С постоянным развитием науки и техники применение технологий автоматизации в различных отраслях становится все более популярным, и индустрия производства пива не является исключением. Система автоматизации пивоваренного завода не только повышает эффективность производства, но и оптимизирует качество продукции, снижает производственные затраты и обеспечивает безопасность производства. Автоматизированная система пивоварения стала основным компонентом современных пивоваренных заводов. Она заменяет традиционные ручные операции интеллектуальными системами управления, обеспечивая точный контроль производственного процесса, мониторинг данных в режиме реального времени и удаленное управление оборудованием.
Что такое система автоматизации пивоварни?
Система автоматизации пивоварни состоит из ряда взаимосвязанных аппаратных и программных средств. Она контролирует и управляет всеми этапами производства пива в режиме реального времени с помощью высокоинтегрированных технологий автоматизации. Эти этапы включают в себя обработку сырья, варку, брожение, упаковку и другие системы автоматизации процессов. Цель - добиться точного контроля, повысить эффективность производства, снизить трудозатраты, улучшить качество продукции и свести к минимуму человеческие ошибки.
Автоматизированная система пивоварения в основном обеспечивает комплексный контроль процесса производства пива с помощью интегрированных систем управления (таких как PLC, DCS и т. д.), технологий, систем сбора и анализа данных и платформ мониторинга в реальном времени. Благодаря высокой степени интеграции и адаптации оборудования, пивоваренные заводы могут достичь следующих основных целей:
- Повышение эффективности производства: Система автоматизации позволяет точно контролировать производственный процесс и сократить количество остановок производства и отходов, вызванных человеческими ошибками.
- Оптимизация качества продукции: Точное управление автоматизированным оборудованием позволяет поддерживать постоянство вкуса, аромата, запаха и других показателей каждой партии пива.
- Экономия энергии и снижение потребления: Технология автоматизации помогает оптимизировать использование энергии, снизить ее потребление в производственном процессе и сократить ненужные траты ресурсов.
- Обеспечение безопасности пищевых продуктов: Система автоматизации обеспечивает соответствие производственного процесса стандартам безопасности пищевых продуктов благодаря мониторингу в режиме реального времени, регистрации данных и возможности отслеживания.
Основное оборудование автоматизированной системы пивоварения
Система обработки сырья
Обработка - это первый этап приготовления пива, включающий в себя подготовку солода, хмеля, воды и пива. Автоматизированная система обработки сырья контролирует процесс доставки, смешивания и транспортировки сырья с помощью высокоточного оборудования и датчиков. Система включает в себя следующие основные компоненты:
- Дробилка для солода: измельчает частицы солода на подходящие частицы для облегчения извлечения сахара. Автоматизированная система управления позволяет регулировать рабочие параметры оборудования в соответствии с требованиями к размеру измельчаемых частиц.
- Автоматизированная система дозирования: используется для точного контроля соотношения различных видов сырья. Система автоматически отмеряет, подает и смешивает сырье в соответствии с заданной рецептурой и производственной партией.
- Оборудование для водоподготовки: обеспечивает соответствие качества воды требованиям производства пива. Автоматизированная система водоподготовки включает в себя оборудование для контроля качества воды, фильтрации, умягчения и дезинфекции, а также контролирует качество воды в режиме реального времени с помощью датчиков для обеспечения стабильности качества воды в процессе пивоварения.
Пивоваренная система
Варка - это основное звено производства пива, включающее в себя множество процессов, таких как затирание, кипячение и охлаждение. На сайте автоматизированная система пивоварения гарантирует, что каждый этап процесса пивоварения будет проходить в наилучших условиях благодаря точному контролю таких параметров, как температура, время и давление. Основное оборудование включает в себя:
- Сусловарочный котел: используется для смешивания солода с водой и превращения крахмала в сахар в процессе нагревания. Сусловарочный котел обычно оснащен системой контроля температуры, системой перемешивания и системой контроля уровня жидкости для обеспечения эффективного затирания
- Заварочный чайник: Во время этого процесса добавляется хмель и кипятится для извлечения аромата и горечи. Система автоматизации контролирует температуру кипячения, время и количество добавляемого хмеля, чтобы обеспечить постоянство вкуса.
- Теплообменник: используется для быстрого охлаждения кипяченого сусла до температуры брожения. Система автоматизации обеспечивает эффективность и стабильность процесса охлаждения и позволяет избежать влияния колебаний температуры на процесс брожения.
