電磁流量計廠家對測量啤酒時候要注意的相關事項有哪（nǎ）些講解（jiě）

       目前國內有近千家啤酒企業、1500個啤酒品牌，這些企業的（de）規模和管理千差萬別，所使用的生產設備有進口的，但較大數量是國產設備，國內的企業在自動化控製方麵的投入相比國外企（qǐ）業弱很多，以一個年產量位居國內前三名（míng）的啤（pí）酒品牌為例，其中一個日產（chǎn）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（jì）(指直接用於啤酒（jiǔ）生產工藝，不涉及其它輔助工藝)，然而其設（shè）備的技（jì）術水平與國（guó）際同行相比還存在一定的差（chà）距。例如日本麒麟啤（pí）酒橫濱工（gōng）場，2000年（nián）改建完成後，年產啤酒可達50萬m3，共使用了近500台電磁流量計。從以上數據便可以看出我國啤酒行（háng）業與國外企業自動（dòng）化水（shuǐ）平的差距有多大。
       對目前生（shēng）產和日後（hòu）擴大發展（zhǎn）中所需的各類儀表，應全麵、綜合地（dì）考（kǎo）慮行業的（de）特殊性以及不同對象（xiàng）儀表在使用、維護和生產工藝的具體要求，正確選取。這是保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。
       啤酒行業生產工（gōng）藝中的物料（liào）和產品的流量計量為眾企業所重視，特別是所使用的液體流量測量儀表，與一般企（qǐ）業（yè）又有所不（bú）同，有（yǒu）其特殊的要求，例如必須避免細菌（jun1）的繁殖、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（dú），具體要求如下（xià）:傳感器測量回路簡單，沒有阻流件和容易瀦留介質的部（bù）位；所有和介質接觸的部件材料符合食（shí）品衛生的要（yào）求，諸（zhū）如（rú）符合FDA(美（měi）國食品及醫藥管理（lǐ）局)、EHEDG(歐洲（zhōu）衛生設備設計（jì）組織)的要求等；與介質接觸部件（jiàn）能承受蒸汽、堿水和雙氧水清（qīng）洗時溫度潰擊和腐（fǔ）蝕（shí）作用； ?用於灌裝工藝時要具有快速響應（yīng）性（xìng）能和較高的測量精度； ?能適應低溫(在2e左右)和（hé）潮濕的工作環（huán）境。在眾多液體流量儀表產品中（zhōng），電（diàn）磁流量計能滿足上述要求（qiú），並且其價格日益下降從而得到廣大啤酒行業用戶的認可，從而在實際應用中占有（yǒu）較（jiào）大的比例。
       本文結合筆者在日常工作中（zhōng）所遇到的（de）一（yī）些實例，就電磁流量計在啤酒行業的選型、運行和日常維護等應用方麵的問題作一討論。 1 電（diàn）磁流量計原理 電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應定律，運動的導體在磁場中切割磁力線，在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示，在一內徑為D，內部磁場強度為B的非導磁性測量管內，液（yè）態（tài）的具有導電性被測介質（zhì）以v的速度流動，則在與流動（dòng）方向垂直的方向上產生與流（liú）量成比例的感應電勢U，該電（diàn）勢的大（dà）小如下（xià）: 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，m。 液體（tǐ）的體積流量（liàng）為 qv= 14 PD2v(2) 十分重要和敏感的，準確是其首要指標。麥汁有一定的粘度，但對於電磁（cí）流量計的測量不存在困難，需要（yào）考慮的是（shì）工藝過程中的消（xiāo）毒，用在該測量點的流量（liàng）計可考慮采用PTFE襯裏(或（huò）PFA)和不鏽鋼材料電極的電磁流量計，它能夠防止稀的雙氧水（shuǐ）、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（guǎn）路輸往下道工（gōng）序)包裝，同樣涉及到兩個部門（mén）的計量交（jiāo）接，對（duì）清酒準確（què）計量也是極（jí）其重要的，否則將引起不必要（yào）的糾紛。對流量計的要求與（yǔ）麥汁計量相似。
