在酿酒厂建立控制策略

皇冠谷啤酒厂设计其过程控制策略和系统随着它的新啤酒厂。与工艺设备OEM携手合作,最终用户得到他们想要的。

作者:Ed Montgomery,西门子工业公司 2010年7月23日

自1998年开始生产葡萄酒以来,皇冠谷决定将业务扩展到啤酒,但它必须从零开始。这让这家成长中的公司有机会从头做起,确保在未来的道路上,它可以创造出具有卓越一致性的高质量产品。

皇冠谷总部设在圣。密苏里州吉纳维夫,拥有40万瓶酒和165英亩葡萄园。但葡萄酒不足以满足增长的雄心。皇冠谷的运营总监布莱恩·西德尔说:“我们希望能够把中西部的葡萄酒、烈酒和啤酒带到市场上。”

为了使其新的啤酒生产项目进行中,皇冠谷接近啤酒厂系统设计师和OEM纽兰兹系统用于酿造设备。范围包括从混料和发酵到CIP(就地清洁)的所有内容。Siddle从世界各地的啤酒厂应用中寻找灵感,包括选择什么样的过程控制系统。根据他的所见所闻,他选定了西门子,这也符合他自己在酒庄装瓶设备上使用西门子设备的经验。

西德尔知道,他从一开始就需要一个可靠的最终产品,让竞争激烈的中西部饮料市场相信,皇冠谷是认真对待啤酒的。这意味着没有错误,基本的一致性,以及一款可以在挑剔的精酿啤酒饮用者中建立信誉的产品。要实现这些目标,需要一个坚实的啤酒厂。“当你在开发一款新产品时,”他说,“最糟糕的事情就是一开始就不一致。我参观了华盛顿、加利福尼亚、纽约、伊利诺伊、波兰、德国和意大利的啤酒厂。我让全世界都在讨论他们喜欢什么。”

在进行了研究之后,西德尔决定采用西门子布劳马特系统来控制制造过程,但他知道纽兰兹必须支持他的选择,并将其纳入更大的设计中。很快,他就和纽兰兹系统公司总裁布拉德·麦克海(Brad McQuhae)谈了起来。西德尔说:“布拉德看到了我做事的方式,认为布劳马特非常适合我。“这对布拉德来说也是一个新系统,但西门子在饮料和加工领域是一个家喻户晓的品牌。”

McQuhae同意这个功能,但看到了一个严重的障碍。他回忆说:“Braumat在业界很有名,但它的建立是为了控制大型的地区性和全国性的啤酒厂。这个价格使他们超出了手工酿酒师的能力范围。但紧凑型PCS7是相当新的,它不是一个主要的重写。图像几乎是一样的:800桶的桶在屏幕上看起来和8桶的桶是一样的。”

McQuhae的结论是,西门子对这家精酿啤酒商来说是件好事。他认为,如果客户能够在初始资本投资中全部投入,就可以节省大量的金钱和时间。他向西门子提出了自己的建议,希望他们能在这个计划上与他合作。现在Newlands可以做手动系统,内部设计的PLC/HMI系统,或基于Braumat的更全面的自动化。

提供这种程度的灵活性使McQuhae在竞争激烈的市场中脱颖而出。“布劳马特在业内的专业酿酒商中相对知名,”他说。“我们认为,通过将其纳入我们的稳定功能,它将提高我们的声誉。不锈钢罐和容器本质上都是一样的。在某种程度上,让你与众不同的是服务,以及你能提供的其他东西。我们认为提供Compact是一种竞争优势。”

让酿酒厂制造商与自动化公司密切合作可能是一种良好的关系。这意味着建设和启动的时间更短。McQuahae指出:“契约已经有了做我们需要它做的事情的历史。图形和其他功能都在里面;你不必从头开始。如果我们要做一个带有人机界面的PLC,我会对集成商说,‘给我造一打酿酒过程的屏幕’,他会面无表情地看着我。他不知道酿酒厂的流程是什么。Braumat已经拥有了所有的组件,你只需要建造它或把它放在一起。”

西德尔让纽兰兹从一开始就把所有的东西都连接到PCS7上,包括醪桶、酿造壶、冷热酒罐,以及所有的发酵罐温度控制装置。专业冷水机系统将所有东西都连接到系统中。

拥有一个中央控制系统,避免了在生产区域分散功能和人机界面。西德尔很感激这些控制的结果——温度趋势、pH值、压力读数——没有被潦草地写在啤酒厂各处的剪贴板上,等着被转录成电子表格。由探头收集的所有过程数据都在操作员指定的任何间隔内自动记录,并且趋势可以以多种格式显示。

