電磁流量計廠家對測量啤酒時候要（yào）注意的相關事項（xiàng）有哪些講解

       目前國內有近千家啤酒企業、1500個啤酒品牌，這些企業的規模和管理千差萬（wàn）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業弱很多，以一（yī）個年產（chǎn）量位居國內前三名的啤酒品牌為例，其中一個日產啤酒設計能力5000m3(年產量20多（duō）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（jí）其它輔助工藝)，然而（ér）其設備的技（jì）術水平與國際同行相比還存在一定的差距。例如日本麒麟啤酒橫濱工場，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（liú）量計。從以上數據便可以看出我國啤酒行業與（yǔ）國外企業自動化水平的差距有多大。
       對目前生產和日後擴（kuò）大發展中所需的各類儀表，應（yīng）全麵（miàn）、綜合地考（kǎo）慮行業的（de）特殊（shū）性以（yǐ）及不（bú）同對象（xiàng）儀表（biǎo）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（pǐn）質量和儀表本體正確安全運行極其重要的工作內容，將對（duì）日後實際工作帶來莫大的好處（chù）。
       啤酒行業生產工藝中的物料和產品的（de）流量計量為（wéi）眾企業所重視，特別是所使用的液體流量測量儀表，與一般企業又有所不同，有其特殊的要求，例如必須避免細菌的繁殖、便於頻繁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（děng）的消毒，具體要求如（rú）下:傳感器（qì）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（jiē）觸的部件材料符合（hé）食品衛生的要求，諸如符合FDA(美國食品及醫藥管理局)、EHEDG(歐洲衛生（shēng）設（shè）備設計組織)的要求等；與介（jiè）質接觸部件（jiàn）能承受蒸汽、堿水和雙氧水清洗（xǐ）時溫度潰擊和腐蝕作用； ?用於灌裝工藝時要具有快速響應（yīng）性能和（hé）較高的測量精度； ?能適應低溫(在2e左右)和潮（cháo）濕（shī）的（de）工作環境。在眾（zhòng）多液體（tǐ）流量儀表產品中，電磁流量計（jì）能滿足上述（shù）要（yào）求，並且其價（jià）格日益下降從而得到（dào）廣大（dà）啤酒行業用戶的認（rèn）可，從而在實際應用中占有較大的比例（lì）。
       本文結合筆者（zhě）在日常工作中所遇到的一（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（tí）作一討論。 1 電磁（cí）流量計原理 電磁流量計的基本原理（lǐ）是法拉第電磁感應定律，運動的（de）導體在磁場中切割磁力線，在（zài）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，液態的具有導電（diàn）性（xìng）被測介質以v的速度流動，則（zé）在與流動方向（xiàng）垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢U，該電勢的（de）大小（xiǎo）如下: U=BvD (1) 式中:B為磁感應強度，T；v為流體平均流速，m/s；D 為測量管內徑，m。 液體的體積流量（liàng）為 qv= 14 PD2v(2) 十分重（chóng）要和敏感的，準確是其首要指標（biāo）。麥汁有一定的粘度，但對（duì）於電磁流量計的測量不存在（zài）困難，需要考慮的（de）是工藝過程中的消毒，用在該測量點的流量計可考慮采用PTFE襯裏（lǐ）(或PFA)和（hé）不鏽鋼材料電極的電磁（cí）流量計，它能夠防止稀的雙氧水、堿水的腐蝕，通常（cháng）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徑。 發酵:發酵、過濾後的清酒，將通過管路（lù）輸往下道工序)包裝，同樣涉及到兩個部門的計量交接，對（duì）清酒準確計量也是極其（qí）重要的（de），否則將引起不必要的（de）糾紛。對流量計的要求與麥汁計量相似。
