大项目的挑战


作者:Tim Schrodt 日期:2017/10/26 来源:PF《现代食品工程》

啤酒灌装监控的案例应用——在对啤酒生产过程从泉水水质到啤酒灌装整个生产过程的监控中,Paulaner公司使用的是成套检测技术供应商Endress+Hauser公司的产品和技术,保证了这样一个大型项目中从啤酒酿造生产一开始就有着很高的检测精度。

2016年2月,Paulaner啤酒厂在慕尼黑Langwied的酿造厂投入啤酒生产了。所有在原Nockherberg酿造厂历史悠久的传统啤酒就在欧洲最先进的酿酒厂开始生产了。

Paulaner公司原来在慕尼黑Au区的老酿造厂面积太紧张了。而建在慕尼黑Langwied区的新厂占地15公顷,保证了每年能够生产350万升啤酒。但建造新厂的目标并不只是为了提高酿造能力,更重要的是为了将来能够更加高效、更加环保的酿造啤酒。Paulaner公司迄今为止所采用的经营战略在新建项目中也延续了下来。

新建啤酒厂项目中遇到的最大挑战就是把数百年积累的酿造技术知识和过去几十年来的技术创新都移植到全新的工厂中去。整个新厂建筑项目要由十几家建筑、安装公司同心协力在准确的时间内按照统一的号令顺利的完成全部任务。在新建的啤酒酿造设备中共设立了2900多个对过程参数、液位、压力、温度和分析过程数据提供高质量信息和数据的检测点。由于检测技术仪器设备是有项目的设备生产厂来完成的,因此从一开始就必须对标准化给予极高的关注。

在新建的啤酒厂中:电子振动限位开关和导电式液位传感器对啤酒容器内的灌装量和泡沫情况进行监控。

成功的要素

为了把各种酿造设备的品种数量降低到最低程度,Paulaner公司决定:在项目一开始就选择了Endress+Hauser公司作为成套仪器设备的全面供应商。很长一段时间以来,两家公司就因行业内的销售合作而奠定了此次合作的基础。例如,Endress+Hauser公司的销售工程师就有能力针对性的帮助饮料和食品工业领域中的企业开展跨领域的合作。以‘Paulaner十月啤酒节’的名义命名实现的‘啤酒管线’小型项目就是一个最好的实例。现在,用Endress+Hauser公司销售工程师的话来讲就是:无论是在有卫生要求的生产领域中还是在辅助生产过程和供应过程中都要重新‘定义所需设备的类型’了。Paulaner公司的基本要求是:仪器设备的通讯应是4~20mA的Hart现场总线通讯,在有卫生要求的生产领域中应优选Varinline@系列的仪器仪表接口以及金属材料的标签铭牌。经过与供应商的协商最终确定了49种仪器仪表类型和详细的配置。在一个项目编号中,所有的订货都在一个销售支持人员那里汇齐了。这样就奠定了自动化的、快捷的调整试车和精简备件库存的基本前提。

在建厂过程中,Endress+Hauser公司的项目负责人每周都与各个项目主管在施工现场召开一次碰头会。这样,每一个安装工都可以就检测技术装备在卫生环境和功能性的最正确安装方式发表自己的意见或者及时的指出纠正的办法。

设备领域中检测仪表的投资

不仅仅是啤酒酿造用水的水质要24h不间断的检测、监控,而且从190m深的泉源中汲取的泉水量也要不间断的进行监控,以便证明遵守了水法规定的要求。而执行这一检测任务的是安装在厂区泉水进水点处的Promag 51W磁感应式型流量检测仪。该流量检测仪是专门针对这种特殊的高要求而研发设计的,并获得了全球认可的校准认证证书。

利用超滤设备进行水质处理:膜片的压力监控(Liquiline 型液位开关)、流量监控(Promag 53 H)和导电式液位监控设备(Indumax CLS 54D和Liquiline 型液位开关)。

在水处理制备中,利用Carebar PMP 51对所需的超滤系统和逆向反渗透系统的压力进行监控。小型的、法兰连接式检测仪表接口保证了金属膜压力变送器可以在有卫生要求的生产领域中使用。通过在变送器中使用金属材料的膜片技术,使得Paulanger公司能够在水质软化工艺中每年节约450t盐酸。

在啤酒酿造厂的所有容器都安装了Edress+Hauser公司的Liquiphant型液位开关。很长时间以来,这种坚固耐用的音叉原理的液位检测仪器就赢得了Paulaner公司的信任,也是Paulaner公司液位检测的首选检测方案。在管道直径小于DN 40或者强结钙的情况中使用的都是法兰连接的Liquipoint系列的FTW33型导电式液位传感器。在麦芽蒸煮的过煮保护和泡沫检测中导电式的单杆传感器11371就能完成任务了。液位检测使用的是也能够检测压力的Deltapilot FMB 70型液力静压式相对压力变送器。通过主动的温度控制调节,使得这种静压式的传感器有着很高的检测精度。符合卫生设计要求的模块化Omnigrad传感器负责在容器中、在加热循环回路中对温度进行检测,其标准型就满足了所有的温度检测要求。

