啤酒生产工艺和控制功能

啤酒生产工艺和控制功能分析施耐德电气（中国）投资有限公司制造业自动化解决方案中心杨杰SchneiderElectric2-IS–YangJie–20090501啤酒行业自动化应用map•主要:中型规模•其它:大型规模0.40%•SyrupDisposal/糖化•FermentDisposal/发酵•Filtration/过滤•Filling&Packaging/灌装PLC•PLC适合行业要求被广泛采用•DCS很少使用•但是DCS在连续控制/模糊控制方面更有竞争DCS/PLC•不需要认证•远程I/O功能特殊要求--•电压:500V•功率:主要的:=15KW其它:15KW,=75KW--说明0.56%0.06%0.10%PAM比率--•Pump/泵•SyrupDisposal/糖化•FermentDisposal/发酵•Filtration/过滤应用领域合计VSDSCADASchneiderElectric3-IS–YangJie–20090501中国市场关键EU－啤酒名称地区等级TSINGTAOBREWERYCOMPANYLIMITED(青岛啤酒股份有限公司)青岛1BeijingYanjingBreweryCo.,Ltd.(北京燕京啤酒股份有限公司)北京2HuarunSnow(Wuhan)BreweryCo.Ltd.(华润雪花啤酒有限公司)北京3BaiweiGroupCo.,Ltd(百威国际啤酒有限公司)武汉4GuangzhouZhujiangBreweryGroupCo.Ltd(广州珠江啤酒股份有限公司)广州5KingstarBeerGroupCo.,Ltd.(金星啤酒集团有限公司)河南-CHONGQINGBREWERYCO.LTD(重庆啤酒股份有限公司)重庆-Harbinbeergroup(哈尔滨啤酒有限公司)哈尔滨-SichuanLanjianGroupCo.,Ltd(四川蓝剑（集团）有限责任公司)四川-SchneiderElectric4-IS–YangJie–20090501中国市场关键EPC和全球OEM名称主要领域总部所在国家中国总部TetroPakChina(利乐中国)乳品,软饮料,冰激凌,调味料瑞典上海GEAProcessEngineeringChina乳品,软饮料,啤酒,制药德国上海APV(China)Ltd乳品,果汁,啤酒,调味料英国北京KronesAG啤酒,软饮料,酒,乳品德国北京和上海SidelMachineryCo.Ltd.水,软饮料法国北京和上海SIG水,软饮料瑞士北京KHS水,软饮料德国北京和广州SchneiderElectric5-IS–YangJie–20090501中国市场关键SI-乳品/啤酒/软饮料名称应用地区沈阳华天基曼龙自动化有限公司ShenyangHuatianZymolonAutomationCo.Ltd啤酒工艺控制沈阳内蒙古灵奕(集团)信息技术有限责任公司InnerMongoliaLingyiInformationTechnologyCo.啤酒工艺控制和MIS呼和浩特广东轻工业机械集团有限公司GuangdongLightindustryMachineryGroup软饮料啤酒灌装生产线广州南京轻机集团NanjingLightindustrialMachineryGroup啤酒饮料灌装生产线南京上海沃迪科技有限公司ShanghaiTriowinTechCo.Ltd果汁/茶水工艺生产线上海SchneiderElectric6-IS–YangJie–20090501中国市场关键EPC/OEM-乳品/啤酒/软饮料名称类型地区广州达意隆包装机械股份有限公司GuangzhouTech-LongPackingMachineCo.,LtdEPC/工艺OEM广州石家庄德建机械有限公司ShijiazhuangDejianMachinery包装OEM石家庄彬台机械（苏州）有限公司TaiwaiBenefitSuzhouCo.EPC/工艺OEM苏州杭州中亚机械有限公司HangzhouZhongyaPackagingMachinery包装OEM杭州广州万世德包装机械有限公司GuangzhouVantaPackagingMachineryCo.包装OEM广州山东中德设备有限公司ShandongZhongdeMachineryCo.,LtdEPC/工艺OEM济南宁波乐惠食品设备制造有限公司NingboLehuiFoodMachineryCo.EPC/工艺OEM宁波广东轻工机械二厂有限公司Guangdong2ndLightIndustryMachineryCo.EPC/工艺OEM广州宁波捷翔机械设备有限公司NingboJishangMachineryCo.包装OEM宁波江苏新美星包装机械有限公司JiangsuNewamstarPackagingMachineryCo.,Ltd.包装OEM张家港SchneiderElectric7-IS–YangJie–20090501中国市场关键EPC/OEM-乳品/啤酒/软饮料名称类型地区上海南华换热器制造有限公司ShanghaiNanhuaTransducerManufactureCo.,Ltd工艺OEM上海上海三强工程技术有限公司ShanghaiSanqiangEngineeringTechnologyCo.,Ltd.EPC/工艺OEM上海天巴技术设备(天津)有限公司TianbaTechnology&EquipmentCo.,Ltd.EPC/工艺OEM天津江苏天宇机械有限公司JiangsuTianyuMachineryCo.,Ltd.EPC/工艺OEM江苏淮安SchneiderElectric8-IS–YangJie–20090501啤酒成功案例列表1项目名称时间山东某啤酒十万吨糖化自动一期工程（MODICON－984）1996年8月沈阳华润雪花啤酒五万吨自动控制系统（MODICON－984）1997年2月山东某啤酒十万吨糖化自动二期工程（MODICON－984）1997年7月淄博绿兰莎啤酒五万吨糖化自