Introducción a la máquina de llenado de cerveza

Desde la década de 1980, sobre la base de la digestión y absorción de tecnología de fabricación avanzada extranjera, hemos desarrollado por primera vez en China un sistema de control de gas líquido para máquina llenadora de cerveza con nuestras propias características. Han pasado casi 20 años desde su desarrollo y ahora se ha desarrollado a la cuarta generación, básicamente en sintonía con el desarrollo de la tecnología internacional de control de gas licuado de la máquina de llenado.En este proceso, a través de la investigación sobre el proceso físico de llenado de cerveza, la comunicación y discusión con los fabricantes de equipos nacionales y extranjeros, se encuentra que algunos problemas deben aclararse, algunos problemas deben explicarse y algunos otros problemas valen la pena. más investigación y discusión.Antes de discutir los problemas específicos, en primer lugar, se analiza científicamente la connotación del llenado de cerveza.La cerveza es un tipo de alimento líquido elaborado por reacción bioquímica. Su matriz es agua. Debe seguir los principios básicos de la hidrodinámica, como la conservación de energía, la continuidad de fluidos y el equilibrio de fuerzas.Su cuerpo principal son los metabolitos de reacciones microbianas y bioquímicas, así como algunas sustancias inorgánicas.Entre ellos, el dióxido de carbono y la proteína en el microorganismo y el metabolito son los principales factores que se deben enfrentar en el proceso de llenado de cerveza, que también es la dificultad de llenado de cerveza diferente de otros alimentos líquidos.Por ejemplo, reduzca la cantidad de oxígeno para reducir el espacio vital de los microorganismos; siga la ley de Henry de solubilidad en gas en química física, determine la contrapresión de acuerdo con el contenido de dióxido de carbono y la temperatura de llenado; la proteína es fácil de burbujear bajo la acción del gas de dióxido de carbono, y el tiempo de retención de la burbuja es largo, etc.El llenado se refiere al llenado de productos básicos que se comercializarán en el mercado. Por lo tanto, se debe medir el volumen, la calidad o el nivel de líquido debajo de un recipiente determinado.Es imposible mejorar la calidad de cualquier envasado de alimentos e inevitablemente tendrá un impacto. El principio de la tecnología de envasado es minimizar el impacto adverso.I. El núcleo de la tecnología de llenado de cerveza es la válvula de llenado. En los medios de comunicación y las reuniones profesionales en China, a menudo podemos ver y escuchar algunas opiniones. El aumento en el número de válvulas de llenado se publicita como un avance tecnológico, y los fabricantes también lo utilizan como publicidad. Parece que cuanto más cabezal de llenado, más avanzada es la tecnología de llenado, más rápida es la velocidad de llenado.De hecho, no importa cuántas válvulas haya, en lo que respecta a cada válvula de llenado, su estado de funcionamiento y su proceso son los mismos. El aumento en el número de válvulas se debe solo al gran diámetro del cilindro, algunos cambios en la potencia y transmisión requeridas, y ningún progreso en la tecnología de llenado.La llamada alta velocidad de llenado de alta velocidad se refiere al aumento de la velocidad tangente de entrada y salida de botellas y al aumento del número de botellas llenas en tiempo unitario.Sin embargo, la velocidad angular de la máquina llenadora es la misma, es decir, el tiempo requerido para llenar cada botella de cerveza no cambia en absoluto. Para cada válvula de llenado, sigue siendo un círculo para completar el proceso de llenado.El cambio real es el sistema de transporte, el transporte sin presión de alta velocidad y el sistema de transporte sin bloqueo es la tecnología central del llenado de alta velocidad.Siempre que la válvula de llenado tenga la misma función y estructura, su rendimiento técnico de llenado es el mismo. Para cada válvula de llenado, excluidos los errores de mecanizado y montaje, debería ser idéntica en teoría.Es la válvula de llenado en sí, no el número de válvulas, lo que determina la calidad de llenado y el nivel técnico.Por ejemplo, las empresas alemanas KHS y Krones clasifican y forman su propia serie de productos basándose en la función y estructura de la válvula de llenado; mientras que las empresas nacionales, la mayoría de las cuales elaboran artículos sobre el número de cabezas, aún no han formado una serie de productos con válvulas como tecnología principal.En la actualidad, en China, hasta donde yo sé, solo la válvula de llenado mecánica externa Nanqing, cuyo rendimiento es superior a otras válvulas mecánicas existentes, es la única tecnología de núcleo de llenado con sus propios derechos de propiedad intelectual.Con este fin, hace dos años, escribí y publicité este logro innovador en periódicos relevantes.Después de la