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監控釀酒廠內發酵桶的冷卻迴路

食品行業
飲料 冷鏈
使用案例

Steinhauser 釀酒廠

了解烈酒與紅酒製作過程中能源的使用量

在生產烈酒與紅酒的過程中,必須進行發酵。在這道流程中,必須隨時監控溫度,以確保產品保持最佳的風味與品質。若發酵流程速度降低或中斷,產品便會在發酵桶中冷卻。發酵時間即使只是產生極小的誤差,也會造成風味大量流失。

Steinhauser 釀酒廠 中,這項重要的溫度調節任務是由兩台大型製冷設備執行。 其冷卻管線網路連接至產線上的每個發酵桶。而感測器則監控著進出水管內的冷卻劑。

最初情况

Steinhauser 公司近年來持續擴張,而現有的冷卻裝置將不敷使用。此外,該公司亦無法取得相對應的資料,來確認產品生產的能源成本。

專案目標

烈酒生產過程中的能源測量

解決方案目標在於確保每個發酵桶內能快速取得所需的冷卻劑量。此外,由於系統連接至 moneo ,讓該公司首次得以監控並記錄實際使用的冷卻能源。如此一來,就能計算出產品生產實際消耗的能源量。

實施

兩台新的製冷設備安裝於 Steinhauser 公司的戶外區域。接著管線會連接至各個發酵桶。流量與溫度感測器會安裝在每條冷卻水管線的進水和出水管上。製程資料則會透過 IO-Link 主站 傳輸至安裝於 moneo|appliance 的 moneo 系統上。利用 moneo RTM,每個生產管線的每條進出水管上的所有製程數值都會被記錄並顯示。

使用 moneo 的「計算數值(Calculated values)」的功能,能建立資料流模型,計算當前的冷卻能力。此外,當前的冷卻設備系統數值也會傳輸至 moneo。 透過記錄到的資料,就能計算出能源成本、電源消耗量以及運輸和電力損耗量。

结果

有效且高效地運用能源

冷卻迴路監控的擴展帶來兩大優勢:能長期監控發酵桶內的溫度,以及精確控制發酵流程。

  • 從所提供的製程數值,能測量出每個發酵桶所消耗的 CO2 量。
  • 冷卻流程能更有效且依據需求進行。

配置

  1. 出水管線上的溫度感測器 – 舊紅酒酒窖管線 1 – TA2417
  2. 進水管線上的電磁流量計 – 舊紅酒酒窖管線 1 – SM9000
  3. 出水管線上的溫度感測器 – 舊紅酒酒窖管線 2 – TA2417
  4. 進水管線上的電磁流量計 – 舊紅酒酒窖管線 2 – SM9000
  5. 出水管線上的溫度感測器 – 烈酒酒窖管線 1 – TV7405
  6. 進水管線上的電磁流量計 – 烈酒酒窖管線 1 – SM8020
  7. 出水管線上的溫度感測器 – 烈酒酒窖管線 2 – TV7405
  8. 進水管線上的電磁流量計 – 烈酒酒窖管線 2 – SM8020
  9. 出水管線上的溫度感測器 – 新紅酒酒窖管線 1 – TA2417
  10. 進水管線上的電磁流量計 – 新紅酒酒窖管線 1 – SM2000
  11. 製冷設備

我們的客戶

位於博登湖(Lake Constance)克雷斯布龍(Kressbronn)的 Steinhauser 釀酒廠成立於 1828 年,至今仍是家族企業。在 1996 年,Steinhauser 進行了翻新,目前是全歐洲最現代化的保稅酒廠。而從 2021 年開始,他們採用了宜福門的感測器和 moneo 軟體 – 結果酒廠的產品大獲成功,屢屢獲獎。

觀看影片了解更多 ➜

系統架構

  1. 進水管線上的流量計 - SM2000 / SM9000 (新/舊紅酒酒窖)
  2. 進水管線上的流量計 - SM8020 (烈酒酒窖)
  3. 出水管線上的溫度感測器 – TA2417 / TV7405 (新/舊紅酒酒窖與烈酒酒窖)
  4. 配備 Modbus 介面的製冷設備
  5. IO-Link 主站 – AL1353
  6. LR Agent (安裝於伺服器上)
  7. 作為設備的 moneo RTM QHA210