动控制系统（MODICON－984）1998年2月江苏三得利食品六万吨糖化自动控制系统（MODICONQUANTUM）1999年2月宝鸡啤酒十五万吨糖化自控系统（MODICONQUANTUM）1999年4月青岛啤酒（日照）六万吨糖化自动控制系统（MODICONQUANTUM）1999年5月四川绵羊华润啤酒六万吨糖化自动控制系统（MODICONQUANTUM）1999年5月丹东鸭绿江啤酒五万吨糖化自动控制系统（MODICONQUANTUM）1999年6月青岛啤酒（兴凯湖）十五万吨糖化自控系统（MODICONQUANTUM）2000年1月青岛啤酒（兴凯湖）发酵冷CIP自动控制系统（MODICONMOMENTUM）2000年1月四川绵羊华润啤酒十万吨糖化自动系统二期（MODICONMOMENTUM）2000年4月新乡亚洲啤酒六万吨糖化自动系统（MODICONQUANTUM）2000年4月辽宁松林啤酒二十万吨糖化自控系统（MODICONQUANTUM）2000年6月烟台朝日啤酒发酵、灌装CIP自动系统（MODICONQUANTUM）2000年8月SchneiderElectric9-IS–YangJie–20090501啤酒成功案例列表2项目名称时间南昌亚洲啤酒十万吨糖化自动控制系统（MODICONQUANTUM）2001年2月南昌亚洲啤酒二十万吨糖化（二期）自控（MODICONQUANTUM）2001年2月桂林漓泉三十万吨扩建糖化自动（MODICONMOMENTUM）2001年3月南昌亚洲啤酒发酵CIP自控（MODICONMOMENTUM）2001年3月华润（合肥）啤酒酵母扩培自控系统（MODICONMOMENTUM）2001年3月燕京啤酒（某厂）四十万吨糖化自控系统（MODICONQUANTUM）2001年12月唐山啤酒糖化车间改造（SCHNEIDER）2002年6月广州珠江啤酒灌装生产线自控系统（SCHNEIDER）2008年3月SchneiderElectric10-IS–YangJie–20090501啤酒生产原料●水●酵母●麦芽(或大米等辅料)●啤酒花SchneiderElectric11-IS–YangJie–20090501啤酒生产工艺流程SchneiderElectric12-IS–YangJie–20090501啤酒生产主要控制系统●啤酒生产：●麦芽制备●糖化●发酵●灌装●辅助过程：●压缩空气●冷冻站●锅炉●水处理SchneiderElectric13-IS–YangJie–200905011.糖化●糖化目的：●制备麦芽汁●麦汁工艺制造过程：●原料的粉碎，原料的糊化(大米等辅料，在糊化锅)、糖化(麦芽，在糖化锅)，糖化醪的过滤，混合麦汁加酒花煮沸，麦汁处理—澄清、冷却、通氧等一系列的加工过程。●糖化自控过程包括：粉碎过程Malt/RiceMilling煮沸及酒花添加过程Boiling,HopsAdding糖化过程MashTun/Mashing麦汁过滤过程LauterTun/MashFilter就地清洗CIPCleaningInPlace公用设施FacilityManagement麦汁处理过程WortClarification,Cooling,AerationSchneiderElectric14-IS–YangJie–200905011.1原料麦芽、大米的粉碎●目的：●目的：使整粒谷物经过粉碎后，有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。SchneiderElectric15-IS–YangJie–200905011.1原料麦芽、大米的粉碎的上位机界面SchneiderElectric16-IS–YangJie–200905011.1原料麦芽、大米的粉碎的PLC控制●主要控制:●麦芽、大米暂存仓高、低料位●麦芽、大米计量●浸麦水温度、流量调节●麦芽投料水温度、流量调节●大米投料水温度、流量调节●设备电机的启停、状态●插板阀状态、开、关●主要联锁:●断流报警、联锁●物料、水、CIP、排污阀状态、开、关、联锁●人机倒包联系●输送带堵料联锁报警●设备顺序启停联锁控制注：1.进入麦芽（大米）湿粉机的浸麦水的水温，由PLC自动调节三通调节伐，改变冷热水流量比，以维持浸麦水温的恒定。2.根据进料量自动调进水量，以保证浸麦水的适当配比量。系统设浸麦水断水联锁保护。SchneiderElectric17-IS–YangJie–200905011.2糖化（糊化、并醪、糖化）●目的：●将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸等），通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶于水。注：不同酶在不同温度下起作用。糖化使长链分子分解成短链分子。淀粉转化为糖分，蛋白质溶解。SchneiderElectric18-IS–YangJie–20090501100806040200温度1C0M酶的活性酶的活力与温度的关系02040806010020406080100120140756570酶的活性酶活力与作用时间的关系时间/min1.2糖化（糊化、并醪、糖化）●影响糖化的因素：●糖化过程中的温度●糖化时间●醪(lao)液PH值●醪(lao)液浓度SchneiderElectric19-IS–YangJie–20090501909020min5010min20min蛋白休止1002104030606050701℃/min添加大米的糖化工艺图15012090180剩余醪液9080100温度(0C)90℃大米醪液投料麦芽粉100℃68糖化60min米粉25min50升温投料100时间/min240混醪76升温15min76送过滤糖化休止30min60min煮醪5068升温保温麦芽糖休止1.2糖化（糊化、并醪、糖化）温度曲线●主要温控点：●蛋白质休止温度500C●麦芽糖化休止温度62-650C●糖化休止温度72