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电磁流量计在啤酒行业的应用

电磁流量计在啤酒行业的应用

啤酒行业生产工艺中的物料和产品的流量计量为众企业所重视,特别是所使用的液体流量测量仪表,与一般企业又有所不同,有其特殊的要求,例如必须避免细菌的繁殖、便于频繁清洗和承受较高温度条件具有腐蚀性的碱水和双氧水等的消毒,具体要求如下:传感器测量回路简单,没有阻流件和容易阻流介质的部位;所有和介质接触的部件材料符合食品卫生的要求;与介质接触部件能承受蒸汽、碱水和双氧水清洗时温度溃击和腐蚀作用;用于灌装工艺时要具有快速响应性能和较高的测量精度;能适应低温(在2e左右)和潮湿的工作环境。在众多液体流量仪表产品中,电磁流量计能满足上述要求,并且其价格相对便宜从而得到广大啤酒行业用户的认可,从而在实际应用中占有较大的比例。

麦汁有一定的粘度,但对于电磁流量计的测量不存在困难,需要考虑的是工艺过程中的消毒,用在该测量点的流量计可考虑采用PTFE衬里(或PFA)和不锈钢材料电极的电磁流量计,它能够防止稀的双氧水、碱水的腐蚀,通常口径在50~100mm之间,可根据流量和相配的工艺管道来确定流量计的口径。 发酵:发酵、过滤后的清酒,将通过管路输往下道工序)包装,同样涉及到两个部门的计量交接,对清酒准确计量也是极其重要的,否则将引起不必要的纠纷。对流量计的要求与麦汁计量相似。

 高浓度稀释:

因生产工艺的不同,有些啤酒是通过对高浓度原汁酒进行勾兑而生产的,这就要求通过严格控制高浓度原汁酒和无菌碳酸水的配比比例,保证其混合后的啤酒度。在每一条生产线,需要两台电磁流量计作配比流量的控制,一般测量酒的流量计选取口径50~100mm,测量水的流量计选20~50mm,视生产规模而定,为保证仪表具有较高的测量精度,应保证流体流速在1m/s以上,使流量测量在仪表的较佳工作范围,同时流量计的时间常数也应该设置小一些,一般在1~3s,以提高控制的灵敏度,保证配比的准确度。

 灌装:

灌装的啤酒生产的后一步工序,其中灌装要求每瓶(罐、桶)灌装量的准确控制(业界标准为?10ml)。就占市场绝大多数的玻璃瓶装啤酒来说,目前国内绝大多数生产厂家均采用等液位灌装,这种工艺对设备制造成本低,投资少,国内啤酒企业绝大多数采用这种方法,但存在误差较大的问题,由于啤酒瓶生产的离散性,其容积差别较大,造成终所灌装的啤酒量存在有较大误差。根据生产实践中所掌握的情况,大可达?30ml!若为减少这种误差,采用专用于灌装生产线所设计的批量控制电磁流量计,可有效解决这个问题。这类流量计具有较高的精度和快速响应的性能,能快速、准确地控制每瓶啤酒的灌装量。通常,这类电磁流量计的口径较小,一般在DN2.5~DN40之间,体积小巧,具有0.3s的响应速度。

废水处理:

啤酒生产过程中有一些洗瓶和刷罐所产生的废水,根据环保角度要求,必须进行有效处理后再排放。啤酒行业这种相对小型的废水处理系统已趋于成熟,中间处理过程以及排放所用的流量计可有多种选择,诸如电磁流量计和明渠流量计,不过从用户应用的信息反馈看,选用电磁流量计是比较合适的,尽管价格要比明渠流量计贵,但其运行时的可靠性要高一些。 上述各种用途的电磁流量计管道连接方式多样,如用于废水处理工艺的电磁流量计用法兰连接,而其它工艺所用流量计绝大多数也是采用法兰连接,但也有采用如食品、医药行业所特有的的快速连接方式,如图3所示。这类快速连接方式结构,通常是用于要经常拆卸的场所。而从国内实际使用的情况看,许多用户在合理设计好工艺的安装位置后,流量计一般是不会经常拆卸的,故没有必要在这方面投入更多,法兰连接方式占的多数,而快速连接结构有时反而存在容易渗漏的缺点,如国产的扣环,几次使用后即有可能发生变形而无法锁紧。