      高濃度稀釋:
      因生產（chǎn）工藝的不同，有些啤酒是通過對高濃度原汁酒進行勾兌而生產的，這就要求通過嚴格控（kòng）製高濃度原汁酒（jiǔ）和無菌碳酸水的配（pèi）比比例，保證其混合後的啤（pí）酒度。在每（měi）一條生產線，需要兩台電磁流量計作配比流量的控（kòng）製，一般測量酒的流量計選取口徑50~100mm，測量水的流（liú）量計選20~50mm，視（shì）生產規模而定，為（wéi）保證儀表具有較高的（de）測量精（jīng）度，應保證（zhèng）流體流速在1m/s以上，使流量測量在儀表的（de）較佳工作範圍，同時流量（liàng）計的時間常數也應該設置小一些，一般在（zài）1~3s，以提高（gāo）控製的靈敏度，保（bǎo）證配比的準確度。
 灌裝:
      灌裝的啤酒生產的後一步工序，其中灌裝要求每瓶(罐、桶)灌（guàn）裝量的準確控製(業界標準為?10ml)。就占（zhàn）市場絕大多數（shù）的玻璃瓶裝啤酒來說，目前國內絕大多數生產廠家均采用（yòng）等液位灌裝，這種（zhǒng）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（yóu）於啤酒瓶生產的離散性，其容積差別較（jiào）大，造成終所灌裝的啤酒量存在有較大誤差。根據生產實踐中所（suǒ）掌握的情況，大可達（dá）?30ml!若為減少這種誤差，采用專用於灌（guàn）裝生產線所（suǒ）設計（jì）的（de）批量控（kòng）製電磁（cí）流量計，可有效（xiào）解決這（zhè）個問（wèn）題。這類流量計具有較（jiào）高的精度和快（kuài）速響應（yīng）的性（xìng）能，能快速、準確地控製每瓶啤酒的（de）灌裝量。通常，這類電磁流量（liàng）計（jì）的口徑較小，一般在（zài）DN2.5~DN40之間（jiān），體積小巧（qiǎo），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（yòng）於批量控製的電磁流量計，其小（xiǎo）的批處理能力為10ml(對於10mm口徑的儀表)，實際使用的控製精度（dù）很高(可（kě）達（dá）?0.2%)。但目前（qián）國內啤酒企業目前常用的灌裝設備極少采用這種（zhǒng）電（diàn）磁流量計，隻有在進口的啤酒生產線上看到過隨設備進口的這類儀（yí）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（mù）前所使用的設備成本低，已能滿足生（shēng）產的需求。但隨著用PET替代玻璃瓶灌裝啤酒技術的擴大應（yīng）用（yòng），這類配備（bèi）批量控製電（diàn）磁流量計的設備（bèi）必將取代目前的等液位灌裝設備。
      廢水處理:
      啤酒（jiǔ）生產過（guò）程中有（yǒu）一些洗瓶和（hé）刷罐（guàn）所產生的廢水，根據環（huán）保角度要求，必須進行有效處理後再排放。啤酒行業這種相（xiàng）對小型的廢水處理係統已趨（qū）於成熟，中（zhōng）間處理過程以及排放（fàng）所用的流量計可有多種選擇，諸（zhū）如（rú）電磁（cí）流（liú）量計和明渠流量計，不過從用戶應用的信息反饋看，選用電磁流量（liàng）計是比較合適（shì）的，盡（jìn）管（guǎn）價格要比明渠（qú）流量計貴，但其運行時的可靠性要高一些。 上述各種用途的電磁流量（liàng）計管道連接方式多樣，如用於廢水處理工藝的電磁流量計用法蘭（lán）連接，而其它工藝所（suǒ）用流量計絕大多數也是采用法蘭連接，但也有采用如食品、醫（yī）藥行業所特有的的快速（sù）連接方式，如圖3所示。這類快速連接方式結構，通常是用於要經常拆卸的場所（suǒ）。而從國內實際使（shǐ）用的情況（kuàng）看，許多用（yòng）戶（hù）在合（hé）理設計好工藝的安裝位置後，流量計一般是不會經常拆卸的，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（fǎn）而存在容易滲漏的缺點，如國產的扣環，幾次使用後即有可能發生變形而（ér）無法鎖緊。
