Introduction de la machine de remplissage de bière

Depuis les années 1980, sur la base de la digestion et de l’absorption des technologies de fabrication avancées étrangères, nous avons d’abord développé en Chine un système de contrôle des gaz liquides pour machine de remplissage de bière avec nos propres caractéristiques. Cela fait près de 20 ans depuis son développement, et maintenant il est passé à la quatrième génération, essentiellement en phase avec le développement de la technologie internationale de contrôle des gaz liquides des machines de remplissage.Dans ce processus, grâce à la recherche sur le processus physique de remplissage de la bière, à la communication et aux discussions avec les fabricants d'équipements nationaux et étrangers, il a été constaté que certains problèmes doivent être clarifiés, que certains problèmes doivent être expliqués et que d'autres valent la peine. des recherches et des discussions plus approfondies.Avant d’aborder les problèmes spécifiques, la connotation du remplissage de la bière est d’abord analysée scientifiquement.La bière est une sorte d’aliment liquide brassé par réaction biochimique. Sa matrice est l'eau. Il doit suivre les principes de base de l'hydrodynamique, tels que la conservation de l'énergie, la continuité des fluides et l'équilibre des forces.Son corps principal est constitué de métabolites de réactions microbiennes et biochimiques ainsi que de certaines substances inorganiques.Parmi eux, le dioxyde de carbone et les protéines présentes dans les micro-organismes et les métabolites sont les principaux facteurs auxquels il faut faire face dans le processus de remplissage de la bière, ce qui constitue également la difficulté du remplissage de la bière, différente des autres remplissages d'aliments liquides.Par exemple, réduire la quantité d’oxygène pour réduire l’espace vital des micro-organismes ; suivez la loi de Henry sur la solubilité des gaz en chimie physique, déterminez la contre-pression en fonction de la teneur en dioxyde de carbone et de la température de remplissage ; les protéines bouillonnent facilement sous l'action du dioxyde de carbone et le temps de maintien des bulles est long, etc.Le remplissage fait référence au remplissage de produits qui doivent être négociés sur le marché. Par conséquent, le volume, la qualité ou le niveau de liquide sous un certain récipient doivent être mesurés.Il est impossible d’améliorer la qualité d’un emballage alimentaire, et cela aura inévitablement un impact. Le principe de la technologie d’emballage est de minimiser les impacts négatifs.I. Le cœur de la technologie de remplissage de la bière est la valve de remplissage. Dans les médias et les réunions professionnelles en Chine, nous pouvons souvent voir et entendre certaines opinions. L'augmentation du nombre de valves de remplissage est présentée comme un progrès technologique et les fabricants l'utilisent également comme publicité. Il semble que plus la tête de remplissage est grande, plus la technologie de remplissage est avancée, plus la vitesse de remplissage est rapide.En fait, quel que soit le nombre de vannes, en ce qui concerne chaque vanne de remplissage, son état de fonctionnement et son processus sont les mêmes. L'augmentation du nombre de soupapes est uniquement due au grand diamètre du cylindre, à certains changements dans la puissance et la transmission requises et à l'absence de progrès dans la technologie de remplissage.La vitesse dite élevée de remplissage à grande vitesse fait référence à l'augmentation de la vitesse tangente des bouteilles d'entrée et de sortie et à l'augmentation du nombre de bouteilles remplies par unité de temps.Cependant, la vitesse angulaire de la machine de remplissage est la même, c'est-à-dire que le temps nécessaire au remplissage de chaque bouteille de bière ne change pas du tout. Pour chaque valve de remplissage, il s'agit toujours d'un cercle pour terminer le processus de remplissage.Le véritable changement est le système de transport, le système de transport sans pression à grande vitesse et le système de transport sans blocage constituent la technologie de base du remplissage à grande vitesse.Tant que la vanne de remplissage a la même fonction et la même structure, ses