啤酒发酵温度过程控制
发酵的三个温度段
发酵的三个温度段
发酵是一种微生物代谢过程，其结果是产生大量的有用细胞或产物。
在发酵的过程中，控制温度是至关重要的。
通常，可以将发酵分为三个温度阶段。
下面将详细介绍这三个阶段。
第一阶段：生长期
生长期是发酵的开始阶段。
在这个时期，微生物为了生长需要合适的温度。
在这个过
程中，微生物会吸收营养物质，命运增加体重和数量。
该阶段的温度通常在25℃至35℃之间。
例如，啤酒酿造中的酵母会集合在不同的温度和湿度条件下，然后在接下来的生长期
内繁殖并消耗发酵饮料中的糖分。
生产期是发酵的次要阶段。
在此期间微生物通过代谢产生有用的产品。
这个阶段的温
度通常高于生长期，在30℃到40℃之间。
这个过程需要一定的控制和检测。
在酿造香肠时，腐乳细菌在生长期后进行生产期，产生有益于人体健康的益生菌。
收获期通常是用于产成品的制作。
微生物被收集并保存在该阶段。
这个阶段通常在较
低的温度下完成，以便更好地保持产品的新鲜度和品质。
该阶段的温度通常在0℃至10℃
之间。
例如，制造酸奶后，酸奶被放入冷却的容器中储存，在此期间微生物停止发酵，以保
持酸奶的口感和新鲜度。
总之，发酵是一个复杂的过程，需要适当的控制和温度调节。
了解这三个阶段的功能
和要求可确保发酵的成功，以生产高质量的产品。
啤酒的发酵过程与时间控制
啤酒的发酵过程与时间控制啤酒是一种古老而受欢迎的饮品，其制作过程中的关键步骤之一是发酵。
发酵是指利用酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳的过程。
在酿造啤酒时，控制合适的发酵时间非常重要，这样才能获得理想的口感和香气。
本文将介绍啤酒的发酵过程以及时间控制的重要性。
一、发酵过程1.原料准备：啤酒的主要原料包括麦芽、水、啤酒花和酵母。
麦芽是啤酒的主要发酵物质，含有淀粉和糖类。
水是制作啤酒的溶剂，通过溶解麦芽中的成分，使之成为发酵的底物。
啤酒花赋予啤酒独特的苦味和香气。
酵母则负责将糖转化为酒精和二氧化碳。
2.糖化过程：在糖化过程中，麦芽中的淀粉会被麦芽酶分解为糖类。
通过调整麦芽和水的比例以及控制温度，可以控制糖化的效果和时间。
3.糖化液煮沸：糖化液煮沸后，会杀死其中的酵母，使之停止活动。
此时，糖化液中的麦芽和水溶液称为“麦汁”。
4.麦汁冷却：将麦汁冷却至适宜的温度，以便接种酵母。
温度过高或过低都会影响酵母的发酵效果。
5.发酵过程：将酵母接种入麦汁中，开始发酵过程。
在发酵过程中，酵母会分解麦汁中的糖类，并产生酒精和二氧化碳。
同时，还会产生各种味道和香气。
6.陈化和二次发酵：发酵过程通常持续一周至数周，具体时间取决于啤酒类型和制作工艺。
部分啤酒还会经历二次发酵，以进一步改善其风味和质量。
二、时间控制的重要性时间控制是保证啤酒品质稳定性的关键因素之一。
不同类型的啤酒对发酵时间有着不同的要求。
发酵时间过短可能导致酵母未能彻底分解糖类，啤酒口感较重，香气不够。
而发酵时间过长则会导致酒体较稠，口感平淡。
因此，对于不同类型的啤酒，需要根据实际情况和经验来掌握合适的发酵时间。
此外，环境温度也会对发酵时间产生重要影响。
较高的温度会加快酵母的活动速度，使发酵过程变短。
相反，较低的温度会减慢酵母的活动速度，使发酵过程变长。
因此，在控制发酵时间时，需注意控制环境温度，提供适宜的条件。
三、结语发酵是啤酒制作中至关重要的步骤之一，合理的发酵过程和时间控制可以影响啤酒的品质和口感。
啤酒的发酵过程与时间控制
啤酒的发酵过程与时间控制啤酒是一种非常受欢迎的饮品，它的制作过程中，发酵是一个关键的步骤。
通过发酵，糖分转化为酒精，产生啤酒的独特风味和口感。
为了控制啤酒的质量和口感，掌握啤酒发酵过程中的时间控制是非常重要的。
1. 麦芽糖化过程在啤酒的制作过程中，首先要进行麦芽糖化。
麦芽经过破碎和加水后，在适宜温度条件下，通过糖化酶的作用，将淀粉分解为麦芽糖和其他糖类。
这个过程需要控制适宜的时间和温度。
时间过短，糖化不充分，酿造出的啤酒会缺乏丰富的口感；时间过长，反而可能产生苦味和杂味。
2. 调整发酵时间发酵是啤酒制作的关键阶段。
在发酵过程中，酵母菌利用麦芽糖转化为酒精和二氧化碳。
发酵的时间可以根据啤酒的种类和口感进行调整。
通常情况下，发酵时间为7-10天。
但是，不同的酵母菌和发酵条件可能会有所不同。
3. 控制发酵温度发酵过程中的温度控制也是非常重要的。
低温下发酵可以减慢酵母菌的活动，保持啤酒的清新口感；高温下发酵则可以加速酵母菌的活动，产生更多的酒精和二氧化碳。
不同的酵母菌对发酵温度有不同的要求，因此在制作不同类型的啤酒时需要掌握相应的发酵温度。
4. 二次发酵过程在主发酵完成后，一些啤酒制造商还会选择进行二次发酵。
这个过程可以进一步提升啤酒的风味和口感。
二次发酵时间通常在1-2周之间。
通过控制二次发酵的时间，可以使啤酒更加醇香、口感更加丰富。
5. 成熟和储存啤酒需要在适当的时间内进行成熟和储存，这有助于改善啤酒的风味和口感。
成熟时间通常为1-3个月，尤其是对于一些特殊类型的啤酒来说。