任何超出特定配方参数范围的操作都会引发警报,以提请酿酒商注意可能存在的问题。警报也可以通过电子邮件或直接发送到酿酒商的智能手机上,这样许多问题就可以通过内置的安全防护措施远程解决。

实际上,警报是罕见的。Siddle观察到:“我们每次酿酒都能在0.5%以内达到目标。我们的提取率比我们想象的要高。每次都能达到所有的沸点和发酵温度,感觉很好。”

皇冠谷正在使用该系统的库功能来控制其啤酒的不同酿造和发酵概况。正如该公司对其葡萄酒所做的那样,它喜欢覆盖广泛的范围。Siddle说,除了他们著名的Big Bison Ale啤酒,皇冠谷还酿造各种各样的啤酒,包括金发啤酒、捷克药丸啤酒、hefeweizen啤酒、维也纳啤酒和琥珀啤酒。特色和时令食谱包括波特酒,杜贝尔酒,硬苹果酒,和使用自制香料和草药的香料啤酒。这样的品种意味着广泛的捣碎,发酵和陈酿概况。酿酒师在系统中输入参数,创建一个啤酒档案库,每次酿造啤酒时都会精确地重新创建,同时仍然允许酿酒师在必要时调整工艺。一致性是从一开始就建立起来的。

如果没有有效的自动化,酿造很容易成为一个劳动密集型的过程,这体现在成本上。皇冠谷已经能够将这些成本控制在一个完全自动化的啤酒厂的范围内。Siddle指出:“一个好的CIP系统不需要额外的工人,他们通常需要执行重复的任务,比如打开和关闭阀门,或者连接和拆卸软管。“Compact是关于更少的劳动力,更一致的啤酒。你可以在不到两年的时间里看到投资回报。”

McQuhae仍然承认,Compact并不便宜,但他发现,如果将该系统安装在新啤酒厂中,无论是在初创阶段还是在大规模扩张时,都可以节省大量费用。纽兰兹在新项目上进行培训,这也为客户节省了资金。训练越简单,纽兰兹的成本也越低。McQuhae喜欢它的简单性:“你所要做的就是把鼠标放在泵的图形上,点击泵,你会看到一个弹出窗口,上面写着开始/停止。你走吧!一些趋势功能需要更多的培训,实际的编程需要更多的技能,但这不是在酿酒商层面完成的,而是在西门子完成的。”

由于西门子系统之间的通用性,酿酒商甚至可能不需要培训。西德尔说:“大约一个月前,我换了一个酿酒师。“西门子和纽兰兹的人来做重新培训,但他已经在ab用过西门子的系统了。他已经跟上了节奏,正在尽他所能从中吸取教训。”

如果生产增加,用户不必担心超出系统的需求。Braumat可以随着公司的发展而扩大到20万桶左右的产量,从而避免了更换性能较差的系统的成本。这对麦奎来说很重要:“如果一家小啤酒厂打算发展壮大,布劳马特啤酒厂将与他们一起发展。你能在小机架PLC上做到这一点吗?不可能。即使啤酒厂发展迅速,需要重新装修整个啤酒厂,也都是一样的。”

西德尔已经看到了规划不当的影响:“太多精酿啤酒商没有想到自己会成长。你最终会把一个罐一个罐地堆叠起来,你甚至不能穿过你的啤酒厂。当我们这样做的时候,我们确保我们可以成长。它能帮助你知道你需要期待什么。如果你做得对,你就会成长。所以你必须进行初始投资,使它从一开始就成为最好的工厂。”

一些专业酿酒师认为,自动化酿酒厂失去了“手工制作”的感觉。西德尔不同意这一观点,他相信好啤酒和好生意。皇冠谷以其啤酒厂和设施,包括自动化而自豪。“一切都与教育有关,”他说。“你必须意识到,即使你有激情,你也必须有商业头脑。当然,你想要质量最好的产品,但要以最低的成本。我们对我们的设施的愿景是旅游。我们喜欢让人们来到这里,向他们介绍我们的本土葡萄酒。我们也会对啤酒厂这么做。这个系统是酿酒大师的梦想。 You smell, see, taste the product every step of the way. Your senses still tell you that the beer is what you want it to be. It is still craft beer.”

埃德·蒙哥马利(Ed Montgomery)是西门子工业公司酿酒行业经理。