Projeto de matriz de válvulas de gás para fermentação de cerveja

Com o desenvolvimento da automação industrial, é uma tendência geral para a automação de produção de cerveja para substituir a operação manual. Este artigo combina as necessidades reais do processo de fermentação de uma cervejaria e projeta uma matriz de válvula de gás de fermentação para substituir a matriz de tubos de gás tradicional, fornecendo uma referência para as indústrias relacionadas.

1. Linha de tubo de gás de fermentação tradicional

O arranjo tradicional de tubo de gás de fermentação é equipado com tubo de suprimento de líquido CIP, tubo de ar comprimido, tubo de suprimento de gás de CO2, tubo de recuperação de CO2, tubo de descarga de gases de escape e tubo de conexão com tampa do tanque. Cada tanque de fermentação é equipado com uma válvula reguladora de pressão e cada tubo de gás corresponde a uma válvula manual, que é realizada pela comutação manual.

Desde o momento em que o mosto entra no tanque até o momento em que o tanque de fermentação é limpo, é necessário alternar manualmente o interruptor muitas vezes e definir o valor de pressão da válvula de regulação da pressão. Isso aumenta a intensidade do trabalho das operações no local e também é propenso a erros operacionais. Por exemplo, o ar comprimido que entra no pipeline de recuperação de CO2 leva à pureza insuficiente do CO2 recuperado, e o ar comprimido que entra no tanque de armazenamento de líquido de fermentação maduro leva a altos problemas de qualidade de oxigênio dissolvido. Por esse motivo, é necessário solidificar o fluxo de trabalho por meio de operações automatizadas e introduzir válvulas automatizadas para substituir as operações manuais.

2. Seleção da válvula

As válvulas automatizadas incluem válvulas de borboleta pneumática, válvulas anti-mistura, válvulas de parada pneumática, válvulas de regulação pneumática, etc. Considerando que os tubos de gás precisam alternar operações de tubulação, válvulas de borboleta pneumática e válvulas anti-mistura geralmente são selecionadas. Em termos de seleção de válvulas anti-mistura, é necessário fazer subdivisões e seleções com base nos requisitos de pressão das condições de trabalho do tubo de gás. Geralmente, para oleodutos com grandes diâmetros, altas pressões e propensos a martelo de água, válvulas anti-misturações de sela dupla (referidas como válvulas anti-misturações de dupla assemble) podem ser selecionadas, enquanto para os pipelines com pequenos diâmetros e baixas pressões, válvulas anti-mixagem de sede único.

3. Projeto de matriz de válvula de tubo de gás

O sistema de matriz de válvulas é uma matriz de válvula composta por várias válvulas e tubulações. Ao controlar os interruptores de entrada e saída das válvulas, a conversão de transmitir materiais diferentes e outras funções especiais pode ser alcançada.

Comparado com a matriz de tubos de gás manual tradicional, esse design usa uma matriz de válvulas para obter operação automatizada e otimiza a configuração do gasoduto na área de fermentação em combinação com os requisitos reais de processo. Por um lado, uma vez que o ar comprimido é usado pela primeira vez para substituir o CO2 no tanque de fermentação antes da lavagem dos álcalis e, em seguida, o corpo do tanque é limpo, o tubo de suprimento de ar comprimido pode compartilhar o mesmo pipeline com o tubo de suprimento de líquido CIP; Por outro lado, uma vez que os requisitos de pressão nos estágios médio e tardio da fermentação são mais altos do que os dos estágios iniciais da fermentação, dois tubulações de recuperação de CO2 com diferentes condições de trabalho podem ser configurados para equilibrar a pressão no tanque de fermentação, além de economizar o custo da válvula de regulação da pressão. A Tabela 2 mostra a configuração da matriz de tubos de gás de fermentação.

Tabela 2 Configuração de arranjo de tubo de gás de fermentação

Como o tanque de fermentação é limpo por arruela de tanque, o requisito de pressão do tubo de suprimento de líquido CIP é relativamente alto, enquanto o tubo de gás é usado para o transporte de gás no processo de fermentação e a pressão de trabalho é relativamente baixa. Portanto, o tubo de suprimento de líquido adota válvula anti-mistura de dois lugares. O tubo de gás adota a válvula anti-mistura de assento único para reduzir custos. O tubo de suprimento de líquido CIP é conectado à câmara da válvula inferior da válvula anti-mix de revestimento duplo e a parte superior do tanque de conexão é conectada à câmara da válvula superior da válvula anti-mix de assento duplo. Durante a limpeza, o líquido de limpeza flui da câmara da válvula inferior para a câmara da válvula superior. No final da limpeza, a válvula anti-mix está 'FLOWFLOW FECHADO ' para evitar o martelo de água.

Da mesma forma, na conexão entre o tubo de ar comprimido e o tubo de suprimento de líquido CIP, o ar comprimido deve ser projetado para fornecer ar da cavidade da válvula inferior à cavidade da válvula superior, caso contrário, o fechamento 'a jusante ' é propenso a martelo de ar. Nesse momento, o tubo de suprimento de líquido CIP deve ser conectado à cavidade da válvula superior da válvula anti-mistura de dois lugares, e o tubo de ar comprimido deve ser conectado à cavidade da válvula inferior da válvula dupla anti-mix.

Em termos de conexão com o tubo de conexão do tanque com outros pipelines de gás, a parte superior do tanque de conexão é conectada à parte superior da válvula anti-mistura de assento único e a linha do tubo de gás é conectada à parte inferior da válvula anti-mistura de assento único.

Finalmente, considerando que o líquido de limpeza permanecerá na parte superior do tanque de conexão depois que o tanque de fermentação é limpo, uma chave de detecção de nível de líquido pode ser configurada na posição baixa da tubulação para controlar automaticamente o estado da chave da válvula de descarga. O interruptor de detecção de nível de líquido também possui uma função de proteção de vazamento: se o gasoduto precisar ser CIP regularmente, considerando o impacto do martelo de água em casos extremos, a válvula anti-mistura de assento único é elevada e o líquido CIP é misturado no tubo superior do tanque superior. Nesse momento, o interruptor de detecção de nível de líquido na posição baixa da tubulação pode controlar a válvula de descarga para abrir para impedir que o líquido CIP entre no corpo do tanque.