電磁流量計廠家對測量啤酒時候要注意的相關事項有哪些講解

       目前國內有近千家啤酒企業、1500個啤酒品牌，這些企業的規（guī）模和管理千差萬別，所使用（yòng）的生產（chǎn）設備有進口的，但（dàn）較大數量是國產設備，國內的企業在自動化控製方麵的投入相比國外企業弱很多，以一個年產量位居國內前三名的啤酒品牌為（wéi）例，其中（zhōng）一個日產啤酒設計（jì）能力5000m3(年產量20多萬m3)生產基地，僅用30幾台電磁流量計（jì）(指直接用於啤（pí）酒生產工藝，不涉及其它輔助工藝)，然而其設（shè）備的技術水平與國（guó）際同行相比還存（cún）在一定的差距。例如日本麒麟（lín）啤酒橫濱工場，2000年改建完（wán）成後，年產啤酒可達50萬m3，共使用了近500台電磁流量計。從（cóng）以上數據便可以看出我國（guó）啤酒行業與國外企業自（zì）動化（huà）水平的差距（jù）有多大。
       對目前生產和日後擴大發展中所需的各類儀表，應全麵、綜合地考（kǎo）慮行業的特殊（shū）性以及（jí）不同對象儀表（biǎo）在使用、維護和生產工（gōng）藝的具體要求，正確選取（qǔ）。這是保證產品質量和儀表（biǎo）本體正確安全運行極其重要的工作內容，將對日後實際工作帶來莫大的好處（chù）。
       啤（pí）酒行業生產工藝中的物料和產品的流量計（jì）量為眾企業所重視，特別是（shì）所使用的液體流量測量儀表，與一般企業（yè）又有所不同，有其特殊的要求，例（lì）如必須避免細菌的（de）繁殖、便於頻繁清洗和承受較高溫度條件具有腐蝕性的堿水和雙氧水等的消毒，具體要求（qiú）如下:傳感器測量回路簡單，沒有阻流件和容易瀦留介質的部位；所有和介質接觸的（de）部件材料符合食（shí）品衛生的要求（qiú），諸如符合FDA(美國食品及醫藥管理局)、EHEDG(歐洲衛生設備設計（jì）組織)的要求等（děng）；與介質接觸部件能承受蒸汽、堿水和雙氧（yǎng）水清洗時溫度潰擊和（hé）腐蝕作用； ?用於灌裝工藝時要具有快速響應性（xìng）能和較（jiào）高的測量精度； ?能適應低溫(在2e左右)和潮濕的工作（zuò）環境（jìng）。在（zài）眾多液體流量儀表產品中，電磁流量計能滿足上述（shù）要求，並且其價格日（rì）益下降從而得到廣大啤酒行業用戶的認（rèn）可，從而在實際應用中占有較大的比例。
       本文（wén）結合筆者在日常工（gōng）作中所遇到的一些實例（lì），就電磁流量計在啤酒行業的選型、運行和日（rì）常維護等應用方麵的問題作一討論。 1 電磁流量計原（yuán）理 電磁流量計的（de）基本原理是法拉第電磁感（gǎn）應定律，運（yùn）動的導體在磁場中切割磁力（lì）線，在其兩端產生（shēng）感應電動勢。如（rú）圖1所示，在一內徑為D，內部磁場強度為B的非導磁性測（cè）量管內，液態的具有導電性被測介質以v的速度流動，則（zé）在與（yǔ）流動方向垂（chuí）直的方向上產生與流（liú）量成比例（lì）的感（gǎn）應電勢U，該電勢的大（dà）小（xiǎo）如下: U=BvD (1) 式中:B為磁感應強（qiáng）度，T；v為流體平均流速，m/s；D 為測量管內徑（jìng），m。 液體的體積流量為 qv= 14 PD2v(2) 十分重要和敏感（gǎn）的，準確是（shì）其首（shǒu）要（yào）指標。麥汁有一定的粘度，但對於電磁流量計的測量不（bú）存在（zài）困難，需要考慮的是工藝過程（chéng）中的消毒（dú），用在該測量點的流量計可考（kǎo）慮采用PTFE襯裏(或PFA)和不鏽（xiù）鋼（gāng）材料電極的電磁流量計，它能夠防止稀（xī）的雙氧水、堿（jiǎn）水的腐蝕，通常口徑在50~100mm之間，可根據流量和相配的工藝（yì）管道來確定流量計的口（kǒu）徑。 發酵:發酵、過濾後的清酒，將通過管路輸往下道工序)包裝，同（tóng）樣涉及到兩個（gè）部門的計量（liàng）交接，對清酒準確計量也是極其重要的，否則將引起不必要的糾紛。對流量計的要求與麥汁計量相（xiàng）似。
