Технологический процесс производства пива
Процесс производства пива состоит из нескольких этапов. В начале процесса подают воду в водогрейный бак объемом 2,5 м3. С помощью кондуктометрического датчика уровня ДС.П.3 контролируется уровень воды. Мощные нагреватели, включенные через твердотельное реле KIPPRIBOR, нагревают воду до 45° С. Затем через счетчик расхода Взлет ЭРвода из водогрейного котла вода поступает в затор.
Функциональная схема заторного чана
Дробленый солод (пророщенные зерна ячменя) засыпается в заторный чан в необходимой пропорции с водой, уровень содержимого контролируют датчики уровня. В процессе затирания производится постепенный нагрев содержимого с температурными паузами для полного превращения ценных веществ дробленых зернопродуктов в экстрактивный раствор. Получается от 5 до 9 пауз в зависимости от рецепта. Содержимое в чане перемешивается мешалкой, которой управляет ПЧВ1.
Мнемосхема управления заторным танком
Далее смесь перекачивается в фильтр-чан с работающей мешалкой под управлением ПЧВ1. В чане происходит деление на пивное сусло и дробину – нерастворимые остатки, оставшиеся в процессе фильтрации. Обычно процесс фильтрации состоит из двух стадий. Изначально отбирают сусло-самотек, потом содержимое чана промывают горячей водой (78 °С), поскольку в дробине остается еще довольно много экстракта. Расход подающейся воды контролируется счетчиком Взлет ЭР. Единовременно датчиком уровня ДС.П.3 контролируется уровень содержимого в чане.
Отфильтрованное сусло сливают в варочный котел доводят до кипения с добавлением хмеля – источника ароматических смол, эфирных масел и других ингредиентов. Плотность сусла зависит от времени кипячения, процесс длится примерно 3 часа.
Мнемосхема варочного порядка
Затем сусло перекачивают в бродильный резервуар через теплообменник, так называемый цилиндроконический танк (ЦКТ). В ЦКТ происходят процессы основного брожения и дображивания.
Смесь охлаждается до 7 °С. во время перекачки.
После охлаждения сусло аэрируют (насыщают кислородом) для дальнейшего брожения. Длительность брожения и температура процесса будут зависеть от сорта дрожжей и какой сорт пива необходимо получить – верхового или низового брожения.
При верховом брожении дрожжи собираются на поверхности пива, при низовом – опускаются на дно. Для изготовления эля и разных сортов пшеничного пива применяется верховое брожение. Для получения среднеевропейских сортов подходит низовое брожение.
На стадии завершения дображивания молодое пиво выдерживают еще 21 день при 0 °С. Некоторые сорта пива подвергаются карбонизации уже в бутилированном виде.
В описанном здесь производственном процессе пивоварения отражены лишь главные технологические моменты без углубления в конкретные детали. Но даже из представленного неполного описания техпроцесса видна степень сложности, которую решает распределенная система управления.
Система управления пивоварением
Систему управления можно разделить на отдельные блоки, отвечающие за конкретные этапы технологического процесса с разной глубиной автоматизации. Может быть как полная автоматизация, так и блочная, включающая режимы ручного управления.
Управление в автоматическом режиме обеспечивает:
подогрев воды;
варочный процесс;
заторный процесс;
управление мешалками;
управление работой насосов для перекачки сусла/пива;
поддержание необходимой температуры в ЦКТ;
управление системой хладоснабжения.
Мнемосхема управления водогреем и хладагентом
Сенсорный панельный контроллер ОВЕН СПК110 является основой системы управления. Важные функциональные блоки созданы в графическом языке ДРАКОН, где логические операции изображаются с помощью инфографики и потом транслируются в среду СODESYS. СПК110 может сохранять до 10 рецептов различных сортов пива. Контроллер управляет следующими технологическими этапами:
брожением (по рецепту и экстрактивности);
дображиванием (по рецепту);
хранением продукта;
хладоснабжением;
уровенем и объемом танка.
Общепромышленные модули ОВЕН установлены для расширения входов/выходов:
дискретного ввода МВ210-204;
аналогового ввода МВ210-101;
дискретного вывода МУ210-410.
Модуль МК110-4К.4Р контролирует уровень жидкости. С помощью частотных преобразователей ОВЕН ПЧВ101 и ПЧВ103 осуществляется управление насосами и мешалками. Облачный сервис OwenCloud обеспечивается дистанционное управление. Шлюз ПМ210 применен для соединения с сервисом OwenCloud и удаленного обмена данными через беспроводную сеть GPRS. Шкаф управления содержит вспомогательные приборы:
GSM-антенну АНТ-2;
блок питания БП60К-24;
твердотельное реле НТ-12044.ZD3;
сигнальные лампы MEYERTEC серии MTB2.
Контроллер СПК110 соединен с верхним уровнем по Ethernet и передает параметры на ПК, которые собираются и хранятся в архиве 1С. С web-сервера СПК110 на ПК выводятся мнемосхемы, которые отображают оборудование, символы и аварийные события. Данная система автоматизации производства пива обеспечивает:
точное поддержание технологических параметров;
снижение поломок и простоев оборудования;
повышение производительности труда;
снижение себестоимости продукта;
