過(guò)濾槽殘?jiān)泐A(yù)防的探究

麥汁過(guò)濾是啤酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)酒質(zhì)、風(fēng)味有著重要影響。目前，大部分企業(yè)都采用過(guò)濾槽完成，它由槽體、耕糟裝置、篩板組件、篩板清洗系統(tǒng)、麥汁進(jìn)料系統(tǒng)、麥汁出料系統(tǒng)、洗糟裝置、室內(nèi)麥糟箱、自控元件以及相應(yīng)的連接管路組成。主要作用是浸出糖化液中的可溶物質(zhì)，不溶物連同麥皮(即麥糟)被過(guò)濾排出，得到澄清透亮的麥汁，并獲得良好的浸出物收得率。

當(dāng)麥汁過(guò)濾結(jié)束后，麥糟會(huì)在內(nèi)部刮板系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下從糟門(mén)處排出，緊接著下一批次的糖化液進(jìn)入過(guò)濾槽，重復(fù)上一批次的麥汁過(guò)濾步驟。殘?jiān)惴e多，不僅會(huì)阻礙下一批次過(guò)濾速度，加重篩板承受負(fù)荷，而且會(huì)影響麥汁的風(fēng)味、口感，特別是有停頓或停產(chǎn)時(shí)，殘?jiān)銜?huì)發(fā)酵產(chǎn)生不良風(fēng)味物質(zhì)。所以上一批次殘?jiān)懔繒?huì)直接影響下一批次的麥汁過(guò)濾，甚至?xí)绊懙胶笃邴溨l(fā)酵及清酒的過(guò)濾和啤酒的泡沫、風(fēng)味等等。

為了降低因?yàn)檫^(guò)濾槽設(shè)備麥糟殘留造成的麥汁風(fēng)味、口感降低的風(fēng)險(xiǎn)，我們結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)狀況，從兩個(gè)方面來(lái)優(yōu)化過(guò)濾槽設(shè)備。

1.無(wú)線傾角儀實(shí)現(xiàn)過(guò)濾槽大臂水平度的測(cè)量

過(guò)濾槽大臂的水平度是影響殘?jiān)愕闹匾蛩刂?，故如何保證安裝過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程中的大臂水平是關(guān)健控制點(diǎn)。

水平管、水平尺、激光測(cè)距儀等傳統(tǒng)測(cè)量方式效率低，精度無(wú)法保證，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)論證和測(cè)試，將無(wú)線傾角儀技術(shù)運(yùn)用到過(guò)濾槽大臂水平度測(cè)量的工況。

無(wú)線傾角儀可以測(cè)量空間上三軸（X 軸、Y 軸、Z 軸）的偏移角度，傳感器通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)傳遞到變送器上進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，在過(guò)濾槽大臂測(cè)量的工況運(yùn)用中，傾角儀測(cè)測(cè)量誤差必須小于0.05 度，工作環(huán)境溫度大于80 度，食品級(jí)材質(zhì)，需防水耐堿洗。通過(guò)工裝，將傳感器固定于大臂的兩端，測(cè)量固定點(diǎn)距離主軸位置尺寸L1，儀表測(cè)量的傾斜角度α，按照以下工時(shí)計(jì)算大臂傾斜距離。

H=Sin(α/2)＊Cos (α/2)＊ L1＊2

在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，將主軸升到最高點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)速度可設(shè)置在10%-15%開(kāi)度旋轉(zhuǎn)，通過(guò)傾角儀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可以分析大臂水平度狀態(tài)。

根據(jù)上圖可以判斷出，A1 大臂在135 °- 315°區(qū)域內(nèi)水平度整體偏高,已知傳感器距離主軸距離L=5950mm，由圖示可知大臂最大傾斜角度-0.198°，故最大傾斜尺寸=sin(0.099°)×5950×2=20.5mm。

