電磁流量計（jì）廠家對測量啤酒時候要（yào）注（zhù）意的相關事（shì）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（hé）管理（lǐ）千差萬別，所使用的生產設備有進口的，但較大數量是國產設備，國內的（de）企業在自動化控製方麵的投（tóu）入相比國外企（qǐ）業弱很多，以一個年產量位（wèi）居國內前三名的啤酒品牌為（wéi）例，其中一個（gè）日產啤酒設計能力5000m3(年產量20多萬m3)生產基地，僅用30幾台電磁流量計(指（zhǐ）直接用於啤酒生產工藝，不涉及其它輔（fǔ）助（zhù）工藝)，然而其設備的技術水平與國際同行相比還存在一定的差距（jù）。例如日本麒麟啤酒橫濱（bīn）工場，2000年改建完成後，年產啤酒可達50萬m3，共使（shǐ）用了近500台電磁流量計（jì）。從以上數據便可以看出我國啤酒行業與國外企業自動化水平的（de）差距（jù）有（yǒu）多大。
       對目前生產和日後擴大發展中（zhōng）所需的各類儀表，應全麵、綜合地考（kǎo）慮行業的特殊性以及不同對象儀表（biǎo）在使用、維護和生（shēng）產工藝的具體要求，正確選取。這是保（bǎo）證產品質量和儀表本體正確安全運行極其重要的工作內容，將對日（rì）後實際工作帶來莫大的好處。
       啤酒（jiǔ）行業生產工藝中的物料和產品的流量計量為眾企業（yè）所重視，特別是所（suǒ）使用的液體流量測量儀表（biǎo），與一般企業又有所不同（tóng），有其（qí）特殊的要求，例如必須避免細菌（jun1）的繁殖、便於頻（pín）繁（fán）清洗和承受較高溫度條件具有（yǒu）腐蝕性的堿水和雙氧水等的消毒，具體要求如下: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）部件材料符合食品（pǐn）衛生的要求，諸如符合FDA(美國食品及醫藥管理（lǐ）局)、EHEDG(歐（ōu）洲（zhōu）衛生設（shè）備設計組織)的（de）要求（qiú）等；與介質接觸部件能承受蒸汽、堿水和雙（shuāng）氧水清（qīng）洗（xǐ）時溫度潰擊和腐蝕作用； ?用（yòng）於（yú）灌裝工藝時要具有快速響應性能和較高的測（cè）量精度； ?能（néng）適應低溫(在2e左右)和（hé）潮（cháo）濕的工作環境。在眾多液體流（liú）量儀表（biǎo）產品中，電磁（cí）流（liú）量計能滿足上述要求，並且其價格日益下降從而得到廣大啤酒行業用戶的認可，從而在實際（jì）應用中占（zhàn）有較（jiào）大的比例。
       本文結合筆者（zhě）在（zài）日常工作中所遇到的（de）一（yī）些實例，就電磁流量計在啤酒行業（yè）的選型、運行和日常維護等（děng）應用方麵的問題（tí）作一討（tǎo）論。 1 電磁流量計原理（lǐ） 電磁流量計的（de）基本（běn）原理是法（fǎ）拉第（dì）電磁感應定律，運（yùn）動的導（dǎo）體在磁場中切割磁（cí）力線，在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示，在（zài）一內徑為D，內部磁場強度為B的非導磁性測量管內，液態的具有導電性被測（cè）介質以v的（de）速度流動，則（zé）在與流動方向垂直的方向上產生（shēng）與流量成比例的感應電勢U，該電勢的大小如下（xià）: U=BvD (1) 式中:B為（wéi）磁感（gǎn）應強（qiáng）度，T；v為（wéi）流體（tǐ）平均流速，m/s；D 為測量管內徑，m。 液體的體積流量為 qv= 14 PD2v(2) 十分（fèn）重要和敏感的，準確是其首要指標。麥汁有一定的粘度，但對於電（diàn）磁流量（liàng）計的測（cè）量不存在困難，需要考慮的是工藝過程中的消毒，用在該測量點的（de）流量計可考慮采用PTFE襯裏(或PFA)和不鏽鋼材料電極的電磁流量（liàng）計，它能夠防止稀的雙氧水、堿水的腐蝕，通常口徑（jìng）在50~100mm之間，可根據流量和相（xiàng）配的工藝管道來確定流（liú）量（liàng）計的口徑。 發酵:發酵、過濾後的清酒，將通過管（guǎn）路輸往下道工序)包裝，同（tóng）樣涉及到兩個部門的計量交接，對清酒準確計量也是極其重要的，否則將（jiāng）引起（qǐ）不必要的糾紛。對流量（liàng）計的要求與麥（mài）汁計量相似（sì）。