儀錶板

此儀錶板讓使用者能一覽整個製冷系統的所有相關製程數值。

Dashboard Overview
  1. 製冷設備的輸入電源** (kW)
  2. 截至目前製冷設備的總電源消耗量** (kW/h)
  3. 製冷設備外部溫度** (°C)
  4. 製冷設備蒸發器出口的冷卻劑溫度** (°C)
  5. 製冷設備蒸發器入口的冷卻劑溫度** (°C)
  6. 冷卻能力 – 舊紅酒酒窖管線 1 CDS* (kW)
  7. 冷卻能力 – 舊紅酒酒窖管線 2 CDS* (kW)
  8. 冷卻能力 – 烈酒酒窖管線 1 CDS* (kW)
  9. 冷卻能力 – 新紅酒酒窖管線 1 CDS* (kW)
  10. 冷卻能力 – 烈酒酒窖管線 2 CDS* (kW)

* CDS (計算資料來源,Calculated Data Source) 指的是透過 moneo Dataflow Modeler
計算出的資料** 這些數值可透過製冷設備上的 Modbus 介面讀取

此儀錶板讓使用者能一覽製冷設備的所有相關製程數值。

Dashboard
  1. 製冷設備的輸入電源 (kW)
  2. 截至目前製冷設備的總電源消耗量 (kW/h)
  3. 製冷設備的運作時間計時器 (h)
  4. 製冷設備外部溫度 (°C)
  5. 製冷設備蒸發器出口的冷卻劑溫度 (°C)
  6. 製冷設備蒸發器入口的冷卻劑溫度 (°C)

使用者可於以下儀錶板,看到酒窖內製冷迴路目前所有的製程數值。

Dashboard
  1. 出水管線內的冷卻劑溫度 – 烈酒酒窖管線 1 – TV7405 (°C)
  2. 進水管線上的冷卻劑溫度 – 烈酒酒窖管線 1 – SM8020 (°C)
  3. 進水管線上的冷卻劑流量 – 烈酒酒窖管線 1 – SM8020 (l/min)
  4. 出水管線內的冷卻劑溫度 – 烈酒酒窖管線 2 – TV7405 (°C)
  5. 進水管線上的冷卻劑溫度 – 烈酒酒窖管線 2 – SM8020 (°C)
  6. 進水管線上的冷卻劑流量 – 烈酒酒窖管線 2 – SM8020 (l/min)
  7. 冷卻能力 – 烈酒酒窖管線 1 CDS* (kW)
  8. 冷卻能力 – 烈酒酒窖管線 2 CDS* (kW)

使用者可於「新紅酒酒窖 – 管線 1」儀錶板看到,製冷系統各個冷卻劑管線的詳細資訊。

Dashboard
  1. 出水管線內的冷卻劑溫度 – TA2417 (°C)
  2. 進水管線上的冷卻劑溫度 – SM2000 (°C)
  3. 進水管線上的冷卻劑流量 – SM2000 (l/min)
  4. 進水管線內的冷卻劑總量 – SM2000 (l)
  5. 冷卻能力 – 新紅酒酒窖管線 1 CDS* (kW)

詳細資訊:進水管線上的 SM2000 流量計 – 新紅酒酒窖管線 1

Dashboard SM2000
  1. 冷卻劑流量值 - SM2000 (l/min)
  2. 冷卻劑溫度值 – SM2000 (°C)
  3. 冷卻劑總量 – SM2000 (l)
  4. 冷卻劑流速的折線圖 – SM2000 (l/min)

分析

透過分析功能可以檢視更多細節資訊。截圖為新酒窖中管線 1 的冷卻迴路中,出水管的溫度與進水管溫度及流量的比值。

Analysis
  1. 冷卻劑流量值 - SM2000 (l/min)
  2. 出水管線內的冷卻劑溫度值 – TA2417 (°C)
  3. 進水管線上的冷卻劑溫度值 – SM2000 (°C)

計算數值

利用 moneo,就能從感測器的製程數值中計算出更多資訊。

「Dataflow Modeler」能客製化數值的計算方式,例如:在資料模型中,結合或抵消來自感測器的資料來源。

計算新紅酒酒窖管線 1 的冷卻能力

Dataflowmodel
  1. 進水管線中 SM2000 流量計的溫度值 (°C)
  2. 出水管線中 TA2417 溫度感測器的溫度值 (°C)
  3. 「Subtraction」功能塊能計算溫度差
  4. 進水管線中 SM2000 流量計的流量值 (l/min)
  5. 常數「60」,能將每分鐘的公升數轉為每小時的公升數
  6. 「Multiplication」功能塊能將每分鐘的公升數轉為每小時的公升數
  7. 常數「0.000446」:所用冷卻劑的熱傳導率 (kW/m*k)
  8. 「Multiplication」功能塊能計算每小時的比熱
  9. 「Multiplication」功能塊能計算每小時的冷卻能力
  10. 結果:計算新紅酒酒窖管線 1 的冷卻能力 (kW)