赵德义;韩斌;李建刚;吴方星;阙开焱
【摘 要】我国传统白酒酿造工艺有着独特的生产方法,企业在继承芝麻香酿造技术的同时,融合现代机械化大生产技术和先进的自动化控制技术,实现白酒企业酿造及辅助生产等方面的自动化控制和生产信息化,从而提高劳动生产率. 【期刊名称】《酿酒科技》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】5页(P91-94,97)
【关键词】磁盘阵列柜白酒;酿造;芝麻香曲;自动化
【作 者】赵德义;韩斌;李建刚;吴方星;阙开焱
【作者单位】山东景芝酒业股份有限公司,山东潍坊262119;山东景芝酒业股份有限公司,山东
潍坊262119;山东景芝酒业股份有限公司,山东潍坊262119;浙江中控系统工程有限公司,浙江杭州310053;浙江中控系统工程有限公司,浙江杭州310053
【正文语种】中 文
网络电视直播系统
【中图分类】TS262.3;TS261.4;TP27
白酒生产机械化和自动化一直是山东景芝酒业几代酿酒人的梦想。随着白酒工艺研究的深入、机械加工水平的提高、特别是自动化控制技术的发展,白酒生产自动化控制系统在本公司得到了多方面的运用。2012年,景酒产业园项目从四大部分进行全面自动化的推广和运用,即浓香型和芝麻香型白酒机械化酿酒设备自动化控制系统;芝麻香曲生产自动化工艺控制系统;白酒自动输送计量控制系统以及白酒酿造生产过程集中监控、能源计量信息系统。
1 白酒生产自动化的显著特点
1977年,景芝酒业在景芝白干生产线上成功设计应用了三联甑桶、装甑机、摊晾机、行车等机械设备,但是由于设备技术水平等原因,一直没有全面推广,大多数车间生产还是以手工或半机械化为主,使得生产能力受到限制,劳动强度大,生产率低;酿造的温度、微生物控制与管
理方面比较粗放;水耗和煤耗高,污水排放量大,传统的生产手段已经不能满足景芝酒业企业的发展需要。
针对景芝白干生产线机械设备手动控制,料醅比不准确的问题,多年来公司技术人员在景芝白干酿造生产机械化生产线上积极思索改进方法,在继承芝麻香酿造技术的基础上,积极探索酿造机械化生产技术并运用到芝麻香酿造车间的可行性方案。2012年,山东景芝酒业股份有限公司酒业园区项目融合现代机械化大规模生产技术和先进的自动化控制技术,酿造车间实现机械化和自动化生产,人均生产效率提高60%,减轻了劳动强度,消除了人为因素对产品质量的影响,取得了良好的效果。自动化酿造生产线相对传统工艺的生产在出酒率、优质酒率、劳动生产率、能源消耗方面有突出的表现,见表1和表2。
由表1和表2可知,自动化芝麻香车间和浓香车间的水耗、蒸汽消耗相比以前的半自动生产线和手工生产线都有明显的下降,出酒率有2%以上的提高。优级品率特别是自动化浓香车间的取优率出现明显下降,主要原因在于全自动酿造车间使用了新窖池,随着窖泥的老熟,优级品率将逐步提升。
酿酒机械化设备自动控制系统解决了困扰景芝酒业机械化酿造生产的配料难题。配料自动
控制实现了根据工艺标准自动配料、通过料位检测、设备联动和变频控制技术,当粮醅比偏离标准曲线时,自动提高或降低酒醅、粉粮下料速度,使料配比始终在标准值范围内;当料斗无物料或过满时,系统会自动启停前后工序物料输送系统。这实现了酿造车间全自动的控制,操作人员劳动生产率有了较大的提高。以下就景酒产业园区自动控制系统的实现作详细介绍。
表1 芝麻香机械化设备与半机械化生产设备产质量对比表注:2013年1～4月统计。项目 全自动生产班组 半机械化班组 与传统相比出酒率(%) 33.64 31.33 提高2.31优级品率(%) 92.60 95.40 下降2.8吨酒耗水(t) 7.7 46.2 下降38.5吨酒耗电(度)168.7 70.8 上升97.9吨酒汽耗(t)4.18 7.15 下降2.97吨酒成本 — — 降低了1808.48元,降幅 15.9 %生产效率(人均投料量kg)300 185.7 人均多投114.3 kg,生产效率提高 61.5 %
表2 浓香机械化设备与手工生产产质量对比表注:2013年1～4月统计。出酒率(%) 38.74 36.67 提高 2.07优级品率(%) 46.50 57.30 下降 10.8吨酒耗水(t) 12.18 23.43 降低11.25吨酒耗电(度)108.76 83.12 增加 25.64吨酒汽耗(t)4.31 5.95 降低1.64生产效率(人均投料量kg)250 157 提高60
