jiān)控反饋到執(zhí)行層。管理層通過執(zhí)行層掌握全廠生產綜合情況，再向決策層提岀報告，由決策層掌控全廠生產綜合情況，確定階段性生產和全年生產任務，并做出下年度目標規(guī)劃、確定新的戰(zhàn)略部署。而決策層隨時可以抽查基層生產數(shù)據(jù)，以作為戰(zhàn)略部署的參照。瓶胚質量檢測設備

啤酒廠綜合自動化管理的作用

對生產過程的控制：通過對各生產工序的自動控制，來提高啤酒質量、增加產能、降低消耗、減少人員。對原材料及能源消耗的控制：對水、電、風、汽、冷等生產資源消耗量進行統(tǒng)計，建立考核制度，從管理上實現(xiàn)節(jié)能降耗。視控結合監(jiān)控：采取視頻監(jiān)控系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)相結合的生產管理模式，基本實現(xiàn)無人值守，減少人力資源的投入，降低生產成本。運用綜合手段：利用信息、計算機、網(wǎng)絡等技術，規(guī)范企業(yè)管理，提高工作效率，降低運營成本，實現(xiàn)從原料采購、生產到銷售終端各環(huán)節(jié)的高效運作。

啤酒廠自動化主要控制點

目前，國內大多數(shù)大型啤酒廠已建立了計算機網(wǎng)絡基礎設施、構建了基礎的信息運輸平臺和基本的網(wǎng)絡辦公環(huán)境，建立了關鍵職能部門的管理信息系統(tǒng)，已經把企業(yè)內部的管理信息系統(tǒng)、生產經營系統(tǒng)、質量保證系統(tǒng)及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)系統(tǒng)有機地高度集成;并且充分利用產品數(shù)據(jù)管理軟件，建立了企業(yè)的產品信息流程，實現(xiàn)了信息由供應部門、生產部門向管理部門、財務部門的傳遞，促進企業(yè)形成了集控制、優(yōu)化、調度、管理于一體的綜合自動化模式，全面提升了企業(yè)的產品質量、產量和綜合競爭力。

當前啤酒廠綜合自動化管理功能系統(tǒng)的主要控制點包括：

啤酒釀造車間自控系統(tǒng)

原料處理系統(tǒng)：原料麥芽、大米及淀粉從廠外運到廠里，需要送到原料暫貯倉存放并進行處理。其主要控制點包括：上料量。原料進倉時檢測滿倉信號，滿倉后切換到另一倉。出料量。原料岀倉時檢測空倉信號，空倉后切換到另一個倉。每鍋麥芽和大米用料量的控制。原料儲倉內原料溫度和濕度的自動顯示和控制。除塵控制點。原料在輸送和粉碎過程中，對除塵點(如卸料斗、上料口、下料口、麥芽和大米除石機振動篩等散塵口)經封閉后通過除塵系統(tǒng)除塵。原料輸送處理過程的全線聯(lián)動自動控制。瓶胚質量檢測設備

原料粉碎系統(tǒng)：麥芽岀倉系統(tǒng)：麥芽出倉經氣動閥、刮板輸送機和斗提機，通過永磁鐵除鐵后自衡振動篩除雜，再經計量倉自動稱重之后，進入粉倉。麥芽粉碎系統(tǒng)：由麥芽計量倉自動計量出來的麥芽通過濕粉碎機進行粉碎。麥芽調漿系統(tǒng)：麥粉倉麥粉經過變頻螺旋輸送機送入調漿機的混合室。調漿的冷、熱水通過三通合流閥組成的自動調溫系統(tǒng)，按一定的料水比將調漿水送入混合室，經料漿泵的攪拌混合，把料漿直接送入糖化鍋，完成麥芽調漿的全部工藝過程。同樣，大米和進、岀倉清理、去石、粉碎系統(tǒng)和淀粉進、出倉、調漿系統(tǒng)自控操作過程與上述相同。

