Производство пива и вина в промышленных масштабах – это технологические процессы, состоящие из многих этапов: от сырья (солод, хмель/виноград) через брожение, освещение, созревание до разлива в бутылки и этикетирование. На каждом из этих этапов происходит большое количество механических операций, транспортировки, очистки, смешивания, дозировки, управления – многие могут поддерживаться или выполняться с помощью пневматического оборудования. Пневматика имеет следующие преимущества: чистота (сжатый воздух, должным образом подготовленный), быстрота действия, простота конструкции, легкость обслуживания. Однако в пищевой промышленности/производстве напитков существуют дополнительные требования: гигиена, безопасность пищевых продуктов, сертификаты, надлежащая производственная практика, стойкость к очистке CIP, стойкость к коррозии, контроль загрязнений (масло, вода).

Основные области применения пневматики в пивоварении и виноделии

Процесс/операция	Применение пневматики / сжатого воздуха / вакуума	Технические требования/спецификации
Ферментация/смешивание сусла/закваски	аэрация – вино: подача кислорода перед брожением; пиво: смешивание, дрожжевые смеси; иногда смешивание с помощью трубок с распыляемым воздухом	чистота воздуха – без масла, минимальное содержание частиц; достаточные потоки; управляемость/регулировка
Нажатие / сдавливание	винодельня: воздушные прессы (например, мембранные или клеточные с пневматическим приводом мембраны или фольги); пивоваренная промышленность: транспортировка сусла и затора, фильтрация	высокие усилия (например, высокое давление) при прессовании; разрешения на материалы, контактирующие с продуктом; устойчивость к кислотам/танинам; простота очистки
Управление клапанами, электромагнитными клапанами, приводами	автоматизация: поток жидкости (сусло, вино, пиво), мойка (CIP),предохранительные клапаны, вентиляционные клапаны, дозирование добавок (например, хмеля, осветлителей)	быстрое реагирование, герметичность, материалы пищевого класса, защита от отложений; часто нержавеющая сталь, уплотнения, соответствующие требованиям FDA /пищевого класса
Розлив / Наполнение / Укупорка / Этикетирование	Линии розлива требуют воздуха для питания клапанов, исполнительных механизмов, пневматических устройств: поршневых приводов,пневматических захватов , вспомогательных механизмов; дозирования инертных газов (например, азота) – вытеснения кислорода; давления воздуха/газа для проталкивания/очистки/сушки бутылок.	контроль воздуха/влажности; иногда кондиционирование воздуха; точное регулирование расхода; снижение потерь и переливов; коррозионная стойкость, асептика; часто соответствие гигиеническим нормам
Очистка, дезинфекция (CIP – очистка на месте, SIP – стерилизация на месте)	Сжатый воздух помогает удалять мусор, сушить трубы и резервуары после очистки; также можно использовать пневматические инструменты для технического обслуживания.	это должен быть сухой, очищенный воздух; легко демонтируемый; прочная конструкция инструментов; стойкость к химикатам; защита от затопления/коррозии
Контроль температуры/охлаждение	Хотя охлаждение осуществляется в основном с помощью воды или гликолевых систем, воздух может использоваться в вентиляторах низкого давления для принудительной циркуляции воздуха, в осушителях воздуха в системах сжатого воздуха; с вакуумным насосом для сушки	эффективность, энергосбережение, шум, производительность; обеспечение соответствующих условий эксплуатации (рабочая температура, влажность)
Упаковка, обработка, маркировка, внутренняя логистика	пневматические захваты, подъемники, пневматические или пневматические конвейеры (например, вакуумные присоски), пневматические сборочные инструменты для технического обслуживания/ремонта	требования безопасности; низкий уровень шума; долговечность в рабочих циклах; гарантия, сервисное обслуживание; совместимость с другими системами управления

Автоматизированная линия розлива на пивоварне или винодельне, где стеклянные бутылки движутся по конвейеру, демонстрируя использование пневматики и промышленной автоматизации

Ключевые элементы пневматической установки – что должно быть

Чтобы пневматическая система в пивоварне/винодельне была функциональной, гигиенической и эффективной, конструкция установки должна учитывать:

1. Генерация воздуха

Компрессоры (различные типы: поршневые, винтовые, безмасляные, возможно сепараторы масла, охладители масла)
Источники газов: азот, CO₂ (в пивоварнях), возможно O₂ (в вине) – генераторы газов

2. Подготовка воздуха

Фильтрация (твердых загрязнений, масла, воды)
Удаление влаги (осушители)
Редукторы давления, стабилизаторы, регуляторы потока
Манометры, датчики, предохранительные клапаны

Система трубопроводов и клапанов с двумя манометрами, используемая для подготовки и фильтрации сжатого воздуха согласно стандарту ISO 8573 на производстве напитков

3. Распределение воздуха/газов

Воздуховоды/воздуховоды: из нержавеющей стали, где необходим контакт с пищевыми продуктами, или из специальных материалов, изолированные воздуховоды, если это необходимо для температуры.
Фитинги, быстроразъемные соединения, арматура – обеспечивающие легкую очистку, замену деталей, герметичность.

