气体混合装置用于校准氧传感器以监测啤酒质量

正如大多数碳酸酒精饮料终端用户所知,水、大麦、啤酒花和酵母是制作啤酒的主要成分。在啤酒酿造过程中,加入空气是发酵步骤之一以再生酵母细胞。该步骤下几乎所有来自空气的氧气被消耗,并且在后续步骤中剩余氧气水平应该尽可能低以避免氧化来获得高质量的啤酒。为了确保啤酒的保质期和口感,后续步骤必须连续且准确地监测氧含量。

应用要求

除了氧气(O2),气体如氮气(N2)和二氧化碳(CO2)也存在于啤酒酿造液体中-溶解或不溶解。因此,为了校准必须准确确定氧气水平的传感器,必须考虑这些其他气体的影响。为此,必须将各种气体(氧气、氮气、二氧化碳以及空气)组合并将其供应给氧气传感器。

工艺流程

Clerici工程公司生产的气体混合装置由两个紧凑的不锈钢箱组成,气体混合箱以及带触摸显示屏的控制箱,两者通过信号线相互连接。Bronkhorst提供六个热式质量流量控制器(EL-FLOW Select 系列),作为六条气体供应管线的一部分,旨在混合所提供的干燥气体(氧气、氮气、二氧化碳、空气)以获得特定的所需成分。

六个质量流量控制器中两个量程范围是0.06 - 3 ln/min,两个是0.006 - 0.3 ln/min,还有两个量程范围是0.0006 - 0.03 ln/min。每个质量流量控制器通过空气校准,附带氧气、氮气和二氧化碳额外曲线。除了能够非常精确地提供小流量气流外,还具有高灵活性特点,因为每个设备都能够处理多种气体和量程,需要设置的设备大大减少。

在实际应用中,气体由气体总管供应。通过控制箱的触摸显示器设置气体成分。气体进入气体混合箱,通过质量流量控制器,该质量流量控制器分为两组,每组三个装置以获得高精度,并在混合室中组合。在混合室的下游和气体混合箱的外部,安装待校准的氧传感器。校准测试的持续时间是数天到数周。测试期间,记录和分析曲线特征。
 
目前的设置是原始气体混合装置改进的。最初,设置由四条线组成,两条额外线的改进带来更高的准确度(更好的分辨率,高达小数点后三位数)和更好的灵活性(更多的混合选项)。六线对比四线系统,不提供额外的其他气体,但是新增不同的流量范围。这意味着可以在典型(更低或更高)的流量范围内获得更高的精度。

除了高精度之外,校准设置也非常灵活,可以编程多达27种不同的气体成分。控制箱内置西门子可编辑逻辑控制器(PLC),通过触摸屏操作,产生气体混合物。对于组合物已经在PLC中编辑的那些,客户可以简单按下按钮开始使用第一气体组合物进行校准。


用于(数据)通信的Profibus协议增强了设置中所有仪器的控制灵活性,使用简便。Profibus还允许读取温度和其他参数,例如设定值和流量的测量值。此外,测量数据通过USB从西门子PLC传输到客户端的个人计算机,使用excle记录、跟踪和分析这些数据。


26-04-2019
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