储存的温度也很重要，一般在低温条件下进行储存，以避免啤酒的氧化和变质。
综上所述，啤酒的发酵过程与时间控制密切相关，对最终的啤酒质量和口感有着重要的影响。
在制作啤酒的过程中，糖化、发酵、二次发酵、成熟和储存等步骤都需要合理控制时间，以确保啤酒具有良好的风味和口感。
只有掌握了适当的时间控制，才能酿造出优质的啤酒。
啤酒发酵过程温度控制策略
啤酒发酵过程温度控制策略啤酒的发酵过程是啤酒酿造中非常重要的一步，温度控制是影响啤酒品质的关键因素之一。
下面将介绍啤酒发酵过程中的温度控制策略。
一、主发酵温度控制主发酵是啤酒发酵过程中最重要的一步，主要是将麦汁中的糖转化为酒精和二氧化碳。
主发酵温度控制的目的是保证酵母在最适宜的温度下进行发酵，从而使啤酒的口感和香味更好。
一般来说，主发酵的温度控制应该在12℃-18℃之间，不同的酵母菌株对温度的适应范围也不同。
例如，艾尔啤酒常用的酵母菌株适宜的温度范围是12℃-15℃，而拉格啤酒常用的酵母菌株适宜的温度范围是8℃-12℃。
在主发酵过程中，温度的控制可以通过以下几种方式实现：1. 空气温度控制：通过调整发酵室内的空气温度来控制主发酵的温度。
这种方式比较简单，但是对于大型啤酒厂来说，空气温度的控制比较困难。
2. 冷却管控制：在发酵桶中设置冷却管，通过控制冷却管中的冷却水的温度来控制主发酵的温度。
这种方式比较常见，但是需要消耗大量的能源。
3. 内部温度控制：在发酵桶中设置温度传感器，通过控制发酵桶内部的温度来控制主发酵的温度。
这种方式比较精确，但是需要消耗大量的能源。
二、二次发酵温度控制二次发酵是啤酒发酵过程中的另一个重要步骤，主要是将啤酒中的二氧化碳充分溶解，使啤酒具有足够的气泡和泡沫。
二次发酵温度控制的目的是保证啤酒中的二氧化碳充分溶解，从而使啤酒具有更好的口感和香味。
一般来说，二次发酵的温度控制应该在0℃-5℃之间。
在二次发酵过程中，温度的控制可以通过以下几种方式实现：1. 冷却管控制：在二次发酵桶中设置冷却管，通过控制冷却管中的冷却水的温度来控制二次发酵的温度。
这种方式比较常见，但是需要消耗大量的能源。
2. 内部温度控制：在二次发酵桶中设置温度传感器，通过控制发酵桶内部的温度来控制二次发酵的温度。
这种方式比较精确，但是需要消耗大量的能源。
总之，啤酒发酵过程中的温度控制是非常重要的，可以通过不同的方式实现。
啤酒发酵的控制系统设计
Ｄ Ｓ Ｃ 系统的管理软件采用Ｗｉ ｄｗｓ ｎ ｏ 编程，界面丰富、 操作直观、易学实用。上位机能够实现以下功能 【 ：①工 作状态概览、动态测量显示 、实时阀门状态反馈；②手动
自 动控制方式无扰动切换；④所用工艺曲线、Ｐ Ｄ Ｉ 参数和报
警限等能够进行在线修改；④主要运行参数可以实时或随
ｐｒ ｃ ｓ ｅ ｍ ｅ ａ ｉ ｎ，ａ ｏ ｍ ｅ ｓ ｏ ｅ ｃ ｓ ｔ ｍ ｆ ｅ ｏ ｐ ｒ ｓ ｎ， ｅ ｐｅ ｔ ｖ ｌ ｏ ｅ ｓ ｏｆ ｆ ｒ ｎｔ ｔ ｏ ｎｄ ｃ ｍ ｎｔ ｎ ａ ｈ ｙｓ ｅ ａ ｔ ｒ ｃ ｍ ａ ｉ ｏ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｙ．
ＲＥＳＥ ＡＲＣＨ 究 研
啤酒发酵 的控制系统设计
张子军
（ 东省 农业 机 械研 究所 ，广 州 ５ Ｏ ５） 广 １６ Ｏ
摘
要 基于啤酒发酵工艺的研究，全面介绍 了Ｄ Ｓ Ａ ， Ｃ 、Ｃ Ｎ￣线及Ｐ Ｃ Ｌ 在发酵过程控制 中的应用，并比较了两种
系统之间的优劣。本文详细探论了Ｐ Ｃ Ｌ 模块的配置与设计 、模糊Ｐ Ｄ Ｉ 控制系统的优势和作用步骤 。
Ａｂｓ ｒ ｔ ａｃｔ ：Ｔｈ ｏ ｇ ｔ ｐｒ ｒ ｕ ｈ ｈｅ ｅ—ｓ ｕ ｙ ｏ ｔ ｅ ｅ ｍ ｅ ａｔ ｏ ｔ ｃ ｔ ｄ ｎ ｈ ｆ ｒ ｎｔ ｉ ｎ ｅ ｈｎｉ ｅ ｏ ｂ ｅ ｔ ｅ ｑｕ ｓ ｆ ｅ ｒ， ｈ ｐｒ ｓ ｎｔ ｅ ｅ ｐａｐｅ ｒ ｒ ｕｎｄｌ ｏ ｙ ｉ ｒ ｄ ｅ ｔ ａｐｐｌ ｃ ｔ ｏ ｎｔ ｏ ｕｃ ｓ ｈｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ＤＣＳ， ＡＮ ｕｓ， ｎ ＰＬＣ ｏ ｈｅ ｏ ｒ ｌ ｎｇ ｆ Ｃ ｂ ａｄ ｔ ｔ ｃ ｎｔ ｏｌ ｉ
关键词 发酵工艺 Ｃ 总线 模块设计 模糊Ｐ Ｄ Ａ Ｉ
啤酒发酵温度的多变量控制
发 酵 罐 的 外 壁 设 置 了 上 、 、 三 段 冷 却 套 ， 应 设 立 上 、 、 三 个 测 温 点 和 三 个 偏 心 中 下 相 中 下
气动 阔 ， 过阀 门开度调节 冷却套 内的冰水 流量以 实现 对酒 体 温度的控制 ． 通 以阀门开度 为控
收 稿 日期 １ ９一 １１ ９ ９Ｏ — ５ 收 修 改 稿 日期 ２ ０ １ ９ ０ ０ １ １
薛福珍 庞 国仲 胡 京华
台肥
刘 荨
ｔ 国 科 学 拄 术 大 学 自动 化 戛 ０２ ０２ ） ５ ０ ７
（ ｍａｌ ｆ ｅ ｘ ＠ｕ ｔ ｄ ． ｎ Ｅ— ｌ： ｕ ｈ ａ ｕ ｃ ｚ ｅ ｎ ｃ
关 键词
啤 酒 发 酵 ， 变 量 解 捐 ． 制 量 约 束 ， 化 调 ｌ 多 控 优 节