      幾點應用注意事（shì）項 
      1、操作工藝的影響（xiǎng）和處理 食（shí）品行業因產品衛生要求，需定期（qī）用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（shàng）)、蒸汽、堿水(50e以上)以及雙氧水等（děng）。對此我們需（xū）要注意用（yòng）上述具有較高溫度（dù）介（jiè）質的消毒過程，這對帶有襯裏的電磁流量計具有一（yī）定危險性，如（rú）果操作稍有不慎，容（róng）易損壞儀表。 從防腐（fǔ）、耐溫（wēn）和（hé）衛生（shēng）角度考（kǎo）慮，電磁流量計襯裏（lǐ）材料（liào）選用聚四氟乙烯（xī）(PTFE)為廣大食品（pǐn）行業用戶所接受，能夠勝任眾多苛刻的運行（háng）要（yào）求。但是，在實際的使用中，由於在（zài）較高溫度介質（zhì）和長時間(一般在015~110h)衝洗下，工藝管道內的空氣發生膨脹，同時PTFE襯裏也有所軟化。假（jiǎ）如此時安裝有流量計工（gōng）藝管道（dào）上兩端（duān）閥門誤關閉，管道溫度隨（suí）著時間而下降，管內空（kōng）氣（qì）或液體也隨之收縮產生負壓損壞襯裏。電磁流量（liàng）計襯裏對負壓承受能力與介（jiè）質工藝參數有關，且與襯裏材料（liào）的特性（xìng）而異。因管道內所產生（shēng）的負壓作用到PTFE襯裏，襯裏（lǐ）不能（néng）承受而使之向管中心收縮，輕者襯裏變形，重者電（diàn）極部位密封破（pò）壞甚至襯裏開裂，從（cóng）而造成傳感器的損（sǔn）壞。
      在筆者的實踐中已（yǐ）多次遇到相（xiàng）似的例子，與用戶討論時（shí）一般並（bìng）不（bú）認為工藝操（cāo）作中會（huì）有負（fù）壓發生，但（dàn）實際的故障現象證明是負壓所（suǒ）起作用。對於這種（zhǒng）工藝中偶然有負壓發生的情況，可選用陶瓷（cí）襯（chèn）裏(導管)電磁流（liú）量計，以避免負壓（yā）所導致的襯裏變形故障的發生（shēng），但劇（jù）烈的溫度變化（huà）對陶瓷襯裏（lǐ）(導管)是不合適的，容（róng）易發生陶瓷材料的開裂(特（tè）別是電極部位)。通常流量計（jì）生產廠家對陶瓷襯裏(導管)電磁流量計在實際使用中容許介（jiè）質（zhì）溫度的突變也是有規定的，如（rú）Krhone的IFM5080係列陶瓷（cí）襯裏電磁流量計，其口徑為25~100mm的傳感器所容許的溫度變化（huà）速度是上升段為每10min變化150e，下降段（duàn）為每10min變化100e。然而在實際操作過程中，要按這個溫度變化率來控製工藝是不現實的，所以也排除（chú）陶瓷襯裏(導管)電磁流量計在這（zhè）類需要高溫消毒領域（yù）的應用可能性。 對（duì）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（ān）裝負壓防（fáng）止閥，用來避免發生負壓，但因受到衛生要求的限製而無法采用。改進消毒工藝以及注（zhù）意操作步驟的（de）規範執行（háng）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）料的選取可徹底避（bì）免這種情況的發生（shēng）。例如，選用帶不鏽鋼絲襯網的氟（fú）塑（sù）料襯裏(見圖5)電磁流量計是一個很適用的方法。其結構是一（yī）成型的不鏽鋼絲（sī）襯網用焊接的方法固定（dìng）在測量管的內壁上，再用（yòng）澆注方法加工出襯裏，成型的（de）襯裏與鋼絲襯網形成一（yī）體，繼而和測（cè）量管內壁緊密相粘聯，這樣（yàng）就能承受負壓（yā）而保證襯裏不被損壞。帶絲網PFA襯裏的電磁流量計已在先前普通PTFE襯裏（lǐ）電磁流量計（jì）發生過故障的場所使用，如安徽華潤啤酒公司目前運行狀態（tài）正常。
