在整个啤酒的生产过程中,气体贯穿于整个工艺流程。比如麦芽汁(发酵前的成分混合)需要定量的氧气,因为啤酒发酵过程中的溶解氧含量控制是影响啤酒代谢副产物的重要环节;比如啤酒发酵后使用co2对其进行覆盖,防止氧化,提高啤酒的品质;比如啤酒灌装时需要通入co2,太多、太少都不行;比如回收的co2测量;比如环保处理的沼气测量;空气流量的测量等等所有这些,都需要依靠高精度、高稳定性的气体流量计来实现。目前国内大多数啤酒生产厂家采用的是涡街流量计来作为气体检测的唯一准则。
一、涡街流量计
涡街流量计是根据冯·卡曼涡流分水现象而研制成功的一种具有较高测量精度的新型流量计。涡流从分水杆分开,位于分水杆下游的涡街速度传感器探测涡流通过(见右图)。该流速测量方法具有多种优点,包括固有线性、高量程比、可靠和简单操作,维护方便。特有的结构使得压力损失小,运行费用低,因此在许多场合逐步取代了传统的孔板流量计使用的领域。
虽然涡街流量计具备非常多的技术有特点,但在实际应用过程中还是出现了一些挑战。比如在啤酒生产工艺中,每一个气体应用环节的流量可能都不相同,高的可以达到70m/s以上,低的可以低于1m/s。涡街流量计测量气体的流速范围是在7m/s~55m/s。由于涡街的可测流量下限较高,对于流速低于7m/s的气体管道,我们经常看到为了保证测量精度,采用管道缩径的办法来提高气体的流速(右图)。环保处理沼气的测量也是一个难点:沼气的流速低、压力低、组分复杂,还含有一定的水汽,且会有脏的颗粒物。据本人了解采用涡街流量计测量沼气都不太理想,有的啤酒厂沼气测量自从安装了涡街以后,由于无法获得沼气流量值,流量设备弃之不用,每天的报表数据全凭运行工艺人员估算,失去了数据管理的意义,给企业质量管理、环境管理、设备管理造成不良影响。
从以上分析可以看出,涡街流量计在生产啤酒的某些工艺过程中的运用并不是很理想。啤酒厂也迫切地需要一种能更好地解决他们所面临这些问题的流量计。那么到底有没有一款流量计同时具备如下的特点呢?
1测量精度要高,重复性尽可能高,同时又能维持长期精度
2*好直接质量流量测量,与气体的温度和压力关系不大
3量程比尽可能地大
4压损尽可能小,没有*好
5在没有直管段情况下也能较好地保证测量精度
6*好不需要安装旁通管道,节省成本的同时也减少安装空间
7在节能要求越来越重视的情况下,希望表的整体功耗要尽可能小
8安装附件尽可能地少,安装工时尽可能少,也就是安装成本尽可能少
9智能表,可以方便检查表各部分的功能状况,可以在现场不拆表就能检定表是不是需要返厂重新标定
10专用软件能和计算机通讯,方便人机交流,软件*好免费
11*好能够在线安装,可以避免因安装表而影响生产
12在出现工况变动时能方便地解决(比如管径变化、气体种类变化等)
热式气体质量流量计完全能符合以上的要求,下面简单介绍该新型气体质量流量计。
二、热式气体质量流量计
热式气体质量流量计采用热扩散原理,热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术,其典型传感元件包括两个热电阻(铂金电阻丝),一个是速度传感器,一个是测量管道温度的传感器。当这两个传感器被置于气体中时,温度传感器测量管道内气体的温度,速度传感器内是电热丝,加热到高于温度传感器测得的温度(就等于管道气体的问题),并且保持恒定值。气流带走速度传感器上的热量而使温度差减小。为保持温度差的恒定,需要额外的电功率补偿加热,而这个补偿的电功率大小与气体质量流量成正比。
热式流量计有几个核心特点:
第一:**重要的是传感器,也就是二根探针,特别是速度探针,因为要确保里面的电热丝与保护用的不锈钢套管之间导热性能好,但是又不导电,所以用户必须关注传感器技术,有什么特点,与别的热式产家有什么不同。
第二:逐台实流标定:表做好后要将每台表都安装到回路标定装置内进行实流标定,比如4bar压力,35℃二氧化碳气体测量。标定时要将二氧化碳注入回路标定装置内,压力达到4bar,在控制内部温度到40℃进行标定。
第三:看热式企业的历史,他是否具备大量的应用案例和应用数据积累。
第四:看热式产家的售后,是不是可以做到每台表都现场指导安装,亲自为用户将仪表上电。
三、斯亚乐热式气体质量流量计
斯亚乐的热式特点上面都已经列出,它可以做到:一次调试成功,无需日常的维护。由于热式气体质量流量计是*近十几年才逐步引进国内,大多数人还不太了解这个直接质量流量测量原理。鉴于热式气体质量流量计优异的特性,在食品饮料行业气体测量有非常好的实用空间。百威英博雪津(莆田)啤酒有限公司过去一直采用的是国外品牌的涡街流量计来测量各种气体。由于上述问题的出现,给啤酒生产和管理带来不利的影响。后来通过改造引进了sierra品牌的热式气体质量流量计,逐步取代了涡街流量计,取得了非常明显的测量效果。尤其是沼气测量和部分co2流量检测,流量示值准确、稳定,与生产工艺指标吻合,解决了该厂多年来的测量难题。