從數(shù)據(jù)可以看出大臂的水平度高度差≥±5mm，故大臂水平度不符合要求，需要調(diào)整。

這個(gè)測(cè)量方法可以很輕松地監(jiān)控最終大臂的安裝質(zhì)量，和定期抽查運(yùn)行過(guò)程中的大臂水平度，一旦不合格將進(jìn)行調(diào)整，以確保殘?jiān)闼娇刂圃诤侠硭街隆?/p>

2.實(shí)現(xiàn)過(guò)濾槽主軸高度和排糟步驟的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)和控制：

目前絕大多數(shù)的過(guò)濾槽主軸升降采用工頻控制，利用行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、激光測(cè)距儀或滑差電阻等測(cè)量主軸實(shí)際位置來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸高度的自動(dòng)控制，但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)主軸高度控制不準(zhǔn)的問(wèn)題，造成排糟效果不穩(wěn)定，容易造成麥糟殘留。以上問(wèn)題，從主軸高度監(jiān)測(cè)的方式以及高度控制的方法進(jìn)行了優(yōu)化。

2.1 主軸位置高度檢測(cè)

通過(guò)制作工裝，標(biāo)準(zhǔn)化高度檢測(cè)單元的安裝方式和硬件要求，要求規(guī)定采用電子尺、接近開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)的組合方式作為主軸高度檢測(cè)的硬件標(biāo)準(zhǔn)。

電子尺：主軸升降過(guò)程中，電子尺可連續(xù)監(jiān)控主軸升降的高度，并參與位置點(diǎn)的控制，但不作為主軸降到最低高度的控制點(diǎn)。

接近開(kāi)關(guān)：主軸降至最低高度的控制點(diǎn)，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)有信號(hào)后，程序強(qiáng)制連鎖關(guān)閉主軸升降電機(jī)。

行程開(kāi)關(guān)：行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作后主軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)及升降電機(jī)均停止運(yùn)行，行程開(kāi)關(guān)的控制必須接到主回路中，并在上位機(jī)上有狀態(tài)和報(bào)警體現(xiàn)。

主軸高度位置檢測(cè)單元示意圖

編號(hào) 設(shè)備 功能1-1 電子尺 檢測(cè)主軸位置高度值1-2 行程開(kāi)關(guān) 主軸最低位保護(hù)1-3 接近開(kāi)關(guān) 主軸排糟位置基準(zhǔn)點(diǎn)1-4 接近開(kāi)關(guān) 主軸高位置基準(zhǔn)點(diǎn)1-5 行程開(kāi)關(guān) 主軸最高位保護(hù)

主軸位置檢測(cè)單元工裝的實(shí)際尺寸可以根據(jù)過(guò)濾槽減速機(jī)的實(shí)際大小進(jìn)行調(diào)整，以下圖形供參考：

2.2 主軸高度控制

將工頻控制改為變頻控制，結(jié)合位置檢測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)主軸高度精準(zhǔn)控制，避免由于控制誤差造成的刮篩板、麥糟殘留等問(wèn)題。

優(yōu)化的方法，采用目前主流品牌變頻器（丹佛斯、ABB 等）接入升降電機(jī)的主回路中，控制邏輯建議如下：在過(guò)濾耕糟過(guò)程中，主軸升降高度分為高低兩個(gè)速度（90%、55%）；排糟開(kāi)始前主軸升高到最高點(diǎn)的過(guò)程速度為全速運(yùn)行（100%）；在排糟過(guò)程中分為高低兩個(gè)速度（80%、30%），高度設(shè)定值與實(shí)際值相差20mm 以內(nèi)時(shí)按低速升降（過(guò)濾過(guò)程:55% ，排糟過(guò)程: 30%），高度設(shè)定值與實(shí)際值大于等于20mm 時(shí)按高速（過(guò)濾過(guò)程: 90%，排糟過(guò)程: 80%）升降。

