Решение проблемы регулирования вакуумного давления в процессе азотной холодной экстракции кофе и чая.

Холодное заваривание , являющееся аналогом традиционного горячего заваривания кофе и чая, существует во всем мире уже много лет и популярно благодаря своей уникальной текстуре и вкусу. Процесс производства напитков холодного заваривания основан на принципе низкотемпературной экстракции, то есть в условиях вакуума температура кипения воды значительно ниже, чем при нормальном давлении (100 °C), что позволяет заваривать напитки при низком давлении и температуре.

Кроме того, появившиеся в последние годы напитки, обогащенные азотом, разливаются под высоким давлением азота после холодного заваривания, что значительно изменило текстуру, вкус и внешний вид таких напитков, как кофе и чай.





(Рисунок 1. Схема решения для автоматического управления вакуумным давлением)

Решение, показанное на рисунке 1, позволяет раздельно контролировать степень вакуума и высокое давление в емкости с напитком, при этом для измерения степени вакуума в емкости с напитком и давления азота во время заполнения азотом используются вакуумметр и манометр соответственно.


В представленном решении разработаны две замкнутые системы управления для регулирования степени вакуума и давления соответственно. Для снижения стоимости и объема общими элементами этих двух замкнутых систем являются входные и выходные клапаны и регуляторы, а независимыми — вакуумметры и манометры.

(1) Автоматический контроль степени вакуума

В процессе регулирования степени вакуума сначала включите вакуумный насос и источник воздуха высокого давления. При этом источник воздуха высокого давления можно не подключать, или можно использовать атмосферу нормального давления. Когда скорость отвода газа из контейнера превысит скорость всасывания воздуха, в контейнере естественным образом образуется вакуум низкого давления.

Затем контроллер сравнивает заданное значение вакуума или программу с полученным сигналом вакуумметра. На основе разницы после сравнения контроллер выдает управляющий сигнал в соответствии с алгоритмом ПИД-регулирования и одновременно регулирует открытие впускного и выпускного клапанов. Измеренное значение вакуумметра быстро приближается к заданному значению и становится равным ему, обеспечивая тем самым динамическую регулировку степени вакуума.

Следует отметить, что поскольку разные сорта кофе и чая предъявляют разные требования к степени вакуума и скорости его изменения в процессе низкотемпературного заваривания, контроллер должен иметь программируемую функцию, а клапан — более высокую скорость регулировки.

(2) Автоматическое управление высоким давлением заполнения азотом

После завершения процесса контроля степени вакуума и низкотемпературного процесса заваривания, можно непосредственно приступать к заполнению азотом и контролю высокого давления, при этом вакуумный насос можно отключить. Когда скорость выхода воздуха из емкости ниже скорости его поступления, в герметичной емкости для напитков естественным образом образуется высокое давление.

Аналогичным образом, контроллер сравнивает собранные сигналы манометра с заданным значением давления или программой. Контроллер выдает управляющий сигнал в соответствии с алгоритмом ПИД-регулирования на основе разницы после сравнения и одновременно регулирует открытие впускного и выпускного клапанов, так что измеренное значение манометра быстро приближается к заданному значению и становится равным ему, тем самым реализуя динамику управления высоким давлением.

Следует также отметить, что, поскольку разные сорта кофе и чая предъявляют разные требования к давлению и скорости изменения в процессе заполнения азотом, контроллер должен также иметь функцию программирования, а клапан — более высокую скорость регулировки.

Для достижения инженерной реализации проектного решения, показанного на рисунке 1, в соответствии с вышеуказанными требованиями к контролю вакуумного давления, была сконструирована соответствующая система контроля вакуумного давления, конкретная структура которой показана на рисунке 2.



(Рисунок 2. Схема системы автоматического управления вакуумным давлением)

Пропорциональный регулятор давления QKL-B4H от Kao Lu — это устройство, используемое для поддержания или контроля давления жидкости (например, газа или жидкости) в заданном диапазоне. Он широко применяется в промышленных и производственных процессах, где поддержание постоянного давления имеет решающее значение для обеспечения качества и стабильности конечного продукта.

Пропорциональный регулятор давления QKL-B4H от Kao Lu отличается высокой скоростью, высокой точностью (0,05% от полной шкалы) и высоким разрешением (1 кПа), а самое главное — сверхстабильностью при заданном давлении. Клиенты используют наш электронный контроллер для замены дорогостоящих настольных контроллеров давления (для получения информации о индивидуальных характеристиках обратитесь к нам).

Если вас заинтересовалпропорциональный регулятор давления QKL-B4H от Kao Lu , пожалуйста, свяжитесь с нами!