2 浓香型和芝麻香型白酒机械化酿酒设备自动化控制系统
2.1 白酒机械化酿酒设备自动化控制过程
白酒机械化酿酒设备自动化控制是从原料开始一直到酒的蒸馏为止的全过程控制。自动控制过程包括了配料输送过程控制、蒸酒过程控制、蒸粮过程控制、摊晾系统控制、粮糟堆积过程控制和蒸馏过程控制。
原料经抓斗或暂存料斗运送到各物料料斗内,在输送机上完成各物料的配比后,送至三联甑蒸锅内进行蒸煮。酒蒸汽经风冷冷却器后分级流淌到班组原酒暂存罐,然后酒泵打至车间相应原酒暂存罐,蒸馏完毕后的酒糟一部分用于拌料,通过自动摊晾机实现冷却、自动配料后,用皮带输送机送至堆积培养箱进行发酵,另一部分经输送带送至酒糟车间。
以芝麻香酿造车间控制系统为例,芝麻香型白酒机械化酿造工艺流程见图1。
2.2 白酒酿酒机械化设备自动控制系统
浏阳霉素白酒机械化酿酒设备自动化控制系统依据传统浓香和芝麻香酿造工艺的要求,做到既满足工耐高温盘根
艺要求,又安全可靠、简单实用。采用集中控制与现场手动控制相结合的控制方式,实现了手动、自动无扰切换。整个设备的生产流程图及工艺设置、实时数据等在操作屏全部实时显示。
机械化酿造自控系统采用PLC自动控制系统,具有称重、温度、流量、液位自动控制及警报功能;各种原料配比由程序自动控制,系统在严格遵循芝麻香型白酒酿造工艺的基础上,实现润粮、蒸粮、入窖、出窖、蒸酒、摊晾、加曲、堆积、输送、电气控制全套工艺的自动化。
图1 芝麻香型白酒机械化酿造工艺流程图
图2 机械化酿酒设备自动控制系统网络结构
3 芝麻香曲生产自动化工艺控制系统
芝麻香曲机械化生产线由培菌系统、输送系统、蒸煮系统、仓储配料系统和自动化工艺控制系统五大部分组成。
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景芝酒业的芝麻香曲生产自动控制项目得到国家科技部创新基金无偿资助立项,以最终实现无人化操作为目标。温度传感器采用数字式传感器,并运用防干扰系统,保证信号输送准确。自动化控制系统采用PLC控制和触摸屏操作,实现了控制连续化、信息化,具备显示、控制、记录、打印功能,设置自动报警联锁控制、温度、料位现场和远程显示,确保在现场和中心控制室均能实现监视、控制系统运行情况。具体控制结构见图4、图5。
图3 芝麻香酒蒸粮系统上位机界面
图4 景芝6000 t麸曲生产线自动控制示意图
4 白酒自动输送计量控制系统
白酒自动输送计量控制系统项目,设计浓香1#车间、浓香2#车间、芝麻香酿造车间接酒酒罐的进出酒定量控制;坛库的进出酒控制;室外罐区54台酒罐的进出酒自动控制。实现了酿酒设备生产出的原酒自动输送到车间暂存罐,经评级后,启动多级输送酒泵自动输送到相应酒库或贮酒罐,整个输送过程只需在上位机上操作即可完成输送。该系统解决了人工运送的繁琐,减轻了劳动强度,节省了劳动力成本。
图5 圆盘制曲机上位机界面
4.1 优化的输送系统工艺管路设计
公司与浙江中控工艺技术人员多次交流,设计出一套符合工艺要求、灵活的输送工艺管路系统和自动控制系统。由中控总包白酒输送系统的工艺管路、自动控制系统安装项目。
酿造车间接酒罐的计量选用高精度的电子称,在上位机点击启动,系统自动将接酒罐的酒输送到工艺要求的车间暂存罐,接酒罐中的重量数据自动累加到该车间罐。
印泥盒
浓香酿造车间暂存罐进酒管路分为2条,一条是特级酒专用管路,另一条是优级酒和二级酒进料管路,通过管道阀门切换输送。车间罐的自动出酒管路为3条,分别为特级酒,优级酒和二级酒出酒管路。同时在输送泵前有压缩空气顶酒管路,确保接酒罐到车间罐之间管路无余酒。输送泵前通过自动阀门进行切换,可以实现各级别酒灵活地向坛库和室外罐输送,避免不同级别酒的混合。
芝麻香酿造车间由一根管道向坛库和室外罐输送。芝麻香坛库设计了一个进酒暂存罐,一个出酒暂存罐。出酒暂存罐放置在芝麻酒库地下一楼,坛库移动泵将以上各楼层坛中酒向下输
送至该罐,再由出酒暂存罐,通过自动阀门的切换送入室外罐区。
图6 室外罐区管路安装现场照片
4.2 白酒输送自动控制系统功能
控制系统选用浙江中控的webfield GC5控制系统,白酒自动输送计量控制系统的控制主要包括现场仪表、控制网络、控制设备、称重通讯仪表相互链接等。
系统共设4个现场操作站,通过光纤通讯使酿造车间、坛库、外罐区形成整体。系统工程师站上操作及监控多个操作站,工程师站双机备份。系统结构见图7。
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