exposición internacional de equipos y tecnología de fabricación de bebidas y cerveza de China de 2000, he comentado las diferencias entre las exposiciones nacionales y extranjeras. Los expositores extranjeros muestran principalmente tecnología, mientras que los expositores nacionales muestran principalmente la capacidad de procesamiento y el nivel de fabricación.Muestra que las empresas chinas no se han convertido realmente en el cuerpo principal del desarrollo tecnológico y la innovación.El núcleo de la tecnología de llenado de cerveza es la válvula de llenado. Sólo cuando hay una válvula puede ser orgánica; la máquina se divide según la válvula.El progreso de la tecnología de llenado se refleja principalmente en el rendimiento técnico de las válvulas, más que en el número de válvulas.La clave para mejorar el nivel de la tecnología de llenado es llevar a cabo la investigación de la tecnología de válvula única de la válvula de llenado.2 、 La clave para un llenado suave de cerveza es la válvula de apertura de presión igual de la válvula de llenado. En la década de 1980, China importó dos tipos de tecnologías de fabricación de máquinas llenadoras de válvulas mecánicas de Alemania, una es la máquina de tubo largo externo de la empresa Sen y la otra es la máquina de tubo corto interno de la empresa H&K. Por varias razones, si la fabricación de botellas de vidrio en China no está estandarizada, la mayoría de las cervecerías en China las adoptan.Con la máquina de tubo corto, este documento toma la máquina de tubo corto como ejemplo para discutir el llenado estable de cerveza.La espuma de cerveza es una característica del sabor de la cerveza. Es uno de los principales índices para evaluar la calidad de la cerveza. La cerveza debe llenarse con cerveza de espuma.Sin embargo, esta característica de la cerveza trae muchos problemas al llenado y el fenómeno anti-burbujas a menudo se puede ver en el sitio de llenado de la cervecería.Las causas de la cerveza anti-burbujas pueden ser las siguientes: la posición y la alineación de la botella no están en su lugar, el defecto de la boca de la botella no está sellado herméticamente y el anillo de sellado está envejeciendo para formar un llenado de presión desigual; el contenido de dióxido de carbono es demasiado alto o la contrapresión es demasiado baja para hacer que el dióxido de carbono se desborde del licor; La velocidad de flujo es demasiado rápida o el flujo a lo largo de la pared interior de la botella no está formado para causar una perturbación excesiva de la cerveza, etc.Una vez formada la espuma, tardará un cierto tiempo en desaparecer. Una vez que la espuma que flota en la superficie líquida de la cerveza llega al fondo del tubo de retorno, afectará la velocidad normal del gas de retorno, resultando en un nivel de líquido desigual.La válvula mecánica se abre bajo la fuerza de la fuerza del resorte. En teoría, la válvula debe abrirse cuando la presión de inflado en la botella es igual a la contrapresión en el cilindro. La fuerza del resorte solo se usa para superar la diferencia de presión estática entre el nivel de líquido en el cilindro y el puerto de la válvula, pero de hecho, necesita superar la fuerza de fricción cuando se abre la válvula, y debe haber espacio, es decir, la válvula se abre cuando la presión de inflado es menor que la contrapresión.Por lo tanto, para todo el llenado al abrir la válvula con resorte, al abrir la válvula, la fuerza para empujar el flujo de fluido aumenta la presión diferencial entre la contrapresión y la presión en la botella, que es la válvula de apertura de presión diferencial.Después de que se abre la válvula, debido a la comunicación de contrapresión entre la tubería de retorno de aire y el cilindro, la fuerza adicional desaparece cuando se abre la válvula, formando un llenado de igual presión.Sin embargo, cuando la presión diferencial abre la válvula, la espuma producida por la fuerza mayor no desaparecerá. Afectará todo el proceso de llenado y la resistencia del resorte es inconsistente. La intensidad de la perturbación causada por la fuerza adicional desigual es diferente. El nivel desigual es el resultado inevitable.Esta es la razón principal de la mala consistencia del nivel de líquido de llenado de la máquina de carrete de válvula mecánica doméstica, que está relacionada con el material y la tecnología del resorte, el nivel de tecnología de fabricación y la gestión de calidad de la válvula de llenado.Se observa que la máquina llenadora de válvulas mecánicas de la empresa alemana KHS y KRONES puede ver el proceso de llenado al abrir la placa de relleno de la máquina llenadora en condiciones normales de funcionamiento. Puede ver que hay un nivel de líquido alto y bajo en la línea diagonal, y no hay mucha diferencia en el número de burbujas que flotan en la superficie del líquido, y la consistencia de la altura del