图 １ 发 酵 温 度 多 变 量 控 制 系 统
３１ Ｓ ｔ ． ｍｉ ｈ预 补 偿 和 多 变 量 解 耦
首先设 计多变 量 Ｓ ｔ ｍｉ ｈ预 估 器 （） Ｇ。ｓ Ｇ（）对 系 统 时 滞 进 行 补 偿 ． 中 广 义 对 － （） ． 其 象 Ｇ（） （， ｓｅ ＝ ｇ ） ｕ） （ ， （） Ｇｃ ！Ｇ（） ｆ 显 然 ， 图 １以 ｙ（）ｙ ｓ 为输 出 的 闭 环 ｌ一 据 ｓ ， （）
部 温 度 为 酵 母 温 度 ， 宜 作 为被 控 量 ． 不
现 场 试 验 还 表 明 ， 时 控 制 上 部和 中 部 温 度 ， 之 形 成 一 定 的 温 差 ， 利 于 提 高 麦 汁 的 同 使 有 发酵 质量和 缩短发 酵期． 因此 ， 每 个 发 酵 罐 ， 们 组 成 两 个 ２ ２多 变 量 控 制 系 统 ． 酵 前 对 我 × 发 期 多 变 量 控 制 系 统 的 控 制 量 为 上 阀和 中 阀 的 开 度 ， 制 罐 内温 度 成 正 向温 差 ． 上 部 温 度 低 控 使
生物啤酒发酵知识点总结
生物啤酒发酵知识点总结一、生物啤酒发酵的基本原理生物啤酒发酵的基本原理是利用酵母对麦芽中的淀粉和糖类进行发酵，产生酒精和二氧化碳。
麦芽中的淀粉经酶解作用转化成葡萄糖，然后再经过酵母的发酵作用，产生酒精和二氧化碳。
酒精是啤酒的主要成分，而二氧化碳则是啤酒的气泡来源。
除了酒精和二氧化碳外，酵母还会产生一些发酵产物，如酯类、醇类、酸类等，这些物质对啤酒的风味和口感有着重要的影响。
二、发酵过程的控制和影响因素1. 温度发酵温度是影响啤酒发酵的关键因素，适宜的发酵温度有利于酵母的生长和发酵活性，一般来说，酵母的最适生长温度在25℃左右，而最适发酵温度在15-20℃左右。
过高或过低的温度都会影响发酵过程，导致酒精产量不稳定和风味品质下降。
2. pH值发酵过程中的pH值也是影响啤酒发酵的重要因素，较为适宜的pH值范围在4.5-5.5之间，过高或过低的pH值都会影响酵母的生长和发酵活力。
3. 氧气适量的氧气对酵母的生长和发酵都是必要的，但是过高的氧气浓度会导致酒精产量下降，过低的氧气浓度则会影响酵母的生长。
因此，需要在适当的时间给发酵液通气。
4. 发酵时间发酵时间是影响啤酒风味的重要因素之一，适当的发酵时间可以使酵母充分利用发酵底物，产生更多的酒精和风味物质。
5. 底物浓度发酵底物中的糖类浓度也是影响发酵效果的重要因素，过高或过低的糖类浓度都会影响酵母的发酵活力和产物产量。
6. 其他因素除了以上几个因素外，发酵过程中的搅拌速度、酵母种类和酵母活性等也会影响发酵效果。
三、酵母在发酵中的作用酵母在发酵过程中起着关键的作用，它们能将葡萄糖转化成酒精和二氧化碳，同时产生一些发酵产物，如酯类、醇类、酸类等，这些物质为啤酒风味的形成提供了基础。
此外，酵母还能分解麦芽中的蛋白质和其他有机物，产生一些氨基酸和氮化合物，为啤酒的风味增加了一些复杂的物质。
四、其它微生物对啤酒发酵的影响除了酵母外，啤酒发酵过程中还会有一些其他微生物参与其中，如乳酸菌、醋酸菌等。
啤酒发酵过程中的温度特性及采用的控制
温度控制：发酵罐控制冷带上的阀门以调节不同的供冷量，使大罐内温度在不同的工艺阶段按工艺要求呈不同的温度梯度状态。
目前国内啤酒厂家发酵较普遍采用低温(9～10℃)发酵，高温(12～14℃)还原双乙酰，0～-1℃贮酒成熟的工艺温度曲线。
在此温度控制曲线中，可分为自然升温期、主发酵期和双乙酰还原期、酵母回收期、降温保温期及贮酒期，温度控制应针对各阶段特点进行。
自然升温期(12-18小时)糖化冷麦汁分锅次经过麦汁充氧和酵母添加进发酵罐后自然升温,每锅的进罐温度应当逐渐递增,满罐温度的确定应考虑麦汁分锅次进罐后酵母繁殖使温度上升因素的影响，一般以满罐后低于主酵温度1℃较适宜，满罐后的自然升温段使酵母尽快增殖。
主发酵期：(4 - 5天)主发酵阶段酵母大量繁殖产生较多的热量，生成大量CO2，使罐内中下部酒体密度发生变化，为使酵母活动性增强，利于发酵，通过控制温度,促进罐内液体的循环更加充分，自下而上的对流更强。
因此，控制时，以罐内中部温度为基准,通过程序控制达到大罐内上部和靠罐壁的发酵液因温度低而下沉，下部和中间的发酵液因温度高而上升，形成合理的循环对流 (如图二所示) 。
双乙酰还原期：(2 - 3天)主发酵期结束后的保温期。
主要任务是控制双乙酰的还原情况，我们定义为双乙酰还原期。
双乙酰还原阶段发酵速度趋缓，热量产生少，对流慢，控温应缓慢、慎重，不可急剧冷却，防止罐内温度出现较大幅度下滑，酵母大量沉淀，影响双乙酰还原。
降温期(2-3天)可能包含降温段和低温保温段。
此阶段原CO2上升拖拉力等形成的自下而上对流大为减弱，酒液在不同温度下密度差形成对流的作用渐占主导，根据啤酒最大密度温度(TMD)计算公式TMD(℃)=4-(0.65E-0.24A)(A 为酒精含量，E为真正浸出物)可知，酒液最大密度时温度约3℃， 3℃上、下的酒液对流方向相反，控温时应据此区别对待。
本期有两点要注意：·在降温的末端要考虑到系统惯性太大造成的过冲，使用预估方法使温度平稳过度到保温状态；·在保温段不可采用长时期、大开度的降温措施，防止局部结冰。