按照主軸實(shí)際高度與設(shè)定值的比較，通過(guò)速度調(diào)整控制可以使主軸位置高度的控制更加精準(zhǔn)。

2.3 排糟步驟控制

為了有效和徹底的排出篩板上的麥糟，結(jié)合主軸升降和旋轉(zhuǎn)的速度控制，將排糟過(guò)程分為六個(gè)步驟：（以下步驟中的高度和電流數(shù)據(jù)可根據(jù)同品牌設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整）

第一步：?jiǎn)?dòng)過(guò)濾槽排糟；

第二步：排糟步驟前一步要求主軸上升的高度高于糟層的高度，具體高度的設(shè)定要結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行狀況；

第三步：進(jìn)入排糟步驟，打開(kāi)糟門(mén)，主軸降到140mm，主軸主電機(jī)反轉(zhuǎn)排糟轉(zhuǎn)速為75%-80%，降到或接近140mm 時(shí)計(jì)時(shí)2 分鐘并電流低于25A 則進(jìn)入下一步；主軸下降過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)電流超過(guò)28A 則停止下降，在原高度轉(zhuǎn)動(dòng)排糟，高于35A 時(shí)在原高度基礎(chǔ)上上升5MM,低于25A 時(shí)繼續(xù)下降，直到達(dá)到或接近設(shè)定值140mm；

第四步：主軸降到90mm 高度，轉(zhuǎn)速75%-80%，降到或接近90mm 時(shí)計(jì)時(shí)2 分鐘，時(shí)間到并電流低于25A則進(jìn)入下一步；主軸下降過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)電流超過(guò)28A則停止下降，在原高度轉(zhuǎn)動(dòng)排糟，高于35A 時(shí)在原高度基礎(chǔ)上上升5MM,低于25A 時(shí)繼續(xù)下降，直到達(dá)到或接近設(shè)定值90mm；

第五步：主軸降到40mm 高度，轉(zhuǎn)速75%，降到或接近40mm 時(shí)計(jì)時(shí)2 分鐘，時(shí)間到并電流低于25A 進(jìn)入下一步，主軸下降過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)電流超過(guò)28A 則停止下降，在原高度轉(zhuǎn)動(dòng)排糟，高于35A 時(shí)在原高度基礎(chǔ)上上升5MM 低于25A 時(shí)繼續(xù)下降，直到達(dá)到或接近設(shè)定值40mm；

第六步：主軸降到接近開(kāi)關(guān)位置，轉(zhuǎn)速75%，降到接近開(kāi)關(guān)位置時(shí)計(jì)時(shí)7.5 分鐘，時(shí)間到進(jìn)入下一步，主軸下降過(guò)程中旋轉(zhuǎn)電機(jī)電流超過(guò)28A 則停止下降，在原高度轉(zhuǎn)動(dòng)排糟，高于35A 時(shí)在原高度基礎(chǔ)上上升5MM，低于25A 時(shí)繼續(xù)下降，直到達(dá)到接近開(kāi)關(guān)位置；

通過(guò)以上兩方面的優(yōu)化，硬件和程序控制的標(biāo)準(zhǔn)化，大大提升了過(guò)濾槽設(shè)備的可靠性，降低了排糟結(jié)束后麥糟的殘留。

樂(lè)惠國(guó)際團(tuán)隊(duì)與百威英博團(tuán)隊(duì)在哈爾濱、武漢、宿遷、佛山、南寧等多家啤酒廠進(jìn)行了改造、標(biāo)準(zhǔn)化的安裝、測(cè)試，過(guò)濾槽排糟結(jié)束后篩板麥糟殘留量明顯減少，平均殘?jiān)懔坑稍瓉?lái)的134 公斤降低到42 公斤，可達(dá)到內(nèi)控質(zhì)量要求殘?jiān)懔浚?.5kg/m2，在麥汁品嘗中消除了谷物味的殘留，幫助啤酒生產(chǎn)企業(yè)提升麥汁口感和風(fēng)味。

過(guò)濾槽底部全景

過(guò)濾槽內(nèi)部排糟后照片1

過(guò)濾槽內(nèi)部排糟后照片2

過(guò)濾槽主軸升降系統(tǒng)