líquido es mejor después del llenado.La razón es que la consistencia de la apertura de la válvula es mejor y la consistencia de la fuerza del resorte y la fuerza de fricción estática a superar es mejor.La forma de solucionar el problema es mejorar el proceso de fabricación de la válvula al nivel de KHS y Krones, pero esto aún no elimina la fuerza adicional al abrir la válvula.Otro método es abrir la válvula activamente sin resorte, al igual que la válvula de llenado electrónica cuando está bajo presión constante, para eliminar la fuerza adicional al abrir la válvula desde la fuente y realizar el llenado con la misma presión abriendo la válvula. . Este es el principio fundamental de la válvula de llenado externa de la maquinaria Nanjing Light.De hecho, la razón es muy simple, es decir, la velocidad de llenado de la cerveza debe seguir la regla lento rápido lento.El inicio lento es para evitar mucha espuma y el final es para reducir la inercia del flujo y hacer que el nivel de líquido sea preciso.Sin embargo, el ayuno del medio no es tan rápido como sea posible. El límite debe ser sin espuma. Además, el caudal está restringido por el diámetro exterior del tubo de retorno de aire y el diámetro interior de la boca de la botella.En la válvula mecánica tradicional, debido a que la válvula de resorte es una válvula de presión diferencial, no puede arrancar lentamente. Cuando la cerveza abre la válvula, la burbuja es inevitable, por lo que el nivel de líquido no puede ser muy preciso.Además, cuando la válvula de presión diferencial de resorte se infla después de la primera evacuación, el tiempo de inflado debe ajustarse más corto para evitar que la válvula de vino se abra por error, lo que prácticamente daña el efecto de evacuación.Por tanto, aparece la válvula de llenado electrónica que puede superar este defecto. La válvula de llenado mecánica externa de Nanjing Light Machinery Co., Ltd. también puede lograr este objetivo.En resumen, la clave para un llenado suave de cerveza es abrir la válvula a la misma presión de la válvula de llenado, o la clave es evitar que la cerveza forme espuma tanto como sea posible al abrir la válvula.3 、 En la actualidad, la operación de exceso de velocidad de la máquina de llenado de cerveza se basa básicamente en el siguiente proceso tecnológico: alimentación de botella → vacío → llenado de dióxido de carbono → vacío → llenado de dióxido de carbono → llenado → de pie → alivio de presión → válvula mecánica y válvula electrónica de botella descarga, que son iguales en proceso tecnológico.En términos de distribución del tiempo, las válvulas mecánicas generalmente se distribuyen en forma de ángulo de rotación, porque los deslizadores o paletas que controlan el bombeo de vacío, el inflado, la apertura y el cierre de las válvulas de vino (las válvulas mecánicas tradicionales solo tienen válvulas cerradas) y las acciones de alivio de presión están colocadas en el anillo de control de acuerdo con el tamaño del ángulo de rotación, que en realidad está determinado por el tiempo y el ángulo de rotación correspondiente que se muestra a la velocidad de funcionamiento normal,Los datos técnicos dados por el fabricante aún están a tiempo.Cuando la velocidad es menor que la velocidad de operación normal, aumentará el tiempo para que se complete todo el proceso; de lo contrario, se acortará el tiempo para la operación de sobrevelocidad.Por lo tanto, la operación de exceso de velocidad de la válvula mecánica puede afectar la calidad del llenado de cerveza, como el aumento del contenido de oxígeno y el nivel de líquido desigual, e incluso el fenómeno de anti-burbujas.Debido a que en la operación de exceso de velocidad, el control de todas las válvulas se completa con el control deslizante o paleta en el anillo de control, el tiempo entre el control deslizante o paleta de la válvula de vino se reducirá inevitablemente, lo que afectará la calidad de llenado de todo el proceso de llenado.El control electrónico de la válvula de llenado se controla en tiempo y secuencia, y el tiempo para completar cada proceso de llenado permanece sin cambios cuando cambia la velocidad.Si no hay límite de velocidad en el procedimiento, la sobrevelocidad solo afectará al tiempo de alivio de presión, es decir, afectará al último procedimiento, y no afectará al procedimiento anterior, como evacuación, llenado, etc.En una palabra, cuando se determina la válvula de llenado, también se determina el tiempo para completar cada sección del proceso de llenado. A menos que haya un gran margen en cada sección al diseñar o proporcionar datos técnicos, inevitablemente tendrá un impacto negativo en la calidad del llenado.Por lo tanto, si queremos mejorar la eficiencia de producción, debemos comenzar mejorando la eficiencia de toda la línea y la confiabilidad de la operación, en lugar de aumentar la velocidad de la máquina llenadora.

