ТЕМА: ОПТИМИЗАЦИЯ СТАДИЙ ПИВОВАРЕНИЯ УТС

ТЕМА: ОПТИМИЗАЦИЯ СТАДИЙ ПИВОВАРЕНИЯ УТС

ПЛАН ЛЕКЦИИ: • ВВЕДЕНИЕ. • 1. Контроль фильтра. • 2. Контроль сепаратора. • 3. Управление дрожжами. • 4. Определение мутности в варочном цехе. • 5. Измерение цвета. • 6. Преимущества технологии измерения INGOLD. УТС 2

УТС 3

УТС 4

введение • На всех стадиях пивоварения обеспечить оптимальную производительность оборудования помогут процессные фотометры optek. • optek является ведущим мировым производителем процессных поточных фотометров. Имея более 30. 000 установок для различного применения в различных отраслях промышленности, optek предлагает самое лучшее качество, консалтинг и долгосрочные показатели эксплуатации по всему миру. • Высококачественные материалы приборов выдерживают самые жесткие условия процессов, в том числе высокие температуры и давление. • Возможность очистки приборов обеспечивается использованием специально отполированных поверхностей, контактирующих со средой, совершенного гигиенического дизайна, а также сапфировых окошек. УТС 5

• Как глобальный партнер для пивоваренной промышленности, optek предлагает передовые технологии, такие как высокое усиление сигнала, стабильность нулевой точки и калибровки, подавление побочного свечения, PROFIBUS® РА, а также многоязычный интерфейс пользователя для простого обслуживания на месте. • Фирма гарантирует безотказность работ в течение продолжительного времени таких программ, как “Speed. Parts” и “Swap. Repair”, что при наименьших эксплуатационных расходах дает клиентам возможность длительного и бесперебойного использования оборудования. • На рис. 1 приведена схема основных стадий пивоварения, оснащённых приборами optek. УТС 6

Фильтрационный чан Сусловарочный Сепаратор Вирпул котёл Варочный цех Заторный фильтр Размножение дрожжей Танки дображивания и Бродильный танк созревания Охладитель сусла Сепаратор Добавление дрожжей к суслу Возврат Дрожжи Отработанные дрожжи Фильтр дополнительных Танки под давлением для средств хранения живого пива Фильтр стабилизации Фильтр доп ых средств Фильтр Мембранный фильтр Дозировка дрожжей Танки под давлением для хранения светлого пива Обеспечение качества / , лаборатория Технологическая вода Возврат СИП Фильтр Отработанная вода Подключение СИП УТС 7 Рис. 1 - ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПИВОВАРЕНИЯ

КОНТРОЛЬ ФИЛЬТРА При работе фильтра можно оптимизировать его работу, имея возможность измерять следующие показатели: Контроль стадии фильтрации пива; Контроль подачи (мутность на входе); Процесс промывки фильтра; Дозирование вспомогательных веществ для фильтра; Контроль разделения фаз Контроль намыва фильтрующего слоя. Схема установки приборов для контроля за перечисленными показателями приведена на рис. 2. УТС 8

Рис. 2 – Схема контроля фильтра УТС 9

• Контроль фильтров 11° / 90° optek сенсор DTF 16 с помощью измерения рассеянного света под углами 11° и 90° осуществляет точный контроль стадии фильтрации пива. За счет своевременного обнаружения прорыва фильтра обеспечивается качество продукта и в то же время оптимизация процесса фильтрации. • Контроль подачи При использовании дополнительного сенсора AS 16 N или AF 16 N можно также контролировать мутность на входе фильтра, тем самым позволяя вовремя предотвратить закупорку фильтра. Данный дополнительный сенсор может быть напрямую подключен к системе Haze Control/DTF 16. • Оптимизация процесса промывки фильтра обеспечивается также с помощью сенсора optek AS 16 N или AF 16 N, уста новленного на контуре подачи. Посред ством измерения мутности воды можно сократить ее расход, продолжительность процесса и расход энергии. УТС 10