Система ферментации
Брожение - один из самых ответственных этапов приготовления пива, в ходе которого сахар превращается в спирт и бродит. Автоматизированная система ферментации обеспечивает стабильность процесса брожения за счет точного контроля таких факторов, как температура, давление и pH. Основное оборудование включает в себя:
- Емкость для брожения: Это основная емкость для ферментации, обычно оснащенная автоматическим оборудованием, таким как контроль температуры, датчик давления и контроль уровня жидкости для достижения точного контроля окружающей среды.
- Система регенерации CO2: Улавливая высокий уровень CO2, образующийся в процессе ферментации, он регенерируется и используется на других этапах производства. Автоматизированная система рекуперации CO2 может использоваться для мониторинга генерации и эффективности рекуперации высокого CO2 в режиме реального времени.
- Автоматизированная система растворенного кислорода: В процессе брожения содержание кислорода оказывает важное влияние на активность дрожжей. Автоматизированная система растворенного кислорода контролирует содержание растворенного кислорода в режиме реального времени с помощью датчиков и регулирует подачу газа для обеспечения бесперебойного процесса брожения.
Система складирования и логистики
Пиво после брожения обычно нуждается в фильтрации и упаковке. Автоматизированная система фильтрации позволяет эффективно удалять взвешенные вещества, дрожжи и т. д. в пиве, обеспечивая его прозрачность и стабильность. Автоматизированная система упаковки гарантирует, что объем наполнения, количество бутылок, шов крышки, печать этикетки и т.д. каждой бутылки пива соответствуют стандартам. Основное оборудование включает в себя:
- Система фильтрации: включает фильтр-прессы, центрифуги и т.д., используется для повышения точности пива. Автоматизированная система обеспечивает эффект фильтрации, контролируя скорость фильтрации, давление фильтрации и качество пива.
- Линия розлива: Автоматизированный розлив с помощью точных разливочных машин позволяет точно определить объем каждой бутылки пива и избежать отходов. Система розлива должна быть оснащена датчиками, которые в режиме реального времени определяют, чисто ли горлышко бутылки и плотно ли закрыта крышка.
- Линия упаковки и фасовки: Автоматизированное упаковочное оборудование обеспечивает эффективное и быстрое выполнение процессов упаковки, маркировки и расфасовки пивных бутылок. Эта система обычно связана с системой управления логистикой, чтобы реализовать автоматизированное управление запасами.
Система фильтрации и упаковки
Благодаря автоматизированным ленточным конвейерам, штабелерам и системам управления разливочными доками пивоваренные заводы могут автоматизировать операции складирования, хранения и отгрузки продукции.
Процесс пивоварения с использованием автоматизированных систем
- Затирание: Зерна замачиваются в горячей воде, чтобы превратить крахмал в ферментируемые сахара. Автоматизированные системы поддерживают точную температуру для обеспечения оптимальной активности ферментов. Программируемые этапы позволяют легко управлять температурным режимом при приготовлении сложных сортов пива, таких как лагер или пшеничное пиво.
- Фильтрация: После затирания сусло (жидкость с сахаром) отделяется от зерен. Автоматизированные системы используют насосы и клапаны для фильтрации, обеспечивая постоянную скорость потока, чтобы избежать засорения и обеспечить максимальное извлечение сахара.
- Кипячение: В процессе кипячения в сусло добавляется хмель, придающий горечь и аромат. Автоматические кипятильники позволяют задавать количество хмеля, добавляемого в определенное время, что обеспечивает постоянство вкуса.
- Охлаждение: Быстрое охлаждение сусла необходимо для предотвращения загрязнения и подготовки к брожению. Современные охладители в автоматизированных системах делают этот процесс быстрым и эффективным.
- Ферментация: Брожение происходит в ферментерах с регулируемой температурой. Автоматизированное оборудование контролирует температуру, давление и уровень CO2, чтобы оптимизировать работу дрожжей и качество пива.
- Упаковка: Некоторые автоматизированные системы также помогают разливать пиво в кеги или бутылки, обеспечивая комплексное решение для пивоварения.
Типы автоматизированных систем пивоварения
Домашняя система пивоварения
Домашнее пивоварение становится все более популярным, и вместе с ним появились удобные автоматизированные системы, предназначенные для домашнего использования. В таких системах часто соблюдается баланс между автоматизацией и ручным управлением, что позволяет любителям тонко настраивать процесс пивоварения и в то же время наслаждаться удобством автоматизации. К их особенностям часто относятся автоматический контроль температуры, программируемое расписание варки и встроенные системы очистки. Домашние системы обычно компактны и рассчитаны на установку на стандартной кухне, что делает их идеальными для новичков или людей с ограниченным пространством.
