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（yǒu）近千家啤酒企業、1500個啤酒品牌，這（zhè）些企業的規模和管理千差萬別，所使用的生產設備有進口的（de），但（dàn）較大數量是國產設備，國內的企（qǐ）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（nián）產量（liàng）位居國內前（qián）三名的啤酒（jiǔ）品牌為例，其中一個日產啤酒設計能力5000m3(年（nián）產量20多萬m3)生（shēng）產基地，僅用30幾（jǐ）台電磁流量計(指直接用於啤酒（jiǔ）生產工藝（yì），不涉及其它輔助工藝)，然而其設備的技術水平與國際同（tóng）行（háng）相比還存在一定（dìng）的（de）差距。例（lì）如日本（běn）麒麟啤酒橫濱工（gōng）場，2000年改建（jiàn）完成後，年產啤酒可達50萬m3，共使用了近500台電磁流量（liàng）計。從以上數據便可以看出我國啤酒行業與國（guó）外企業（yè）自動化水平的差距有多大。
       對目前生產和日後擴大發展中所（suǒ）需的各類儀（yí）表，應全麵（miàn）、綜合地考慮行業的特（tè）殊（shū）性以及不同對象儀表在（zài）使用、維護和生產工（gōng）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（de）工作內容，將對（duì）日後實際工作帶來莫大（dà）的好處。
       啤（pí）酒行業生產工（gōng）藝中的（de）物料和產品的流（liú）量計量為眾企業（yè）所重視，特別是所使用的液體流量測量儀（yí）表，與一般企（qǐ）業又有所不（bú）同，有其特殊的要求，例如必（bì）須避免細菌（jun1）的繁殖、便於頻繁清洗和承（chéng）受較（jiào）高溫度條件具有（yǒu）腐蝕性的堿水和雙（shuāng）氧水等的消毒，具體要求如下:傳感器測量（liàng）回路簡單，沒有阻流件（jiàn）和容易瀦留介質的部位；所有和介質接觸的部件材料符合食品衛生的要求，諸（zhū）如符合FDA(美國食品及醫藥管理局)、EHEDG(歐洲衛生設備設計組織)的要（yào）求等；與介質接觸部件能（néng）承受蒸汽、堿水和雙氧（yǎng）水清洗時溫度潰擊和腐蝕作用； ?用於灌裝工藝時要（yào）具有快速響應性能和較高的測量精度； ?能適應低溫(在2e左右)和潮濕的工作環境。在眾（zhòng）多液體流量（liàng）儀表產品中，電磁流（liú）量計能滿足（zú）上述（shù）要求，並且其價格日益下降（jiàng）從（cóng）而得到廣大啤酒行（háng）業用戶的認可，從而在實際應（yīng）用（yòng）中占有較大（dà）的比例。
       本（běn）文結合筆者在日常工作中所遇到的一些實例，就電磁流量計在啤酒（jiǔ）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 電磁流量計原理 電磁流量計的基本原理是（shì）法拉（lā）第電磁（cí）感應定律，運動的導體在磁場中切割（gē）磁力線，在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示，在一（yī）內徑（jìng）為（wéi）D，內部磁場強（qiáng）度為B的非導（dǎo）磁性測量管內，液（yè）態的具有導電性被測介質以v的速度流動（dòng），則在與流動方向垂直的方（fāng）向上產（chǎn）生與流量成比例的感應電勢U，該電勢的大小如下: U=BvD (1) 式中（zhōng）:B為磁感應強度，T；v為流體平均流速（sù），m/s；D 為測量管內徑，m。 液體的（de）體積流（liú）量為 qv= 14 PD2v(2) 十分重要和敏（mǐn）感的，準確是其首（shǒu）要指標（biāo）。麥汁有（yǒu）一定的粘度，但對於電磁流量計的測量不存在困難，需要（yào）考慮的是工（gōng）藝過程中的消毒，用在該測量點的流量計可考慮（lǜ）采用（yòng）PTFE襯裏(或PFA)和（hé）不（bú）鏽鋼材料電極的電磁流量計，它能夠防止稀的（de）雙氧水、堿水的腐蝕，通常口徑在50~100mm之（zhī）間，可根據流量和相配的（de）工藝管道來確（què）定流量計（jì）的口徑。 發酵:發酵、過濾後的清酒，將通（tōng）過管路輸（shū）往下道（dào）工序)包裝，同樣涉及到兩個（gè）部門的計量交接，對清酒準確計量也是極其重（chóng）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似。
