專利名稱：全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)及其麥汁充氧酵母添加方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)及其麥汁充氧酵母添加方法，主要用于生物工程、發(fā)酵工程、生物制藥、精細(xì)化工、化學(xué)工程的多物料混合工藝技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及用于啤酒麥汁與氧氣氣液混合及麥汁中酵母添加的全自動(dòng)過(guò)程控制。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)啤酒口感質(zhì)量及其一致性的要求越來(lái)越高。目前，在生產(chǎn)啤酒的工藝過(guò)程中，麥汁充氧及麥汁中酵母添加過(guò)程只采用了半自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中，半自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)中的空氣流量檢測(cè)、麥汁含氧量檢測(cè)及自動(dòng)控制系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)上存在諸多缺陷，不能保證麥汁溶氧及酵母量的準(zhǔn)確添加及均一性，從而導(dǎo)致啤酒發(fā)酵的酵母繁殖速度及起發(fā)速度不一致，最終導(dǎo)致啤酒的口感 質(zhì)量及其一致性達(dá)不到目前高標(biāo)準(zhǔn)的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中使用的半自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)存在空氣體積流量計(jì)易受溫度和壓力的影響，空氣體積流量檢測(cè)的體積流量所換算的質(zhì)量流量不準(zhǔn)確；在線溶氧儀檢測(cè)的信號(hào)失真及反饋調(diào)節(jié)滯后缺陷，是由于氧氣被充入麥汁后不是全溶解狀態(tài)，部分以氣泡的形式存在，導(dǎo)致在線溶氧儀不能準(zhǔn)確檢測(cè)麥汁中的溶氧量；閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)控制，將下游檢測(cè)的信號(hào)反饋給PLC，PLC對(duì)上游調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，在調(diào)節(jié)的過(guò)程中存在明顯的滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致控制量不準(zhǔn)；半自動(dòng)控制不僅增加了人力成本，也增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和出錯(cuò)幾率，這些缺陷對(duì)生產(chǎn)啤酒的質(zhì)量及均一性造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)及其麥汁充氧酵母添加方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，包括機(jī)架，設(shè)置于機(jī)架上端外側(cè)的PLC控制柜、設(shè)置于機(jī)架上方的文丘里管，機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)膜過(guò)濾器、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、酵母添加泵，所述的PLC控制柜分別與質(zhì)量流量計(jì)、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、兩個(gè)體積流量計(jì)、氣動(dòng)蝶閥、第一角座閥、第二角座閥相連接，所述酵母添加機(jī)外接空氣壓縮機(jī)、冷麥汁入口、發(fā)酵罐、酵母擴(kuò)培罐、蒸汽減壓站，所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)管道依次連接減壓閥、浮子流量計(jì)、第一手動(dòng)球閥、質(zhì)量流量計(jì)、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、第二手動(dòng)球閥、U型跨接管、第二膜過(guò)濾器、第一角座閥、止回閥至文丘里管，所述浮子流量計(jì)和第一手動(dòng)球閥間設(shè)置有三通旁路，三通旁路連接至第二手動(dòng)球閥與U型跨接管之間，三通旁路上設(shè)置有針閥，第二膜過(guò)濾器和第一角座閥間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第四手動(dòng)球閥，第一角座閥和止回閥間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第二角座閥；所述空氣壓縮機(jī)連接的質(zhì)量流量計(jì)及氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用，為麥汁中氧的準(zhǔn)確添加提供了可靠的前提條件，再通過(guò)數(shù)學(xué)模型法建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式，為麥汁中氧的準(zhǔn)確添加提供了可靠的參數(shù)依據(jù)，PLC及開(kāi)環(huán)控制原理的應(yīng)用，避免了閉環(huán)控制法中反饋調(diào)節(jié)滯后現(xiàn)象所帶來(lái)的問(wèn)題。