      高（gāo）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（gōu）兌而生產的（de），這就（jiù）要（yào）求通過嚴格控製高濃度原汁酒（jiǔ）和無菌碳酸水的配（pèi）比比例，保證其混合後的啤酒度。在每一條生產線，需要兩台電磁流量計作配比流量的控製，一般（bān）測量（liàng）酒的流量計選（xuǎn）取口徑50~100mm，測量水的流量（liàng）計選20~50mm，視生產（chǎn）規模而定（dìng），為保（bǎo）證儀表具（jù）有較高的測量精度，應保（bǎo）證（zhèng）流體流速在1m/s以上（shàng），使流量測（cè）量在儀表的較佳工作範圍，同時流量計的時間常（cháng）數也應該設置小一些，一般（bān）在1~3s，以提高控製的靈敏度，保證配比的準（zhǔn）確度。
 灌裝:
      灌裝的（de）啤酒生產的後一步工序，其中灌裝要求每瓶(罐（guàn）、桶)灌裝量的準（zhǔn）確控製(業（yè）界標準為?10ml)。就占市場絕大多數的玻璃瓶裝啤酒來說，目前國內絕大多數（shù）生產廠家均采用等液位灌裝，這種工藝對設備製造（zào）成本低，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（shēng）產的離散性，其容（róng）積差別較大，造成終所灌裝的啤酒（jiǔ）量存在（zài）有較大誤差。根據生產實踐中所掌握的情況（kuàng），大可達?30ml!若為減（jiǎn）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（kuài）速、準確地控製每瓶啤酒的灌（guàn）裝量。通常，這類電磁流量計（jì）的（de）口徑較（jiào）小，一般在DN2.5~DN40之間，體積小巧，具有0.3s的響應速度。
      目前，市場上已有商品提供，如Krohne的BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等。這（zhè）種專用於（yú）批量控製的電磁流量計，其小的批處（chù）理能力為10ml(對於10mm口徑的儀表)，實際使（shǐ）用的控製精度很（hěn）高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業目前常用的灌裝（zhuāng）設備極少采用這種電磁（cí）流量計，隻有在進（jìn）口的啤酒生產線上看到過隨設備進口的這類儀表，其主要原因首先是啤酒的灌裝量誤差還（hái）不會馬上影響到啤酒生產（chǎn）；第二就是目前所使用的設（shè）備成（chéng）本（běn）低，已能滿足生產的需求。但隨著用PET替代玻璃瓶灌裝啤（pí）酒技術的（de）擴（kuò）大應用（yòng），這類配備（bèi）批量控（kòng）製電磁流量計（jì）的設（shè）備必（bì）將取代目前的等（děng）液位灌裝設備。
      廢水處理:
      啤酒生產過程中（zhōng）有一些洗瓶和刷罐所產生的廢水，根據環（huán）保角（jiǎo）度要求，必須進行有效處理後再排放。啤酒行（háng）業這（zhè）種相對小型的（de）廢（fèi）水處理係統已趨於成熟，中間處理過程以及排放所用的（de）流量計可（kě）有（yǒu）多種選擇，諸如（rú）電磁流量計和明渠流量計，不過從用（yòng）戶應用的信息（xī）反饋看，選（xuǎn）用電磁（cí）流量計是比較合適的，盡管（guǎn）價格要（yào）比明渠流量計（jì）貴，但其運行時的（de）可（kě）靠（kào）性要高一些。 上述各種用途的電磁流量計管道連接方式多樣（yàng），如用（yòng）於廢（fèi）水處理工藝的電磁（cí）流量計用法蘭連接，而其它（tā）工藝所用流量計絕大多數也是（shì）采（cǎi）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連（lián）接方式，如圖3所示。這類快速連接方式結構（gòu），通常（cháng）是用於要（yào）經常拆卸的場所。而從國內實（shí）際使用的情況看，許多（duō）用戶在合理設計好工藝的安裝位置後，流量計一般是（shì）不會經常拆（chāi）卸的，故沒有必要在這方麵投入更多，法（fǎ）蘭連接方式占的多數，而快速連接結構有時反而存（cún）在容易滲（shèn）漏的（de）缺點（diǎn），如國產的扣環，幾次使用後即有可能發生變形而無法（fǎ）鎖緊。