performances techniques de remplissage sont les mêmes. Pour chaque valve de remplissage, hors erreurs d’usinage et de montage, elle doit être théoriquement identique.C'est la vanne de remplissage elle-même, et non le nombre de vannes, qui détermine la qualité du remplissage et le niveau technique.Par exemple, les sociétés allemandes KHS et Krones classent et constituent leur propre série de produits en fonction de la fonction et de la structure de la valve de remplissage ; tandis que les entreprises nationales, dont la plupart publient des articles sur le nombre de têtes, n'ont pas encore constitué une série de produits avec la valve comme technologie de base.À l'heure actuelle, en Chine, à ma connaissance, seule la vanne de remplissage mécanique externe de Nanqing, dont les performances sont supérieures aux autres vannes mécaniques existantes, est la seule technologie de base de remplissage dotée de ses propres droits de propriété intellectuelle.À cette fin, il y a deux ans, j'ai écrit et publié cette réalisation innovante dans les journaux concernés.Après l'exposition internationale sur les technologies et les équipements de fabrication de la bière et des boissons en Chine en 2000, j'ai commenté les différences entre les expositions étrangères et nationales. Les exposants étrangers présentent principalement la technologie, tandis que les exposants nationaux présentent principalement la capacité de transformation et le niveau de fabrication.Cela montre que les entreprises chinoises ne sont pas vraiment devenues le principal acteur du développement technologique et de l’innovation.Le cœur de la technologie de remplissage de la bière est la valve de remplissage. Ce n’est que lorsqu’il y a une valve qu’elle peut être organique ; la machine est divisée en fonction de la vanne.Les progrès de la technologie de remplissage se reflètent principalement dans les performances techniques des vannes plutôt que dans leur nombre.La clé pour améliorer le niveau de technologie de remplissage est de mener des recherches sur la technologie à valve unique de la valve de remplissage.2. La clé d'un remplissage en douceur de la bière est la vanne d'ouverture à pression égale de la vanne de remplissage. Dans les années 1980, la Chine a importé d'Allemagne deux types de technologies de fabrication de machines de remplissage de valves mécaniques : l'une est la machine externe à tubes longs de la société Sen, l'autre est la machine interne à tubes courts de la société H&K. Pour diverses raisons, si la fabrication de bouteilles en verre en Chine n'est pas standardisée, la plupart des brasseries chinoises les adoptent.Avec la machine à tubes courts, cet article prend la machine à tubes courts comme exemple pour discuter du remplissage stable de la bière.La mousse de bière est une caractéristique de la saveur de la bière. C'est l'un des principaux indices pour évaluer la qualité de la bière. La bière doit être remplie de bière mousseuse.Cependant, cette caractéristique de la bière pose beaucoup de problèmes au remplissage, et le phénomène anti-bulles est souvent observé sur le site de remplissage de la brasserie.Les causes de l'anti-bulle de bière peuvent être les suivantes : le positionnement et l'alignement de la bouteille ne sont pas en place, le défaut de l'embouchure de la bouteille n'est pas hermétiquement scellé et la bague d'étanchéité vieillit pour former un remplissage à pression inégale ; la teneur en dioxyde de carbone est trop élevée ou la contre-pression est trop faible pour faire déborder le dioxyde de carbone de la liqueur ; la vitesse d'écoulement est trop rapide ou l'écoulement le long de la paroi interne de la bouteille ne se forme pas pour perturber excessivement la bière, etc.Une fois la mousse formée, elle mettra un certain temps à disparaître. Une fois que la mousse flottant sur la surface liquide de la bière atteint le fond du tuyau de retour, elle affectera la vitesse normale du gaz de retour, entraînant un niveau de liquide inégal.La vanne mécanique s'ouvre sous la force du ressort. Théoriquement, la valve doit être ouverte lorsque la pression de gonflage dans la bouteille est égale à la contre-pression dans la bouteille. La force du ressort n'est utilisée que pour surmonter la différence