所述酵母擴(kuò)培罐通過(guò)管道依次連接體積流量計(jì)、酵母添加泵至文丘里管，酵母添加泵至文丘里管間管道上外接設(shè)置有排污管道，排污管道上設(shè)置有氣動(dòng)蝶閥；所述蒸汽減壓站通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)壓力表、第三手動(dòng)球閥、第一膜過(guò)濾器至U型跨接管，壓力表和管道間設(shè)置有針閥；所述冷麥汁入口通過(guò)管道與文丘里管相連接，所述冷麥汁入口與文丘里管連接的官道上設(shè)置有體積流量計(jì)。一種麥汁充氧酵母添加方法，其步驟為PLC控制柜啟動(dòng)后，PLC控制柜控制第一角座閥和第二角座閥打開(kāi)，U型跨接管連接第一膜過(guò)濾器后端管路及第二膜過(guò)濾器前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥，潔凈蒸汽通過(guò) 蒸汽減壓站對(duì)第一膜過(guò)濾器及第二膜過(guò)濾器和止回閥之間的管道進(jìn)行蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制第二角座閥關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥，U型跨接管連接第二手動(dòng)球閥末端管路和第二膜過(guò)濾器前端管路；通過(guò)冷麥汁入口輸入冷麥汁，PLC控制柜通過(guò)體積流量計(jì)接收到從冷麥汁入口來(lái)的麥汁的體積流量信號(hào)時(shí)，根據(jù)此信號(hào)由數(shù)學(xué)模型計(jì)算決定需要添加的空氣的量和酵母的量，依據(jù)這個(gè)量，再根據(jù)空氣質(zhì)量流量計(jì)反饋的信號(hào)的量與數(shù)學(xué)模型設(shè)定計(jì)算的冷麥汁的量的對(duì)比來(lái)控制氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使得這兩個(gè)量達(dá)到一致，同時(shí)根據(jù)酵母擴(kuò)培罐處的酵母體積流量計(jì)反饋的信號(hào)的量和體積流量計(jì)檢測(cè)到的冷麥汁的量對(duì)比值通過(guò)變頻來(lái)控制酵母添加泵的流量值，使得這兩個(gè)量達(dá)到一致，將空氣、冷麥汁、酵母在文丘里管內(nèi)混合，混合后的麥汁進(jìn)入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)來(lái)自冷麥汁入口端的體積流量計(jì)的信號(hào)停止時(shí)，PLC控制柜控制第一角座閥、酵母添加泵及氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥及時(shí)關(guān)閉，PLC控制柜再控制氣動(dòng)蝶閥打開(kāi)進(jìn)行排污及控制第一角座閥打開(kāi)，U型跨接管連接第一膜過(guò)濾器后端管路及第二膜過(guò)濾器前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥，通過(guò)蒸汽減壓站將潔凈蒸汽對(duì)第二膜過(guò)濾器及第二膜過(guò)濾器和止回閥之間的管道蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制柜控制第二角座閥關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥，整個(gè)過(guò)程完成。本發(fā)明方法切實(shí)可行，空氣的質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用，為麥汁中氧的準(zhǔn)確添加提供了可靠的前提條件，數(shù)學(xué)模型的建立，為麥汁中氧及酵母的準(zhǔn)確添加提供了可靠依據(jù)，開(kāi)環(huán)控制原理的應(yīng)用，避免了閉環(huán)控制中反饋調(diào)節(jié)滯后的現(xiàn)象，全過(guò)程自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度及人為出錯(cuò)的幾率，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量及均一性。