啤酒发酵自动控制系统设计
啤酒发酵自动控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，自动化控制在各个领域的应用越来越广泛。
啤酒发酵作为一项重要的食品生产过程，实现其自动化控制对于提高生产效率、产品质量和节约能源具有重要意义。
本文将介绍一种啤酒发酵自动控制系统的设计，包括传感器、执行器、控制器的设计以及实验验证。
二、系统设计啤酒发酵自动控制系统主要包括控制方案、电路设计和软件设计。
控制方案采用基于传感器反馈的闭环控制，电路设计包括传感器、执行器和控制器等模块，软件设计采用嵌入式系统实现控制算法。
三、传感器设计传感器是啤酒发酵自动控制系统的关键部分，用于检测发酵过程中的重要参数，如温度、压力、液位等。
本系统采用高精度、稳定可靠的传感器，通过嵌入式芯片进行信号处理和反馈控制。
同时，为确保传感器准确工作，采用校准和数据修正技术对传感器进行定期维护和校准。
四、执行器设计执行器是系统的另一个重要组成部分，用于执行控制算法并驱动被控对象。
本系统采用电动调节阀作为执行器，通过接收控制器的信号来调节发酵罐内的温度、压力和液位等参数。
为确保执行器快速、精确地响应，选用具有高动态性能的电动调节阀，同时对执行器进行定期维护和校准。
五、控制器设计控制器是整个系统的核心部分，负责接收传感器的反馈信号，根据预设的控制算法对执行器进行控制，以实现啤酒发酵过程的自动化。
本系统采用嵌入式控制器，具有高可靠性、快速响应和鲁棒性等特点。
控制器通过算法优化，实现精确控制和自适应调节，以满足不同工况下的控制要求。
六、实验验证为验证啤酒发酵自动控制系统的有效性和可靠性，进行了一系列实验。
实验设置包括发酵罐、传感器、执行器和控制器等关键部件。
数据采集和处理采用专业的测试仪器进行实时监测与记录。
实验结果表明，该自动控制系统能够有效地控制啤酒发酵过程，确保产品质量和生产效率的提升。
同时，实验结果还显示，系统的稳定性和可靠性得到了充分验证，为实际生产提供了可靠保障。
七、结论本文介绍的啤酒发酵自动控制系统设计在实现生产过程的自动化和智能化方面具有显著优势。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计引言啤酒是一种古老的酿造饮料，而发酵是啤酒酿造过程中其中一个最关键的步骤。
发酵过程需要严格的控制温度、压力和搅拌速度等参数，以确保最终产品的质量和风味。
开发一套自动控制系统来监测和调节发酵过程是至关重要的。
本文将介绍一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计，以及其在啤酒酿造中的应用。
一、啤酒发酵过程的控制需求啤酒发酵是在一定条件下，酵母利用麦芽中的糖类产生酒精和二氧化碳的过程。
这个过程需要严格的控制来保证啤酒的质量和口感。
发酵过程中需要控制以下参数：1.温度：酵母在不同温度下会有不同的发酵速率，过高或过低的温度都会影响发酵的效果。
2.压力：发酵过程会产生大量的二氧化碳，需要通过控制压力来避免发酵罐的爆炸。
3.搅拌速度：搅拌速度会影响酵母和麦芽的接触和传质速度，从而影响发酵效果。
一套自动控制系统需要能够实时监测发酵过程中的温度、压力和搅拌速度等参数，并且能够根据实时数据对这些参数进行调节。
二、基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备。
它能够接收输入信号做出相应的逻辑运算，并产生输出信号来控制设备。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计如下：1.传感器和执行元件选型：系统需要使用温度传感器、压力传感器和搅拌器执行元件来感知和控制发酵过程中的各项参数。
传感器需要选择能够适应潮湿、高温环境的工业级传感器，执行元件需要选择能够承受高温、高压的设计。
2.PLC选型：根据系统的需求，选用适合的PLC型号，能够满足系统的输入输出信号需求，并且能够稳定可靠地运行在工业环境中。
3.系统架构设计：根据发酵过程的特点和需求，设计系统的硬件架构和控制逻辑。
系统需要能够同时监测和控制多个参数，并且能够在异常情况下及时报警。
系统需要能够记录历史数据以便后续分析和追溯。
4.编程设计：根据系统的硬件架构和控制逻辑，编写PLC程序，实现对发酵过程中各项参数的实时监测和控制。
啤酒发酵自动控制系统
项目六啤酒发酵自动控制系统啤酒发酵是非常复杂的生化变化过程，在啤酒酵母所含酶的作用下，其主要代谢产物是酒精和二氧化碳。
另外，还有一系列的副产物，如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等。
这些发酵物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，使啤酒具有各自的独特性。
啤酒发酵是放热反应的过程，随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高，随着二氧化碳的产物的不断产生，密闭罐内的压力会逐渐升高。