      高濃度稀釋:
      因生（shēng）產工藝（yì）的不同，有些啤酒（jiǔ）是通過對高濃度原汁酒進行勾（gōu）兌而生產的，這（zhè）就要求通過嚴（yán）格控製高濃度原汁酒和無菌碳（tàn）酸水的配比比例，保證其混合後的啤酒度。在每一條生產線（xiàn），需要（yào）兩台電磁（cí）流量計作配比（bǐ）流量的（de）控製，一般測量酒的流量計選取口（kǒu）徑50~100mm，測量水（shuǐ）的流量計選20~50mm，視生產規模而定，為保證儀（yí）表具有較高的測量精度，應保證流（liú）體流速（sù）在1m/s以上，使流量測量在儀表的較佳工作（zuò）範圍，同時流量計的時（shí）間（jiān）常數也應該設置小一些，一（yī）般在1~3s，以提高控製的靈敏度，保證配（pèi）比的準確度。
 灌裝:
      灌（guàn）裝的啤酒生產的後一步工（gōng）序，其中灌裝要求每瓶（píng）(罐、桶)灌（guàn）裝量的準確控製(業界標準為?10ml)。就占（zhàn）市場（chǎng）絕大多（duō）數的玻璃瓶裝啤酒來說（shuō），目前國內絕大多數生產廠家均采用等液位灌裝，這種工藝對設備製造成本低，投資少（shǎo），國內啤酒企業絕大多數采用這種方法，但存在（zài）誤差較大的問題，由於（yú）啤酒（jiǔ）瓶生產的離散性，其容（róng）積差別較大，造成終所灌裝（zhuāng）的啤酒量存在有較（jiào）大誤差。根據生產實踐（jiàn）中所掌握的情況，大可達?30ml!若為減少這種誤差，采用（yòng）專用於灌裝生產線所（suǒ）設計的批量控製電磁（cí）流量計，可有效解決這個問（wèn）題。這（zhè）類流量計具有較高的精度和快速響應的性能，能快速、準（zhǔn）確地控（kòng）製每瓶啤酒的灌裝（zhuāng）量。通常，這類（lèi）電磁流量計（jì）的口徑較（jiào）小，一般在DN2.5~DN40之間，體積小巧，具有0.3s的響應速度。
      目前，市場上已有商品提供，如Krohne的BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等。這種專用於批量控製（zhì）的電磁流量計，其小的（de）批處理能力為10ml(對於（yú）10mm口徑的儀表)，實際使用的控製（zhì）精度很高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業目前常用的灌裝設備（bèi）極少采用這種電磁流量計，隻有（yǒu）在進（jìn）口的啤酒生產線（xiàn）上看到過隨設備（bèi）進口的這類儀表，其主要原因首先是啤酒的灌裝量誤差還不會馬上影響（xiǎng）到（dào）啤酒生產；第二就是目前所使用的設備成（chéng）本低，已能滿足生產的需求。但（dàn）隨著（zhe）用PET替代玻璃瓶灌裝啤酒技術的擴（kuò）大應用，這類配備批量控製電磁流量計的設備必將取代目前的等液位灌裝設備。
      廢水處理:
      啤酒生（shēng）產過程中有一些洗瓶（píng）和刷罐所產生的廢水，根據環保角度要求，必須進行有效處理後再排放。啤酒行（háng）業這種相（xiàng）對小型的廢水處理係統已趨於成熟，中間處理過程以及排放所用的流量計可有多種選擇，諸如電磁流量（liàng）計和明渠（qú）流量計，不過（guò）從（cóng）用戶（hù）應（yīng）用的信息反饋看，選用電磁流量計是比較合適的，盡（jìn）管價格要比明（míng）渠流量計貴，但其運行時的可靠性要高一些。 上（shàng）述各種用途的電磁流量計管道連接方式（shì）多樣，如用於廢水處理工藝的電磁流量計用（yòng）法蘭連接，而其它工藝（yì）所用（yòng）流量計絕大（dà）多（duō）數也（yě）是采用（yòng）法蘭連接，但也有采（cǎi）用如食品、醫藥行業所特有的的快速連接方（fāng）式，如（rú）圖3所示。這類快速連接方式結構，通常（cháng）是用於要經（jīng）常拆卸的場所。而從國內實際使用的情況看，許多用戶在合理設計好工藝的安裝位置後，流量計一般是不會（huì）經常拆卸（xiè）的，故沒有必要在（zài）這方麵投入（rù）更多，法蘭連接方（fāng）式占的多數，而快（kuài）速（sù）連接結構有時反而存在容易滲漏的缺點，如國產的（de）扣環，幾次使用後即有可能發生變形而無法鎖緊。