      幾點（diǎn）應用注（zhù）意事項 
      1、操作工藝（yì）的影（yǐng）響和處理 食（shí）品行業因產品衛生要求，需（xū）定期用消毒介質（zhì）對工藝（yì）管道(包括流（liú）量計)進行消毒，采用（yòng）的介質有熱水(85e以上)、蒸汽、堿水(50e以上)以及雙氧水等。對此我們需要注意用上述具有較高溫度介質的消毒過程，這對帶有襯（chèn）裏的電磁（cí）流量計具有一定危險性，如果操作稍有不慎（shèn），容易損壞儀（yí）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（sì）氟乙烯(PTFE)為廣大食品（pǐn）行（háng）業用戶所接受，能夠勝任眾（zhòng）多（duō）苛刻的運行要求。但是，在實際（jì）的使用中，由於在（zài）較高溫度介質和長時間(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。假如此時安裝有流量計工藝管道上兩端閥門誤關（guān）閉，管道溫度（dù）隨著時間而下降，管內空氣或（huò）液（yè）體也隨之收縮產生負壓損壞襯（chèn）裏。電磁流量計襯裏對負壓承受能力與介質工藝參（cān）數有關，且與襯裏材料的特性而異。因管（guǎn）道內（nèi）所產生的負壓（yā）作用到PTFE襯裏，襯裏不（bú）能承受而使（shǐ）之向（xiàng）管中心收縮，輕者襯裏變形（xíng），重者電極部位（wèi）密封破壞甚（shèn）至襯裏開裂，從而造成傳感器的損壞。
      在筆者的實踐中已多次遇（yù）到相似的例子（zǐ），與用戶討論時一般並不認為工藝操（cāo）作中會（huì）有（yǒu）負壓發生，但實際的故障現象證明是負壓所起作用。對於（yú）這種工藝（yì）中偶（ǒu）然有負壓發生的情況，可選用陶瓷（cí）襯裏(導管)電磁流量計，以避免負壓所導致的襯裏變形（xíng）故障的發生，但劇烈的溫度變化對（duì）陶瓷襯裏(導管)是不合適的（de），容易發生陶（táo）瓷材料的開裂(特別是電極部位)。通常流量計生產廠家對（duì）陶瓷（cí）襯裏(導管（guǎn）)電磁流（liú）量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（táo）瓷襯裏電磁流量計，其口徑為25~100mm的傳感器所容許的溫（wēn）度變化速（sù）度是上（shàng）升段為每10min變化150e，下（xià）降（jiàng）段為每10min變化100e。然而在實際操作過程中，要按這（zhè）個溫度變化率（lǜ）來控製工（gōng）藝是（shì）不現實的，所（suǒ）以也排除陶瓷襯裏(導管)電磁流量計（jì）在這類需要高溫消毒領（lǐng）域的應用可能性。 對於這種有負壓運行場（chǎng）合，一般（bān）情況下是在容易產生負壓的（de）地方（fāng）安裝（zhuāng）負壓防止（zhǐ）閥，用（yòng）來避（bì）免發生負壓，但因受到（dào）衛生要求的（de）限製而無法采用。改進消毒工藝以及注意操作步驟的規（guī）範執行也能避免這些失誤（wù），但電磁流量計良好的結構（gòu）設計和（hé）襯裏材料的選取可徹底避免這種情況的發生。例如，選用帶不（bú）鏽鋼絲襯網的氟塑料襯裏(見（jiàn）圖5)電磁流量計是一個很適用的方法。其結構是（shì）一成型的不鏽鋼絲襯網用焊（hàn）接（jiē）的方（fāng）法固定在測量管的內壁上，再用澆注方法加工出襯裏（lǐ），成型的襯裏與鋼絲襯網形成一（yī）體，繼而和測量管內壁緊密相粘聯，這樣就（jiù）能承受負壓而保證襯（chèn）裏不被損壞。帶絲網PFA襯裏的電磁流量計已在先前普通PTFE襯裏電磁（cí）流量計發生過故障的場所使用，如安徽華潤啤酒（jiǔ）公司目前（qián）運行狀態正常。