      高濃度稀釋（shì）:
      因生產工藝的不同，有些啤（pí）酒（jiǔ）是通過對高濃度原汁（zhī）酒進行勾兌而生產的，這就要求通過（guò）嚴格控（kòng）製高濃度原汁酒和無菌碳酸水的配比比例，保證其混合後的啤酒度。在每（měi）一（yī）條生（shēng）產線，需要兩台電（diàn）磁流量計作配比流量的控製，一般測量酒的（de）流量計選取口徑50~100mm，測量水的流量計選20~50mm，視（shì）生產（chǎn）規模而定，為保證儀表具有較（jiào）高的測量精度，應保（bǎo）證流體流速（sù）在1m/s以上，使流量測量（liàng）在儀（yí）表的較佳工作範圍，同時流量計的時間常數也應（yīng）該設置小一些，一般在1~3s，以提高（gāo）控製（zhì）的靈敏度，保證配（pèi）比的準確度。
 灌裝:
      灌裝的（de）啤酒生（shēng）產的後一步工序，其中（zhōng）灌裝要求每瓶(罐、桶)灌裝量的（de）準確控製(業界標準為（wéi）?10ml)。就占市場絕大多數的玻璃瓶裝啤酒來說，目前國內絕大多數生產廠家均采（cǎi）用等液位灌裝，這種工藝對設備製造成（chéng）本低，投資少，國內啤酒企業絕大多數采用這種方法，但存在誤差較大的問題，由於啤（pí）酒瓶生產的（de）離散（sàn）性，其容（róng）積差別較大（dà），造成終（zhōng）所灌（guàn）裝的啤酒量存在有較大誤差。根據生產實（shí）踐中所掌握的情況，大可達?30ml!若為減（jiǎn）少這種誤差，采用專用於灌裝生產線所（suǒ）設計（jì）的批量控製電磁（cí）流量（liàng）計，可有效解決這個問題。這類（lèi）流量計具有較高的精度和快（kuài）速響應的性能，能（néng）快速、準確地控製每瓶啤酒的灌裝量。通常，這類電磁流量計的口徑較小，一般在DN2.5~DN40之間，體積小巧，具有0.3s的（de）響應速度（dù）。
      目前，市場上已有商品提（tí）供，如（rú）Krohne的BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等。這種（zhǒng）專用於批量（liàng）控製的電磁流量（liàng）計，其小的批處（chù）理能力為10ml(對於10mm口徑的儀表)，實（shí）際使用的控製精度很高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業目前常用的灌裝設（shè）備極少采（cǎi）用這種（zhǒng）電磁流（liú）量計，隻有在進口（kǒu）的啤酒生產線上看到過隨設（shè）備進口的這類儀表，其主要原因首先是啤酒的灌裝量誤差還不會馬上影響到啤酒生產；第二就是目前（qián）所使用的設備成本低，已能滿足生產的（de）需求。但隨著用PET替代（dài）玻（bō）璃瓶灌裝啤酒技術的擴大應用（yòng），這類配備批量控製電磁流量（liàng）計的設備必將取（qǔ）代目前的等液位灌裝設備。
      廢水處（chù）理:
      啤酒生（shēng）產過程中有一（yī）些洗瓶和刷罐所產生（shēng）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（jì）可有多種選擇，諸如電磁流量（liàng）計和明渠流（liú）量計，不過從用戶（hù）應用的信（xìn）息反饋看，選用電（diàn）磁流量（liàng）計是比較合適（shì）的，盡管價（jià）格要（yào）比明渠流（liú）量計貴，但（dàn）其運行時的可（kě）靠性（xìng）要高一些（xiē）。 