      幾點應用注（zhù）意事項 
      1、操作工藝的影響和處理（lǐ） 食品行業因產（chǎn）品衛生要求，需定期用消毒介質對工藝管道(包括流量計)進（jìn）行消毒，采用的介質有熱水(85e以上)、蒸汽、堿水(50e以上)以及雙氧水等。對此我們需（xū）要注意用上述具有較高（gāo）溫度介（jiè）質（zhì）的消毒（dú）過程，這對（duì）帶有襯裏的電磁流量計具有一定危險（xiǎn）性，如果操作稍（shāo）有不慎，容易損壞儀表。 從防腐、耐溫和衛生角度考慮，電（diàn）磁流量計襯裏材料（liào）選用聚四（sì）氟乙烯(PTFE)為（wéi）廣大食品行業用戶所接受（shòu），能夠（gòu）勝任眾多苛刻的運行要求。但是，在實際的使用（yòng）中，由於在較高溫度介質和（hé）長時間（jiān）(一般在（zài）015~110h)衝洗（xǐ）下，工藝管道內的空氣發生膨（péng）脹，同時（shí）PTFE襯（chèn）裏也有所軟化。假如此時安裝（zhuāng）有流量計（jì）工藝（yì）管道上兩端（duān）閥門誤關閉，管道溫度隨著時間而下降，管（guǎn）內空氣（qì）或液體也隨之收縮產生（shēng）負壓損壞襯裏。電磁流量計襯裏對（duì）負壓承受能力與介質工藝參數有（yǒu）關，且與（yǔ）襯裏材料（liào）的特性而異。因管道內所產生的負壓作用到PTFE襯裏，襯裏不能承受而使（shǐ）之向管中（zhōng）心收縮，輕者襯裏變形（xíng），重者電極（jí）部位密封破壞甚至襯裏（lǐ）開裂，從而造成傳感器的損壞。
      在筆者的實踐中已多次（cì）遇到相似的例子，與用戶討論時一般並不認為工藝操作中會有負壓發生，但實（shí）際的（de）故（gù）障現象證明是負壓所起作用。對於這種工藝中偶然有負壓發生的情況，可選用陶瓷襯裏(導管)電磁流量（liàng）計，以避免負（fù）壓所導致的襯裏變形故障的發生，但劇烈的溫度變化對陶瓷襯裏(導（dǎo）管)是不（bú）合適的，容易發生陶瓷材料的開裂(特（tè）別是電極部位)。通常流量計生產廠家對陶（táo）瓷襯裏(導管)電磁流量計在實際使用中（zhōng）容許介質溫度的突變也（yě）是有規定的（de），如Krhone的IFM5080係列陶瓷（cí）襯裏電磁流量計（jì），其口徑為25~100mm的傳感器所容許的溫度變化速度是上升段為（wéi）每10min變化150e，下降段為每10min變化100e。然而在實際操作過程中，要按這個溫（wēn）度變化率來控製（zhì）工藝是不現實的，所以也排除陶瓷（cí）襯裏(導管)電磁流量計（jì）在這類需要高溫（wēn）消毒領域的應用可（kě）能性。 對於這種有負壓運行（háng）場合，一般情況下是在容易產生負壓的地方安裝負壓防止閥，用來避免（miǎn）發生負壓，但（dàn）因受到衛生要求的限製而無法采用。改進消毒工藝（yì）以及注意操作步驟的規範執行也能避免這些失誤，但電磁流量計良好的結構設計和襯裏材（cái）料（liào）的選取可徹（chè）底避免這種情況的發生。例如（rú），選（xuǎn）用帶不鏽鋼絲襯網的（de）氟塑料襯裏(見圖5)電磁流量計（jì）是一個很適用的方法。其結構是一成型的（de）不鏽鋼絲襯網用焊接的方法固定在（zài）測量管的內壁上，再用澆注方法加工出襯裏，成型的襯裏與鋼絲襯網形成一體，繼而和測量管內壁緊密（mì）相粘（zhān）聯，這樣就能承受負壓而保證襯裏（lǐ）不被損壞。帶絲網PFA襯裏的電（diàn）磁流量計已在先前普通PTFE襯（chèn）裏電磁流量計發（fā）生過故障的場所使用，如安徽華（huá）潤啤酒公司目前運行狀態正常。
