DABECO成功将PCS7 用于大连果汁处理厂

大连海升果业公司全套引进欧洲生产设备，总投资上亿元，生产苹果汁（在秋季）和胡萝卜汁等红果汁，日加工能力一千吨，日生产果汁原汁一百八十吨，是全国第三大、自动化程度最高的果汁原汁生产企业，其产品直接出口到欧美和日本市场。 海升果业从2002年4月开始基建到同年10月初正式投产历时仅7个月时间。生产设备主要由在果业蒸发设备行业中世界知名的优秀企业德国GEA WIEGAND公司和瑞士BUCHER公司提供。GEA公司主要提供大型蒸发器，芳香剂回收设备以及相关的电机、调节阀、仪表和PLC系统；BUCHER公司主要提供超滤等净化设备，CIP清洗设备及相关的电机、现场仪表和控制面板等。DABECO直接为GEA WIEGAND公司提供工程服务，负责全厂的PLC系统集成，用于对果汁生产进行全程的监控。 整个生产工艺可以分为果汁生产流程和CIP设备清洗流程两大部分。下面让我们来看看果汁是怎样生产出来的。在果浆等原料进入设备之前，预蒸发器先处于水运过程，使设备进入准备生产的最佳状态。水运结束后，根据已经预先设定好的方案自动进入果汁生产流程或是CIP设备清洗流程。若进入了果汁生产流程，由榨汁机榨出的果浆开始源源不断地被输送到原料罐中，开始了果汁的生产。果浆经过预加热和加热后，温度达到大约125℃，在消毒罐中充分停留清除微生物。预加热的蒸汽来自于各蒸发过程产生的蒸汽，这些蒸汽从预加热器的底部进入上行，而物料从顶部进入下行，这样可以进行充分的热交换。这种节能方式将体现在整个蒸发流程中，即每个蒸发过程所需要的热源都是由前一级蒸发过程的产品蒸汽（含有果香）混合一部分新的蒸汽构成的，且都采取上下对流交换热能的方式。 经过充分加热后，果浆经过分流设备进入到预蒸发器1顶部的均匀分布的加热管，在这里被部分煮沸和蒸发。产生于蒸发过程的蒸汽中含有果香。在分离器（每一个蒸发器都有各自的分离器）中，含有果香的蒸汽从果浆中被分离出来并用来加热下一个蒸发过程。在每一个加热器中，物料（果浆）和蒸汽是被加热管分离的，物料在加热管里面下行，蒸汽在加热管外面上行。泵P05（该泵的工位号）从预蒸发器1底部把浓缩的果浆传送到预蒸发器2中。 预蒸发过程2与预蒸发过程1很类似。泵P06从预蒸发器2底部把果浆传送到净化设备中或直接到后蒸发过程中，这取决于原料的种类和相关阀的动作。如果我们生产的是苹果汁，那么这时果浆将进入净化设备中；如果是生产红果汁，则直接进入后蒸发过程的第一个进程即蒸发过程3。 过程2结束后，产品蒸汽中已经含有了很多的果香，这些果香需要进行回收并重新添加到果汁中，这样才能使最终的果汁保持原汁原味。含有果香的蒸汽经过几次冷却水和冰水的充分热交换冷凝后被回收到浓缩罐中，在这里果香和经过5步蒸发后的果汁充分混合，使被蒸发的果香重新回到果汁中来。 进入净化设备的果浆在一个盘式热交换器W14中与来自于净化器的已经净化的果汁进行反向热交换进行预冷却，然后由冷却水冷却至设定的净化温度。冷却后的果浆进入净化设备进行脱胶、超滤和澄清成为初级果汁，之后进入中间产品罐中。该罐中的果汁由泵P06提升再次经过盘式热交换器W14后回到蒸发过程中来。 在经过净化出口时果汁被加热到大约88℃并由泵P14传送到蒸发过程3即后蒸发的第一个进程。后蒸发器与预发器相比结构更加复杂，热交换更加充分。泵P07把果汁从后蒸发器3的底部传送到蒸发过程4。 经过4步蒸发，果汁不断被浓缩。而最后的浓缩过程是在第5步蒸发过程中完成的。为了增加液体的湿度，循环泵P10/P11把果汁传送回后蒸发器5的顶部进行循环热交换。泵P12把果汁从后蒸发器5的底部经过热交换器W19冷却后传送到浓缩罐中与果香混合，形成最终的产品果汁原汁。整个果汁的生产过程的核心是五个连续的蒸发过程，因此该工艺又称为五效蒸发法制果汁。 这套生产工艺是全程自动化的连续生产，而自动化监控的核心是西门子公司的S7 400可编程控制器。我公司负责该系统包括操作站的全面集成和软件的组态和编程。这里所应用到的控制过程主要有三套连续的顺序控制，温度、压力、液位和流量回路控制，电机和阀的监控，各独立的自动顺控子进程，逻辑连锁，报警等等。 三套连续的顺序控制程序分别用于苹果汁和红果汁的生产以及CIP清洗和果香回收等工艺过程，这三套顺控并不是独立存在的，他们是紧密联系在一起的整体。同时，顺控程序与其他程序更是密不可分，顺控进行每一步的条件和执行结果都要和其他程序不断交换数据。因此，整个系统的所有程序组成了一个严密的逻辑整体，对生产过程进行着精确的监控。 在回路控制中，我们根据物料的供给状况和介质状态，为每个回路设计了自我连锁和保护报警。在改变设定值时，为避免大的波动，采取了斜坡法渐变式的方法，即在一段时间里逐渐以线性来改变设定值直到达到目标值。斜坡响应时间和速度都可以在操作站上进行设定。 果汁从后蒸发器5由泵P12送出后，要对果汁的浓度进行控制，这对最终产品的质量有着重要的影响。而蒸汽的压力和真空的波动对果汁的浓度会造成间接的影响，因此很重要的一点是要对浓度的控制在较早的阶段就施加影响。基于这一特点，我们把果汁浓度回路和源蒸汽压力回路连接形成串级控制，这样就可以更有效地控制果汁的浓度了。 生产过程中的逻辑连锁和报警很多，这是因为工艺过程中的设备很多，每个设备间的逻辑相关性也很强，需要进行报警和保护的也很多。比如对于泵P12的连锁保护就有防止空运行和压力超限两种。当P12处于运行状态而上游的果汁液位低于限值L105-S1时，电机自动停止，再次启动时必须采用手动方式；当上游液位高于限值L105-S2时，电机则自动启动；液位处于二者之间时电机的状态取决于前一状态。当压力PISA105大于上限时，P12的电机自动停止。类似的连锁很多，这也是海升果汁生产工艺的一大特点。 我们本着我们一贯坚持的提供高标准、高质量的工程服务的目标和要求认真严格并富有创造性地完成了这套系统。同时，全厂的设备安装和调试也在中外专家和工程师们的共同努力下如期高质量地完成并投入使用。从10月初开始，海升果业的生产已经步入了正轨，每天运送苹果的卡车在厂外排起了一百多米的长龙，纯正的普兰店苹果原汁也被源源不断地生产了出来，运送到世界各地。