圖I為本發(fā)明的裝備圖；圖2為本發(fā)明的工藝流程圖；其中1_冷麥汁入口 ；2_空氣壓縮機(jī)；3_減壓閥；4_浮子流量計(jì)；5_第一手動(dòng)球閥；6_質(zhì)量流量計(jì)；7_氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥；8_第二手動(dòng)球閥；9-PLC控制柜；10-U型跨接管；11-第一膜過(guò)濾器；12_第二膜過(guò)濾器；13_第三手動(dòng)球閥；14、27_針閥；15_壓力表；16_蒸汽減壓站；17_第四手動(dòng)球閥；18_第一角座閥；19_第二角座閥；20_止回閥；21_發(fā)酵罐；22-酵母擴(kuò)培罐；23、28_體積流量計(jì)；24_文丘里管；25_酵母添加泵；26_氣動(dòng)蝶閥；29_機(jī)架。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖I和圖2示，全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，包括機(jī)架29，設(shè)置于機(jī)架29上端外側(cè)的PLC控制柜9、設(shè)置于機(jī)架29上方的文丘里管24，機(jī)架29內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)膜過(guò)濾器11、12、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7、酵母添加泵25，所述的PLC控制柜9分別與質(zhì)量流量計(jì)6、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7、兩個(gè)體積流量計(jì)23、28、氣動(dòng)蝶閥26、第一角座閥18、第二角座閥19相連接，所述酵母添加機(jī)外接空氣壓縮機(jī)2、冷麥汁入口 I、發(fā)酵罐21、酵母擴(kuò)培罐22、蒸汽減壓站16，所述空氣壓縮機(jī)2通過(guò)管道依次連接減壓閥3、浮子流量計(jì)4、第一手動(dòng)球閥5、質(zhì)量流量計(jì)6、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7、第二手動(dòng)球閥8、U型跨接管10、第二膜過(guò)濾器12、第一角座閥18、止回閥20至文丘里管24，所述浮子流量計(jì)4和第一手動(dòng)球閥5間設(shè)置有三通旁路，三通旁路連接至第二手動(dòng)球閥8與U型跨接管10之間，三通旁路上設(shè)置有針閥27，第二膜過(guò)濾器12和 第一角座閥18間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第四手動(dòng)球閥17，第一角座閥18和止回閥20間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第二角座閥19 ；所述酵母擴(kuò)培罐22通過(guò)管道依次連接體積流量計(jì)23、酵母添加泵25至文丘里管24，酵母添加泵25至文丘里管24間管道上外接設(shè)置有排污管道，排污管道上設(shè)置有氣動(dòng)蝶閥26 ；所述蒸汽減壓站16通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)壓力表15、第三手動(dòng)球閥13、第一膜過(guò)濾器11至U型跨接管10，壓力表15和管道間設(shè)置有針閥14 ；所述冷麥汁入口 I通過(guò)管道與文丘里管24相連接，所述冷麥汁入口 I與文丘里管24連接的官道上設(shè)置有體積流量計(jì)28。一種麥汁充氧酵母添加方法，其步驟為PLC控制柜9啟動(dòng)后，PLC控制柜控制第一角座閥18和第二角座閥19打開(kāi)，U型跨接管10連接第一膜過(guò)濾器11后端管路及第二膜過(guò)濾器12前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥13，潔凈蒸汽通過(guò)蒸汽減壓站16對(duì)第一膜過(guò)濾器11及第二膜過(guò)濾器12和止回閥20之間的管道進(jìn)行蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制第二角座閥19關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥13，打開(kāi)第四手動(dòng)球閥17，將冷凝水排放，然后U型跨接管10連接第二手動(dòng)球閥8末端管路和第二膜過(guò)濾器12前端管路；通過(guò)冷麥汁入口 I輸入冷麥汁，PLC控制柜9通過(guò)體積流量計(jì)28接收到從冷麥汁入口 I來(lái)的麥汁的體積流量信號(hào)時(shí)，根據(jù)此信號(hào)由數(shù)學(xué)模型計(jì)算決定需要添加的空氣的量和酵母的量，依據(jù)這個(gè)量，再根據(jù)空氣質(zhì)量流量6計(jì)反饋的信號(hào)來(lái)控制氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7的開(kāi)度，同時(shí)根據(jù)酵母擴(kuò)培罐22器處的酵母體積流量計(jì)23反饋的信號(hào)值通過(guò)變頻來(lái)控制酵母添加泵25的流量值，將空氣、冷麥汁、酵母在文丘里管內(nèi)混合，混合后的麥汁進(jìn)入發(fā)酵罐21進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)來(lái)自冷麥汁入口 