发酵过程中的温度压力直接影响到啤酒质量和生产效率，因此，对发酵过程中的温度、压力进行控制显得十分重要。
5.1啤酒发酵自控系统总体设计作为一个啤酒发酵控制系统，应该能够满足实际生产的要求。
因此，从以下几个方面来考虑是十分重要的：（1）必须要符合啤酒发酵的工艺要求；（2）必须为用户提供较合理的控制解决方案；（3）应该符合流程控制的一般要求，包括温度的采集和控制、压力的采集和控制、控制过程中的保护等。
5.1.1功能分析目前啤酒发酵通常采用锥形大罐“一罐法”进行发酵，即前酵、后酵以及储酒等阶段均在同一大罐中进行。
前酵过程中，酵母通过有氧呼吸大量繁殖，大部分发酵糖类分解。
在这一过程初期，反应放出的热量会使温度自然上升，随着反应的进行，酵母的活性变大，反应放热继续增加，双乙酰含量逐渐减少，而芳香类醇含量增多。
后酵是前酵的继续，进一步使残留的糖分解成二氧化碳溶于酒内达到饱和；在降到-1~0℃，使其低温陈酿促进酒的成熟和澄清。
啤酒发酵过程中，其对象特性是时变得，并且存在很大的滞后。
正是这种时变性和大的时滞性造成了温度控制的难点，而发酵温度直接影响啤酒的风味、品质和产量，因而控制精度要求较高。
温度、浓度和时间是发酵过程最主要的参数，三者之间相互制约，又相辅相成。
发酵温度低，浓度下降慢，发酵副产物少，发酵周期长。
反之，发酵温度高，浓度下降快，发酵副产物增多，发酵周期长。
因而必须根据产品的种类、酵母菌种、麦汁成分，控制在最短时间内达到发酵度和代谢产物的要求。
啤酒发酵温控原理
啤酒发酵温控原理1. 控温的原理1.1. 啤酒的温度与密度关系众所周知，水在4℃时的密度为最大，当水的温度大于4℃时，水的密度随着温度的上升而减小；当水的温度小于4℃时，水的密度随着温度的上升而增大。
啤酒的温度与密度也存在类似的关系。
啤酒最大密度时的温度（简称TMD）可通过下式计算[1]：TMD(℃)=4 - (0.65ωp- 0.24ω)式中ωp——啤酒浓度(op)ω—酒精浓度（g/100g）啤酒的TMD 大体在3℃左右，因品种不同而稍有差异。
图1 标示出了啤酒冷却时，温度、密度与酒液运动的关系。
图1 啤酒温度与密度关系1.2. 主酵段和双乙酰还原段的温度控制在此阶段，罐内酒液温度一般在10℃（主酵）到12℃（双乙酰还原）之间，而冷媒温度在－6 到－3℃之间。
经过热交换后，发酵罐壁附近的酒液被降至3℃左右。
如图1 示，3℃左右的酒液密度最大，因此罐壁附近的酒液会顺着罐壁由上向下运动。
也就是说，发酵罐上部冷带的冷量不光会对上温起到抑制上升的作用，同时也会影响到中温。
发酵罐中部冷带的冷量同样也会对下温有抑制上升的作用。
此时酵母作用旺盛，产生大量热量和CO2。
由于酵母的自身重力及流体的静压作用，使得发酵罐内下部酵母数量高于中、上部，即CO2 的浓度在罐内形成梯度，下部酒液中CO2 浓度高于中、上部。
随着CO2 在罐内部由下向上运动，酒液也被带着由下向上流动。
整个大罐内的酒液在罐内形成一个大循环。
如图2 示：图2 主酵段和双乙酰还原段罐内酒液运动方向CO2 的上升力是本阶段酒液对流运动的主动力，控制温度时以上部冷带为主给冷控温、中部配合给冷、锥部不供或微供冷的方式去抑制酒液温度上升的趋势，就可以很好地控制罐内温度。
当然，这里值得一提的是，进入双乙酰还原段后，酒液中的糖份和氧气已基本被酵母耗尽。
酵母在缺氧的条件，进行酒精发酵，CO2 的产生已不像主酵段那样旺盛，大罐内酒液的循环变得缓慢下来。
此时所需的冷带冷量也远没有主酵段的多了。
啤酒发酵自动控制系统中的压力控制方法
啤酒发酵自动控制系统中的压力控制方法
在啤酒发酵自动控制系统中，压力控制是非常重要的一环。
合理的压力控制可以保证发酵过程的稳定性和啤酒的质量。
以下是几种常见的啤酒发酵压力控制方法：
1.死负反馈控制：这是一种最基本的压力控制方法。
系统会
通过传感器实时监测发酵罐内的压力变化，并将监测到的信号
与预设的目标压力进行比较。
一旦压力超过目标值，控制器会
自动调节发酵罐中的排气阀门，通过释放部分废气来降低压力。
相反，如果压力低于目标值，控制器则会自动关闭排气阀门，
阻止废气排出，从而提高压力。
2.气体调节阀控制：这种控制方法主要依靠气体调节阀来控
制发酵罐中的压力。
发酵罐内设有一个气体调节阀，其开度可
以根据压力传感器的反馈信号自动调整。
当压力超出设定范围时，控制器会通过改变气体调节阀的开度来调节气体流量，从
而达到控制压力的目的。
3.液位调节控制：液位调节是一种间接控制压力的方法。
通
过控制发酵罐中的液位，可以间接地控制压力的变化。
当罐内
压力过高时，控制器会通过增加液位来增加压力释放，反之亦然。
4.温度控制：虽然不是直接控制压力的方法，但是温度控制
在啤酒发酵过程中对于控制压力具有重要作用。
通过控制发酵
罐中的温度，可以间接地影响发酵的速率和产生的废气量，从
而进一步控制罐内的压力。
综上所述，压力控制是啤酒发酵自动控制系统中的重要环节。
通过合理选择控制方法，结合压力传感器的反馈信号，控制器
可以实时调节罐内的压力，保证发酵过程的稳定性，从而生产
