Jaký je význam regulace teploty v procesu fermentace?

Fermentační tanky jsou klíčovým prvkem v procesu vaření piva, vína, výroby bioetanolu a dalších fermentovaných produktů, a udržování konstantní teploty v nich je nezbytné. Proces fermentace zahrnuje přeměnu cukrů přítomných v surovinách kvasinkami (nebo jinými mikroorganismy) na alkohol a oxid uhličitý. Během tohoto procesu se uvolňuje teplo, které může zvýšit teplotu mladiny (směsi vody a cukru) nad optimální úroveň pro kvasinky. Použitý regulátor teploty pomáhá tuto proměnnou udržovat pod kontrolou. Aby byla zajištěna stabilní a optimální fermentace, musí být tanky řádně chlazeny.

Regulace teploty při fermentaci je klíčovou součástí procesu, která ovlivňuje kvalitu konečného produktu. Optimální teplota je nezbytná pro zajištění správné funkce kvasinek, protože i malé odchylky mohou vést k nežádoucím chutím a vůním. Kromě toho přesná regulace tohoto parametru pomáhá udržovat konzistenci výroby a zajišťuje mikrobiologickou bezpečnost.

S jakými problémy v oblasti regulace teploty fermentace se pivovar potýkal?

Náš klient je malý, ale rychle rostoucí řemeslný pivovar. Tentopivovar se na nás obrátil s požadavkem na udržení optimálních teplotních podmínek ve dvou nových fermentačních tancích. Závod potřeboval systém, který by byl snadno použitelný i pro operátory bez větších technických zkušeností. Intuitivní uživatelské rozhraní a možnost snadného nastavení byly klíčové pro zajištění efektivního řízení fermentačního procesu. Systém musel být schopen rychle a snadno upravovat parametry, přesně monitorovat teploty a rychle reagovat na jakékoli odchylky od normy.

Kromě toho, vzhledem k výše zmíněnému rychlému růstu, pivovar potřeboval systém s možností snadného rozšíření. Očekávaný nárůst výroby a přidání nových tanků vyžadovaly flexibilní, škálovatelný automatizační systém, který by v budoucnu nevyžadoval výměnu stávajícího zařízení.

Naše řešení – systém s PLC a odporovými teplotními senzory Pt100

S ohledem na tyto požadavky jsme pivovaru Sdra Maltfabriken AB nabídli kompletní řešení včetně PLC mTRON tyčových odporových teploměrů Pt100. Tento systém zajišťuje požadovanou přesnou regulaci teploty, flexibilitu a možnost budoucího rozšíření.

Teplotní senzory pro pivovarnický průmysl

Odporové teplotní senzory Pt100 byly vybrány pro svou vysokou přesnost a stabilitu. Monitorují teplotu ve třech zónách každé fermentační nádrže: v horní, střední a spodní části. To umožňuje udržovat optimální podmínky pro fermentační proces v celé nádrži.

PLC JUMO jako regulátor teploty pro zóny fermentační nádrže

Srdcem systému je volně programovatelný PLC JUMO mTRON T, který je zodpovědný za sběr dat z čidel Pt100, jejich analýzu a rozhodování o regulaci teploty. Je vybaven serverem OPC, Ethernetem a systémovou sběrnicí, což umožňuje integraci s jinými systémy a dálkové monitorování a řízení.

Rozhraní HMI – zobrazení parametrů fermentace

Systém JUMO mTRON T je vybaven rozhraním HMI (Human-Machine Interface), které umožňuje operátorům sledovat všechny relevantní parametry v reálném čase. Na obrazovce se zobrazují aktuální teploty v jednotlivých zónách, stav magnetických ventilů a případné alarmy. Intuitivní rozhraní umožňuje snadné monitorování a správu systému.

Možnost individuálního nastavení pro každou zónu a nádrž

Systém JUMO mTRON T umožňuje provozovatelům pivovarů nastavit individuální teploty (nastavené hodnoty) pro každou ze tří teplotních zón (horní, střední, spodní) v každé ze dvou fermentačních nádrží. To umožňuje provozovatelům upravit teplotu v různých částech nádrže v závislosti na konkrétních potřebách fermentačního procesu.

Ovládání magnetickými ventily

Systém používá magnetické ventily k řízení průtoku chladicího média chladicím pláštěm kolem každé zóny tanku. Na základě údajů z teplotních senzorů PLC otevírá nebo zavírá magnetické ventily, aby přesně reguloval teplotu uvnitř fermentorů. Když teplota v jedné zóně překročí přednastavenou hodnotu, ventily se otevřou, umožní průtok chladicího média a sníží teplotu. Když se teplota vrátí do normálu, ventily se uzavřou a zastaví chlazení.

Ruční a automatické ovládání

Systém umožňuje jak ruční, tak automatické řízení fermentačního procesu. Obsluha může ručně nastavit požadované hodnoty pro každou teplotní zónu tanku pomocí HMI a upravit parametry tak, aby vyhovovaly aktuálním potřebám . Alternativně může vybrat jeden z předprogramovaných provozních režimů, které automaticky řídí teplotu podle předem definovaných teplotních cyklů. Automatické režimy zajišťují konzistenci a opakovatelnost fermentačního procesu, což je klíčové pro udržení vysoké kvality piva.

Jaké byly výhody zavedení automatizačního systému v pivovaru?

Zavedení automatizačního systému JUMO mTRON T v pivovaru Sdra Maltfabriken AB přineslo mnoho výhod a výrazně zlepšilo efektivitu a kvalitu výroby piva. Přesná regulace teploty umožnila udržovat optimální podmínky kvašení, které jsou nezbytné pro správnou funkci kvasinek a vysokou kvalitu konečného produktu. Systém zajistil stabilitu teploty ve třech zónách každé nádrže, čímž minimalizoval riziko přehřátí nebo podchlazení mladiny.

Nezávislé řízení fermentačních tanků poskytlo pivovaru větší flexibilitu při plánování výroby, což umožnilo současný průběh různých fází fermentace. Díky přesnému řízení magnetických ventilů systém optimalizoval spotřebu energie, což vedlo k úsporám provozních nákladů.

Rozhraní HMI a dálkové monitorování zvýšily pohodlí při obsluze a umožnily rychlou reakci na jakékoli odchylky od normy. Modulární konstrukce systému umožňuje snadné rozšíření o nové tanky a moduly, což poskytuje flexibilitu a škálovatelnost v souladu s rostoucími výrobními potřebami pivovaru. Celkově lze říci, že implementace systému s teplotními senzory a regulátorem JUMO mTRON T pomohla optimalizovat procesy, zvýšit efektivitu a podpořit další rozvoj pivovaru.