糊化鍋自控：原料麥芽和大米經粉碎后開始糊化。進水量的控制。通過流量計實現(xiàn)進水量的控制。溫度控制。測量和控制鍋內溫度，通過控制加熱蒸汽的閥門開度，實現(xiàn)鍋內溫度按預定工藝曲線變化運行，同時控制攪拌機開動、停止和轉速。通過冷、熱水混合器把計量的水加入糊化鍋，至一定溫度后在攪拌過程中加入大米粉，并按糊化曲線進行糊化操作。糊化完畢，把大米醪搗入糖化鍋中進行兌醪。鍋內控制點：(1)鍋內進汽壓力和蒸汽冷凝水排出均有顯示和自動控制。(2)鍋內溫度顯示并自動記錄。(3)鍋內液位顯示，液位變速器來顯示鍋內料位。(4)鍋底料位開關，自動輸送醪液。瓶胚質量檢測設備

過濾槽的自控：過濾槽實現(xiàn)智能過濾控制，可以提供更高速、優(yōu)質的過濾控制方案。(1)鋪水：控制過濾槽進水量和溫度;(2)進醪：控制進膠并鋪平;(3)靜置：控制靜置時間;(4)回流：控制回流量至麥汁清亮透明為止;(5)過濾：控制頭號麥汁數(shù)量和流速。控制洗糟水溫度和洗水量。控制過濾麥汁總量(同時檢測殘?zhí)?。控制空水時間(切換耕刀方式，放下耕刀刮板，由耕糟狀態(tài)轉化為排糟狀態(tài))。控制排糟時間(控制排糟閥門、耕刀轉速和按層次降低耕刀排糟上、下位置)。控制沖洗狀態(tài)直至將過濾槽洗凈為止。將整體過槽復位(關閉所有閥門，將耕刀刮板還原，由排糟狀態(tài)轉換為耕糟狀態(tài));(6)排糟—控制排糟系統(tǒng)的全過程。智能過濾控制將醪液以及麥汁的濁度、粘度、時間、糟層阻力、設備影響等因素全面進行分析，達到挖掘設備潛力、保證麥汁質量最優(yōu)的目的。

麥汁暫儲槽自控：主要控制麥汁貯量和洗罐條件。

麥汁煮沸鍋的自控：糖化二次蒸汽熱能回收系統(tǒng)的自動控制。它包括了蒸汽冷凝器、熱能回收貯存罐、麥汁預熱用的熱交換器等。它的核心技術，是在低壓煮沸系統(tǒng)的基礎上，通過設在煮沸鍋排氣筒旁的控制閥，控制蒸汽冷凝器的流通速度，使煮沸鍋內反復升壓、降壓、麥汁沸騰閃蒸(快速蒸發(fā))。瓶胚質量檢測設備

低壓動態(tài)煮沸就是通過對煮沸鍋進行反復5～6次增壓和減壓使之瞬間閃蒸，煮沸鍋內麥汁翻江倒海般沸騰，達到節(jié)能降耗和提高麥汁質量的目的。瞬間閃蒸是與常壓煮沸最大的區(qū)別。在理論上，每一次減壓過程中，會產生0.6%的蒸發(fā)量。總體而言，在增壓和減壓階段，會實現(xiàn)3.5～4.0%的蒸發(fā)量。

靈奕公司首先研發(fā)并率先推出了中國笫一套低壓動態(tài)煮沸系統(tǒng)。此系統(tǒng)可根據(jù)原料指標、工藝要求、產品質量進行靈活調整，在不同工況、不同要求下達到最優(yōu)質量。煮沸鍋內的主要控制點包括：鍋排汽筒壓力控制。加熱蒸汽壓力控制。鍋內溫度顯示及自動記錄。鍋內上部有高液位顯示，鍋下面有低液位顯示。鍋底料位開關，自動輸送醪液。鍋排氣筒的自控氣動閥控制蒸汽冷凝交換器。煮沸二次蒸汽回收系統(tǒng)的自控。釀造水罐、熱水罐、冷水罐：控制各水罐溫度、液位、報警(嚴防負壓真空被抽癟)。

回旋槽：控制搗醪閥門將煮沸后的麥汁投入回旋槽內。控制麥汁在回旋槽內的沉降時間。控制回旋澄清后麥汁分層排出的程序。控制底部熱凝固物沖洗閥，用水將熱凝固物沖出并泵送到熱凝固物暫貯罐，再打入過濾槽內重新過濾回收。瓶胚質量檢測設備