de pression statique entre le niveau de liquide dans le cylindre et l'orifice de la vanne, mais en fait, elle doit vaincre la force de friction lorsque la vanne est ouverte, et il doit y avoir de la place, c'est-à-dire la valve est ouverte lorsque la pression de gonflage est inférieure à la contre-pression.Par conséquent, pour tout remplissage en ouvrant la vanne avec ressort, lors de l'ouverture de la vanne, la force pour pousser le débit de fluide augmente la pression différentielle entre la contre-pression et la pression dans la bouteille, qui est la vanne d'ouverture de pression différentielle.Une fois la vanne ouverte, en raison de la communication de contre-pression entre le tuyau de retour d'air et le cylindre, la force supplémentaire disparaît lorsque la vanne est ouverte, formant un remplissage à pression égale.Cependant, lorsque la pression différentielle ouvre la vanne, la mousse produite par la force plus importante ne disparaîtra pas. Cela affectera l’ensemble du processus de remplissage et la force du ressort est incohérente. L'intensité des perturbations provoquées par la force supplémentaire inégale est différente. Le niveau inégal est le résultat inévitable.C'est la raison principale de la mauvaise cohérence du niveau de liquide de remplissage de la machine à tiroir de valve mécanique domestique, qui est liée au matériau et à la technologie du ressort, au niveau de technologie de fabrication et à la gestion de la qualité de la valve de remplissage.On observe que la machine de remplissage à valve mécanique des sociétés allemandes KHS et KRONES peut voir le processus de remplissage lors de l'ouverture de la plaque de remplissage de la machine de remplissage dans des conditions de fonctionnement normales. On peut voir qu'il y a un niveau de liquide haut et bas sur la ligne diagonale, et qu'il n'y a pas beaucoup de différence dans le nombre de bulles flottant à la surface du liquide, et la consistance de la hauteur du liquide est meilleure après le remplissage.La raison en est que la cohérence de l'ouverture de la vanne est meilleure et que la cohérence de la force du ressort et de la force de friction statique à surmonter est meilleure.La manière de résoudre le problème consiste à améliorer le processus de fabrication de la vanne au niveau de KHS et Krones, mais cela n'élimine toujours pas la force supplémentaire lors de l'ouverture de la vanne.Une autre méthode consiste à ouvrir la vanne activement sans aucun ressort, tout comme la vanne de remplissage électronique lorsqu'elle est sous pression constante, de manière à éliminer la force supplémentaire lors de l'ouverture de la vanne à partir de la source et à réaliser le remplissage avec une pression égale en ouvrant la vanne. . C'est le principe de base de la vanne de remplissage externe des machines Nanjing Light.En fait, la raison est très simple, c'est-à-dire que la vitesse de remplissage de la bière doit suivre la règle lente, rapide et lente.Le démarrage lent vise à éviter beaucoup de mousse, et la fin est à réduire l'inertie du débit et à rendre le niveau de liquide précis.Cependant, le jeûne du milieu n’est pas aussi rapide que possible. La limite doit être non moussante. De plus, le débit est limité par le diamètre extérieur du tuyau de retour d’air et le diamètre intérieur du goulot de la bouteille.Dans la vanne mécanique traditionnelle, la vanne à ressort étant une vanne à pression différentielle, elle ne peut pas démarrer lentement. Lorsque la bière ouvre la valve, la bulle est inévitable, le niveau de liquide ne peut donc pas être très précis.De plus, lorsque la valve à pression différentielle à ressort est gonflée après la première évacuation, le temps de gonflage doit être réglé plus court pour éviter que la valve à vin ne s'ouvre par erreur, ce qui endommage pratiquement l'effet d'évacuation.Par conséquent, la valve de remplissage électronique qui peut surmonter ce défaut apparaît. La vanne de remplissage mécanique externe de Nanjing Light Machinery Co., Ltd. peut également atteindre cet objectif.Pour résumer, la clé d'un remplissage en douceur de la bière est d'ouvrir la valve à la même pression que la valve de remplissage, ou la clé est d'éviter autant que possible la mousse de bière lors de