I端的體積流量計(jì)28的信號(hào)停止時(shí)，PLC控制柜9控制第一角座閥18、酵母添加泵25及氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7及時(shí)關(guān)閉，PLC控制柜9再控制氣動(dòng)蝶閥26打開(kāi)進(jìn)行排污及控制第一角座閥18打開(kāi)，U型跨接管10連接第一膜過(guò)濾器11后端管路及第二膜過(guò)濾器12前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥13，通過(guò)蒸汽減壓站16將潔凈蒸汽對(duì)第二膜過(guò)濾器12及第二膜過(guò)濾器12和止回閥20之間的管道蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制柜控制第二角座閥19關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥13，整個(gè)過(guò)程完成。所述PLC控制9柜采集麥汁的體積流量計(jì)28、空氣的質(zhì)量流量計(jì)6及酵母的體積流量計(jì)23的信號(hào)，控制氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7、酵母添加泵25的開(kāi)度和第一角座閥18、第二角座閥19及氣動(dòng)碟閥26的開(kāi)與關(guān)。麥汁充氧及酵母添加的方法，包括質(zhì)量流量計(jì)6檢測(cè)空氣質(zhì)量流量、體積流量計(jì)23檢測(cè)酵母體積流量，PLC編程的數(shù)學(xué)模型給出相關(guān)具體控制參數(shù)及開(kāi)環(huán)控制通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)上游調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制；質(zhì)量流量計(jì)法使用質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)壓縮空氣的流量，所述數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出控制量之間的關(guān)系式；關(guān)系式中的已知量有空氣中氧氣含量、氧氣溶解率、冷麥汁流量和麥汁溶氧量，關(guān)系式中的未知量有空氣質(zhì)量流量和酵母體積流量；所述開(kāi)環(huán)控制法是通過(guò)PLC控制程序在運(yùn)行之初計(jì)算的確定量與控制量之間的關(guān)系。
所述減壓閥3對(duì)來(lái)自空氣壓縮機(jī)2的高壓壓縮空氣減壓，達(dá)到要求的壓力，對(duì)充氧量及氣動(dòng)元件起到穩(wěn)定保護(hù)作用。所述第一手動(dòng)球閥5和第二手動(dòng)球閥8在質(zhì)量流量計(jì)6或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)關(guān)閉，便于質(zhì)量流量計(jì)6或控制系統(tǒng)的拆卸檢修和更換，同時(shí)通過(guò)針閥27調(diào)節(jié)流量。所述質(zhì)量流量計(jì)6檢測(cè)壓縮空氣流量，并將該信號(hào)反饋給PLC控制柜9。所述氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥7由PLC控制柜9控制其開(kāi)度大小，使空氣流量達(dá)到要求值。所述U型跨接管10在麥汁充氧時(shí)，連接第二手動(dòng)球閥8末端管路和第二膜過(guò)濾器12前端管路；當(dāng)進(jìn)行空氣管道通汽殺菌時(shí)，U型跨接管10連接第一膜過(guò)濾器11后端管路及第二膜過(guò)濾器12前端管路。所述第二膜過(guò)濾器12對(duì)壓縮空氣經(jīng)行過(guò)濾，攔截壓縮空氣中的微生物及雜物。所述第一角座閥18在PLC控制柜9檢測(cè)到冷麥汁處的體積流量計(jì)28信號(hào)時(shí)按邏輯關(guān)系要求打開(kāi)，使壓縮空氣順利充入文丘里管內(nèi)的麥汁中。所述止回閥20防止冷麥汁從文丘里管24倒流進(jìn)入壓縮空氣管路，保證壓縮空氣管路的衛(wèi)生。所述第四手動(dòng)球閥17在管路進(jìn)行蒸汽殺菌時(shí)，起到排冷凝水至地溝的作用。所述第二角座閥19在管路進(jìn)行蒸汽殺菌時(shí)，起到自動(dòng)通蒸汽排污至地溝的作用。所述酵母處體積流量計(jì)23檢測(cè)酵母流量，并將信號(hào)反饋給PLC控制柜9。