上述各種（zhǒng）用（yòng）途的電磁流量計管道連接（jiē）方式多樣（yàng），如（rú）用於（yú）廢水（shuǐ）處理工藝的電磁流量計用（yòng）法蘭連接，而其它工藝所（suǒ）用流量計（jì）絕大（dà）多數（shù）也是采用法蘭連接，但也有采用（yòng）如食品、醫藥（yào）行業所特有的的快速連接方式，如圖3所示。這類快速連接方式結構（gòu），通常是用於要經常拆（chāi）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（wèi）置後，流量計一般是不會經常拆卸的（de），故沒有必要在這方麵投入更多，法蘭連接方式占的多數，而快速連接結構有時反而存在容易滲漏的缺點，如國產的扣環，幾次使（shǐ）用後即有可能發生變（biàn）形而無法鎖緊。
      幾點應用注意事項 
      1、操（cāo）作工藝的影（yǐng）響和處理 食品行業因產品衛生要求，需定期用（yòng）消毒介質對工藝管道(包括流量計)進行消毒，采用的介質有熱水(85e以上)、蒸汽、堿水(50e以上)以及雙氧（yǎng）水等（děng）。對（duì）此我（wǒ）們需要注意用上述具有較（jiào）高溫度介質的消毒過程，這對帶有襯裏的電磁流量計具有一定危險性，如果操作稍（shāo）有不慎，容易（yì）損（sǔn）壞（huài）儀表。 從防（fáng）腐、耐溫和（hé）衛生角度考慮，電磁流量計襯裏材料選用聚四氟乙烯(PTFE)為（wéi）廣（guǎng）大食品行業用戶所接受，能夠勝任眾多（duō）苛刻的運行要求。但是，在實際的（de）使用中，由於（yú）在（zài）較高溫度介質和長（zhǎng）時間(一般在（zài）015~110h)衝洗下，工藝管道內的空氣（qì）發生膨脹（zhàng），同時PTFE襯裏也有所軟化。假如此時安（ān）裝有流量計工藝管道上兩（liǎng）端閥門誤關（guān）閉，管道（dào）溫度（dù）隨著（zhe）時間（jiān）而下降（jiàng），管內空氣或液（yè）體（tǐ）也隨之收縮產生負（fù）壓損壞襯裏。電磁流量計襯裏對負壓承受能（néng）力與（yǔ）介質工藝參數有關，且與襯裏（lǐ）材料的特性而（ér）異。因管道（dào）內（nèi）所產生的負壓（yā）作用到PTFE襯裏（lǐ），襯裏不能承受而使之向管中心（xīn）收縮，輕者襯裏變形，重者電極部位密封破壞甚（shèn）至襯裏開裂（liè），從而造成傳感器的損壞。
      在（zài）筆者的實踐中已多次遇到相似的例子，與用戶討論（lùn）時一般並不認為工藝操作中會有負壓發生，但實際的故障現象證明是（shì）負壓所起作用。對於這種工藝中偶（ǒu）然有負壓發生的情況，可選用陶（táo）瓷襯裏(導（dǎo）管)電磁流量計，以（yǐ）避免負（fù）壓（yā）所導致的襯裏變形故障的發生，但劇烈的（de）溫度變化對陶瓷襯裏(導管)是不合適的（de），容（róng）易發生陶瓷材料的開裂(特別是（shì）電極部（bù）位)。通（tōng）常流量計生產（chǎn）廠家對陶瓷襯裏(導管)電磁流量計在實際使用中容許介（jiè）質溫度的突變也是有規定的，如Krhone的IFM5080係列陶瓷襯裏電（diàn）磁流量計，其口徑為25~100mm的傳感（gǎn）器所容許的溫度變化速度是上升段為每10min變化150e，下降段為每（měi）10min變化100e。然而在實際操作過程中，要按這（zhè）個溫度變化率來控製工藝是不現實的，所以也排除陶瓷襯裏(導管（guǎn）)電（diàn）磁流（liú）量計在這類需（xū）要高溫消毒領域的（de）應用可能（néng）性。 對於這種（zhǒng）有負壓運行場合，一般情況下是在容易（yì）產生（shēng）負壓的地方安裝負壓防止閥（fá），用來避免發生負壓，但因受到（dào）衛生要求的限（xiàn）製而無法采用。改進消毒工藝以及注意操作步驟的規範執行也能避免這些失誤（wù），但電磁流量計良好的結構設計和襯裏材料的選取可徹底避免這種情況的發生。例如，選用（yòng）帶不鏽鋼絲襯網的氟塑料襯裏(見圖5)電磁流（liú）量計是一個很適用（yòng）的（de）方法。其結構是一成型的不鏽鋼絲襯網用焊接的方法固定在測量管的內壁上（shàng），再用澆注方（fāng）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相粘聯，這樣就能承（chéng）受負壓而保證襯裏不被損壞。帶絲網PFA襯裏的電磁流量計已在（zài）先前普通PTFE襯裏電（diàn）磁流量計（jì）發生過故障的場所使用，如安徽華潤（rùn）啤酒公司目前運行狀態正常。