出高质量的啤酒。
啤酒发酵过程温度控制策略
啤酒发酵过程温度控制策略在啤酒的生产过程中，发酵是一个至关重要的步骤。
发酵过程中，酵母菌将啤酒中的糖分转化为酒精和二氧化碳，从而赋予啤酒其独特的风味和口感。
而温度对发酵过程起着至关重要的作用。
本文将介绍啤酒发酵过程中的温度控制策略。
啤酒发酵的理想温度范围通常在12°C至20°C之间。
具体的温度取决于啤酒的类型和酵母菌的品种。
一般来说，较低的温度会使发酵过程较为缓慢，但能使啤酒更干净、清爽。
而较高的温度会加快发酵速度，但可能会产生一些不良的副产物，影响啤酒的品质。
为了控制发酵过程中的温度，酿酒师通常会使用发酵箱或发酵室。
这些设备具有温度控制功能，可以根据需要调整温度。
在发酵初期，通常会将温度设置在较低的范围内，以促进酵母的活性和健康生长。
随着发酵的进行，温度会逐渐升高，以加快发酵速度。
除了使用设备控制温度外，酿酒师还可以采取其他措施来调节发酵过程中的温度。
例如，可以在发酵容器周围放置冷却设备或加热设备，以保持温度稳定。
此外，还可以使用冷却水或加热水来调节发酵液的温度。
在发酵过程中，温度的控制还需要注意以下几点。
首先，应避免温度的剧烈波动，以免对酵母菌的生长和活性产生不利影响。
其次，应避免过高的温度，以免引发酵母的过度活跃和产生不良的副产物。
最后，应根据不同的啤酒类型和酵母菌的特性，调整温度的范围和变化速度，以获得最佳的发酵效果。
发酵过程中的温度控制对于啤酒的品质至关重要。
适当的温度可以促进酵母的活性和健康生长，从而产生优质的啤酒。
然而，温度控制并非一成不变，需要根据实际情况进行调整。
酿酒师需要根据自己的经验和观察，不断优化温度控制策略，以确保啤酒的品质和口感达到最佳状态。
啤酒发酵过程中的温度控制策略是确保啤酒品质的关键之一。
通过合理调整温度范围、使用设备和采取其他措施，酿酒师可以控制发酵过程中的温度，从而获得优质的啤酒。
然而，温度控制并非一成不变，需要根据实际情况进行调整。
只有不断优化温度控制策略，才能生产出口感良好的啤酒。
冷藏发酵的技巧
冷藏发酵的技巧
冷藏发酵是一种在低温下进行的发酵技术，可以用于面团、酸奶、啤酒等食品的制作。
下面是一些冷藏发酵的技巧：
1. 控制温度：冷藏发酵的温度一般在2-8摄氏度之间，可以使用冰箱或者专门的冷藏设备来控制温度。
2. 延长发酵时间：相比于常温下的发酵，冷藏发酵需要更长的时间。
可以将发酵时间延长1.5-2倍。
3. 使用小量酵母：在冷藏发酵中使用相对较少的酵母，可以避免过快的发酵。
4. 注意面团湿度：面团的湿度会影响发酵过程，过于湿润的面团可能不适合在低温下发酵。
可以适当减少水分的添加。
5. 分次发酵：冷藏发酵的过程中，可以将面团分次取出进行揉搓，有助于调节面团的酵母分布和活性。
6. 增加酵母活性：在冷藏发酵之前，可以使用温水或热水将酵母活化一段时间，提高其活性。
7. 保持面团湿润：在冷藏过程中，可以用湿布覆盖面团，以保持其湿润。
需要注意的是，不同食品的冷藏发酵技巧可能会有所不同，具体的操作方法需要根据具体食品和食谱进行调整。
同时，与常温发酵相比，冷藏发酵会有一些不同的影响，可能会影响到食品的口感和风味，需要根据实际情况进行适当的调整。
酒精发酵工作注意事项包括
酒精发酵工作注意事项包括酒精发酵是一种将碳水化合物转化为酒精和二氧化碳的生物化学过程。
这是一种常见的工业过程，用于酿造各种类型的酒精饮料，例如啤酒、葡萄酒和烈酒。
在进行酒精发酵工作时，我们需要注意以下几个方面。
1. 选择合适的发酵菌种：不同类型的酒精饮料需要不同的发酵菌种。
例如，啤酒发酵常用的是啤酒酵母，葡萄酒酿造常用的是葡萄酒酵母。
选择合适的发酵菌种对于产出高质量的酒精产品至关重要。
2. 控制温度：发酵过程需要在适宜的温度条件下进行。
温度对发酵速率和产物质量有重要影响。
过高或过低的温度可能会导致发酵速度过快或过慢，影响产量和产物的质量。
因此，要根据不同菌种的要求合理控制发酵温度。
3. 确保适当的pH值：不同的发酵菌种对于pH值的要求不同。
一般来说，发酵过程中，适宜的pH范围是4.0-6.0。
要通过调节发酵基质的pH值，以满足发酵菌种的生长需求。
4. 提供充足的氧气：某些发酵过程需要氧气，也就是所谓的需氧发酵过程。
在这种情况下，要确保发酵容器中有足够的氧气供给，以促进发酵的进行。
可采用通气或搅拌的方式增加氧气的供给。
5. 避免污染：发酵过程容易受到细菌、霉菌和其他微生物的污染，这可能导致发酵失败或产生不良的产物。
为了避免污染，需要严格控制发酵容器、工作环境和原材料的清洁卫生，使用无菌技术进行操作。
6. 监测发酵过程：要了解发酵过程的进展情况，需要定期监测关键参数，如发酵速率、产物浓度、副产物浓度等。
这可以帮助我们调整发酵条件，保证发酵过程的顺利进行。
7. 合理利用副产物：发酵过程中会产生一些副产物，如二氧化碳、废液等。
在可行的情况下，应该合理利用这些副产物，减少对环境的影响。
8. 注意安全问题：在进行酒精发酵工作时，需要注意安全问题，特别是涉及到高浓度酒精的处理时。
应严格遵守相关安全操作规程，采取必要的防护措施，确保工作人员的人身安全。
