СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА Российский патент 2003 года по МПК G05D27/02 C12C13/02 

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам автоматического управления в пивоваренном производстве.

Наиболее близким является способ автоматического управления процессом приготовления пивного сусла (паспорт на сусловарочный котел системы "Интеграл". - 1988. - г.Вена, Австрия) путем измерения величин температуры, уровня и плотности продукта в массообменном аппарате, перепада давления внутри фильтрующего элемента и за его пределами и сравнения их с заданными значениями и поддержания на оптимальном уровне для обеспечения высокого качества продукта.

Недостатком известного способа является невысокое качество пивного сусла вследствие недостаточной точности регулирования его плотности.

Технической задачей изобретения является улучшение качества пивного сусла путем повышения точности регулирования его плотности.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе автоматического управления процессом приготовления пивного сусла путем измерения величин температуры, уровня плотности продукта в массообменном аппарате, перепада давления внутри фильтрующего элемента и за его пределами, сравнения их с заданными значениями и поддержания на оптимальном уровне, новым является то, что поддержание необходимого уровня плотности продукта обеспечивается реверсивным изменением направления вращения мешалки.

Технический результат заключается в улучшении качества пивного сусла путем повышения точности регулирования его плотности.

На чертеже представлена схема автоматического управления процессом приготовления пивного сусла.

Схема автоматического управления процессом приготовления пивного сусла (см. чертеж) включает массообменный аппарат 1, содержащий фильтрующий элемент 2, пропеллерную мешалку 3 и паровую рубашку 4, электроприводы 5 и 6 штока фильтрующего элемента 2 для осуществления возвратно-поступательного и вращательного движений соответственно, электропривод 7 пропеллерной мешалки 3, линию 8 подвода пара в паровую рубашку 4, линию 9 подачи воды в массообменный аппарат 1, линию 10 подачи промывочной воды в фильтрующий элемент 2, линию 11 подачи сырья в фильтрующий элемент 2, линию 12 удаления отработанного сырья из фильтрующего элемента 2, линию 13 отвода готового сусла, линию 14 удаления промывочной воды, линию 15 удаления конденсата из паровой рубашки 4, датчики температуры 16 и 17 соответственно внутри массообменного аппарата 1 и греющего пара на входе в паровую рубашку 4, датчик уровня 18, датчик расхода греющего пара 19, датчики давления 20, 21, 22 внутри фильтрующего элемента 2 и у боковой и нижней его перфорированной поверхности, датчик плотности 23, вторичные приборы 24-31, микропроцессор 32, преобразователи 33-43, исполнительные механизмы 44-54.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью датчиков 16-23 и вторичных приборов 24-31 соответственно информация о ходе процесса получения пивного сусла передается в микропроцессор 32, в который предварительно вводят ограничение на температуру, уровень в аппарате, перепады давления внутри фильтрующего элемента и за его пределами, плотность продукта.

Перед началом процесса получения пивного сусла микропроцессор 32 через преобразователь 38 передает сигнал на исполнительный механизм 49 для подачи продуктов соложения в фильтрующий элемент 2. Одновременно микропроцессор передает сигнал через преобразователь 34 на исполнительный механизм 45 для заполнения массообменного аппарата 1 подогретой водой (например, 47^oС). Подача воды осуществляется до уровня, который находится между верхним срезом фильтрующего элемента 2 и патрубком удаления отработавшего сырья и контролируемый датчиком 18. После заполнения массообменного аппарата 1 микропроцессор 32 передает сигнал через преобразователь 42 на исполнительный механизм 53, на включение электропривода 7 для осуществления вращения пропеллерной мешалки 3.

При отклонении температуры воды в начальный период, а затем затора и сусла в сторону уменьшения (например, 43^oС) микропроцессор 32 через преобразователь 33 передает корректирующий сигнал исполнительному механизму 44 на увеличение количества греющего пара, подающегося в паровую рубашку 4. При отклонении температуры в сторону увеличения (например, 49^oС) от заданной микропроцессор 32 передает корректирующий сигнал исполнительному механизму на уменьшение количества греющего пара, подающегося в паровую рубашку 4.

Процесс затирания осуществляется до заданного перепада давления (например, 2,45•10^-5 Па), определяемого датчиками 20 и 21 внутри фильтрующего элемента 2 и у его боковой перфорированной поверхности, после чего микропроцессор 32 передает сигнал через преобразователь 42 исполнительному механизму 53 электропривода 7 на изменение направления вращения пропеллерной мешалки 3. С этого момента начинается процесс фильтрации, который осуществляется через перфорированное днище фильтрующего элемента 2. Процесс фильтрации осуществляется до достижения заданной плотности раствора (например, 1092 кг/м³), определяемого с помощью датчика 23.