• Дозирование вспомогательных веществ для фильтра, таких как кизельгур или PVPP, может контролироваться с помощью датчиков optek абсорбции или рассеянного света. Оптимизация расхода вспомогательных веществ снижает расходы и обеспечивает оптимальное качество продукта. • Разделение фаз Посредством оптимального разделения фаз обеспечивается качество продукта, возможность быстрой смены продукта и снижение потерь продукта. Контроль этой стадии может осуществляется посредством подключения к системе Haze Control/DTF 16 сенсора измерения цвета AS 16 F или AF 16 F. • Контроль намыва фильтрующего слоя Контроль процесса намывки фильтрующего слоя приводит к оптимизации времени проведения процесса, росту производительности фильтра и минимизации потерь продукта. Для этого используется канал абсорбции 0° сенсора DTF 16, с помощью которого измеряется мутность до 500 ЕВС. На рис. 3 приведены фотографии используемых приборов для контроля фильтров. УТС 11

Рис. 3 – Приборы для контроля фильтров УТС 12

Рис. 4 – Схемы контроля мутности УТС 13

Рис. 5 – Процессорный датчик мутности optek DTF 16 УТС 14

Контроль фильтра – от процесса до лаборатории Рис. 6 – Схема установки приборов при контроле фильтра от процесса до лаборатории Процесс и лаборатория – единый оптический дизайн Два из новейших продуктов optek были разработаны специально для промышленности безалкогольных напитков. optek DT 9011 это лабораторная измерительная система для измерения мутности непосредственно в бутылках. Производственный датчик DTF 16 представляет собой датчик измерения мутности в режиме реального времени, который значительно снижает потребность в лабораторных анализах. Обе системы определяют прямо рассеянный свет под углом 11° и боковой рассеянный свет под углом 90°. УТС 15

• Результаты обоих измерений одновременно воспроизводятся и записываются при помощи регистратора данных. Сигналы измерения лабораторного прибора соответствуют сигналам inline мутномеров optek серии DTF 16, тем самым признавая действительность результатов, полученных на производстве. Измерение под углом 90° обеспечивает измерение коллоидного помутнения для оценки прозрачности. Для обоих углов могут быть показаны единицы мутности ЕВС или FTU. Оценка полученных данных под обоими углами позволяет персоналу лаборатории получить гораздо больше информации о качестве конечного продукта. • Направленный вперед под углом 11° рассеянный свет очень чувствителен к размеру частиц и поэтому является индикатором таких частиц, как кизельгур и дрожжи. С помощью этого сигнала устанавливается соотношение к содержанию нерастворенных частиц, тогда как боковой рассеянный углом 90° свет чувствителен к коллоидам и легкому помутнению. • Любые проблемы во время фильтрации, обусловленные процессом, составом продукта или оборудованием сейчас могут быть распознаны значительно быстрее, если известна природа веществ вызывающих помутнение. УТС 16

• Проба погружается в водяную баню и автоматически производится 250 измерений за один оборот. Этим и окончательной современной обработкой данных обеспечивается устранение влияния цвета и формы бутылки, а также наличие царапин, швов и других дефектов. Циркуляция водяной бани и заводская нулевая точка без отклонений гарантируют высокую степень чувствительности и точность (см. рис. 7). Рис. 7 – Схема и лабораторная система измерения мутности УТС 17

КОНТРОЛЬ СЕПАРАТОРОВ Рис. 8 – Схема установки приборов при контроле сепараторов УТС 18

• Контроль прозрачного сусла Работа сепаратора, на выходе которого установлен фотометр абсорбции ИК типа AF 16 N или AS 16 N может быть оптимизирована, путем исключения ненужных разгрузок и их автоматической инициации только тогда, когда нерастворенные частицы (дрожжи) будут обнаружены на выходе в основном потоке. Количество разгрузок может быть взято, как индикатор нагрузки, который может затем использоваться для настройки скорости потока, тем самым позволяя получить максимальную производительность сепаратора при режиме высокой нагрузки. При желании может быть установлен датчик рассеянного света типа TF 16 N , вместо сенсора абсобции ИК , для достижения низких диапазонов измерения мутности, тем самым имеется возможность быстрее реагировать даже при самом незначительном помутнении, однако это зависит от применяемой технологии. УТС 19

• Контроль на входе Благодаря применению фотометра абсорбции ИК типа AF 16 N или A 16 N нагрузка может контролироваться уже непосредственно на линии подачи. В случае слишком высокой мутности поступающий поток продукта может быть отведен назад, предотвращая закупорку барабана сепаратора. Одна такая неполадка может стоить дороже, чем инвестиционные расходы для установки датчика, который позволяет избежать этих ошибок. На некоторых пивоварнях пиво в этом месте признается достаточно прозрачным и больше в сепаратор не отводится. В таком случае датчик рассеянного света типа TF 16 N может применяться как для контроля качества, так и для управления сепаратором. УТС 20