总之，酒精发酵工作需要综合考虑菌种选择、温度、pH值、氧气供给、污染控制、监测、副产物利用和安全等方面的因素。
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PLC在啤酒发酵温度控制中的应用概述啤酒的发酵过程是在啤酒酵母的参与下，对麦汁的某些组成进行一系列代谢，从而将麦汁风味转变为啤酒风味的过程。
啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一，也是一个极其复杂的在发酵罐内发生并释放大量热量的生化放热反应过程。
由于这一过程中不仅麦汁中的可酵糖和氨基酸等营养物质被酵母细胞酶分解为乙醇（C2H5OH）和二氧化碳（CO2），同时还产生一系列的发酵副产物，如：双乙酰，高级醇、醛、酸、酯等。
这些代谢产物的含量虽然极少，但它们对啤酒质量和口味的影响很大，而这些中间代谢产物的生成取决于发酵温度。
因此发酵过程是否正常和顺利，将直接影响到最终啤酒成品的质量。
比如，发酵过程的温度若发生剧烈变化，不仅会使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶，造成发酵异常，还直接影响到酵母代谢副产物组成，从而对啤酒酒体与风味，及啤酒胶体稳定性造成危害。
所以发酵过程工艺条件的控制历来都受到酿酒工作者的高度重视。
过去啤酒发酵过程中各种工艺参数的控制，多用常规表显示，人工现场操作调节，手工记录来实现。
然而随着啤酒产量的不断增大，发酵罐数量逐步增多（有的厂已达30～40个），倘若仍然沿用常规办法，不仅会因仪表众多，给工人的生产操作造成极大的不便，而且还会因疏忽、错漏等人为原因，造成生产质量的不稳定，甚至发生生产事故。
因此，设计用可编程控制器（PLC）自动控制啤酒的发酵温度。
一啤酒发酵过程控制1 被控对象啤酒发酵是在发酵罐中静态进行的，它是由罐体、冷却带、保温层等部件组成。
发酵罐的形状一般为圆锥状，容积较大，大部分在100m3（我国的啤酒发酵罐容积在120m3～500m3）以上。
啤酒发酵要严格的按着工艺曲线进行，否则就会影响啤酒质量。
为了有利于热量的散发，在发酵罐的外壁设置了上、中、下三段冷却套，相应设立上、中、下三个测温点和三个偏心气动阀，通过阀门开度调节冷却套内的冰水流量以实现对酒体温度的控制。
以阀门开度为控制量，酒体温度为被控量，相应有3个冷媒阀门，通过控制流过冷却带的冷媒流量，控制发酵罐的温度。
在发酵的过程中，温度在不断的升高，当达到上限温度时，要打开制冷设备，通过酒精在冷却管内循环使罐内的温度降下来。
当发酵温度低于工艺要求的温度时，关闭冷媒，则啤酒按工艺要求继续发酵，整个发酵过程大约20多天完成。
因此，控制好啤酒发酵过程中温度及其升降速率是决定啤酒质量和生产效率的关键。
2 啤酒发酵温度曲线啤酒发酵工艺曲线如图1所示，包括自然升温、高温恒温控制、降温及低温恒温控制等三个阶段。
在前期的自然升温阶段基本上不需要加以控制，这是由于啤酒罐发酵过程中，升温是靠发酵本身产生的热量进行的，任其自然升温；在恒温阶段，通过控制冷媒开关阀，保持发酵罐内温度恒定；在降温阶段，通过控制冷媒开关阀，以指定速率降温。
图1 典型啤酒发酵曲线根据以上要求，设计以PLC为核心的啤酒发酵控制器。
每个控制器控制一个发酵罐。
具体的温度控制采用PID 算法实现。
PID控制以其简单可靠、容易实现、静态性能好等优点而广泛应用于实际工业过程中。
3控制系统的硬件实现发酵过程PLC控制系统结构如图2所示，由SIEMENS S7系列PLC（控制站）和若干台IPC （操作站）组成。
该系统采用3级总线结构：底层链路为PROFIBUS-DP总线，连接远程I/O 机架，负责PLC、CPU与分布式I/O站点的连接，现场设备就近连接到分布式I/O机架上。
图2 发酵罐群PLC控制系统结构图（1）控制站（下位机）下位机系统只需配置一套S7-200或者S7-300PLC系统（根据系统规模而定），主要实现数据采集、自动控制、遥控和联锁等功能。
下位机系统具有可靠性高、扩展方便的特点。
（2）操作站（上位机）上位机系统由两套以上的工业控制计算机结合相应的通信接口设备构成。
4 控制系统的软件设计4.1 控制系统组成温度是工业生产中主要的被控参数之一。
温度控制系统组成框图如图3所示。
图中的控制器即为PLC，它按PID控制规律来设计控制程序。
PID调节器的输出量变换成PWM脉宽调制量，用于控制PLC的输出继电器，从而控制啤酒发酵罐的冷媒开关阀。
图3 温度控制系统组成框图温度测量元件采用线性度好且时间常数小集成温度传感器TMP17(或LM35或LM135目前应用最广泛之一)来测量发酵罐温度，经温度变送器把温度转换成与其成比例的电压。
V/F 转换器的作用是将温度转换器输出的电压转换成与其成比例的频率，该频率代表发酵罐内的实际温度。
用PLC内的高速计数器记录此频率，以便和温度的给定值相比较产生误差信号。
啤酒的发酵工艺过程共有十多天时间，最重要的环节是控制每个时间段发酵罐内不同的发酵温度，我们根据发酵工艺的要求，设计出发酵温度-时间曲线，输入可编程序控制器，使系统自动根据不同时间段的温度给定值进行调节。