      高濃度稀釋:
      因生產工藝的不同，有些啤酒是通過對高濃度原汁酒進行勾兌而（ér）生產（chǎn）的，這就要求通過嚴格控（kòng）製高濃（nóng）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。在每一條生（shēng）產線，需要兩台電磁流量計作配比流量的控製，一般測（cè）量酒的流量計選取口徑50~100mm，測量水的流量計選20~50mm，視生產規（guī）模而定，為保（bǎo）證儀表具有較高的測量精度，應保證流體流速在1m/s以上，使（shǐ）流量測量（liàng）在儀表的（de）較佳工作範圍，同時流量計的（de）時間常數也應該（gāi）設（shè）置小一些，一般在1~3s，以提高控製的靈敏度，保證配比的準確度。
 灌裝:
      灌裝的（de）啤（pí）酒生產的後一步工序（xù），其中灌裝要求每瓶(罐、桶)灌裝量的準確（què）控（kòng）製(業（yè）界標準為?10ml)。就占市場絕大多數的玻璃瓶裝啤酒來說，目前國（guó）內絕大多數生產廠家均采用等液位灌裝，這種工藝（yì）對設備製造成本低（dī），投資（zī）少，國內啤酒企業（yè）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（jī）差別較大，造成終（zhōng）所灌裝的啤酒量（liàng）存在有較大（dà）誤差。根據生產實踐中所掌握的情況，大可（kě）達?30ml!若為減少這種誤差，采用專用於灌裝生產線所設計的批量控製電磁流量計，可有效解決這個問題。這類流量計具有較高的精度和快速響應的性能，能快速、準確地控製每瓶啤酒的灌裝量。通常，這類電磁流量計的口（kǒu）徑較小，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（shàng）已（yǐ）有商品提供（gòng），如Krohne的（de）BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等。這種專用於批量控製的電磁流量計，其小的批處理能力為10ml(對於10mm口徑的儀表)，實際使用的控製精度很高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業（yè）目前常用的灌裝設備極少采用這種電磁流量計，隻有在進口的啤酒生產線上看到過隨設備（bèi）進（jìn）口的這類儀表（biǎo），其主要原（yuán）因首先是（shì）啤酒的灌裝量誤差還不會馬上影響到啤酒生產（chǎn）；第二就是（shì）目前所使用的設備成本低，已能滿足生產的需求。但隨著用（yòng）PET替代玻璃瓶（píng）灌裝啤酒技術的擴大應用，這類配備批量控製電（diàn）磁流（liú）量計的設（shè）備必將取代目前的等液位灌裝設備。
      廢水（shuǐ）處理:
      啤酒生產（chǎn）過程中有一些洗瓶和刷罐所產生的廢水，根（gēn）據環保角（jiǎo）度要求，必須進行有效處理後再排放。啤酒行業（yè）這種相對（duì）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（duō）種選擇，諸如電磁流量計和明渠流量計，不過從用戶應用的信息反饋看，選用電（diàn）磁流量計是（shì）比較合適的，盡管（guǎn）價格要比明渠（qú）流量計（jì）貴，但其運行時的（de）可靠性（xìng）要高（gāo）一（yī）些。 