几点应用注意事项 

1、操作工艺的影响和处理食品行业因产品卫生要求,需定期用消毒介质对工艺管道(包括流量计)进行消毒,采用的介质有热水(85e以上)、蒸汽、碱水(50e以上)以及双氧水等。对此我们需要注意用上述具有较高温度介质的消毒过程,这对带有衬里的电磁流量计具有一定危险性,如果操作稍有不慎,容易损坏仪表。 从防腐、耐温和卫生角度考虑,电磁流量计衬里材料选用聚四氟乙烯(PTFE)为广大食品行业用户所接受,能够胜任众多苛刻的运行要求。但是,在实际的使用中,由于在较高温度介质和长时间(一般在015~110h)冲洗下,工艺管道内的空气发生膨胀,同时PTFE衬里也有所软化。假如此时安装有流量计工艺管道上两端阀门误关闭,管道温度随着时间而下降,管内空气或液体也随之收缩产生负压损坏衬里。电磁流量计衬里对负压承受能力与介质工艺参数有关,且与衬里材料的特性而异。

2、介质中气泡的影响和处理 ,除极少场所应工艺需要安装视镜外,实际使用的工艺管道都是不透明的,因而无法观察到管道内流动情况。但在许多的场所,因工艺或介质本身的原因,所测液体常含一些气泡。电磁流量计属于速度型的测量方式,气泡在管道圆截面中所占据的面积百分率,几乎就等同于气泡对流量测量的影响量。此外由于气泡经 过电极表面存在一个摩擦过程,由此会产生尖峰脉冲干扰电势,其值远大于正常的流量信号。

通常电磁流量转换器无法有效地处理如此的干扰,轻者导致测量值不稳定,情况严重时仪表根本无法工作。在一些缺乏经验的用户仅从测量的要求出发,对电磁流量计的安装位置没有考虑防止气泡等工艺上的特点,容易发生一些运行方面的问题。

例如有一啤酒厂,用电磁流量计对麦汁进行计量,电磁流量计安装在麦汁的冷却器后,投用后反映出麦汁测量值偏大,而终获得的啤酒产量又偏小,导致生产工艺前后工段交接的计量纠纷。经过现场的查勘,发现安装测量麦汁的流量计位置前有一个气体注入口,其目的是增加发酵所需的含氧量,此时通过流量计的流体是麦汁和气体的混合物,很明显其测量的结果是要偏大的,显示的瞬时流量值极不稳定,上下波动极快,无法看清流量计显示屏上的瞬时流量值,因该用户仅对终的累计总量感兴趣,没有注意到瞬时流量的异常波动。在将气体注入口移到电磁流量计下游后,计量趋于正常,消除了交接纠纷,啤酒产量和麦汁消耗量之比符合了工艺指标。

3、 防止凝露导致的绝缘下降, 啤酒生产工艺过程中大部分时间介质处于较低温度,如啤酒在灌装时其温度常低于室温,在2e左右,此时工艺管道与空气接触的部位很容易产生冷凝水。另外,由于特定的生产要求,许多生产车间一直处于极其潮湿的环境。在这种比较严酷的条件下,如果流量计外壳的密封不良,诸如接线盒,以及一些非焊接气密级密封结构的外壳,天长日久冷凝水容易积聚在电磁流量传感器的接线盒中、或透过密封不良的结合面渗入流量计壳体中。由于电磁流量传感器的流量信号极其微弱(通常是几个mV),凝露水电阻的存在,直接的后果是导致电磁流量转换器输入回路阻抗下降,衰减了欲输往放大器的流量信号;或者是破坏励磁回路和信号回路的绝缘,将高到几十V的励磁电压引入到低电势的信号回路中,造成流量计的严重故障。此时正确的方法应该是选用分体式、具有IP67或IP68防护等级的电磁流量计,由于这种防护等级的传感器是完全密封,无论环境如何恶劣,电磁流量计将不会再有产生冷凝水之忧虑。若在现场已经安装普通防护型仪表,为避免可能产生的后遗症,则可在接线盒中灌注绝缘材料,如变压器油、中性的硅胶以及一些现场可固化的聚氨酯橡胶,也不失为一种比较有效的补救措施。

 


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