• Контроль в концентрате На потоке концентрата из сепаратора могут быть установлены датчики абсорбции ИК AF 16 N или AS 16 N с очень незначительной длиной оптического пути для установки точной взаимосвязи между сигналами абсорбции и весовых процентов. Это дает возможность определения выхода продукции и контроля качества продукта. • Контроль байпаса В некоторых случаях датчик рассеянного света типа TF 16 N может использоваться вместо датчиков абсорбции ИК AF 16 N или AS 16 N для контроля концентрации дрожжей. Нефильтрованное пиво целенаправленно дозируется через байпас в осветленное пиво и таким образом обеспечивается постоянное качество пива. Проконтролируйте помутнение непосредственно в линии без необходимости отбора проб и трудоёмких лабораторных исследований и сэкономьте при этом время и деньги. УТС 21

УПРАВЛЕНИЕ ДРОЖЖАМИ Рис. 9 – Схема установки приборов при управлении дрожжами УТС 22

• Дозировка дрожжей Дозировку дрожжей можно точно и экономно регулировать при помощи так называемого дифференциального метода абсорбции ИК. При этом используются два датчика. Первый датчик (optek тип AS 16 N ), находящийся в начале потока, определяет основную мутность поступающего сусла, независимо от его цвета. Этот датчик в зависимости от места установки может применяться как датчик измерения мутности сусла после вирпула, так и после охладителя сусла. Следующий за ним датчик (также optek тип AS 16 N ) устанавливается на линии непосредственно после дозировки дрожжей, перед аэрацией. При этом измеряется общая мутность сусла с дрожжами. Все это позволяет определить точное количество задаваемых дрожжей. Достаточно простого сравнения с лабораторными данными и путем программирования в конвертере optek С 4000 может быть выведена корреляция между сигналами абсорбции и концентрацией дрожжей, которая показывается на мониторе конвертера. В конвертере С 4000 также, при помощи дополнительной конфигурации продукта, могут быть определены различные штаммы дрожжей с различной абсорбцией / концентрацией клеток. В распоряжении имеется до восьми конфигураций продукта. УТС 23

• Корреляция между абсорбцией и концентрацией клеток, млн. /мл Сигнал абсорбции ИК прямо пропорционален концентрации на основании закона Lambert Beer 'а. Корреляции для определения концентрации клеток могут устанавливаться быстро и просто путем воспроизводимых лабораторных методов. Многочисленные функции конвертера С 4000 (см. рис 10) позволяют устанавливать разные корреляции для различных штаммов дрожжей. • Ферментация Стержневые зонды типа AS 16 N (см. рис 11) могут монтироваться непосредственно в ферментационный чан или же устанавливаться в трубопроводах с помощью различных адаптеров. При соответственном монтаже может контролироваться в режиме реального времени и быть оптимизирован весь цикл брожения. УТС 24

Рис. 10 – Общий вид фотометрического конвертера optek C 4000 УТС 25

Рис. 11 - Одноканальный зонд абсорбции AS 16 УТС 26

Освобождение танков может осуществляться автоматически, вместо того, чтобы часами ожидать лабораторных данных о достижении необходимой флокуляции. В больших ЦКТ экономия 6 10 часов может заметно увеличить производительность ферментации без подключения дополнительных танков. • Разделение фаз пиво / дрожжи, рекуперация дрожжей Сегодня многие пивоварни применяют очень большие бродильные чаны или многофункциональные танки. Большое преимущество таких ёмкостей состоит в том, что можно избежать дополнительной транспортировки продукта. Однако необходимо удалять оседающие со временем дрожжи. Датчик мутности устанавливается непосредственно на выходе или на трубопроводе возврата для определения раздела фаз пива и дрожжей и предотвращения потерь продукта. В прошлом это разделение фаз проводилось вручную визуально или с использованием фактора времени / объёма. УТС 27

В связи с тем, что критические точки могут регулироваться, устанавливается оптимальный уровень отсечки для достижения эффективного разделения фаз. Этим снижаются до минимума потери продукта, и обеспечивается однородный продукт для дальнейшей фильтрации. Для разделения фаз пиво / дрожжи и рекуперации дрожжей обычно также применяется датчик типа AS 16 N. Однако для простого разделения фаз могут применяться более дешевые датчики типа AS 56 N. Благодаря применению ламп с небольшим потреблением тока к одному конвертеру С 4000 могут быть подключены до четырех датчиков типа AS 56. Результатом являются более низкие инвестиционные затраты для каждой точки измерения. УТС 28

