啤酒灌装原理

　　为了满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求和啤酒现代化灌装机械高速灌装的要

　　求,国内各啤酒生产厂家都在积极寻求或改造本单位的啤酒灌装生产设备,使其成为具有良好

　　槽位上的空瓶通过机械机构将固定在酒缸上部的欲抽真空阀打开,对已封好的瓶子进行抽真

　　空处理,拨转外操作阀杆,打开气阀,对瓶内充填CO2气体,抽真空凸轮继续打开真空阀,将瓶

　　内空气与CO2混合气体抽出,气阀再次打开,对瓶内充填CO2气体,灌装阀内的液阀在瓶内压

　　力接近背压气体压力时打开,酒液顺瓶壁注入瓶内,通过气动或电动控制灌装阀实现啤酒的

　　PLC可编程控制,变频无级调速,人机界面等现代自动控制技术手段完整的结合,形成机电一体

　　国内很多啤酒厂家现使用的灌装,压盖机的控制系统的自动化程度参差不齐;所有手动

　　按钮和工艺开关都设置在一个操作箱的面板上,PLC控制器大都为日本OMRON公司或三菱

　　连锁控制,保护设置少,加之啤酒灌装的现场环境恶劣,潮湿度大,使开关等接触触点锈蚀严重,

　　系统的信号检测部分故障率较高,造成设备控制系统运行的可靠性低,设备正常运行周期短等

　　以实际改造的丹东鸭绿江啤酒有限公司的灌装,压盖机的控制系统为例,介绍改造方法,阐

　　针对啤酒灌装,压盖机控制系统的实际状况,并根据现场的实际工艺条件,重新设计了设备的

　　PLC控制系统.这种改造方法和思路同样可以应用与其他液体介质灌装设备的改造.

　　啤酒作为一种口味独特的风味饮料．深受广大老百姓的喜欢，近年来由于受酿酒原材料

　　涨价的影响，啤酒的酿造成本随之增高．而啤酒的市场竞争越来越激烈．啤酒生产厂家为了

　　争夺啤酒的市场份额．一方面对啤酒的销售价格不敢轻易提价．一方面内部加强管理努力消

　　企业的经济效益。下面我们先了解一下啤酒灌装机的基本要求和工作原理．然后再对影响灌

　　(1)液位精度合格率(液位差不大于±6mm)最低液位时的容量应达到公称容量的98．5％

　　灌装机是围绕灌装的工艺流程展开的，其工作原理是：从洗瓶机出来的洁净瓶子由输

　　瓶带送入灌装机的进瓶螺旋，经进瓶星轮送至回转台的托瓶气缸上并升高．瓶口在定中装置

　　的导向下紧压灌装阀的下料口，形成密封。瓶子在被抽真空后，贮液缸内的背压气体(CO2)

　　被冲人瓶中，当瓶中气体压力与贮液缸内气体压力相等时，液阀在液阀弹簧的作用下开

　　启．此时啤酒通过回气管上伞型反射环的导向作用．自动沿瓶壁灌入玻璃瓶内，玻璃瓶中

　　的CO2通过回气管被置换回贮液缸内．当酒液上升到一定高度并将回气管口封闭时．自动

　　停止下酒。然后将液阀和气阀关闭，排掉瓶颈部位的压力气体以防止带气酒液在玻璃瓶下降

　　我们知道，啤酒中含有饱和溶解的CO2气体，这些CO2是在发酵过程中产生的，或

　　者通过人工充CO2，加入到啤酒中的，啤酒对CO2的溶解度随啤酒温度、压力而变化。

　　例如：当啤酒温度为5℃，CO2分压为绝对压力2bar时，CO2在啤酒中的饱和溶解

　　度为5克／升。从公式1，我们可以看出，CO2在啤酒中的溶解度跟CO2分压成正比。

　　当贮液缸中的背压气体的压力低于CO2的饱和溶解度时，CO2就会从啤酒中逸出，从而

　　导致冒酒、灌不满等影响啤酒灌装效果的现象出现。所以灌装压力应比CO2的饱和溶解

　　压．由于清酒罐到灌装机有很长的一段管道．啤酒到达灌装机时往往压力不稳定．波动比

　　较大．贮液缸里的液面也引起较大的波动．从而造成啤酒中CO2的逸出，影响啤酒的灌

　　装效果。一般要求来酒压力为3bar，压力波动绝对值应小于0．3bar。我们可以通过在管

　　路上增加送酒泵．采用变频控制技术来保证输酒压力的稳定。如图2所示，将酒缸压力变

　　送器检出的随压力变化而变化的模拟电信号4—20mA输入PID调节器．由PID调节器输

　　出的4—20mA连续控制调节信号控制变频器，再有变频器控制送酒泵的转速，从而实现

　　在灌装过程中．托瓶气缸的压力是不可忽视的。压力过低，瓶子升上去压不紧导致密封

　　不良，容易造成漏酒和起泡，酒装不满：而压力过大，瓶子下落时震动大，也容易造成冒酒。

　　托瓶气缸的压力和灌酒压力有一定关系，一般当灌酒压力为2-4bar时．托瓶气缸的压力为

　　从公式1还可以看出，CO的溶解度跟啤酒的温度成反比，过高的酒温会引起CO的

　　逸出，即降低了啤酒中CO的含量，又容易产生冒酒现象。所以．酒温应严格控制在0～4~C。

　　目前，国内大多数啤酒厂家的灌装设备采 用的是机械式等压灌装阀．当灌装阀中的真

　　空 阀、卸压阀用的密封圈磨损成定中装置内的密 封环破损，将会打破等压灌装的平衡，容

　　易造 成灌装的液位不正常；当灌装阀的回气管弯曲 以及回气管上的伞型反射环破损也会影

　　响啤酒 的正常灌装。因此．对于灌装阀应提高零部件 的加工质量．设计合理的密封形式．提

　　灌装是氧气侵入啤酒的一个重要渠道，因而它也是包装啤酒质量的重要环节。啤酒因为

　　含有 CO2 气体，灌酒后又要经过杀菌机进行巴氏杀菌，所以瓶中的酒不能灌的太满，以免

　　巴氏杀菌时．啤酒温度升高．逸出 的CO2 气体得不到足够的缓冲空间，导致瓶内压力急剧

　　升高，进一步爆瓶。所以 640ml 瓶装 啤酒的满瓶容积为 670m1．有 30ml 的瓶颈容积，如

　　果这30ml 瓶颈空间被空气占领．空气中的氧 将会对瓶中的啤酒风味产生破坏作用．所以必

　　须设法驱除瓶颈中的空气。通过在压盖前配置高压激泡装置的方法来使 高压无菌水将啤酒

　　经过测定，瓶颈上部含有较粗糙的啤酒泡沫时，瓶颈空气含量大约 7ml，而含有较细

　　腻的泡沫并窜出瓶口时，瓶颈空气含量则大约为1-2ml。为了保证瓶子的瓶颈空气不超过2m1，

　　高压激泡水的压力应可以自动调节，根据试验得出的激泡水压力与灌装速度的关系，通过

　　其它影响灌装效果的因素还有真空度，真空度低时，啤酒灌装结束后的增氧量就会增加，

　　过多的溶解氧会对啤酒的口味产生很大的影响，所以我们一般通过二次抽线％以上。