l'ouverture de la valve.3. À l'heure actuelle, le fonctionnement en survitesse de la machine de remplissage de bière est essentiellement basé sur le processus technologique suivant : alimentation au biberon → mise sous vide → remplissage de dioxyde de carbone → mise sous vide → remplissage de dioxyde de carbone → remplissage → position debout → décompression → vanne mécanique et vanne électronique de la bouteille décharge, qui sont les mêmes dans le processus technologique.En termes de répartition du temps, les vannes mécaniques sont généralement réparties sous forme d'angle de rotation, car les curseurs ou palettes contrôlant le pompage du vide, le gonflage, l'ouverture et la fermeture des vannes à vin (les vannes mécaniques traditionnelles n'ont que des vannes fermées) et les actions de décompression sont tous placés sur l'anneau de commande en fonction de la taille de l'angle de rotation, qui est réellement déterminée par le temps et de l'angle de rotation correspondant affiché sous la vitesse de fonctionnement normale,Les données techniques données par le constructeur sont encore d'actualité.Lorsque la vitesse est inférieure à la vitesse de fonctionnement normale, le temps nécessaire pour terminer l'ensemble du processus augmentera, sinon le temps de fonctionnement en survitesse sera raccourci.Par conséquent, le fonctionnement excessif de la vanne mécanique peut affecter la qualité du remplissage de la bière, comme l'augmentation de la teneur en oxygène et le niveau de liquide irrégulier, et même le phénomène d'anti-bulle.Parce que dans l'opération de survitesse, le contrôle de toutes les vannes est complété par le curseur ou la palette sur l'anneau de commande, le temps entre le curseur ou la palette de la vanne à vin diminuera inévitablement, ce qui affectera la qualité de remplissage de l'ensemble du processus de remplissage.Le contrôle électronique de la vanne de remplissage consiste à contrôler le temps et la séquence, et le temps nécessaire pour terminer chaque processus de remplissage reste inchangé lorsque la vitesse change.S'il n'y a pas de limite de vitesse dans la procédure, la survitesse n'affectera que le temps de décompression, c'est-à-dire qu'elle affectera la dernière procédure et n'affectera pas la procédure précédente, telle que l'évacuation, le remplissage, etc.En un mot, lorsque la vanne de remplissage est déterminée, le temps nécessaire pour terminer chaque section du processus de remplissage est également déterminé. À moins qu'il n'y ait une marge importante dans chaque section lors de la conception ou de la fourniture de données techniques, cela aura inévitablement un impact négatif sur la qualité du remplissage.Par conséquent, si nous voulons améliorer l’efficacité de la production, nous devons commencer par améliorer l’efficacité de l’ensemble de la ligne et la fiabilité du fonctionnement, plutôt que d’augmenter la vitesse de la machine de remplissage.

4. À la fin des années 1980, nous avons développé le système de contrôle du gaz liquide de la première machine de remplissage de bière en Chine pour la machine de remplissage de 20 000 bouteilles/heure produite par Guangzhou Light Industry Co., Ltd., qui a été mise en service à titre d'essai dans le troisième atelier d'emballage de Yanjing.Lors du débogage, il y a parfois un phénomène de cylindre vide et plein. Après analyse, il est déterminé que le phénomène est provoqué par la fluctuation de la contre-pression dans le cylindre.Lorsque des mesures sont prises pour stabiliser la contre-pression, le niveau de liquide dans la cuve à vin est stable à une certaine position pendant le fonctionnement normal, à l'exception des fluctuations lors du démarrage et de l'arrêt. Cependant, l'opérateur doit toujours observer le niveau de liquide à tout moment, ajuster le réglage du débit d'air de réapprovisionnement en dioxyde de carbone, ce qui consiste essentiellement à affiner la contre-pression.Le système de contrôle du niveau de liquide dans la cuve à vin provient de la société H & K d'Allemagne. À cette époque, elle utilisait l'instrument pneumatique de la société Taylor pour contrôler le niveau de liquide dans la cuve à vin en mesurant la pression statique au niveau du tuyau d'entrée de liqueur.Au début, nous