所述酵母添加泵25根據(jù)PLC控制柜9指令，輸送設(shè)定添加酵母量至文丘里管24中。所述氣動(dòng)蝶閥26在酵母添加結(jié)束后打開(kāi)，對(duì)管道中殘留酵母進(jìn)行自動(dòng)排污。所述壓力表15顯示潔凈蒸汽管道的壓力，達(dá)到指定壓力時(shí)才可以進(jìn)行殺菌。所述質(zhì)量流量計(jì)法使用質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)壓縮空氣的質(zhì)量流量，可減少溫度及壓力的不同變化對(duì)空氣流量檢測(cè)結(jié)果的影響。所述數(shù)學(xué)模型法推導(dǎo)出的關(guān)系式，通過(guò)設(shè)定量和檢測(cè)已知量，準(zhǔn)確計(jì)算出各個(gè)未知量。所述空氣中氧氣含量根據(jù)使用方所在地理位置條件，由數(shù)學(xué)模型推出。所述氧氣溶解率即能夠溶解在麥汁中的氧占氧氣總量的質(zhì)量百分比，由科學(xué)實(shí)驗(yàn)的參數(shù)得到。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技 術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，包括機(jī)架，設(shè)置于機(jī)架上端外側(cè)的PLC控制柜、設(shè)置于機(jī)架上方的文丘里管，機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)膜過(guò)濾器、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、酵母添加泵，所述的PLC控制柜分別與質(zhì)量流量計(jì)、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、兩個(gè)體積流量計(jì)、氣動(dòng)蝶閥、第一角座閥、第二角座閥相連接，所述酵母添加機(jī)外接空氣壓縮機(jī)、冷麥汁入口、發(fā)酵罐、酵母擴(kuò)培罐、蒸汽減壓站，其特征在于所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)管道依次連接減壓閥、浮子流量計(jì)、第一手動(dòng)球閥、質(zhì)量流量計(jì)、氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥、第二手動(dòng)球閥、U型跨接管、第二膜過(guò)濾器、第一角座閥、止回閥至文丘里管，所述浮子流量計(jì)和第一手動(dòng)球閥間設(shè)置有三通旁路，三通旁路連接至第二手動(dòng)球閥與U型跨接管之間，三通旁路上設(shè)置有針閥，第二膜過(guò)濾器和第一角座閥間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第四手動(dòng)球閥，第一角座閥和止回閥間外接設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有第二角座閥； 所述空氣壓縮機(jī)連接的質(zhì)量流量計(jì)及氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用，為麥汁中氧的準(zhǔn)確添加提供了可靠的前提條件，再通過(guò)數(shù)學(xué)模型法建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式，為麥汁中氧的準(zhǔn)確添加提供了可靠的參數(shù)依據(jù)，PLC及開(kāi)環(huán)控制原理的應(yīng)用，避免了閉環(huán)控制法中反饋調(diào)節(jié)滯后現(xiàn)象所帶來(lái)的問(wèn)題； 所述酵母擴(kuò)培罐通過(guò)管道依次連接體積流量計(jì)、酵母添加泵至文丘里管，酵母添加泵至文丘里管間管道上外接設(shè)置有排污管道，排污管道上設(shè)置有氣動(dòng)蝶閥； 所述蒸汽減壓站通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)壓力表、第三手動(dòng)球閥、第一膜過(guò)濾器至U型跨接管，壓力表和管道間設(shè)置有針閥； 所述冷麥汁入口通過(guò)管道與文丘里管相連接，所述冷麥汁入口與文丘里管連接的官道上設(shè)置有體積流量計(jì)； 一種麥汁充氧酵母添加方法，其步驟為 PLC控制柜啟動(dòng)后，PLC控制柜控制第一角座閥和第二角座閥打開(kāi)，U型跨接管連接第一膜過(guò)濾器后端管路及第二膜過(guò)濾器前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥，潔凈蒸汽通過(guò)蒸汽減壓站對(duì)第一膜過(guò)濾器及第二膜過(guò)濾器和止回閥之間的管道進(jìn)行蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制第二角座閥關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥，U型跨接管連接第二手動(dòng)球閥末端管路和第二膜過(guò)濾器前端管路； 