     2、介質中氣泡的影響（xiǎng）和（hé）處理（lǐ） 
除極少場所應工藝（yì）需要安裝視鏡外，實（shí）際使用的工藝管道都是（shì）不透明的，因而無法觀察到管（guǎn）道內流動情況。但在許多的場所，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（sù）度型的（de）測量（liàng）方式，氣泡在管道圓截麵中所占據的麵積百分率（lǜ），幾乎就等同於（yú）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（zài）一個摩擦過程（chéng），由此會產生尖峰（fēng）脈衝（chōng）幹擾電（diàn）勢，其值遠大於正常的流量信（xìn）號。
通（tōng）常電磁流量轉換器無（wú）法有效地（dì）處理如此的幹擾，輕者導致測（cè）量值不（bú）穩定，情（qíng）況嚴重時（shí）儀表根本無法工作。在一些缺乏經驗的用戶僅（jǐn）從測量的（de）要求（qiú）出發，對電磁（cí）流量（liàng）計的安裝位置沒有考慮防止氣泡等工（gōng）藝上的特點，容易發生一些（xiē）運行方麵（miàn）的問題。
     例如有一啤酒（jiǔ）廠，用電磁流量計對麥汁進行計量，電磁流量計安（ān）裝（zhuāng）在麥汁（zhī）的冷卻（què）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）工藝前後工段交接的計量糾紛。經過現場（chǎng）的查勘，發現安裝測（cè）量麥汁的流量計位置前有一（yī）個氣（qì）體注入口，其目的是增加發酵所需的含氧量，此時通過流量（liàng）計的流體是麥汁和氣體的（de）混合物，很明顯其測量的結果是要偏大的，顯示的瞬時流量值極不穩定，上（shàng）下波動極快，無法看清流量計（jì）顯示屏（píng）上的瞬時流量值，因該用戶僅對終的累計總量感興（xìng）趣，沒有注意到瞬（shùn）時流量的異常波（bō）動。在將氣體注入口移到電磁流量計下遊後，計量趨於正常，消除了交（jiāo）接糾紛，啤酒產量和（hé）麥汁消耗量之比符合了工藝指標。
    3、 防止凝露導致的（de）絕緣下降
    啤酒生產工藝（yì）過程中大部分時（shí）間介（jiè）質處於較低溫度，如啤酒（jiǔ）在灌裝時其溫度常（cháng）低於室（shì）溫，在2e左右，此（cǐ）時工藝管道與空氣接觸的（de）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（chǎn）車（chē）間一直處（chù）於極其潮（cháo）濕的環境。在這種比較嚴酷的條件下，如（rú）果流量計外殼的密封不良，諸如接線盒，以及一些（xiē）非焊接氣密（mì）級密封結構的外殼，天長日久冷凝水容易積聚（jù）在電磁流量傳感器的（de）接線盒中、或透過密封不良的結合麵（miàn）滲入流量計殼體中。由於電磁流量傳感（gǎn）器的流量信（xìn）號極其微弱(通常是（shì）幾個（gè）mV)，凝露水電阻的存在，直接的後（hòu）果是導致（zhì）電磁流量轉換器輸入回路阻抗下降，衰減了欲輸往放大器的流量信號；或者是破壞勵磁回路和信號回路的（de）絕緣，將高到幾十V的勵磁電壓引（yǐn）入到低電勢的信號回路中，造成流量計（jì）的嚴重故障。此（cǐ）時正確的方法應該是選用分體式、具（jù）有IP67或IP68防護等（děng）級的（de）電磁流量計，由於這（zhè）種防護等（děng）級的傳感器是完全（quán）密封，無論（lùn）環境如何惡劣，電磁流量計（jì）將不會再有（yǒu）產生冷凝水之憂慮。若在現場已經安裝普通（tōng）防護型儀表，為避免可（kě）能產生（shēng）的後遺症，則可在接線盒中灌注絕緣材料，如變壓器油、中性的（de）矽（guī）膠以及一些現場可固化的聚氨酯橡膠，也不失為一種比較有效的補救措施。
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