     2、介質中氣泡的影響（xiǎng）和處理 
除極少場所應工藝需要安裝視鏡外，實際使用的（de）工藝管道都是不透明的，因而無法觀察到管道內流動情況。但在許多的場（chǎng）所，因工藝或（huò）介質本身的原因，所測液體常含一些氣泡。電磁流量計屬於速度型的測量方式（shì），氣泡在管道圓截麵中所占據的麵積百（bǎi）分率，幾乎就（jiù）等同於氣（qì）泡對流量測量的影響量。此外由於氣泡經 過電極表麵存在一個摩擦過程（chéng），由此會產生尖峰（fēng）脈衝幹擾電勢，其（qí）值遠大於正常的流（liú）量信號（hào）。
通常電磁流（liú）量轉（zhuǎn）換器無法有效地處理如此的幹擾，輕者導致測量值不穩（wěn）定，情（qíng）況嚴重時儀表根本無法工作。在一些缺乏經驗的用戶僅從測量的要求出發，對電（diàn）磁流量計的安裝位置沒有考慮（lǜ）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（jì）對麥汁進行計量（liàng），電磁流量計安裝在（zài）麥汁（zhī）的冷卻器後，投用後反映（yìng）出麥汁測量值偏大，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（jì）量糾（jiū）紛。經過現（xiàn）場（chǎng）的查勘，發現安裝測量麥汁的流量計（jì）位置前有一個氣體注入口，其目的是增加發酵所需的（de）含氧量，此時通過流量計的流體是麥汁和氣體的混合（hé）物，很明顯其測量的結果是（shì）要偏大的，顯示的瞬時流量值極不穩定，上下波動極（jí）快（kuài），無法看清流量計顯示屏（píng）上的瞬時流量（liàng）值，因該用（yòng）戶僅對終的累計總量感興趣，沒有注意到瞬時流量的異常波動。在將氣體注入口移到電磁流量（liàng）計下遊後（hòu），計量趨（qū）於正常，消除了（le）交接糾紛，啤酒產量和麥汁消耗量之比符合了工藝指標。
    3、 防止凝露導致的絕緣（yuán）下降
    啤酒生產工藝過程中大部分時間介質處於較（jiào）低（dī）溫度，如啤酒在灌裝時其溫度常低於室溫，在2e左右，此（cǐ）時工藝管道與空氣接觸的部位很容易產生冷凝水。另外，由於特定的生產要求，許多生產車間一直處於極其潮濕的環境。在這種比較嚴酷的（de）條件下，如果流量計外殼的密封不良，諸如接（jiē）線盒，以（yǐ）及一些非（fēi）焊接氣密級密封結構的外殼，天長日久冷凝水容易積聚在電（diàn）磁流量傳（chuán）感器的接線盒中、或透過密封不良的結合麵滲入流量（liàng）計殼體中。由於電磁流量傳感器的流量信號極其微弱(通常是幾個mV)，凝露水電阻的（de）存在，直接的後果是導致電磁流（liú）量轉換器輸入回路阻抗下降，衰減了欲輸往（wǎng）放大器的流量信號；或者是破壞（huài）勵磁回路和信號回路的絕緣，將高到幾（jǐ）十V的（de）勵磁電壓引入到（dào）低電勢的信號回路中，造成流量計的嚴重故障。此時正確（què）的方法（fǎ）應該是選用分體式、具有IP67或IP68防護等級的電磁流量計，由（yóu）於這種防護等級的傳感器是完全密封，無論（lùn）環境如何惡劣，電磁流（liú）量計將不會再有產生（shēng）冷凝水之憂慮。若（ruò）在現場已經安裝普通防護型儀表，為避（bì）免可能產生的後遺症，則可在接線盒中灌注絕（jué）緣材料，如變（biàn）壓器油、中性的矽膠以及一些現場可固化的聚（jù）氨酯橡膠，也不失為一種比較有效的補救措施。
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