通過(guò)冷麥汁入口輸入冷麥汁，PLC控制柜通過(guò)體積流量計(jì)接收到從冷麥汁入口來(lái)的麥汁的體積流量信號(hào)時(shí)，根據(jù)此信號(hào)由數(shù)學(xué)模型計(jì)算決定需要添加的空氣的量和酵母的量，依據(jù)這個(gè)量，再根據(jù)空氣質(zhì)量流量計(jì)反饋的信號(hào)的量與數(shù)學(xué)模型設(shè)定計(jì)算的冷麥汁的量的對(duì)比來(lái)控制氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使得這兩個(gè)量達(dá)到一致，同時(shí)根據(jù)酵母擴(kuò)培罐處的酵母體積流量計(jì)反饋的信號(hào)的量和體積流量計(jì)檢測(cè)到的冷麥汁的量對(duì)比值通過(guò)變頻來(lái)控制酵母添加泵的流量值，使得這兩個(gè)量達(dá)到一致，將空氣、冷麥汁、酵母在文丘里管內(nèi)混合，混合后的麥汁進(jìn)入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵； 當(dāng)來(lái)自冷麥汁入口端的體積流量計(jì)的信號(hào)停止時(shí)，PLC控制柜控制第一角座閥、酵母添加泵及氣動(dòng)PID調(diào)節(jié)閥及時(shí)關(guān)閉，PLC控制柜再控制氣動(dòng)蝶閥打開(kāi)進(jìn)行排污及控制第一角座閥打開(kāi)，U型跨接管連接第一膜過(guò)濾器后端管路及第二膜過(guò)濾器前端管路，打開(kāi)第三手動(dòng)球閥，通過(guò)蒸汽減壓站將潔凈蒸汽對(duì)第二膜過(guò)濾器及第二膜過(guò)濾器和止回閥之間的管道蒸汽殺菌，殺菌結(jié)束后，PLC控制柜控制第二角座閥關(guān)閉，關(guān)閉第三手動(dòng)球閥，整個(gè)過(guò)程完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，其特征在于所述PLC控制柜采集麥汁的體積流量計(jì)、空氣的質(zhì)量流量計(jì)及酵母的體積流量計(jì)信號(hào)，控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第一角座閥、第二角座閥、酵母添加泵及氣動(dòng)碟閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，其特征在于所述減壓閥對(duì)來(lái)自空氣壓縮機(jī)的高壓壓縮空氣減壓，達(dá)到要求的壓力，對(duì)充氧量及氣動(dòng)元件起到穩(wěn)定保護(hù)作用，所述第一手動(dòng)球閥和第二手動(dòng)球閥在質(zhì)量流量計(jì)或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)關(guān)閉，便于質(zhì)量流量計(jì)或控制系統(tǒng)的拆卸檢修和更換，同時(shí)通過(guò)針閥調(diào)節(jié)流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)，其特征在于所述止回閥防止冷麥汁從文丘里管倒流進(jìn)入壓縮空氣管路，保證壓縮空氣管路的衛(wèi)生。
全文摘要
全自動(dòng)麥汁充氧酵母添加機(jī)及其麥汁充氧酵母添加方法，涉及生物工程、發(fā)酵工程、生物制藥、精細(xì)化工及化學(xué)工程的多物料混合工藝技術(shù)領(lǐng)域，包括機(jī)架，設(shè)置于機(jī)架上端外側(cè)的PLC控制柜、設(shè)置于機(jī)架上方的文丘里管，所述酵母添加機(jī)外接空氣壓縮機(jī)、冷麥汁入口、發(fā)酵罐、酵母擴(kuò)培罐、蒸汽減壓站，一種麥汁充氧酵母添加方法，其步驟為通過(guò)冷麥汁入口進(jìn)入冷麥汁，空氣壓縮機(jī)進(jìn)入空氣，酵母擴(kuò)培罐進(jìn)入酵母，將三者在文丘里管中混合，混合后進(jìn)入發(fā)酵罐，本發(fā)明方法切實(shí)可行，空氣質(zhì)量流量計(jì)和體積流量計(jì)的應(yīng)用，為麥汁中氧和酵母的準(zhǔn)確添加提供了可靠的前提條件，數(shù)學(xué)模型法的建立，為麥汁中氧及酵母的準(zhǔn)確添加提供了可靠依據(jù)，開(kāi)環(huán)控制原理的應(yīng)用，避免了閉環(huán)控制中反饋調(diào)節(jié)滯后的現(xiàn)象，全過(guò)程自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度及人為出錯(cuò)的幾率，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量及均一性。
文檔編號(hào)C12C7/28GK102816662SQ201210306448
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者陶安軍 申請(qǐng)人:安徽華藝生物裝備技術(shù)有限公司