n’avons pas analysé en profondeur ce schéma de contrôle et avons suivi cette méthode. Nous avons uniquement remplacé l'instrument pneumatique par un instrument électrique, tandis que l'actionneur utilisait toujours la vanne pneumatique.Lorsque nous rencontrons les problèmes ci-dessus sur le site de débogage, nous utilisons les principes de base de l'hydrodynamique pour analyser et constater que ce schéma de contrôle présente des défauts.Parce que la pression statique au niveau du tuyau d'entrée de liqueur n'est pas seulement affectée par le niveau de liquide dans la cuve à vin, mais également par la contre-pression dans la cuve à vin.D'une manière générale, le changement de pression mesuré par le capteur de pression ne peut pas être distingué de la source. Le régulateur sait ouvrir la vanne de régulation uniquement lorsque la pression est inférieure à la valeur définie et fermer la vanne de régulation lorsque la pression est inférieure à la valeur définie.Si la pression change en raison du changement du niveau de liquide, le contrôle est normal.Si le niveau de liquide n'est pas modifié mais est provoqué par un changement de contre-pression, le régulateur indique toujours que la vanne de régulation d'entrée est légèrement ouverte et fermée, ce qui rend le niveau de liquide hors de contrôle. Si la bouteille est cassée et que l'alimentation en air est insuffisante, la bouteille pleine peut bientôt apparaître.Il est difficile d’obtenir une cohérence synchrone dans le contrôle de cette corrélation, et la précision et la stabilité du contrôle ne sont pas très bonnes.Au début des années 1990, nous avons proposé un système de contrôle indépendant de la contre-pression et du niveau de liquide et développé un capteur pour contrôler le niveau de liquide.En 1995, le deuxième atelier d'emballage de Yanjing a effectué un test de production sur la machine améliorée pour tubes courts de Guangqing à 60 têtes, qui a été bien accueillie et confirmée par les opérateurs et les fabricants.A cette époque, nous installions uniquement un capteur de niveau de liquide sur la cuve à vin. Il a été constaté que lorsqu'il y avait du vin dans le réservoir sans remplir la bouteille ou sans tourner au ralenti, la valeur affichée du niveau de liquide changeait de trois à quatre mots et n'avait rien à voir avec la vitesse de rotation.On analyse que cela est dû à l'impossibilité d'un parallèle absolu entre la surface tournante de la cuve à vin et le plan horizontal naturel, c'est-à-dire que la trace d'un cercle en un certain point sur le capteur de niveau de liquide ne peut pas tomber sur le plan naturel. plan horizontal, mais a un angle inclus avec le plan horizontal.Vu du plan vertical passant par le centre de rotation, l'angle inclus est nul à l'intersection du plan de rotation et du plan horizontal, et continue de tourner à partir de l'intersection, l'angle inclus augmente progressivement et atteint le maximum en tournant vers 90 degrés, c'est-à-dire l'angle inclus entre le plan de rotation et le plan horizontal.Continuez ensuite à réduire l’angle de rotation. Lorsque l’angle atteint la ligne d’intersection à 180 degrés, l’angle revient à zéro.Et puis continuez à tourner dans le même sens, l'angle inclus deviendra négatif et augmentera. Lorsqu’elle atteint 270 degrés, elle atteindra la valeur négative maximale, puis diminuera. Lorsqu'il atteint 360 degrés, il reviendra à sa position d'origine et l'angle inclus reviendra à zéro.Selon la loi mathématique, la distance verticale entre un point du capteur et le plan horizontal naturel doit être le produit du rayon de rotation et de la fonction sinusoïdale de l'angle inclus.Sa valeur change avec l'angle de rotation, et la loi de son changement est exactement la même que celle de l'angle inclus. Il change selon la loi de la fonction sinusoïdale.Par conséquent, afin d'éliminer cette erreur, elle peut être automatiquement éliminée en installant le même capteur avec la même différence de phase de rayon de rotation de 180 degrés, c'est-à-dire à un endroit symétrique par rapport au centre de rotation.