簿板冷卻器：控制熱水清洗冷卻器和管路約3~5分鐘。控制冰水降溫過程。走麥汁。麥汁冷卻完畢立即用80℃的熱水，將管道及設備中的麥汁全部頂岀。

錐型發(fā)酵罐(清酒罐)的自控系統(tǒng)：發(fā)酵罐溫度控制。罐內上、中、下三個部位測量溫度并紀錄。發(fā)酵罐壓力控制。通過壓力變壓器控制罐內壓力并紀錄。罐內液位高度顯示。發(fā)酵罐進、岀冷媒的控制。發(fā)酵和清酒罐區(qū)閥陣控制：在實現(xiàn)全自動化流程控制的基礎上，提升生產效率的同時，兼顧生產安全。優(yōu)化生產和CIP流程，簡化操作規(guī)程，徹底清洗，不留衛(wèi)生死角，節(jié)約清洗時間，減少清洗劑的消耗，降低酒損。

CIP刷洗自控系統(tǒng)：啤酒廠的糖化、發(fā)酵、過濾、酵母培養(yǎng)和包裝等工序均各自配備各自的CIP控制系統(tǒng)，定期進行酸、堿和水的自動刷洗。

其他控制系統(tǒng)：冰水制造自控。脫氧水制造自控。高濃度稀釋自控。

公用工程車間自控系統(tǒng)瓶胚質量檢測設備

水處理、污水處理、供電、空壓站、供汽(鍋爐車間控制系統(tǒng))及制冷站等公用工程各系統(tǒng)的自動控制。瓶胚質量檢測設備

啤酒廠管理系統(tǒng)的自控瓶胚質量檢測設備

(1)生產信息管理系統(tǒng)：下達生產計劃，安排生產任務，下達工藝配方，記錄生產數(shù)據(jù)，生產統(tǒng)計報表，對原材料消耗、產品入庫量、出庫數(shù)、日銷售量、庫存量及包裝車間成品上箱碼垛等生產自動化控制和備件庫的掌控;

(2)能源管理系統(tǒng)：水、電、風、汽、冷、CO2等的計量監(jiān)控系統(tǒng);瓶胚質量檢測設備

(3)辦公自動化系統(tǒng);

(4)視頻監(jiān)控系統(tǒng);

(5)網(wǎng)絡銷售自控系統(tǒng)。

中國啤酒業(yè)己進入智能控制系統(tǒng)集成技術應用時代

2014年CBB展會上,內蒙古靈奕高科技集團率先推出遙感智能控制系統(tǒng)集成技術在啤酒工業(yè)領域中的應用技術，該技術由遙感技術、自動控制和系統(tǒng)集成技術組成。通過該技術，啤酒工廠可以建立工廠智能化系統(tǒng)功能結構，實現(xiàn)工廠智能化系統(tǒng)管理：

實現(xiàn)生產監(jiān)控

靈活、全方位的生產監(jiān)控功能，進行實時通訊，實時準確地再現(xiàn)生產現(xiàn)場，同時也使全廠的管理部門都能方便地通過系統(tǒng)提供的門戶進行訪問。

進行生產過程分析

通過生產批次管理方式，建立實時數(shù)據(jù)庫技術，將采集到的全廠的生產數(shù)據(jù)進行整理與加工，形成批次序列，使得每批生產信息與生產過程的重要數(shù)據(jù)以批次為索引進行儲存歸檔，可以隨時調用與查詢。

對生產過程跟蹤

正向追溯：根據(jù)產品批次追溯出各生產環(huán)節(jié)的工藝過程、質量、物料消耗、能源消耗等信息。

反向追溯：根據(jù)各生產環(huán)節(jié)的物料批次信息追蹤到產品的批次信息。

能源管理

建立能源網(wǎng)絡監(jiān)督管理系統(tǒng)。實現(xiàn)工廠能源(水、電、風、氣、汽、冷、冷媒、CO2)等能耗消耗計量，計量數(shù)據(jù)實時采集歸檔，生產數(shù)據(jù)采集歸檔，結合生產數(shù)據(jù)進行能耗分析、能耗趨勢分析、能源成本分析。

各項指標完成情況及匯總報表;為能源合理利用管理提供科學化、數(shù)字化的考核管理手段。通過數(shù)據(jù)采集、分析、對比，為考核提供合理依據(jù)。瓶胚質量檢測設備

