تصميم مجموعة صمام الغاز لتخمير البيرة

مع تطوير الأتمتة الصناعية ، يعد هذا الاتجاه العام لأتمتة إنتاج البيرة لاستبدال التشغيل اليدوي. تجمع هذه الورقة بين الاحتياجات الفعلية لعملية التخمير في مصنع الجعة وتصميم مجموعة صمام غاز التخمير لاستبدال صفيف أنابيب الغاز التقليدية ، مما يوفر مرجعًا للصناعات ذات الصلة.

1. صف أنابيب غاز التخمير التقليدي

تم تجهيز ترتيب أنابيب غاز التخمير التقليدي بأنبوب إمدادات سائل CIP وأنبوب الهواء المضغوط وأنابيب إمدادات غاز ثاني أكسيد الكربون وأنبوب استرداد ثاني أكسيد الكربون وأنبوب تصريف غاز العادم وأنبوب توصيل أعلى الخزان. تم تجهيز كل خزان تخمير بصمام تنظيم الضغط ، وكل أنبوب غاز يتوافق مع صمام يدوي ، والذي يتحقق من خلال التبديل اليدوي.

من الوقت الذي تدخل فيه نبتة الخزان إلى الوقت الذي يتم فيه تنظيف خزان التخمير ، من الضروري تبديل المفتاح عدة مرات وضبط قيمة الضغط على صمام تنظيم الضغط. هذا يزيد من كثافة العمالة في العمليات في الموقع وهو أيضًا عرضة للأخطاء التشغيلية. على سبيل المثال ، يؤدي الهواء المضغوط الذي يدخل خط أنابيب استرداد ثاني أكسيد الكربون إلى عدم كفاية نقاء ثاني أكسيد الكربون المستردة ، والهواء المضغوط الذي يدخل خزان تخزين سائل التخمير الناضج يؤدي إلى مشاكل عالية الجودة في الأكسجين الذائبة. لهذا السبب ، من الضروري ترسيخ سير العمل من خلال العمليات الآلية وإدخال الصمامات الآلية لاستبدال العمليات اليدوية.

2. اختيار الصمام

تشمل الصمامات الآلية صمامات الفراشة الهوائية ، والصمامات المضادة للخلط ، وصمامات التوقف الهوائية ، وصمامات التنظيم الهوائي ، وما إلى ذلك. بالنظر إلى أن أنابيب الغاز تحتاج إلى تبديل عمليات أنابيب ، وصمامات الفراشة الهوائية وصمامات مضادة للضغط بشكل عام. فيما يتعلق باختيار الصمامات المضادة للخلط ، من الضروري إجراء التقسيمات الفرعية والتحديدات بناءً على متطلبات الضغط في ظروف عمل أنابيب الغاز. بشكل عام ، بالنسبة لخطوط الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة ، والضغوط العالية ، ومطرقة المياه ، يمكن اختيار صمامات مضادة للخلط مزدوجة المقعد المزدوج (يشار إليها على أنها صمامات مضادة للخلط مزدوجة المقعد) ، بينما بالنسبة لخطوط الأنابيب ذات الأقطار الصغيرة والضغوط المنخفضة ، فإن الصمامات المضادة للخلع المزدوجة ذات المقعد الفردي (المشار إليها بمثابة محاط واحد مضاد للتكلفة).

3. تصميم صمام أنبوب الغاز

نظام صفيف الصمام هو صفيف صمام يتكون من عدة صمامات وخطوط أنابيب. من خلال التحكم في مفاتيح المدخل والمخرج في الصمامات ، يمكن تحقيق تحويل نقل المواد المختلفة وغيرها من الوظائف الخاصة.