     2、介質中氣泡的影響和處理 
除極少場所應工藝需要安裝視（shì）鏡外，實際使用的工（gōng）藝管道都是不透明（míng）的，因而無法觀察到（dào）管道內流動情況。但在許（xǔ）多的（de）場所，因工藝或介質本身的原因，所（suǒ）測液體（tǐ）常含一些（xiē）氣泡。電磁流量計屬於速（sù）度型的測（cè）量方式，氣泡在管道圓截（jié）麵中所占據的麵積百分（fèn）率，幾乎就等同於氣泡對流量（liàng）測量的影響量。此外由於氣泡經 過電極表麵存在一個摩擦過程，由此會產生尖峰脈衝幹擾電勢，其值遠大於正常的流量信號。
通（tōng）常電磁流量轉換器無（wú）法有效（xiào）地處（chù）理如此（cǐ）的（de）幹擾，輕者導（dǎo）致測量值不穩定，情況嚴重時儀表根（gēn）本無法工作。在一些缺乏經驗（yàn）的用戶僅從測量的要求出發，對電磁流量計的安裝位置沒有考慮防止氣泡等工（gōng）藝上的特（tè）點，容易發生一些運行方麵的問題。
     例如有一啤酒廠，用電磁流量計對麥汁進行（háng）計量，電磁流量計安裝在麥汁的冷卻器後，投用（yòng）後反映出麥汁測量值（zhí）偏大，而終獲得的啤酒產量又偏小，導致生產工藝前後工段交接的計量糾紛。經過（guò）現場的查勘，發現安裝測量麥汁的流量計位置前有一（yī）個氣（qì）體（tǐ）注（zhù）入口，其目（mù）的是增加發酵所需的含氧量，此時通過流量計的（de）流體是麥汁（zhī）和氣體的（de）混合物，很明顯其測量的結果是要偏（piān）大的，顯示的瞬時（shí）流量值（zhí）極不穩定，上下波動極快，無法看清流（liú）量計顯示屏上的瞬時流量值，因該用戶僅對終的累（lèi）計總量（liàng）感興趣，沒有注意到（dào）瞬（shùn）時流量的異常波動（dòng）。在將氣體注入口移到電磁流量計下遊後，計量趨於（yú）正常，消除了交接糾紛，啤酒產量和麥汁消耗量之比符合了工藝指標。
    3、 防止凝露導致（zhì）的絕緣（yuán）下降
    啤酒生產工藝（yì）過程中大部分時間介質處於較低溫（wēn）度，如啤酒在灌裝時其溫度常低於室溫，在2e左右，此時工藝管道與空氣接（jiē）觸的部位很容易產生冷凝水。另（lìng）外，由（yóu）於特定（dìng）的生產要求，許多生產車（chē）間一（yī）直處於極其潮濕的環境。在這種比較嚴酷的條（tiáo）件下，如果流量計外殼的密封不良，諸如接線盒，以及一些非焊接（jiē）氣密級密封結構的外殼，天長日久冷凝水容易積（jī）聚在電磁流量傳感器的接線盒中、或透過密封（fēng）不良的結合（hé）麵滲入流量計殼體中。由於電磁流量傳感器的流量信號極（jí）其微弱(通常是（shì）幾個mV)，凝露水電阻的存在，直接的後果是導致電（diàn）磁流量轉換器輸入（rù）回路阻抗下降，衰減了欲輸往放大器的流量信號；或（huò）者是破壞勵磁回路和信（xìn）號回路的絕緣，將（jiāng）高到幾十V的勵磁電壓引入到低電勢的信號回路（lù）中，造成流量計的嚴重故障。此時正確的方（fāng）法應該是選用（yòng）分體式、具有IP67或IP68防護等級的電磁流（liú）量（liàng）計，由（yóu）於這種（zhǒng）防（fáng）護等級的傳感器是完全（quán）密封，無論環境（jìng）如何惡劣，電磁流量計將不（bú）會再有產生冷凝水之憂慮。若在現場已經安裝普（pǔ）通防護型儀表（biǎo），為避免可能產生的後遺症，則（zé）可在接線盒中灌注絕緣材料，如變壓器（qì）油、中性的矽膠以及一（yī）些現場可固化的聚氨酯橡膠，也不失為一種比較有效的補救措施。
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