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МУТНОСТИ В ВАРОЧНОМ ЦЕХЕ Рис. 12 – Схема установки приборов при определении мутности в варочном цехе УТС 29

• Контроль мутности сусла Контроль мутности на выходе фильтровального чана раньше был традиционно ручной работой пивоваров, однако сегодня он проводится посредством датчиков рассеянного света типа TF 16 N. Диапазоны измерения зависят от того, какая степень прозрачности сусла должна быть достигнута в процессе. Датчик постоянно регистрирует концентрацию твердых веществ в экстракте для автоматического открытия вентиля, чтобы направить поток в сусловарочный котел при достижении достаточного уровня прозрачности. Неисправности, например, в результате залипания фильтрационного осадка или слишком высоких значений мутности в результате прорыва фильтрационного осадка, распознаются быстро в самом потоке, и на них может последовать быстрая автоматическая реакция. Благодаря контролю этой стадии процесса можно прогнозировать относительное содержание твердого вещества для последующих стадий процесс, в целях достижения эффективности процесса и обеспечения стабильности прозрачности и вкуса продукта. УТС 30

• Контроль заторного фильтра Применение датчиков мутности на стадии осветления сусла с помощью заторного фильтра играет еще более важную роль. Вы получите лучшее качество продукта и более продолжительный срок службы фильтров, а также уменьшите потери продукта. Прорывы фильтра могут распознаваться посредством датчика типа TF 16 N (рис. 13), которые устанавливаются для одновременного контроля низкой концентрации частиц до очень высоких диапазонов измерений. Автоматические сигналы тревоги сообщат о прорыве фильтра. Кроме этого могут быть оптимизированы время подготовки фильтра и циклы СИП. Рис. 13 – двухканальный датчик рассеянного света optek TF 16 -N УТС 31

ИЗМЕРЕНИЯ ЦВЕТА Рис. 14 – Схема установки приборов при измерении цвета УТС 32

• Цвет пива играет важную роль Применение точных датчиков цвета до розлива пива обеспечивает контроль стадии дозирования цвета и контроль качества. Для особых измерений цвета на линии могут применяться одно и двухканальные датчики цвета (см. рис. 15 и 16), чтобы свести до минимума отборы проб и лабораторные анализы. • Цвет сусла может быть определен на линии с помощью датчиков абсорбции. Цвет пива измеряется в видимом диапазоне света при длине волны 430 нм. Однако при измерении цвета в сусле могут возникнуть проблемы, т. к. фоновая мутность будет также абсорбировать свет при 430 нм. Для компенсации мутности измерение осуществляется одновременно при двух длинах волн, первое при 430 нм и второе контрольное измерение в ИК диапазоне волн. Вычитание величины сигнала абсорбции контрольного канала (ИК) из величины сигнала (430 нм) даёт нам точное измерение цвета. Затем результат может быть приведен к единицам измерения ЕВС или ASBC , используя Software features. УТС 33

Рис. 15 – двухканальный датчик абсорбции optek AF 26 УТС 34

Рис. 16 - УТС 35

• Дозирование цвета Цвет некоторых сортов пива устанавливается, например, при помощи экстракта солода или пива из жжёного солода. Дозирование может контролироваться при помощи датчиков optek. При измерении цвета пива, полученные автоматические сигналы, например, от реле, могут сигнализировать насосам для дозирования красителя в поток пива. После дозирования цвет может проверяться еще раз. Цвет темного или светлого пива или же пива, сваренного «гравитационным» способом, может быть проверен до и после разбавления. • Разделение фаз Одноканальные датчики абсорбции в диапазоне волн видимого света типа А 356 Р или АР 56 Р являются самым простом и экономным оборудованием для точного разделения фаз, которое на сегодняшний день позволяет пивоварам снизить потери до минимума. На больших пивоварнях происходит огромное количество смен различных технологических операций смена продукта, которые могут составлять в неделю тысячи гектолитров пива и побочных продуктов. В настоящее время рекуперация играет существенную роль для получения прибыли. УТС 36