整个系统主程序流程图如图4所示。
图4 控制主程序主程序开始先计算出实际该罐啤酒的发酵时间，然后取出该段时间对应的标准温度值，将标准温度值与实际温度值比较，若相等则再次回到主程序入口进行下一轮的标准值查找，若不相等则系统由CPU计算出相应的PID系数，输出信号去控制电磁阀，用电磁阀控制的气路打开或关闭冷媒阀，进行温度调节。
该系统可用S7软件编程。
应用这些软件，对整个系统进行组态，随时可显示出整个发酵罐系统的结构，各个阀门的实时状态，可读出每个发酵罐各点的实际温度值，液位置等参数，对整个系统进行监控，并有各种报警实时显示和温度控制情况曲线记录等，以便操作者及时掌握系统工作状况。
4.2 PLC闭环控制系统中PID控制器的实现本系统采用德国SIMENS公司的S7-300PLC为控制核心，可实现温度的采集与自动调节。
本系统要求实现12路温度控制，每一回路均为设定固定值控制。
根据实际要求选用相应的功能模块。
其中CPU模块选用CPU-314IFM，其带有一个MPI接口，集成有20个数字输入端、16个数字输出端、4个模拟输入端、1个模拟输出端，内部集成PID控制功能块，可以方便的实现PID控制。
PID控制器是比例—积分—微分控（Proportional-Integral-Derivative）的简称，之所以得到广泛应用是因为它具有以下优点：（1）不需要精确的控制系统数学模型。
由于非线性和时变性，很多工业控制对象难以得到其准确的数学模型，因此不能使用控制理论中的设计方法。
对于这一类系统，使用PID 控制可以得到比较满意的效果。
（2）有较强的灵活性和适应性。
积分控制可以消除系统的静差，微分控制可以改善系统得动态响应速度，比例、积分和微分控制三者有效的结合就可以满足不同的控制要求。
根据被控对象的具体情况，还可以采用各种PID控制的改进的控制方式，如PI、PD、带死区的PID、积分分离PID、变速积分PID等。
（3）PID控制器的结构模型，程序设计简单，工程上易于实现，参数调整方便。
3.3 PLC实现PID控制的方式用PLC对模拟量进行PID控制时，可以采用以下几种方法：1）使用PID过程控制模块。
这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户在使用时只需设置一些参数，使用起来非常方便，一块模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。
但是这种模块的价格较高，一般在大型控制系统中使用。
（2）使用PID功能指令。
现在很多的PLC都有供PID控制用的功能指令，如S7-200的PID指令。
他们实际上是用于PID控制的子程序，与模拟量输入/输出模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，但是价格便宜。
（3）用自编的程序实现PID闭环控制。
有的PLC没有PID过程控制模块和PID控制用的功能指令，有的虽然可以使用PID 控制指令，但是希望采用某种改进的PID控制算法。
在上述情况下，都需要用户自己编制PID控制程序。
4.4 PID控制参数的调整1. 采样周期TS的确定根据采样定理可知，采样频率应该大于或等于被采样信号所含最高频率的两倍，才能还原出原信号，即fs≥2fmax，式中fs为采样频率， fmax为被采样信号中最高频率。
2. 参数Kp、Ki、Kd的确定PID控制回路的参数整定是模拟量闭环控制中的一个难点，如果初始参数选择不当，可能会出现很大的超调量，甚至使系统不稳定。
西门子公司的新一代小型S7-200PLC具有PID 参数自整定功能，V4.0版的编程软件STEP7-Micro/WIN增加了PID整定控制面板。
这两项功能相结合，使用户能轻松地实现PID 的参数自整定。
自整定能提供一组近似最优的整定参数。
S7-200的V4.0 版编程软件STEP7-Micro/WIN中的PID整定控制面板用图形方式监视PID回路。
该面板还可用来起动或取消自整定过程，设置自整定的参数，并将推荐的整定值或用户设置的整定值应用到实际控制中。
结论本文介绍的发酵罐自动控制系统经实践检验，系统达到设计要求，运行效果良好，发酵温度符合工艺要求。
当实际温度偏离标准温度时，自控系统及时响应，通过电磁阀去控制冷媒阀开启或关闭，发酵温度很快稳定在温度给定值上，且发酵温度变化曲线平缓，系统调节偏差仅为士0.1℃，与传统的温度调节仪系统的调节偏差士1℃相比，控制质量大大提高。
本文创新点：1. 以计算机为主站，以PLC为控制器，实现了对啤酒的发酵温度控制；2. 上位机监控软件以实时的形式，向操作人员提供发酵的温度,实现了操作过程的可视化；3. 整个软PLC系统的架构是遵循IEC 61131-3标准的，各种符合IEC 61131-3标准的编程语言的转换模型的建立和中间语言的结构定义是一个全新的开放的体系结构，有很强的兼容性和通用性。
它支持数据结构，强大的网络通讯功能，友好的人机界面，能够执行比较复杂的控制算法，程序具有可移植性。