設備管理

構建工廠設備臺賬。建立設備維修維護標準，規(guī)范設備的維修維護流程，確定維修任務，提供檢修方案，檢查設備故障點，制定更換設備部件的計劃。

注重設備效率管理：跟蹤生產過程，采集包裝線生產數(shù)據(jù)，分析生產及設備運行數(shù)據(jù)，直觀展現(xiàn)生產線中各個設備的運行情況，統(tǒng)計運行或停機的詳細信息。自動報告設備效率、生產效率和設備利用率。

巡檢

運用遙感遠程控制技術，進行遠距離巡檢，搜尋遠距離目標，確定檢測內容，提供維修方案，比如巡檢工部件是否按時更換?現(xiàn)場操作人員是否到位?故障是否及時處理?通過大數(shù)據(jù)和云實現(xiàn)更加宏觀的控制。

物流管理

掌握庫房情況，對物流、車位、貨物立體交叉進出及庫存量等進行總調度。

遙感智能控制系統(tǒng)集成應用技術在啤酒工業(yè)中的應用，表明中國啤酒的自動化控制又躍上一個新臺階，中國啤酒在向啤酒現(xiàn)代化進軍進程中的自動化管理開始向縱深方向發(fā)展，管理更加深入細化。中國啤酒己經進入了智能化控制系統(tǒng)集成時代。

糖化熱能回收實現(xiàn)蒸汽零排放瓶胚質量檢測設備

什么是蒸汽零排放?

啤酒廠的糖化車間是耗能大戶，其熱能消耗量占據(jù)了全廠能耗的50%以上。過去，啤酒廠糖化車間的糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、暫存罐、煮沸鍋以及沉淀槽等6個鍋在生產過程中產生大量二次蒸汽，這些高熱能的廢氣除了在煮沸鍋實現(xiàn)了部分回收之外，統(tǒng)統(tǒng)通過排氣筒放空排放到大氣中，沒有回收利用，十分可惜。所謂零排放,就是把糖化過程中排岀的二次蒸汽全部回收加以利用,沒有蒸汽排出，使整個糖化車間實現(xiàn)蒸汽零排放。瓶胚質量檢測設備

那么，糖化二次蒸汽放空排放有什么壞處呢?

首先，汚染環(huán)境。排空廢蒸汽具有腐爛的地瓜臭味，嚴重污染啤酒廠和周邊環(huán)境。

其次，增加碳排放量。大量二次蒸汽排空增加碳排放量，提升溫室熱效應，促使大氣變暖。地球溫度上升，就有啤酒廠糖化二次蒸汽排空的貢獻。2015年，樂惠公司在華潤龍江一家公司的技術改造項目中，成功將糖化二次蒸汽全部回收，實現(xiàn)了零排放，成了全中國第一個吃螃蟹的人。這是中國啤酒業(yè)一項可喜的技術進步。它的意義在于中國由啤酒大國向啤酒強國進軍中取得了一項可喜的成果。

如何實現(xiàn)零排放?

首先把糖化6個鍋的排汽筒連在一起，然后用2個氣動閥門隔斷分成3個區(qū)域：第1個區(qū)域為糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、暫存罐4個鍋，因為這部分的物料工作溫度都在70℃~100℃之間，比較相近，不會互相影響。

第2個區(qū)域為煮沸鍋。煮沸鍋會產生大量的二次蒸汽，需要專門的二次蒸汽冷凝器吸收這部分熱量。

第3個區(qū)域為沉淀槽末端。

每一個區(qū)域都配置一個單獨的水封罐，與外界進行有條件的連通呼吸。

每一個區(qū)域都配置有單獨的真空閥、壓力變送器、泄壓閥。水封罐的作用是無論密封空間形成真空還是形成超壓，都可以實現(xiàn)機械化解;壓力變送器的作用是當程序檢測到超壓時自動打開泄壓閥排汽，當程序檢測到真空時自動打開真空閥吸氣，以上兩種設計對鍋體這個密封空間形成了雙重保護，既有機械式的水封罐保護，又有軟件程序保護。通過自控系統(tǒng)技術可以實現(xiàn)糖化二次蒸汽的零排放。瓶胚質量檢測設備