     2、介（jiè）質中氣泡的影響和處理 
除極少（shǎo）場所應工藝需要安裝視鏡外，實際使（shǐ）用的工藝管道都是不透明的，因而（ér）無法（fǎ）觀察（chá）到管道內流（liú）動情況。但在許多的場所，因工藝或介質（zhì）本身的原因，所（suǒ）測液體常含一些氣泡。電磁（cí）流量計屬於速度型的（de）測（cè）量方式，氣泡在管道圓截麵（miàn）中所占據的麵積百分率，幾乎就等同於氣泡對流量測量的（de）影響量。此外由於氣泡經 過電極表麵存在一個（gè）摩擦過程，由此會產生尖峰脈衝幹擾電勢，其值遠大（dà）於正常的流量信號。
通常電磁流量轉換器無法有效地（dì）處理如此的幹擾（rǎo），輕者導致測量（liàng）值不穩定，情況嚴重時儀表根本無法（fǎ）工作。在一些缺乏經驗（yàn）的用（yòng）戶僅（jǐn）從測量的要求出發（fā），對電磁流量計的安裝位置沒有考慮防止氣泡等工藝上的特點，容易（yì）發生一些運行方麵的問題。
     例如有一啤酒（jiǔ）廠（chǎng），用電磁流量計對麥汁進行計量，電磁流量（liàng）計（jì）安裝在麥汁的冷卻器後，投用後反映出麥汁測量值偏大（dà），而終獲得的（de）啤酒產量又偏小，導（dǎo）致（zhì）生（shēng）產工藝前（qián）後工段交接（jiē）的（de）計量（liàng）糾紛。經過現場的查勘，發現安裝（zhuāng）測（cè）量麥汁的流量計位置前有一個氣體（tǐ）注入口，其（qí）目的是增加發酵所需的含氧量，此時通過流量計的流體是麥汁和氣體的混合物，很明顯其測量的（de）結果是要偏大的，顯示的瞬時流量值極不穩定，上下波動極快，無法看清流量計顯示屏上的瞬時流量值（zhí），因該用戶僅對終的累計總量感興趣，沒有注意到（dào）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（xià）遊後，計量趨於正（zhèng）常，消除了交接（jiē）糾紛，啤酒產量和（hé）麥汁消耗（hào）量之（zhī）比符合（hé）了（le）工藝指標。
    3、 防止凝露導致的絕緣（yuán）下（xià）降
    啤酒生產工藝過程（chéng）中大部分時間介質處於較低溫度，如啤酒在灌裝時其溫度（dù）常（cháng）低於室溫，在2e左（zuǒ）右，此時工藝管道與空氣接觸的部位很容（róng）易產生冷凝水。另外，由（yóu）於特定的生（shēng）產要求，許多生產車間一直處於極其（qí）潮濕的環境。在這種比較嚴酷的條件下，如果（guǒ）流量計外殼的密（mì）封不良，諸如接線盒，以及一些非焊接氣密級密封結構的（de）外殼，天長日久冷（lěng）凝水容易積聚（jù）在電磁流量傳感器的（de）接線盒中、或（huò）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（qí）微弱(通常是幾個（gè）mV)，凝露水電阻的存在，直接的後果是導致電磁流量轉換器輸入回路阻抗下降，衰（shuāi）減了欲輸往放大器的流量信（xìn）號；或者是破壞勵磁回路和信號回路的絕緣，將高到幾（jǐ）十V的勵（lì）磁電壓引（yǐn）入到低（dī）電（diàn）勢的信號（hào）回（huí）路中，造成流量計的嚴重故障。此時正確的方法應該（gāi）是選用分體式、具有IP67或（huò）IP68防護（hù）等級的電磁流（liú）量計，由於這種（zhǒng）防護等（děng）級（jí）的傳（chuán）感器是完全密封，無論環境如何惡劣，電磁（cí）流（liú）量計將不會再有產生冷凝水之憂慮。若（ruò）在現場已經安裝普通防護型儀表，為（wéi）避免可能產生的後遺症，則可在接線盒中灌注絕緣材料，如變壓器（qì）油、中性的矽膠以及一些現場可固化的（de）聚（jù）氨酯橡膠，也（yě）不失為一種比較有效的補救措施。
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