4 、 A fines de la década de 1980, desarrollamos el sistema de control de gas líquido de la primera máquina llenadora de cerveza en China para la máquina llenadora de 20000 botellas / hora producida por Guangzhou Light Industry Co., Ltd., que se puso en operación de prueba en el tercer taller de envasado de Yanjing.En la depuración, a veces hay un fenómeno de cilindro vacío y lleno. Después del análisis, se determina que el fenómeno es causado por la fluctuación de la contrapresión en el cilindro.Cuando se toman medidas para estabilizar la contrapresión, el nivel de líquido en el tanque de vino es estable en una posición determinada durante el funcionamiento normal, excepto por la fluctuación durante el arranque y el apagado. Sin embargo, el operador todavía necesita observar el nivel de líquido en cualquier momento, ajustar el ajuste del flujo de reabastecimiento de aire de dióxido de carbono, que es esencialmente para ajustar la contrapresión.El esquema de control del nivel de líquido en el tanque de vino proviene de H & K Company de Alemania. En ese momento, utilizaba el instrumento neumático de la empresa Taylor para controlar el nivel de líquido en el tanque de vino midiendo la presión estática en la tubería de entrada de licor.Al principio, no hicimos un análisis en profundidad de este esquema de control y seguimos este método. Solo cambiamos el instrumento neumático por el instrumento eléctrico, mientras que el actuador todavía usaba la válvula neumática.Cuando nos encontramos con los problemas anteriores en el sitio de depuración, usamos los principios básicos de la hidrodinámica para analizar y encontrar que este esquema de control tiene defectos.Porque la presión estática en la tubería de entrada de licor no solo se ve afectada por el nivel de líquido en el tanque de vino, sino también por la contrapresión en el tanque de vino.En términos generales, el cambio de presión medido por el sensor de presión no se puede distinguir de la fuente. El regulador solo sabe abrir la válvula reguladora cuando la presión es menor que el valor establecido, y cerrar la válvula reguladora cuando la presión es menor que el valor establecido.Si la presión cambia debido al cambio de nivel de líquido, el control es normal.Si el nivel de líquido no cambia pero es causado por el cambio de contrapresión, el regulador aún indica que la válvula reguladora de entrada está abierta y cerrada poco, resultando en el nivel de líquido fuera de control. Si la botella está rota y el suministro de aire es insuficiente, el cilindro lleno puede aparecer pronto.Es difícil lograr una consistencia sincrónica en el control de esta correlación, y la precisión y estabilidad del control no son muy buenas.A principios de la década de 1990, presentamos el esquema de control de control independiente de la contrapresión y el nivel de líquido, y desarrollamos un sensor para controlar el nivel de líquido.En 1995, el segundo taller de envasado de Yanjing llevó a cabo la prueba productiva de la máquina mejorada de tubos cortos de 60 cabezales Guangqing, que fue bien recibida y confirmada por operadores y fabricantes.En ese momento, solo instalamos un sensor de nivel de líquido en el tanque de vino. Se encontró que cuando había vino en el tanque sin llenar la botella o en ralentí, el valor de visualización del nivel de líquido cambiaba de tres a cuatro palabras y no tenía nada que ver con la velocidad de rotación.Se analiza que esto se debe a la imposibilidad de un paralelo absoluto entre la superficie giratoria del tanque de vino y el plano horizontal natural, es decir, la pista de un círculo en un punto determinado del sensor de nivel de líquido no puede caer sobre el nivel natural. plano horizontal, pero tiene un ángulo incluido con el plano horizontal.Si se ve desde el plano vertical que pasa por el centro de rotación, el ángulo incluido es cero en la intersección del plano de rotación y el plano horizontal, y continúa girando desde la intersección, el ángulo incluido aumenta gradualmente y alcanza el máximo al girar hacia 90 grados, es decir, el ángulo incluido entre el plano de rotación y el plano horizontal.Luego continúe reduciendo el ángulo de rotación. Cuando el ángulo alcanza la línea de intersección a 180 grados, el ángulo vuelve a cero.Y luego continúe girando en la misma dirección, el ángulo incluido se volverá negativo y aumentará. Cuando alcance los 270 grados, alcanzará el valor máximo negativo y luego disminuirá. Cuando alcance los 360 grados, volverá a su posición original y el ángulo incluido volverá a cero.Según la ley matemática, la distancia vertical desde un punto en el sensor hasta el