上（shàng）述各（gè）種用（yòng）途（tú）的電磁流量計（jì）管道連接方式多樣，如用於廢水處（chù）理工藝的電磁流量計用法蘭連接，而其它工藝所用流量計絕大多數也是采用法蘭（lán）連接，但也有采用如食品、醫藥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，通常是用於要經常拆卸（xiè）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（liàng）計（jì）一般是（shì）不會經常拆卸的，故（gù）沒有必（bì）要（yào）在這方麵投入更（gèng）多，法蘭連接方式占的多數，而快速連接結（jié）構有（yǒu）時反而存在容易滲漏的缺點，如國產（chǎn）的扣環，幾次（cì）使用後即有可（kě）能發生（shēng）變（biàn）形而無（wú）法鎖緊。
      幾點應用注意事項 
      1、操作工藝的（de）影（yǐng）響和處理（lǐ） 食品行業因產品衛生要（yào）求，需定期用消（xiāo）毒（dú）介質對工藝管道(包括流量計)進行消毒，采用的介質（zhì）有熱水（shuǐ）(85e以上)、蒸汽、堿水(50e以上)以及雙氧水（shuǐ）等。對此我們需要注意用上述具有較高溫度介質的消毒（dú）過程，這對帶有襯裏的電磁流量計具有一定危險性，如果操作稍有不慎，容易損壞儀表。 從防腐、耐溫和衛生角度考慮，電磁流量計襯（chèn）裏材料選用聚四（sì）氟乙烯(PTFE)為廣大食品行業用戶所接受（shòu），能夠勝任（rèn）眾（zhòng）多苛刻的運行要求。但是，在實際的使用中，由於在較高溫度介質和長時間(一（yī）般在015~110h)衝洗下，工藝管（guǎn）道內的空氣發生（shēng）膨脹，同時PTFE襯裏也有所軟化。假如此時安裝有流量計工藝管道上兩端閥門誤關閉，管道溫度隨著時間而下降（jiàng），管內空氣或液體也隨之收縮產（chǎn）生負壓損壞襯（chèn）裏。電磁流量計襯裏對負（fù）壓承受能力與介質（zhì）工（gōng）藝參數有關（guān），且與襯裏材料（liào）的（de）特性而異。因管道內所（suǒ）產生的負壓作用到PTFE襯裏，襯裏不能承受而使（shǐ）之（zhī）向管中心收縮，輕者襯裏變形，重者電極部位密封破壞甚至襯裏開裂，從而造成傳感器的損壞。
      在筆（bǐ）者的實踐中已多次遇到相似的例子，與用戶討論時一般並不認為工藝操作中會有負壓（yā）發生，但實際（jì）的故（gù）障現象證（zhèng）明是負壓所起作用。對於這種工（gōng）藝中偶然有負壓發生的情（qíng）況，可選用陶瓷襯裏(導管)電磁流量計，以（yǐ）避免（miǎn）負壓所導致的襯裏變形故障的發（fā）生，但劇烈的溫度變化對陶瓷襯裏(導管)是不合適的，容易發生（shēng）陶瓷材料的開裂(特別是電極部位)。通常流量計生產廠家對陶瓷襯裏(導（dǎo）管)電磁流量（liàng）計在實際使用中容許（xǔ）介質溫度的突變也是有規定的，如Krhone的IFM5080係列陶瓷襯裏電磁（cí）流量計，其口徑為25~100mm的傳感器所容許的溫度變化速度是上升（shēng）段（duàn）為每10min變化150e，下降段為每10min變化（huà）100e。然而在實際操作過程中，要按這個溫度變化率來控製（zhì）工藝是不現實的，所以也排除陶瓷襯裏(導（dǎo）管)電磁流量計在這類需（xū）要高溫消毒領域的應用可能性。 對於這種有負壓運行場合，一般（bān）情況下是（shì）在容易產生負壓（yā）的地方安裝負壓防止閥，用來避免發生負壓（yā），但因（yīn）受到衛生要求的限製而無法采用。改進消毒工藝以及注意（yì）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（hǎo）的結構（gòu）設計和襯裏材料（liào）的選取可徹底避免這種情（qíng）況的發生。例如（rú），選用帶不鏽鋼絲襯網的氟塑料襯裏(見圖5)電磁（cí）流量計是一個很適（shì）用的方法。其結構是一成型的（de）不鏽（xiù）鋼絲襯網用焊接的方法固定在（zài）測量管的內（nèi）壁上（shàng），再用澆注方法加工出襯（chèn）裏，成型的襯裏與鋼（gāng）絲襯網形成一體，繼而（ér）和測量管內壁緊密相粘（zhān）聯，這樣就能承受負壓而保證襯裏（lǐ）不被損壞（huài）。帶絲網PFA襯裏的電磁流量計已在先（xiān）前普通PTFE襯（chèn）裏電磁流量計發生過故障的場所使用，如安徽華潤啤酒公司（sī）目前運行狀態正常。
