Как разработать схему трубопроводов бродильного резервуара?

Проектирование эффективной системы трубопроводов бродильных танков необходимо для обеспечения гигиеничности производства, стабильного качества пива и бесперебойной работы пивоварни. Хорошо спроектированная система трубопроводов обеспечивает надлежащий поток пива, CO₂, чистящих химикатов и охлаждающих жидкостей, сводя к минимуму риски загрязнения и сложности эксплуатации.
Будь то строительство ремесленной пивоварни или крупного промышленного предприятия, схема трубопроводов должна быть тщательно спланирована, чтобы обеспечить баланс между эффективностью, гигиеной, гибкостью и будущим расширением.
В этой статье описаны основные принципы проектирования, типичные конфигурации трубопроводов и лучшие практики для систем трубопроводов ферментационных резервуаров.

1. Поймите требования к процессу

Перед проектированием схемы трубопроводов важно определить все технологические функции, связанные с бродильными емкостями.
Типичные технологические соединения включают:
Продуктовые конвейеры
* Входной трубопровод для сусла
* Трубопровод для перекачки пива
* Линия подачи зверя
* Линия выборки

Коммунальные трубопроводы
*CO₂ трубопровод снабжения
* Стерильный воздухопровод
* Гликолевый трубопровод охлаждения
* Очистка трубопровода CIP

Соединения управления и безопасности
* Клапан сброса давления
* Вакуумный клапан
* Порт датчика температуры
*Манометр
Понимание всего процесса гарантирует, что ни одно необходимое соединение не будет упущено при проектировании.

2. Базовая конфигурация трубопроводов бродильного резервуара

В большинстве резервуаров для брожения на пивоварнях используются ферментеры с коническим дном, а схема трубопроводов обычно разделена на три зоны:
Верхние соединения
Расположена на верхней головке бака:
♦ Шаровое соединение с распылителем CIP
♦CO₂ выхлопная труба
♦ Предохранительный клапан давления
♦ Вакуумный выключатель
♦ Сухой порт
♦ Датчик уровня
♦ Боковые соединения

Расположен на цилиндрическом корпусе:
♦ Порт датчика температуры
♦ Пробоотборный клапан
♦ Порт для карбонатного камня (опционально)
♦ Подключение штанг
♦ Нижние соединения

Расположен на дне конуса:
♦ Трубопровод для отвода пива
♦ Трубопровод для сброса зверя
♦ Обратный трубопровод CIP
Правильное расположение обеспечивает полный слив воды и легкую очистку.

3. Конструкция коллектора для нескольких бродильных емкостей

При установке нескольких бродильных емкостей рекомендуется использовать коллекторный трубопровод для повышения эффективности.
Типичный коллектор соединяет несколько резервуаров с общими трубопроводами для:

Передача пива ⇒ Подача и возврат CIP ⇒ Распределение CO₂ ⇒ Подача стерильного воздуха

Преимущества коллекторной конструкции:
♦ Снижение сложности трубопроводов
♦ Централизованное управление клапанами
♦ Более простая эксплуатация
♦ Снижение риска загрязнения
♦ Экономия пространства
Каждый резервуар должен иметь независимые клапаны для обеспечения гибкости процесса.

4. Гигиенические принципы проектирования

Гигиена - самый важный момент при проектировании трубопроводов на пивоварне.
Основные гигиенические требования:

• Избегайте "мертвых ног". Мертвые ноги - это участки трубы, по которым жидкость не течет должным образом. В этих местах могут скапливаться бактерии и загрязнения.
• Рекомендуемые рекомендации: Длина "мертвой ноги" должна быть меньше диаметра трубы в 1,5 раза.
• Гладкая внутренняя поверхность. Используйте полированные трубопроводы из нержавеющей стали (Ra ≤ 0,8 мкм), чтобы уменьшить прилипание микроорганизмов.
• Дренируемость. Все трубопроводы должны быть спроектированы с соответствующим уклоном, чтобы обеспечить полный дренаж.