Фрагмент промышленного конвейера на производстве, оборудованный пневматическими линиями и проводами, контактирующими с пищевыми продуктами

4. Исполнительные элементы

Пневматические приводы (цилиндры): например, для многоходовых клапанов, закрытия, открытия заслонок, прессов; разные ходы, силы
Электроклапаны / пневматические клапаны – управление, регулирование потока жидкостей и газов
Пневматические инструменты – для технического обслуживания, монтажа, демонтажа, сервиса

5. Управление, безопасность, мониторинг

Системы управления: датчики потока, датчики давления, датчики влажности, автоматизация клапанов и силовых приводов
Предохранительные клапаны, обратные клапаны, обратные клапаны
Системы сигнализации, мониторинг качества воздуха (классы фильтрации, содержание масла)

Сложная промышленная система трубопроводов, фильтров и манометров из нержавеющей стали, используемая для мониторинга качества сжатого воздуха, включая датчики точки росы и содержания масла

6. Гигиенические и нормативные требования

Материалы, разрешенные для контакта с пищевыми продуктами (например нержавеющая сталь, уплотнения, разрешенные для пищевых продуктов, сертификаты)
Возможность CIP-очистки/стерилизации
Стандарты качества сжатого воздуха (например, ISO 8573-1)
Техническая документация, валидация процессов

Специфические требования к пивоварням и винзаводам

Хотя многие потребности совпадают, существуют отличия, вытекающие из специфики производства:

Характеристика	Пивоварня	Винодельня
Отработанные газы	CO₂ – брожение, карбонизация; часто азот в газовых смесях для пива, также сжатый воздух для розлива по бутылкам	Азот и/или кислород – аэрация, подслащивание; меньше CO₂ (в зависимости от стиля); часто больший акцент на щадящем процессе окисления
Температура/давление	Пиво – более высокое давление при розливе/карбонизации; требования к охлаждению для ферментации и хранения	вино – более тонкие процессы, большая чувствительность к окислению и изменениям температуры; часто более медленные, более контролируемые процессы
Масштаб производства/частота цикла	пивоваренные заводы — часто большего масштаба, более быстрые циклы, более крупные линии розлива/упаковки	винодельни – сезонные циклы, иногда меньшие партии, больший акцент на качестве сырья и вкусе
Сенсорные стандарты и чистота	пиво обычно с более высокой карбонизацией – более терпимое, например, к CO₂, дрожжевому привкусу; но требуется очень высокая чистота, ароматы и отсутствие примесей	вино – более тонкий ароматический профиль, больший риск окисления или дефектов вкуса; следует позаботиться о чистоте воздуха, отсутствии загрязнений и отсутствии окислительной активности

Крупный план манометра на производственном оборудовании из нержавеющей стали, используемого для контроля давления на винодельне или пивоварне

Как должны быть подобраны параметры пневматических устройств

Подбор оборудования требует определения:

Рабочее давление (например, 6-10 бар, как правило, в общей пневматике; в пневматическом прессе оно может быть выше)
Поток воздуха (для больших цилиндров, многих одновременно работающих клапанов)
Рабочая температура и условия окружающей среды (влажность, возможность появления пара, кислот)
Частицы загрязнений (масло, вода) – класс качества воздуха, требования ISO
Конструкционные материалы – нержавеющая сталь, уплотнения, разрешенные для контакта с пищевыми продуктами
Скорость работы, циклы работы (непрерывная против периодической)

Коллаж из девяти фотографий, отражающий полный цикл поставок и автоматизации пивоварения: от больших емкостей и трубопроводов, линии розлива и этикетирования бутылок, пневматических систем, до погрузки продукции в транспортное средство

Примеры норм, стандартов и качества, которые необходимо соблюдать

ISO 8573-1 – класс качества сжатого воздуха (например, содержание твердых частиц, уровень масла, влажность) – пивоварение и виноделие обычно требуют класса, гарантирующего отсутствие масла и минимальное содержание пыли/частиц.
Пищевые/пищевые нормы для материалов, контактирующих с продуктом – нержавеющая сталь (например, типа 316L), уплотнение с сертификатом допуска к контакту с пищевыми продуктами (например, FDA/EU).
Нормы чистоты установок – возможность санитарной обработки, очистка CIP/SIP, отсутствие мертвых пространств, легкий демонтаж.
Безопасность работы – защита от давления, предохранительные клапаны, соответствующие кожухи, электрические и пневматические сертификаты.
Техническая документация – инструкции по обслуживанию, технические характеристики оборудования, декларации соответствия, карты оборудования (в GMP/HACCP, если применяются).

Панорамный вид на автоматизированную линию розлива и упаковки пива, где используются генераторы азота (N2) и углекислого газа (CO2) для вытеснения кислорода и сохранения качества продукции

Самые распространенные ошибки в проектировании и эксплуатации пневматических систем в пивоварнях и винных заводах

Проектные ошибки

Слишком низкая производительность компрессора в отношении пикового спроса – приводит к падению давления и простоям.
Отсутствие запаса мощности и возможности расширения – установка не имеет возможности развития при увеличении производства.
Пренебрежение качеством воздуха – отсутствие осушителей и фильтров на этапе проектирования.
Использование материалов, неустойчивых к CIP/SIP и коррозии (например, обычная сталь, алюминий во влажных зонах).
Отсутствие водоотводчиков и точек слива – накопление конденсата.

Эксплуатационные ошибки

Слишком редки обзоры фильтров и сепараторов.
Отсутствие мониторинга герметичности и потерь воздуха.
Отсутствие калибровки датчиков и манометров.
Игнорирование падения давления – рассмотрение его как «нормального».
Неправильное хранение и чистка пневматических инструментов.

Вас может заинтересовать:

Автор

Захар Магеровський

Оператор

+38-(067)-75-53-862

[email protected]

График работы:

9:00 - 17:00