• Преимущество optek: Сила в контроле Сегодня в большей степени, чем когда либо, оптимизация процесса, увеличение выхода продукта, снижение затрат и минимизация потерь являются ключевыми параметрами для успешного бизнеса. Данные, полученные надежными измерительными приборами optek в режиме реального времени, являются незаменимыми для достижения комплексного производственного контроля, оптимизации процессов и повышения прибыльности. Пивоварня может управлять только тем, что может быть измерено. УТС 37

Преимущества технологии измерения INGOLD В настоящее время на пивоваренном рынке наблюдается интенсивная глобализация, которая отражается в усилении конкурентной борьбы и ценового давления. Наряду с этим происходит все большая диверсификация с появлением новых, оригинальных напитков, что требует максимальной гибкости производства. Время выхода продукта на рынок сокращается, а качество продукции необходимо поддерживать на стабильно высоком уровне, обеспечивая в то же время рост производительности. УТС 38

Рис. 17 – Схема установки приборов контроля УТС 39

• МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает решения для измерений и контроля на протяжении всего цикла от стадии обработки воды до линии упаковки для следующих параметров: • содержание растворенного кислорода; • содержание кислорода в газах; • мутность; • р. Н; • электропроводность. УТС 40

УТС 41

• Варочный цех: измерения в реальном времени для обеспечения качества сусла Правильный контроль производственного процесса играет важную роль в достижении нужных вкусовых качеств готового напитка: аромата, стойкости пены и цвета пива. Измерительные датчики подвергаются воздействию высоких температур, засорению твердыми частицами, поэтому они должны выдерживать множество циклов СIР очистки. • Измерение значения р. Н 2 • в ходе приготовления сусла Для подкисления воды при брожении или приготовлении сусла при более низких температурах рекомендуется использовать не содержащий стекла р. Н электрод ISFET. УТС 42

• Измерение р. Н в ходе 4 • подкисления сусла Поддержание правильного значения р. Н в ходе кипячения сусла очень важно для повышения выхода белка. Однако из за повышенной температуры можно применять только высокоточные стеклянные электроды, не требующие значительного технического обслуживания. • Удобство выдвижного корпуса Использование выдвижного корпуса продлевает срок службы электродов, поскольку они устанавливаются в рабочее положение только на необходимых этапах подкисления. После этого они возвращаются в нерабочее положение и не препятствуют выполнению процесса. УТС 43

МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рекомендует • Для подкисления пульпы р. Н-электрод In. Pro 3300: высочайший уровень безопасности процесса измерения, бой стекла полностью исключен. • Для подкисления сусла р. Н-электрод In. Pro 3253: низкие требования к обслуживанию и высокая точность благодаря системе самоочистки и особому стеклу мембраны. • Выдвижной корпус In. Trac 798 Обслуживание р. Н-электрода без прерывания технологического процесса. • Трансмиттер р. Н 2100 е Простота работы и надежность • Системы Easy. Clean Автоматизированная очистка и калибровка электродов сокращают объем работ по обслуживанию. Измерительные системы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО комплектуются удобным в использовании трансмиттером, который обеспечивает экономичную работу аналитической системы. УТС 44

• Измерение мутности 3/5 в фильтрационном и гидроциклонном чанах Измерение мутности производят с целью оптимизации фильтрации в фильтрационном чане и отходах заторного фильтра, а также для отслеживания дозирования в гидроциклонный чан. В соответствии с рекомендациями МЕВАК ( Центральноевропейской комиссии по технологиям пивоварения) для контроля мутности необходимо применять метод прямого рассеивания света с использованием устойчивого к загрязнениям датчика. Оборудование МЕТТЛЕР ТОЛЕДО для измерения мутности соответствует этой рекомендации. Датчик оснащен компактной системой рассеяния света под углом 25°, а также устойчивой к загрязнениям сапфировой оптикой. Благодаря этому измерения производятся без ошибок, что обеспечивает высочайшую производительность и высокое качество сусла. УТС 45

МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рекомендует • Датчик мутности In. Pro 8600 Компактная и надежная конструкция гарантирует простоту и безопасность установки. Передовая технология с применением износостойких компонентов снижает затраты на техническое обслуживание. • Трансмиттер Trb 8300 D Интуитивно понятный интерфейс позволяет сэкономить время при запуске и настройке. • НОВИНКА Для настройки и проверки нескольких датчиков можно использовать карманный или портативный компьютер с поддержкой беспроводной связи по протоколу Bluetooth. УТС 46

УТС 47