Однако при отклонении от заданного значения плотности получаемого раствора при выходе на предельно допустимый перепад давлений (например, 2,7•10^-5 Па), регистрируемый датчиками 20 и 22 внутри фильтрующего элемента 2 и под его перфорированным днищем, микропроцессор 32 выдает корректирующий сигнал через преобразователь 42 исполнительному механизму 53 электропривода 7 на изменение направления вращения пропеллерной мешалки 3. Реверсирование вращения мешалки 3 должно осуществляться до достижения необходимой плотности раствора.

После достижения заданной плотности раствора микропроцессор 32 через преобразователь 36 передает корректирующий сигнал исполнительному механизму 47 электропривода 5 штока фильтрующего элемента 2 для подъема его в верхнее крайнее положение. Затем микропроцессор 32 передает корректирующий сигнал через преобразователь 37 исполнительному механизму 48 электропривода 6 на поворот вокруг своей оси штока фильтрующего элемента 2 с целью закрытия жалюзи, размещенных на его днище, и открытия выпускного отверстия для вывода отработанного сырья.

После этого микропроцессор 32 передает корректирующие сигналы через преобразователь 35 исполнительному механизму 46 на подачу воды в фильтрующий элемент 2, а через преобразователь 39 исполнительному механизму 50 на удаление воды с дробиной.

Далее микропроцессор 32 передает через преобразователи 39,37,36,38 корректирующие сигналы исполнительным механизмам 50,48,47,49 сначала на закрытие удаления воды с дробиной, открытия жалюзи и закрытия выходного отверстия, а затем на опускание в крайнее нижнее положение фильтрующего элемента 2 и подачи в него хмеля.

При варке раствора с хмелем температура контролируется с помощью датчика 16 и поддерживается путем передачи корректирующих сигналов через преобразователь 33 на исполнительный механизм 44 в зависимости от отклонения от заданной температуры.

По достижении заданной плотности сусла микропроцессор передает корректирующий сигналы через преобразователи 43, 36, 37, 35, 39 на исполнительные механизмы 54, 47, 48, 46, 50 для осуществления выпуска сусла из массообменного аппарата 1, подъема фильтрующего элемента 2, закрытия жалюзи, открытия выходного отверстия в фильтрующем элементе 2, подачи воды и удаления воды с хмелем из фильтрующего элемента 2.

Цикл приготовления пивного сусла завершается мойкой массообменного аппарата 1 путем передачи корректирующих сигналов с микропроцессора 32 через преобразователи 35, 41 на исполнительные механизмы 46, 52 сначала на подачу дезинфицирующих растворов и промывочной воды, а затем на их удаление из аппарата 1.

В предложенном способе автоматического управления процессом приготовления пивного сусла:
- регулирование плотности пивного сусла реверсивным изменением направления вращения мешалки обеспечивает высокое его качество;
- рациональная организация процессов затирания, фильтрации и варки пивного сусла позволяет снизить энергозатраты на цикл получения готового сусла.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам автоматического управления в пивоваренном производстве. Способ автоматического управления процессом приготовления пивного сусла предусматривает измерение величины температуры, уровня плотности продукта в массообменном аппарате, перепада давления внутри фильтрующего элемента и за его пределами, сравнение их с заданными значениями и поддержание на оптимальном уровне. Причем поддержание необходимого уровня плотности продукта обеспечивается реверсивным изменением направления вращения мешалки. Изобретение обеспечивает получение пивного сусла высокого качества за счет повышения точности регулирования его плотности. Кроме того, оно позволяет снизить энергозатраты на цикл получения готового сусла. 1 ил.

Способ автоматического управления процессом приготовления пивного сусла путем измерения величин температуры, уровня и плотности продукта в массообменном аппарате, перепада давления внутри фильтрующего элемента и за его пределами, сравнения их с заданными значениями и поддержания на оптимальном уровне для обеспечения высокого качества продукта, отличающийся тем, что он предусматривает регулирование уровня воды путем изменения ее подачи в массообменный аппарат, регулирование температуры воды в начальный период, затора и сусла путем изменения количества греющего пара, подающего в паровую рубашку, а поддержание необходимой плотности продукта осуществляют путем реверсивного изменения направления мешалки в зависимости от перепада давления внутри фильтрующего элемента и у его боковой перфорированной поверхности или под перфорированным днищем.