过程控制课程设计-啤酒生产糊化锅温度控制系统

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1、内蒙古科技大学课程设计论文内蒙古科技大学过程控制课程设计说明书题目：啤酒生产糊化锅温度控制系统学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2011-2指导教师：2014年09月06日II内蒙古科技大学课程设计论文II内蒙古科技大学课程设计论文Ⅰ内蒙古科技大学课程设计论文目录绪论1一、糊化锅的技术背景21.1糊化锅的工艺流程21.2糊化原理21.3影响淀粉糊化的的因素21.4大米的糊化和液化的过程3二、糊化锅温度控制基本工艺42.1糊化锅温度控制系统42.2分程控制系统的概念4三、糊化锅的温度控制设计43.1糊化锅的分程控制原理图43.2温度控制要求4四、仪表选型44.1调节器的选型4

2、4.1.1控制器概况44.1.2控制器技术参数44.2变送器选型44.2.1产品描述44.2.2量程规格44.2.3原理和结构44.3调节阀选型44.3.1产品概况44.3.2主要特点44.3.3产品执行机构4五、系统整定4参考文献4Ⅰ内蒙古科技大学课程设计论文绪论啤酒经过几千年的发展，已经成为世界上产量最大、酒精含量最低，营养丰富的酒种，是广大消费者普遍喜爱的大众型饮料。啤酒的原料是大麦。大麦是世界上种植最早的谷物之一，它的产量在谷物排名之上，而且大麦不是人类的主食，习惯上用作饲料，而白酒浪费粮食，使得啤酒从城市走向农村，成为人民大众最喜爱的饮料之一。近几年我国啤酒产量继续增长，

3、啤酒集团进一步优化，啤酒的生产方式及改进受到各个企业的高度关注。本次糊化锅的设计目的是为糖化更好的做准备，以及为以后酿造做准备。选择合适的糊化锅能充分的利用资源节省物力，并且还可以很好的提高啤酒的产量和质量。啤酒的生产工艺流程可分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。本次设计主要针对糖化过程中糊化锅的温度控制。1内蒙古科技大学课程设计论文一、糊化锅的技术背景1.1糊化锅的工艺流程糊化锅是个巨大的回旋金属容器，装有热水与蒸汽入口，搅拌装置如搅拌棒、搅拌桨或者螺旋桨，以及大量的温度控制装置。如图1.1所示。在糊化锅中，麦芽和水经加热后沸腾，这时天然酸将难溶性的淀粉和蛋白质转变成为可溶性的麦

4、芽提取物，称作“麦芽汁”。然后麦芽汁被送至被称作分离塔的滤过容器。图1.1糊化锅的工艺1.2糊化原理生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成溶液状态。由于淀粉分子是链状或分支状，彼此牵扯，结果形成具有粘性的糊状溶液，这种现象称为糊化。淀粉糊化温度必须达到一定程度，不同淀粉的糊化温度不一样，同一种淀粉，颗粒大小不一样，糊化温度也不一样，颗粒大的先糊化，颗粒小的后糊化。3内蒙古科技大学课程设计论文1.3影响淀粉糊化的的因素（1）淀粉的种类和颗粒大小；（2）食品中的含水量；（3）添加物：高浓度糖降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度，提高糊

5、化温度，食盐有时会使糊化温度提高，有时会使糊化温度低；（4）酸度：在pH4-7的范围内酸度对糊化的影响不明显，当pH大于10.0，降低酸度会加速糊化。1.4大米的糊化和液化的过程作为啤酒酿造辅料的大米，未经过发芽变化其淀粉存在与胚乳，以大小不等的颗粒存在于淀粉细胞中，颗粒被包裹在细胞壁（半纤维为主）中，在淀粉细胞之间还塞了蛋白质、葡萄糖等物质，淀粉颗粒中的直链淀粉中葡萄糖苷以螺旋状长链绕着重叠，并有大量氢键相互连接，直链淀粉包裹在直链淀粉外部及直链淀粉之间，在冷水中不溶解也很难被麦芽中淀粉酶分解，当淀粉颗粒经过加热迅速吸水膨胀至温度升到70℃左右，淀粉细胞上出现裂纹，淀粉颗粒被裂成

6、多层淀粉进入水中，链淀粉折叠，绕卷的长链，开始舒展，氢键断裂，淀粉亲水基团充分暴露并和大量水结合，再升高温度继续吸水膨胀，形成凝状物。此淀粉受热膨胀从细胞壁中释放，破坏晶状结构并形成凝胶的过程称“糊化”。此时的淀粉遇碘液呈蓝色、紫红色，达到此程度的温度叫“糊化温度”。不同来源的植物淀粉，因为细胞的差异，淀粉颗粒的大小绕折紧密和氢键数目不同，糊化温度也不相同。3内蒙古科技大学课程设计论文一、糊化锅温度控制基本工艺2.1糊化锅温度控制系统控制糊化锅的温度，既要使糊化锅中的温度达到设定的温度值，又要控制糊化锅中的温度不能超过设定值，超过设定值会导致麦芽糊化过程中的淀粉酶失去作用，使麦芽中

7、的酶都被破坏，导致啤酒质量不佳，而且还会发生“溢锅”的现象。发生“溢锅”现象会造成生产事故。采用分程控制系统，当温度低于设定值时，使蒸汽阀打开，冷凝阀关闭，温度升高；当温度高于设定值时，使冷凝阀打开，蒸汽阀关闭，温度降低。从而使得啤酒生产的辅助原料液化和糊化，达到预期的效果。故采用分程控制系统来控制糊化锅的温度。2.2分程控制系统的概念一般来说，一台调节器去操纵两只调节阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。基本原理如图2.1所示。图2.1分程