實現(xiàn)零排放的工作原理

以糖化鍋為例，糖化鍋有進料、升溫、休止、轉移至過濾槽等幾個主要步驟。

當進料時，糖化鍋內隨著液位的上升，鍋上部氣體被排出。這些氣體首先通過排汽筒連通管排至其他的鍋，當其他的鍋汽充滿空間時，其密封空間的壓力會升高，當壓力高于水封罐能承受的壓力時，會破水封，壓力釋放至大氣中。但是，由于水封罐上部有噴淋球，且一直在循環(huán)噴淋，故即便破了水封，所有的二次蒸汽都會被噴淋球淋下的水吸收掉，只要能溶于水的氣味都會被洗滌并吸附在水中，只有不凝氣體才會排至大氣中，實現(xiàn)了零排放。

當升溫時，同理，在升溫階段會產生一些二次蒸汽。這些二次蒸汽首先會跑至其他鍋，當氣體無處可逃時，密封空間的壓力會高于水封罐的壓力，再次破水封，二次蒸汽被噴淋球淋下的水吸收掉，不凝氣體排至大氣中。當壓力休止時，蒸汽不排汽也不吸氣，達到平衡。

當糖化鍋搗醪至過濾槽時，糖化鍋的液位下降需要吸氣，而過濾槽的液位在上升需要排氣，這兩個鍋是連通的，故互相通氣、達到平衡。這樣，整個糖化鍋的生產過程就實現(xiàn)了零排放。瓶胚質量檢測設備

將現(xiàn)有糖化設備進行改造：將糖化6個鍋的排汽筒連在一起，然后用2個氣動閥門隔斷分成三個區(qū)域。每一個區(qū)域都配置一個單獨的水封罐。每一個區(qū)域都配置有單獨的真空閥，壓力變送器，泄壓閥。防止超壓和抽真空，特別注意的是防止抽真空、形成負壓、把鍋抽癟。

過濾槽和暫存罐的工藝過程同理。當暫存罐需將麥汁轉移至煮沸鍋時，打開這兩個鍋排汽筒之間的氣動閥，氣體通過連通達到平衡。煮沸鍋由于配置了一個單獨的二次蒸汽冷凝器，故在升溫、預熱、煮沸階段所產生的二次蒸汽都通過這個冷凝器把熱量傳遞給熱能水，只有當熱能水的溫度過高無法完全吸收多余的熱量時，才會排至水封罐處，通過水封罐及水封罐頂部的噴淋球淋下的水來吸收熱量。

當煮沸鍋需要轉移至沉淀槽時，工廠可打開兩個鍋之間的氣動蝶閥互相連通，使氣體達到平衡。沉淀槽的休止階段不吸氣也不排汽，當需要冷卻將氣體送至發(fā)酵罐時沉淀槽需要吸氣，這時可以根據(jù)槽內的壓力間歇性地打開真空閥，防止產生真空。

這樣，以上所有工藝步驟都不會把二次蒸汽直接排至大氣中，各個鍋槽之間的互相消化，或者只是排出一些不凝氣體，最終達到了零排放的目的。瓶胚質量檢測設備

實現(xiàn)零排放的優(yōu)點

凈化環(huán)境：實現(xiàn)零排放后，凈化了啤酒廠及周邊的環(huán)境，人們再也不用擔心二次蒸汽排放時散發(fā)的味道。減少了碳排放量：由于大量二次蒸汽實現(xiàn)零排放而減少了碳排放量，減少了溫室效應。實現(xiàn)糖化熱能的全部回收：實現(xiàn)零排放后，糖化過程中每個鍋所產生的二次蒸汽的熱能實現(xiàn)了全部回收。這些熱能一部分用于麥汁預熱，一部分用于制備熱水，最終達到了節(jié)能減排的目的。減少二次染機會：

實現(xiàn)零排放之后，整個生產過程完全在一個密封的空間內進行，幾乎不與外界直接接觸，不會被二次污染。

結語瓶胚質量檢測設備

啤酒廠通過智能化自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了糖化二次蒸汽的零排放，將原來排放掉的二次蒸汽熱量全部實現(xiàn)了回收，凈化了環(huán)境、消除了污染、減少了碳排放量，也減少了溫室效應。這是中國啤酒工業(yè)可喜的技術進步，它表明中國在從啤酒生產大國向啤酒生產強國進軍的過程中，中國糖化裝備制造業(yè)已經躍進強國范疇。瓶胚質量檢測設備

本文作者：劉尚義

原華潤(沈陽)雪花啤酒有限公司副總工程師、高級工程師。

本文來源：《制藥業(yè)》