À l'heure actuelle, ce système de contrôle est utilisé dans les machines de remplissage de notre pays, en particulier dans les machines de remplissage avec un diamètre de cylindre plus grand.Les machines de remplissage de KHS et Krones en Allemagne sont équipées de quatre capteurs dans le même rayon. D’un point de vue mathématique, ce n’est pas du tout nécessaire, et son effet est exactement le même que celui des deux.Théoriquement, tant que dans le même rayon, dans la plage de 360 ​​degrés, selon la distribution uniforme des angles, par exemple tous les 120 degrés, un vaut trois, tous les 90 degrés, un vaut quatre.La hauteur de niveau de liquide mesurée est la somme des valeurs mesurées de tous les capteurs divisée par le nombre de capteurs. Deux sont divisés par 2, trois sont divisés par 3 et quatre sont divisés par 4.Du point de vue physique, la vitesse de la machine de remplissage est très faible, la vitesse angulaire est très faible et le débit de remplissage de chaque vanne de remplissage est très faible, il est donc impossible d'avoir un impact significatif sur l'état de le plan horizontal.Je pense donc qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser quatre capteurs. Seuls deux capteurs doivent être installés symétriquement sur la même circonférence.Le contrôle du niveau de liqueur dans le cylindre de remplissage a une grande influence sur le remplissage de la bière. La fluctuation du niveau de liqueur affectera la fluctuation de la vitesse de remplissage, non seulement le temps de remplissage, mais également la stabilité du remplissage.Bien entendu, tant qu’il y a du vin dans la cuve, la petite fluctuation du niveau de liquide n’a pas d’importance.Cependant, si le niveau de liquide et la contre-pression ne sont pas contrôlés indépendamment, cela augmentera inévitablement le nombre d'arrêts de la machine de remplissage, augmentera l'intensité de fonctionnement des travailleurs et il sera difficile d'obtenir une automatisation complète. De plus, du point de vue de la théorie du contrôle, le contrôle de cette quantité associée est également inapproprié.5、 Afin de devenir une marchandise après le brassage de la bière, la bière non pasteurisée doit être emballée. La technologie d'emballage et les matériaux d'emballage adoptés dépendent du fonctionnement et de la gestion du marché.Le processus de conditionnement comprend ici le traitement final de la bière. Le but de toute méthode de traitement terminal est de prolonger la durée de conservation des produits, ce qui est obtenu au prix d'une perte de saveur de la bière. Plus la durée de conservation est longue, plus la perte de saveur est importante, et vice versa.La bière ayant le meilleur goût est la bière trouble avec plus de levure non filtrée, suivie de la bière fraîche avec la plupart de levure filtrée.En Europe, notamment en Allemagne, à l'exception de quelques bières exportées vers des destinations lointaines, d'autres bières sont conditionnées sans pasteurisation.La condition préalable à la réalisation de cette technologie de conditionnement de la bière est un brassage purifié, qui comprend le contrôle et la gestion efficaces des micro-organismes.Pour le remplissage de la bière, il s’agit principalement de prévenir la pollution secondaire et d’un contrôle microbien efficace.La bière est un aliment ou une injection. Ce n'est pas grave si c'est un peu inoffensif. De plus, toutes les bactéries consommatrices d’oxygène ne peuvent pas du tout survivre dans la bière.Les deux points les plus importants dans le remplissage de la bière : l'un est le nettoyage et la stérilisation, l'autre est la fiabilité de fonctionnement de la machine de remplissage.Le plus important est la fiabilité, qui n'est que la faiblesse des équipements nationaux, qui est l'une des principales raisons pour lesquelles la plupart des machines de remplissage nationales pour la bière pression utilisent des équipements importés.La cohérence de la vanne de remplissage et la fiabilité du fonctionnement de la machine de remplissage sont les différences les plus évidentes entre l'équipement national et l'équipement importé, ainsi que les aspects les plus remarquables.Au début de cette année, dans l'article sur la bière « pure pression » publié dans ce journal, il y a eu une discussion spéciale. Il n'y a plus de répétition ici. Une fois que le niveau technique atteint un certain niveau, la fiabilité passera à la première place.