Коммерческая система пивоварения
Для тех, кто хочет варить пиво в больших масштабах, коммерческие системы автоматизации предлагают значительное увеличение мощности и функциональности. Эти системы предназначены для микропивоварен или небольших ремесленных пивоварен, которым необходимо производить стабильное и высококачественное пиво в больших количествах. Коммерческие системы часто включают в себя такие передовые функции, как многоступенчатое затирание, автоматизированная обработка зерна и сложное программное обеспечение для мониторинга. Такие системы требуют больше места и больших первоначальных инвестиций, но они более масштабируемы и эффективны.
Пивоваренная система промышленного класса
Промышленный класс автоматизированные пивоваренные системы это первоклассные системы, используемые крупными пивоваренными заводами для точного производства большого количества пива. Эти системы полностью автоматизированы, каждый аспект процесса пивоварения - от обработки сырья до упаковки - контролируется современным программным обеспечением и роботами. Промышленные системы разработаны для достижения максимальной эффективности, снижения трудозатрат и минимизации вероятности человеческой ошибки. Они также отличаются высокой степенью адаптации, что позволяет пивоваренным заводам быстро приспосабливаться к меняющимся требованиям рынка.
Управление и мониторинг систем автоматизации
В системах автоматизации современных пивоваренных заводов обычно используются интегрированные системы управления и мониторинга. Эти системы основаны на эффективных промышленных компьютерах управления, объединенных с PLC, DCS (распределенная система управления), SCADA (система сбора данных и управления мониторингом) и другими технологиями для формирования эффективной и надежной платформы управления производством. Благодаря совместной работе этих систем пивоваренные заводы могут добиться полного мониторинга процесса, точного регулирования и эффективного управления, что не только повышает эффективность производства, но и обеспечивает стабильность качества пива.
- Система ПЛК: используется для управления различным механическим оборудованием в производственном процессе, таким как насосы, клапаны, конвейерные ленты и т.д. С помощью системы ПЛК операторы могут управлять и контролировать производственное оборудование в режиме реального времени, чтобы обеспечить точное выполнение каждого звена.
- Система DCS: используется для управления сложными процессами, например, для точной настройки параметров процессов, таких как температура, давление, расход и т.д. Система DCS может обеспечить многоточечное управление и полный мониторинг процесса для обеспечения стабильности производственного процесса.
- Система SCADA: обеспечивает мониторинг и регистрацию данных производственного процесса в режиме реального времени. Система SCADA может не только отображать производственные параметры в режиме реального времени, но и помогать заводам оптимизировать процессы с помощью анализа данных.
Плюсы и минусы автоматизированных систем пивоварения
Преимущества автоматизированных систем пивоварения
Одно из самых больших преимуществ автоматизированных систем пивоварения - возможность производить стабильное пиво партия за партией. Автоматизация сводит к минимуму риск человеческой ошибки, что очень важно для сохранения качества и вкуса пива. Эти системы также экономят время и энергию, позволяя пивоварам сосредоточиться на других видах бизнеса или хобби. Кроме того, автоматизация позволяет повысить эффективность, сократить количество отходов и со временем снизить себестоимость продукции.
Недостатки автоматизированных систем пивоварения
С другой стороны, автоматизированные системы пивоварения могут быть дорогими, особенно если речь идет о современном коммерческом и промышленном оборудовании. Первоначальные инвестиции могут стать препятствием для небольших пивоварен или домашних пивоваров. Кроме того, хотя автоматизация снижает необходимость вмешательства человека, она также требует определенного уровня технических знаний для эффективной работы и обслуживания системы. Наконец, некоторые пивовары считают, что автоматизация лишает пивоварение ручной работы, которая для многих является неотъемлемой частью ремесла.
Заключение
Появление автоматизированных систем пивоварения произвело революцию в искусстве приготовления пива, сделав его простым, эффективным и увлекательным. Будь вы любитель, мечтающий сварить идеальное пиво IPA, или коммерческий пивовар, наращивающий объемы производства, эти системы обеспечивают непревзойденный контроль и стабильность. Пивоварни будущего будут опираться не только на традиционное автоматизированное оборудование, но и сочетать передовые технологии предиктивного анализа, автоматизированную робототехнику, а также интеллектуальные и IoT-системы управления логистикой для достижения более эффективных режимов производства.