Con la rapida crescita dei progetti di piccoli birrifici, sempre più proprietari scelgono di automatizzare i loro birrifici.
Il vantaggio principale dell’automazione è che “libera” la maggior parte delle operazioni del birrificio, permettendo agli operatori di occuparsi di altre cose.
Ovviamente, riduce anche i livelli di personale.
Altri vantaggi sono la coerenza, in quanto l’automazione evita errori specifici dell’uomo come dimenticanze, mancanza di supervisione o differenze tra gli operatori.
Sistemi di automazione per birrerie
Il cuore di un impianto di produzione di birra è il sistema di automazione.
Questo comprende sistemi di controllo PLC e robot industriali, oltre ad altre apparecchiature come valvole e termoregolatori che consentono un monitoraggio e un controllo adeguati in ogni fase del processo, dalle materie prime alla distribuzione del prodotto all’utente finale.
Un sistema di automazione per la produzione di birra è composto da apparecchiature per la produzione di birra e da un sistema di automazione PLC.
Esistono vari tipi di apparecchiature per la produzione di birra, come i serbatoi di mash, i serbatoi di filtrazione e i serbatoi di fermentazione.
La funzione principale di queste apparecchiature per la produzione di birra è quella di trasformare le materie prime in prodotti finiti attraverso il diagramma di flusso mostrato sopra.
I sistemi di controllo PLC trovano importanti applicazioni nell’automazione del processo di produzione della birra e in settori come quello automobilistico.
Rispetto ai tradizionali sistemi di controllo a microcomputer, i sistemi di controllo PLC presentano i vantaggi della riduzione dei costi, della facilità di funzionamento, dell’assenza di regolazioni manuali dopo l’installazione e della forte capacità di espansione.
Composizione dell'attrezzatura per la produzione di birra
La composizione delle attrezzature per la produzione di birra può essere suddivisa in due parti principali: una è l’attrezzatura principale e l’altra è l’attrezzatura ausiliaria.
Il processo principale di produzione della birra comprende:
- barile di mosto (mash tun): utilizzato per far bollire il malto;
- botte rumorosa (louder tun): per la filtrazione del liquame di malto;
- bollitore: utilizzato per eseguire l’operazione di bollitura;
- whirlpool (gorgogliatore): per la separazione delle impurità non uniformemente distribuite nel mosto;
- Fermentatore: con una parete interna liscia e un coperchio a un’estremità.
All’interno sono presenti diversi fori, fissati verticalmente sul tubo di polietilene, a forma di cestello, in modo che il liquido del lievito dall’alto e dal basso passi attraverso i fori e viceversa.
I serbatoi di fermentazione hanno diverse forme, come i serbatoi cilindrici, i serbatoi conici, i serbatoi rettangolari verticali e così via.
Sistemi di automazione per impianti di produzione di birra
I sistemi di automazione sono il cervello, il cuore e l’anima di un birrificio.
Produrre birra non significa solo mescolare acqua e malto in un fusto, ma richiede anche un attento monitoraggio delle temperature durante la fermentazione e la maturazione.
I sistemi di automazione possono essere complessi o semplici, a seconda delle esigenze.
Un piccolo microbirrificio potrebbe aver bisogno di controllare un solo processo alla volta (ad esempio, riscaldamento/raffreddamento), mentre un grande birrificio potrebbe aver bisogno di controllare più processi contemporaneamente da diversi punti del diagramma di flusso.
Sistema di controllo PLC
Un PLC, o Controllore Logico Programmabile, è un dispositivo utilizzato per controllare un processo fisico. I PLC possono essere programmati per rispondere in modi diversi a seconda delle variabili in ingresso provenienti da sensori o da altri sistemi di controllo. I sistemi PLC possono ricevere segnali da sensori e altri dispositivi tramite protocolli di comunicazione digitale come USB/Ethernet/CANbus/RS-485, che vengono poi analizzati da un processore incorporato (CPU) che analizza i segnali per monitorare e regolare le prestazioni dell’apparecchiatura in tempo reale.
Configurazione del sistema di controllo PLC: è costituito da vari componenti elettrici come unità di alimentazione, moduli di sensori di ingresso, moduli di uscita e così via, che lavorano in stretta collaborazione per eseguire varie operazioni come il controllo del movimento e le funzioni di monitoraggio.
Vantaggi del controllo PLC:
- Riduce la manodopera
- Migliorare la qualità e la consistenza della birra
- Controllo automatico delle temperature del birrificio, del flusso di materiale, del controllo della ricezione e dei serbatoi della cantina (fermentatori, serbatoi di birra chiara, ecc.).
- Recupero di energia
- Configurazione del sistema di collegamenti Ethernet
- Accesso automatico alle comunicazioni relative alla produzione e alle apparecchiature
Vantaggi dei sistemi di automazione PLC
Automazione e controllo dei processi: I PLC possono automatizzare una serie di processi in un birrificio, come il controllo della temperatura, la fermentazione e le operazioni di riempimento.
Questo permette un controllo più costante e preciso del processo di produzione della birra, che si traduce in un prodotto di alta qualità e ripetibile.
- Flessibilità e adattabilità: I PLC sono molto flessibili e possono essere facilmente riprogrammati per adattarsi ai cambiamenti del processo di produzione della birra o per introdurre nuove ricette.
Questa flessibilità permette ai birrifici di adattarsi alle mutevoli richieste del mercato e di sperimentare diverse tecniche di produzione. - Riduce gli errori umani: L’automazione tramite PLC aiuta a ridurre al minimo gli errori umani che possono verificarsi durante i processi di produzione della birra controllati manualmente.
Questo migliora la qualità del prodotto e riduce la probabilità di errori costosi. - Registrazione e monitoraggio dei dati: I PLC possono raccogliere e registrare i dati provenienti da una serie di sensori e strumenti in tempo reale.
I birrifici possono utilizzare questi dati per monitorare e analizzare il processo di produzione della birra, rendendo più facile identificare le inefficienze, risolvere i problemi e ottimizzare la produzione. - Efficienza energetica: I PLC possono ottimizzare l’uso dell’energia nei birrifici artigianali controllando il riscaldamento, il raffreddamento e altri processi in modo più efficiente.
In questo modo si risparmia denaro e si riduce l’impatto ambientale. - Integrazione con altri sistemi: I PLC possono essere integrati con altri sistemi di controllo e software di livello aziendale, come i sistemi di esecuzione della produzione (MES) o i sistemi di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA).
Questa integrazione migliora il coordinamento generale e la comunicazione tra i diversi reparti di un birrificio commerciale. - Monitoraggio e controllo a distanza: I PLC consentono il monitoraggio e il controllo a distanza dei processi di birrificazione.
I birrai possono accedere e regolare le impostazioni da una sala di controllo centrale o anche da remoto, migliorando l’efficienza operativa e la reattività. - Manutenzione e diagnostica: I PLC spesso includono strumenti di diagnostica che possono aiutare a identificare e risolvere rapidamente i problemi.
Questo aiuta la manutenzione proattiva, riducendo i tempi di inattività e migliorando l’affidabilità generale delle apparecchiature per la produzione di birra. - Efficacia dei costi: Sebbene l’investimento iniziale in un PLC possa essere significativo, i vantaggi a lungo termine, come la riduzione dei costi di manodopera, l’aumento dell’efficienza e il miglioramento della consistenza dei prodotti, spesso superano i costi iniziali.
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