在水、麦芽浆、啤酒花、啤酒以及CIP清洁剂等的流量检测中使用的是最大公称直径至DN150的卫生型Promag H流量检测仪。在Paulaner公司的流量范围内,这一磁感应原理的流量检测仪满足了各个检查点的流量检测要求。在能源流的检测中,例如在蒸汽或者高压热水循环系统的检测中,选用了性能可靠的Prowirl 200型涡街流量仪。利用其新的湿蒸汽探测功能,涡街流量仪能够在设备低效运行之前就及时的发出报警提示信息。这一功能帮助啤酒酿造厂进一步的降低热能消耗。

在压缩空气供应系统和空气供应系统中,Proline t-mass检测仪负责对气体用量的多少进行检测。这种热质量空气流量计具有根据改变了的过程条件自动匹配的能力,不仅可以在正常工况中使用也可以用于高要求的泄漏检测。

科里奥利质量流量检测仪是第四种检测原理的检测仪表;它具有最高的检测精度,不仅适合于在导电性的和非导电性的液体介质的质量流量检测中使用,而且也适合于在气体介质的质量流量检测中使用。例如,可以在二氧化碳气体的回收利用中使用Promass型号的质量流量检测仪。Paulaner公司利用这一检测设备就可以完成全部的二氧化碳需求量的检测。同样,Promass质量流量检测仪很高的检测精度在啤酒酿造的发酵和糖化过程中,在啤酒槽车装运中也都有着非常重要的作用。

地下发酵和存储酒窖中的空桶监控:音叉原理的Liquiline 型液位开关是液位检测仪器设备的最佳选择

膜过滤器替代了硅藻土:在一个模块中就完成了压力(Liquiline 型液位开关)和流量(Promag 53 H)的监控。

在发酵地窖和存储地窖中,采用质量流量检测仪之后还省略了啤酒容器灌装和排空时的液位检测装置。为了避免在温度较低的酿造设备表面形成冷凝水,这一领域中的空气都进行了干燥处理。在这样的环境中,Deltapilot系列抗冷凝的测量装置根本不会‘出汗’。

为避免每年啤酒过滤中产生280t的硅藻土垃圾,Paulaner公司Langwied区的新厂采用了膜过滤技术。在不同的过滤过程中使用的是Cerabar PMC 71型检测仪。这是一种有着无油陶瓷检测膜片的压力传感器;它借助于膜片碎裂识别功能为啤酒酿造工艺过程提供了最高的可靠性。在灌装过程中,iTherm TM 411型检测仪能够在瞬时巴氏灭菌设备中完成巴士杀菌温度的监控任务。借助于QuickNexk可拆分的延长颈连接技术方案使得这种传感器可以在不断开连接电缆的情况下完成传感器的更换,在规定的计量鉴定周期内对传感器进行标定。

从2013年开始Paulaner啤酒酿造厂就通过了最严格的欧盟生态管理和评审计划三级证书EMAS III的环保标准评审。借助于现代化的啤酒酿造设备,也再次降低了新厂的能源和资源消耗。在高层次目标的重要范围内都设置了能源检查点。EngyCal RH33型能源计数器计算着各个能源设备现场的能源消耗数据,通过以太网和现场总线把检测到的能源数据远程发送出去。啤酒酿造厂产生的废水也在闭式的生物净化反应釜中进行了无害化处理。为了保证反应器中的微生物能够完全彻底的完成生物净化任务,Orbisint系列的数字化酸碱度PH值传感器对酿酒废水的酸碱度进行检测。

集中控制的化学品仓库里所有的清洁剂都存储在塑料容器中。为了保证随时都有足够的清洁剂可供使用,所有的存储容器都安装了Levelflex FMP 51型液位传感器。这种液位传感器是利用雷达原理进行工作的,既不会受到啤酒泡沫的影响也不会受到液体表面波动的影响。

小结

为了保证能够很好的管理大型项目中多种多样的检测仪器设备,检测仪表的供应商就必须有能力为所有的检测参数提供有着最佳检测原理的检测仪表。而且这一能力不仅只是针对有卫生要求的生产领域提出来的,也是针对供应过程和生产辅助过程提出来的。通过向有经验的销售工程师进行咨询,不仅可以满足机床设备和制造领域中的要求,而且也可以满足最终用户提出的要求。有经验的咨询工程师也可以为您提供伴随整个项目进展全程的技术咨询,包括安装调试阶段以及计量鉴定技术文件方面的建议和意见。Paulaner公司慕尼黑的新厂建设项目就清楚的说明了这样做的好处:尽管采用的检测技术是通过许许多多的设备、装备生产厂家供货的,但是从一家供应商中便获得了全部检测数据。

本文作者系Weil市Endress+Hauser公司食品行业经理。