啤酒发酵自动控制系统设计文献综述

 2022-03-11 10:03

摘要:

啤酒发酵生产过程是生化反应工程的典例,与其它工业生产过程不同,啤酒发酵过程根据酶活性的不同会分为不同的阶段,且发酵罐体积大、发酵持续时间长,使得发酵过程具有时变性、非线性、大时滞性和强关联性等特点,导致传统控制方法对此类控制对象的控制效果不佳。因此,如何有效地改良传统啤酒控制方案和提高啤酒生产自动化水平,提高啤酒生产质量的稳定性,对提高企业的生产效率、増强竞争力、增加市场份额等具有十分重要的意义。

本文首先对自动化啤酒酿造出现的背景进行介绍,并讲述了自动化啤酒酿造的优点,切实提高了啤酒酿造这一传统工艺,其次讲述了国内外啤酒酿造的研究成果,通过分析比较得出基于可编程控制器控制啤酒发酵的温度与压力的设计思路。

关键词:啤酒;发酵;plc;温度;压力

1 引言

啤酒发酵是啤酒生产过程中的一个重要环节,发酵过程直接决定了啤酒的质量具有发酵罐体积大、周期长、工艺复杂等特点,使得很难建立发酵过程的精确数学模型,传统的控制方法对此类对象的控制效果不理想,导致其生产过程中自动化技术的应用水平要低于其它工业生产过程。因此,发酵过程的自动化控制,特别是发酵温度的阶段性变化控制,成为啤酒行业一个重要的研究课题[1,2]

啤酒发酵在工业现场往往采用开环的控制方式,使得发酵过程按照一条预先确定的经验工艺温度曲线进行,通过离线检测麦汁浓度,和可发酵糖浓度以监测其过程。通过一个数学模型可以很好的模拟不同操作条件下的发酵过程,将有助于工程技术人员在其基础上实现过程优化和控制。[3]

在啤酒酿造中加入自动化控制的意义有以下几点(1)对啤酒糖化、发酵工段进行自动化控制、扩大生产规模是国内啤酒厂发展的主流,中国已经加入 WTO,完全靠手动控制的小型啤酒厂将难以维持生计。 (2)随着国内纯生啤酒生产线的上马,在线检测设备将会增多,生产自动化程度会进一步提高。(3)不同设备、不同工段自控系统间的衔接问题将会得到更多的重视,只有解决好这一问题,生产过程自动化才有可能。(4)制冷车间的自控及与糖化、发酵工段自控的配合是啤酒厂降低能耗的重要途径之一,已受到越来越多的啤酒生产企业的重视[4-6]

所以将现代科学成果加入到传统酿造中是一个非常合理且高效的做法[7]

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