Яке значення має контроль температури в процесі ферментації?

Ферментаційні резервуари є ключовим елементом у процесі варіння пива, вина, виробництва біоетанолу та інших ферментованих продуктів і підтримка постійної температури в них є необхідною. Процес ферментації полягає у перетворенні цукрів, присутніх у сировині, дріжджами (або іншими мікроорганізмами) на алкоголь і вуглекислий газ. Під час цього процесу генерується тепло, яке може підвищити температуру сусла (суміші води та цукру) вище оптимального рівня для дріжджів. Регулятор температури допомагає підтримувати цю змінну в межах норми. Для забезпечення стабільної та оптимальної ферментації, резервуари повинні бути належним чином охолоджені..

Регулювання температури в процесі ферментації є ключовим елементом процесу, який впливає на якість кінцевого продукту. Оптимальна температура необхідна для забезпечення належного функціонування дріжджів, оскільки навіть незначні відхилення можуть призвести до небажаних смаків і ароматів. Крім того, точний контроль цього параметра допомагає підтримувати стабільність виробництва та гарантує мікробіологічну безпеку.

Які виклики, пов'язані з контролем температури бродіння, виникли перед пивоварнею?

Наш клієнт — невелика, але динамічно розвивається крафтова пивоварня. Ця пивоварня звернулася до нас з проханням забезпечити оптимальні температурні умови в двох нових ферментаційних резервуарах. Підприємство Södra Maltfabriken AB потребувало системи, яка була б простою в експлуатації, навіть для операторів без великого технічного досвіду. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс користувача та можливість легкого введення налаштувань  були ключовими для забезпечення ефективного управління процесом бродіння. Система мала забезпечувати швидке та легке налаштування параметрів, точний моніторинг температури та швидке реагування на будь-які відхилення від норми.

Крім того, у зв'язку із зазначеним вище швидким темпом розвитку, пивоварня потребувала системи, яку можна було б легко розширити. Передбачуване збільшення виробництва та додавання нових резервуарів вимагали застосування гнучкої, масштабованої системи автоматизації, яка не потребувала б заміни існуючого обладнання в майбутньому.

Наше рішення – система з контролером ПЛК і резистивними датчиками температури Pt100

З огляду на ці потреби, ми запропонували пивоварні Södra Maltfabriken AB комплексне рішення, що включає контролер ПЛК mTRON та резистивні датчики температури Pt100. Ця система забезпечує необхідний точний контроль температури, гнучкість та можливість майбутнього розширення.

Датчики температури для пивоварної промисловості

Резистивні датчики температури Pt100 були обрані завдяки своїй високій точності та стабільності. Вони контролюють температуру в трьох зонах кожного ферментаційного резервуара: верхній, середній та нижній. Це дозволяє підтримувати оптимальні умови для процесу ферментації у всьому резервуарі.

ПЛК JUMO як контролер температури в зонах ферментаційного резервуара

Серцем системи є вільно програмований контролер ПЛК JUMO mTRON T, який відповідає за zзбір даних з датчиків Pt100, їх аналіз та прийняття рішень щодо регулювання температури. Він оснащений OPC-сервером, Ethernet та системною шиною, що дозволяє інтегрувати його з іншими системами, а також здійснювати дистанційний моніторинг та управління.

Інтерфейс HMI – перегляд параметрів ферментації

Система JUMO mTRON T оснащена інтерфейсом HMI (Human-Machine Interface), який дозволяє операторам переглядати всі важливі параметри в режимі реального часу. На екрані відображаються поточні температури в кожній зоні, стан магнітних клапанів та всі сигнали тривоги. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс дозволяє легко контролювати та керувати системою.

Можливість індивідуальних налаштувань для кожної зони та резервуара

Система JUMO mTRON T дозволяє операторам пивоварні встановлювати індивідуальні задані значення температури (setpoint) для кожної з трьох температурних зон (верхньої, середньої, нижньої) у кожному з двох ферментаційних резервуарів. Завдяки цьому оператори можуть регулювати температуру в різних частинах резервуара залежно від конкретних потреб процесу ферментації.

Управління магнітними клапанами

У системі використовуються магнітні клапани, які контролюють потік охолоджуючої рідини через охолоджуючу оболонку навколо кожної зони резервуара. На основі даних з датчиків температури контролер ПЛК відкриває або закриває магнітні клапани, щоб точно регулювати температуру всередині ферментаторів. Коли температура в певній зоні перевищує задане значення, клапани відкриваються, забезпечуючи протікання охолоджуючої рідини та зниження температури. Коли температура повертається до норми, клапани закриваються, зупиняючи охолодження.

Ручне та автоматичне керування

Система дозволяє як ручне, так і автоматичне управління процесом ферментації. Оператори можуть вручну встановлювати задані значення для кожної температурної зони резервуара за допомогою інтерфейсу HMI, адаптуючи параметри до поточних потреб. Або ж вони можуть вибрати один із запрограмованих режимів роботи, які автоматично контролюють температуру відповідно до визначених температурних циклів. Автоматичні режими роботи забезпечують узгодженість і повторюваність процесу ферментації, що є ключовим для підтримки високої якості пива.

Які переваги принесло впровадження системи автоматизації на пивоварні?

Впровадження системи автоматизації JUMO mTRON T на пивоварні Södra Maltfabriken AB принесло багато переваг, значно покращивши ефективність і якість виробництва пива. Точний контроль температури дозволив підтримувати оптимальні умови бродіння, необхідні для правильної роботи дріжджів і отримання високоякісного кінцевого продукту. Система забезпечила стабільність температури в трьох зонах кожного резервуара, мінімізуючи ризик перегріву або надмірного охолодження сусла.

Незалежне управління ферментаційними резервуарами надало пивоварні більшу гнучкість у плануванні виробництва, дозволяючи одночасно проводити різні етапи ферментації. Завдяки точному управлінню магнітними клапанами система оптимізувала споживання енергії, що призвело до економії операційних витрат.

Інтерфейс HMI та дистанційний моніторинг підвищили зручність експлуатації та дозволили швидко реагувати на будь-які відхилення від норми. Модульна конструкція системи дозволяє легко розширювати її новими резервуарами та модулями, що забезпечує гнучкість і масштабованість відповідно до зростаючих виробничих потреб пивоварні. Підсумовуючи, впровадження системи з датчиками температури та контролером JUMO mTRON T сприяло оптимізації процесів, підвищенню ефективності та підтримці подальшого розвитку пивоварні.

Про авторку

Мене звуть Евеліна Шміт, і я вже кілька років займаюся контент-маркетингом, поєднуючи свої професійні навички з пристрастю до написання текстів. Я переконана, що навіть найбільш технічні теми можна подати цікаво і доступно для всіх. Поза роботою я реалізую свої творчі здібності, створюючи колажі з газетних вирізок. Вільний час люблю проводити активно, вигулюючи собаку або займаючись бігом.

Коментарі

Ми закликаємо вас залишати коментарі через форму нижче. Вони будуть опубліковані онлайн після затвердження в межах нашого процесу перевірки.