plano horizontal natural debe ser el producto del radio de rotación y la función seno del ángulo incluido.Su valor cambia con el ángulo de rotación y la ley de su cambio es exactamente la misma que la del ángulo incluido. Cambia de acuerdo con la ley de la función del seno.Por lo tanto, para eliminar este error, se puede eliminar automáticamente instalando el mismo sensor en el mismo radio de rotación de diferencia de fase de 180 grados, es decir, en el lugar simétrico con el centro de rotación.En la actualidad, este esquema de control se utiliza en la máquina llenadora de nuestro país, especialmente en la máquina llenadora de mayor diámetro de cilindro.Las máquinas llenadoras de KHS y Krones en Alemania están equipadas con cuatro sensores en el mismo radio. Desde un punto de vista matemático, no es necesario en absoluto, y su efecto es exactamente el mismo que el de los dos.Teóricamente, siempre que en el mismo radio, en el rango de 360 ​​grados, de acuerdo con la distribución uniforme del ángulo, como cada 120 grados uno es tres, cada 90 grados uno es cuatro.La altura del nivel de líquido medida es la suma de los valores medidos de todos los sensores divididos por el número de sensores. Dos se dividen entre 2, tres se dividen entre 3 y cuatro se dividen entre 4.Desde el punto de vista de la física, la velocidad de la máquina de llenado es muy baja, la velocidad angular es muy pequeña y el flujo de llenado de cada válvula de llenado es muy pequeño, por lo que es imposible tener un impacto significativo en el estado de el plano horizontal.Por tanto, creo que no es necesario utilizar cuatro sensores. Solo es necesario instalar dos sensores simétricamente en la misma circunferencia.El control del nivel de licor en el cilindro de llenado tiene una gran influencia en el llenado de cerveza. La fluctuación del nivel de licor afectará la fluctuación de la velocidad de llenado, no solo el tiempo de llenado, sino también la estabilidad del llenado.Por supuesto, mientras haya vino en el tanque, la pequeña fluctuación del nivel de líquido es irrelevante.Sin embargo, si el nivel de líquido y la contrapresión no se controlan de forma independiente, inevitablemente aumentará el número de paradas de la máquina de llenado, aumentará la intensidad de la operación de los trabajadores y es difícil lograr la automatización completa. Además, desde la perspectiva de la teoría del control, el control de esta cantidad relacionada también es inapropiado.5 、 Para convertirse en un producto básico después de la elaboración de la cerveza, la cerveza no pasteurizada debe estar envasada. La tecnología de envasado y los materiales de envasado que se adopten depende del funcionamiento y la gestión del mercado.El proceso de envasado incluye aquí el tratamiento terminal de la cerveza. El propósito de cualquier método de tratamiento terminal es extender la vida útil de los productos básicos, que se obtiene a costa de perder el sabor de la cerveza. Cuanto más se prolonga la vida útil, mayor es la pérdida de sabor y viceversa.La cerveza con mejor sabor es la cerveza turbia con más levadura sin filtrar, seguida de la cerveza fresca con más levadura filtrada.En Europa, especialmente en Alemania, salvo unas pocas cervezas exportadas a un lugar lejano, otras cervezas se envasan sin pasteurizar.El requisito previo para la realización de esta tecnología de envasado de cerveza es la elaboración de purificación pura, que incluye el control y la gestión eficaces de los microorganismos.Para el llenado de cerveza, es principalmente para prevenir la contaminación secundaria y el control microbiano efectivo.La cerveza es un alimento o una inyección. Está bien si es un poco inofensivo. Además, todas las bacterias que consumen oxígeno no pueden sobrevivir en la cerveza.Los dos puntos más importantes en el llenado de cerveza: uno es la limpieza y esterilización, el otro es la confiabilidad operativa de la máquina llenadora.La más importante es la confiabilidad, que es solo la debilidad del equipo doméstico, que es una de las principales razones por las que la mayoría de las máquinas llenadoras nacionales para cerveza de barril utilizan equipos importados.La consistencia de la válvula de llenado y la confiabilidad del funcionamiento de la máquina llenadora son las diferencias más evidentes entre el equipo doméstico y el equipo importado, y también los aspectos más destacables.A principios de este año, en el artículo de cerveza \"puro barril \" publicado en esta revista, hubo una discusión especial. No hay más repetición aquí. Una vez que el nivel técnico alcanza un cierto nivel, la confiabilidad se elevará al primer lugar.