Типичный наклон:
1-2% наклон.
Используйте сантехническую арматуру

Общие санитарные соединения включают в себя:
* Трехзажимные фитинги
* Гигиенические клапаны
*Орбитальные сварочные швы

5. Выбор диаметра трубы

Правильный диаметр трубы обеспечивает стабильный поток и позволяет избежать чрезмерной потери давления.
Типичные рекомендации:

Размер трубы зависит от:
-Объем бака
-Требования к скорости потока
-Мощность насоса
-Требования к скорости очистки
Правильная скорость потока для CIP обычно составляет 1,5-2,5 м/с.

6. Конфигурация клапана

Клапаны регулируют направление потока, давление и изоляцию.
Распространенные типы клапанов, используемых в трубопроводах бродильных емкостей:
Заслонки
Наиболее широко используются благодаря простой конструкции и низкой стоимости.
Мембранные клапаны
Предпочтительны при высоких гигиенических требованиях.
Шаровые краны
Используется в инженерных коммуникациях.
Обратные клапаны
Предотвращение обратного тока.
Автоматические клапаны могут быть интегрированы с системами ПЛК для автоматизации процессов.

7. Интеграция CIP

Емкости для брожения должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить эффективную очистку CIP.
Типичные соединения CIP включают в себя:
♦ Подводящий трубопровод в верхней части резервуара
♦ Шарик-распылитель для внутренней очистки
♦ Обратный трубопровод CIP на дне резервуара

Соображения по проектированию ПИБ:
♦ Обеспечьте достаточную скорость потока
♦ Избегайте теневых зон внутри резервуара
♦ Обеспечьте полное покрытие шарика спреем
♦ Позволяет проводить независимую очистку каждого резервуара
Централизованные системы CIP могут последовательно очищать несколько резервуаров.

8. CO₂ и трубопроводы контроля давления

При брожении образуется газ CO₂, что требует наличия соответствующих газопроводов.
Типичные функции трубопроводов CO₂:
♦CO₂ выхлоп во время ферментации
♦CO₂ подача для продувки резервуара
♦ Стабилизация давления
♦ Карбонизация (по желанию)
Установите предохранительные клапаны и вакуумные клапаны для обеспечения безопасности резервуара.
Для контроля необходимо установить манометры.

9. Планирование планировки для оптимизации пространства пивоварни

При компоновке трубопроводов следует учитывать:
♦ Доступность оператора
♦ Удобство в обслуживании
♦ Безопасный допуск
♦ Будущее расширение

Лучшие практики включают:
♦ Установите коллекторы рядом с группами резервуаров
♦ Упорядочивайте и маркируйте трубопроводы
♦ Избегайте сложных поперечных трубопроводов
♦Оставить место для дополнительных резервуаров
Хорошая планировка повышает эффективность рабочего процесса и улучшает внешний вид предприятия.

10. Выбор материала

В большинстве случаев используется трубопровод для брожения на пивоварнях:
Нержавеющая сталь 304 ⇒ Подходит для большинства условий производства пива.
Нержавеющая сталь 316L ⇒Рекомендуется для: Производство кислого пива/ Производство комбучи/ Среды с высокой кислотностью/ Среды с высоким содержанием хлорида
Оба материала обеспечивают долговечность и гигиеничность.

11. Типовая схема трубопроводов бродильного резервуара

Стандартная схема трубопроводов обычно включает в себя:
Трубопровод для впуска сусла
Трубопровод для перекачки пива
Трубопровод для выгрузки дрожжей
Подача и возврат CIP
CO₂ трубопровод
Пробоотборный клапан
Манометр
Датчик температуры
Предохранительный клапан
Профессиональные инженерные чертежи помогут обеспечить правильную установку и эксплуатацию.

При проектировании трубопроводов бродильных резервуаров необходимо соблюдать баланс между гигиеной, эффективностью, автоматизацией и стоимостью.
Хорошо спроектированная система трубопроводов обеспечивает: Стабильное качество пива ⇒ Простая очистка и обслуживание ⇒ Снижение риска загрязнения⇒ Гибкое планирование производства⇒ Возможность расширения пивоварни
Тщательное планирование на ранней стадии проектирования пивоварни может значительно улучшить долгосрочные производственные показатели и уменьшить проблемы, связанные с эксплуатацией.

Под редакцией Дейзи
[email protected]