     2、介質中氣泡的影（yǐng）響和處理 
除極少場（chǎng）所應工藝（yì）需要安裝視鏡（jìng）外，實（shí）際（jì）使用（yòng）的工藝管道都是不透明的，因而無法觀察（chá）到管道內流（liú）動（dòng）情況。但在許多的場（chǎng）所，因工藝或介質（zhì）本身的原因，所（suǒ）測（cè）液體常含一些氣泡（pào）。電磁流量計（jì）屬於速度型的測量方式，氣泡在管道圓截麵中所占據的麵積百分率，幾乎就等同（tóng）於氣泡對流量測量的影響量。此外由於氣泡經 過電（diàn）極表麵存在一個摩擦過程，由此會（huì）產生尖峰脈衝幹擾電勢，其值遠大於正常（cháng）的流量信號。
通常電磁流量轉換（huàn）器無法有效地（dì）處理如此的幹擾，輕者導致測（cè）量值不穩定，情況嚴重時儀表根本無法工（gōng）作。在一些缺乏（fá）經（jīng）驗的用戶僅從測量的要求出發，對電磁流量計（jì）的安（ān）裝位置（zhì）沒有（yǒu）考慮防止氣泡等工（gōng）藝上（shàng）的特點，容易發生一些運行方麵（miàn）的問題。
     例如有一啤酒廠（chǎng），用電磁流量計（jì）對麥汁進行計（jì）量，電磁流量計安裝（zhuāng）在麥汁的冷卻器後，投用後反映出麥汁測量值偏大，而終獲得的啤酒產量又偏小，導致生產（chǎn）工藝前後（hòu）工段交接的計量糾紛。經過現場的查勘，發現安裝測量麥汁（zhī）的流量計位置前有一個氣體注入口，其目的是增加發酵所需的含氧量，此時通過流量計的流體（tǐ）是麥汁和氣體的混合物，很（hěn）明顯其測量的結果是要偏大的，顯（xiǎn）示的瞬時（shí）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（liàng）值，因該用戶（hù）僅對終的累計總量（liàng）感興（xìng）趣，沒有注意到瞬時流量的異常波動。在（zài）將氣體注入口移到電磁流量計下遊後，計量趨於正（zhèng）常，消除了交接（jiē）糾紛，啤酒產量和麥（mài）汁（zhī）消耗量之比符合了工藝指標。
    3、 防止凝露導致的絕緣下降
    啤酒生產工藝過程中大（dà）部分（fèn）時間介質處於較低溫度，如啤酒在灌裝時（shí）其（qí）溫度常低於（yú）室溫，在2e左右，此時工藝管（guǎn）道與空氣接觸的部位很容易產生冷（lěng）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（shī）的環（huán）境。在這種比較嚴酷的條件下，如果流量計外殼的密封（fēng）不良，諸如接線盒，以（yǐ）及一些非焊接氣密級密封結構的（de）外殼，天長日（rì）久冷凝水容易積聚在電磁流量傳感器的接線盒（hé）中、或透過密封不良的結合麵滲入流量計殼體中。由於電磁流量（liàng）傳感器的流量信（xìn）號極其（qí）微弱(通常是幾個（gè）mV)，凝露水（shuǐ）電阻（zǔ）的（de）存在，直接的後（hòu）果是導致電磁流量轉換器輸入回路阻抗（kàng）下降，衰減了（le）欲輸（shū）往放大器（qì）的流量信號；或者是破壞勵磁回路和信號回路的絕緣，將高到幾十V的勵磁電壓引入到低電勢的信號回路中，造成流量計的嚴重故障（zhàng）。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（jì），由於這種防護等級的傳感器是（shì）完全密封，無論環（huán）境如何惡劣，電磁（cí）流量計將不會再有（yǒu）產生冷凝水之憂慮。若在現場（chǎng）已經安裝普通防護（hù）型儀表，為避免可能產生（shēng）的（de）後遺症，則可在接線盒中灌注絕緣材（cái）料，如變壓器油、中性的矽膠以及一些現場可固（gù）化的聚氨酯橡膠，也不失為一種比（bǐ）較有效的補救（jiù）措施。
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