用于酪蛋白生產的多功能控制器

文/ Anke Geipel-Kern

本文作者系本刊德文版副主編。

食品添加劑制造商一直在尋找一種易于使用的控制器——以實現酪蛋白干燥過程的自動化。這種多功能控制器能夠顯著提高酪蛋白的產量和工藝穩定性?，F在，他們的想法實現了。

PROCESS-Tip

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＊反饋編碼：A211022

從牛奶中可分離出營養豐富的酪蛋白，這種蛋白質是構成加工食品的重要組成部分。舉例而言，酪蛋白對冰淇淋和甜點具有定型和穩定泡沫的作用，能夠確保奶油、奶酪和香腸肉質的稠度均勻。此外，酪蛋白還可以作為增稠劑，使醬汁和即食快餐有更好的抗凍融性。

Hesc開發的多功能控制器HE 5697

粉狀酪蛋白廣泛用于食品工業。制造這種添加劑的其中一個生產步驟是在干燥機上進行的——在此之前，提取酪蛋白還要從巴氏殺菌奶中獲得，經過超濾、濃縮和干燥。在干燥機中，酪蛋白被再次液化，加入一定的添加劑后（根據客戶要求），使用蒸汽驅動輥再次對其進行干燥。

進料泵將液化后的酪蛋白輸送到兩個巨大的干燥輥上——此過程中，一層液態酪蛋白薄膜將被涂在溫度約為180℃的輥上。在高溫的作用下，酪蛋白中的水分被蒸發殆盡，形成一個個固體顆粒，在串聯式研磨機中被磨成粉末，然后包裝。

工藝過程由人工控制

當液態的酪蛋白被輸送到主輥時，進料泵則由較小的傳送輥支撐。這些小輥之間的空間被稱為輥槽。產品被輸送到這些槽中，并在另一個槽中測量液位。這一步驟可判斷輥是否被液體均勻濕潤。如果液位太低，則表明涂在輥上的液體太少，產品易被燒糊。這不僅會使產品變為廢料，還會加速刀具的磨損——長度為3 m的刀具沿著干燥輥運行，將干燥的酪蛋白與輥分離。

與檢查液位同樣重要的是監測輥的表面溫度和蒸汽壓力。未安裝多功能控制器之前，某家食品添加劑制造商一直都是通過人工監測來完成這一過程的：產品進料由電位計控制，工人在對其輪崗監測時，經常會發生由于干燥輥沒有均勻潤濕而導致產品燒糊的情況。這主要是因為干燥輥溫度是憑操作人員的感覺來調節的，溫度無法保持恒定。

自動化優化了現有流程

這家食品添加劑制造商在很早以前就產生了以自動化的方式來消除錯誤源的想法。然而，找到一款合適的控制器又談何容易——在可以接受的價格范圍內，無法找到可以與可編程邏輯控制器（PLC）通信的控制器，而這只是先決條件之一。最終，他們在Hesch找到了他們想要的設備。該公司位于漢諾威附近的Neustadt am Rübenberge，40多年來一直致力于為工業領域開發及生產用于自動化控制的解決方案。這家自動化公司推出了一款多功能控制器MFC，可用于控制復雜的工藝過程，并且成本遠低于PLC。這款多功能控制器的優勢在于，擁有簡易的操作系統、超乎想象的性價比以及具有強大靈活性的用戶自定義功能，可允許用戶自行設計用戶界面。

通過拖放操作，在PC端即可構建所需的工藝組合

工藝得到了極大改進

MFC顯著優化了酪蛋白的干燥過程。過去，需要8～12 h才能將輥子加熱到180℃，現在僅需3.5 h，大大提高了過程效率。不止如此，MFC還可參與到干燥的其他子過程。例如，MFC可用于控制與輥槽中的液位測量相關的產品泵，并監測干燥輥的表面溫度和蒸汽壓力。輥的表面溫度隨著輥的速度變化而變化——輥旋轉得越快，產品進出的速度就越快——高速旋轉加速了輥的冷卻。在確保產品品質方面，MFC的可靠性經過了工藝檢驗。

自安裝多功能控制器以來，再未出現產品燒糊的現象。另一方面，刀具的低磨損程度也可證明這一點。它不僅顯著增加了酪蛋白的產量，還降低了干燥機的維護成本。MFC的優勢還體現在，實現了人員的合理配置。以前必須去手動調節工藝過程的員工現在有時間去完成其他工作——將工作重心放在整體生產上。

無需任何編程基礎，即可對多功能控制器HE 5697進行操作

可替代PLC的解決方案

多功能控制器的問世，進一步縮小了標準控制器與PLC之間的差距。使用PLC來單獨控制過程溫度，不僅造價昂貴，而且需要操作人員具備扎實的編程知識。公司的內部人員通常無法對此程序進行編程，因此必須以高達800歐元/天的費用委托第三方的PLC專家來進行操作。此外，對于許多應用來說，PLC的功能略顯冗余。最后，也是最重要的一點，以前不會使用單個控制器來調節包括不同子過程在內的工藝過程。

操作簡單，功能強大

MFC提供了一種補救辦法，即使操作人員不具備相關的編程知識，也可快速地對用戶界面進行配置，包括幾乎適用于所有工藝過程和要求的功能。Hesch總經理Werner Brandis在描述MFC的開發理念時說道：“我們按照工藝工程師的想法設計了控制器?！庇脩艨梢栽趥€人計算機（PC）上使用專門為此程序開發的Easy Tool MFC軟件，通過拖放操作，可實現工藝模塊的重新組合，以此創建出所需的工藝過程。

Easy Tool MFC工具可用于創建用戶定義的操作頁面、工藝過程和應用程序。為確保工藝安全，該軟件還提供了模擬功能：在工藝上線之前，可測試工藝過程中的每一個細節，并將調試時間縮減到最短。MFC的使用范圍還包括調試、強制功能以及過程數值的在線顯示。