بالمقارنة مع صفيف أنابيب الغاز اليدوي التقليدي ، يستخدم هذا التصميم صفيف صمام لتحقيق التشغيل الآلي وتحسين تكوين خط أنابيب الغاز في منطقة التخمير مع متطلبات العملية الفعلية. من ناحية ، نظرًا لأن الهواء المضغوط يستخدم أولاً لاستبدال ثاني أكسيد الكربون في خزان التخمير قبل الغسيل القلوي ، ثم يتم تنظيف جسم الخزان ، يمكن أن يشارك أنابيب إمداد الهواء المضغوطة في نفس خط الأنابيب مع أنبوب إمدادات سائل CIP ؛ من ناحية أخرى ، نظرًا لأن متطلبات الضغط في المراحل المتوسطة والمتأخرة من التخمير أعلى من تلك الموجودة في المراحل المبكرة من التخمير ، يمكن تكوين خطوط أنابيب استرداد ثاني أكسيد الكربون مع ظروف عمل مختلفة لموازنة الضغط في خزان التخمير ، مع توفير تكلفة صمام تنظيم الضغط. يوضح الجدول 2 تكوين مجموعة أنابيب غاز التخمير.

الجدول 2 تكوين ترتيب أنبوب الغاز التخمير

نظرًا لأن خزان التخمير يتم تنظيفه بواسطة غسالة الخزان ، فإن متطلبات الضغط لأنابيب الإمداد السائل CIP مرتفع نسبيًا ، بينما يتم استخدام أنبوب الغاز لنقل الغاز في عملية التخمير ، وضغط العمل منخفض نسبيًا. لذلك ، يتبنى أنبوب الإمداد السائل صمام مضاد للخلط. يتبنى أنبوب الغاز صمامًا مضادًا للخلط أحادي المقعد لتقليل التكاليف. يتم توصيل أنبوب إمدادات سائل CIP بغرفة الصمام السفلى من صمام مضاد للخلط مزدوج المقعد ، ويتم توصيل أنبوب توصيل أعلى الخزان بغرفة الصمام العلوي من الصمام المضاد للخلايا المزدوج. أثناء التنظيف ، يتدفق سائل التنظيف من غرفة الصمام السفلية إلى غرفة الصمام العلوية. في نهاية التنظيف ، يكون الصمام المضاد للخلايا هو 'مغلق التدفق الخلفي ' لتجنب مطرقة الماء.

وبالمثل ، في الاتصال بين أنبوب الهواء المضغوط وأنبوب إمدادات سائل CIP ، يجب تصميم الهواء المضغوط لتوفير الهواء من تجويف الصمام السفلي إلى تجويف الصمام العلوي ، وإلا فإن 'الإغلاق المصب ' عرضة لمطرقة الهواء. في هذا الوقت ، يجب توصيل أنبوب الإمداد السائل CIP بتجويف الصمام العلوي للصمام المضاد للخلط المزدوج ، ويجب توصيل أنبوب الهواء المضغوط بتجويف الصمام السفلي لصمام مضاد مضاد للضافة.

فيما يتعلق بتوصيل أنبوب توصيل أعلى الخزان مع خطوط أنابيب الغاز الأخرى ، يتم توصيل أنبوب توصيل أعلى الخزان بالجزء العلوي من الصمام المضاد للخلط ، ويتم توصيل صف أنابيب الغاز إلى أسفل الصمام المضاد للخلط.

أخيرًا ، بالنظر إلى أن سائل التنظيف سيبقى في أنبوب توصيل أعلى الخزان بعد تنظيف خزان التخمير ، يمكن تكوين مفتاح الكشف عن مستوى السائل في الموضع المنخفض لخط الأنابيب للتحكم تلقائيًا في حالة التبديل في صمام التفريغ. يحتوي مفتاح الكشف عن مستوى السائل أيضًا على وظيفة حماية تسرب: إذا كان خط أنابيب الغاز يحتاج إلى CIP بانتظام ، مع الأخذ في الاعتبار تأثير مطرقة الماء في الحالات القصوى ، يتم رفع صمام مضاد للخلط أحادي المقعد ، ويتم خلط سائل CIP في خط أنابيب أعلى الخزان العلوي. في هذا الوقت ، يمكن لمفتاح الكشف عن مستوى السائل في الموضع المنخفض لخط الأنابيب التحكم في صمام التفريغ لفتح لمنع سائل CIP من دخول جسم الخزان.