Hoe een microbrouwerij te automatiseren

Zoals we allemaal weten, is brouwen een zeer interessant iets, maar het is ook een vervelend arbeidsproces. Vanwege de beperkte mankracht en een groot aantal parameters en bereiken die moeten worden gecontroleerd, hebben grote brouwerijen voor een geautomatiseerd ontwerpmodel gekozen.

Moet u automatiseringstechnologie voor microbrouwerij introduceren? Het antwoord is ja. Vanwege de redelijke introductie van automatisering, terwijl het brouwplezier van de brouwer wordt gewaarborgd, zal het de brouwers veel tijd en energie vrijmaken om te leren en te promoten, is het beter om nieuwe smaken te bestuderen?

Volgens de statistieken is de uitrustingscapaciteit van de microbrouwerij die niet volledig in automatisering is geïntroduceerd over het algemeen 3HL-15HL, goed voor 83% van het totaal. Veel eigenaren denken dat automatisering een grote investering zal zijn.
De automatisering van micro-brouwerijen verschilt zelfs van die van grootschalige brouwerijen. Het vereist niet veel investeringen, omdat alleen de noodzakelijke geautomatiseerde processen automatisch worden ontworpen, niet alle. De pomp wordt bijvoorbeeld automatisch geregeld om het wort over te dragen, zodat de brouwer als een procesbesturingsleider in plaats van een procesuitvoerder fungeert. Voor de automatisering van brouwerij hangt dit af van PLC (Programmable Logic Controller) en HMI (Human Machine Interface).

YoLong focust op het ontwerp en de optimalisatie van micro-brouwerijen voor 15-jaren en heeft met duizenden brouwers over de hele wereld gecommuniceerd, van elkaar geleerd, samenvattend en ontwerp van besturingsmodi en methoden geschikt voor micro-brouwers, als volgt. De modellen die we over het algemeen kiezen zijn-

Model een

SIEMENS — PLC (SIMATIC S7-1200 of ET200SP) + touchscreen-model (selecteer Simatic Basic Panel of Simatic Comfort Panel op basis van de eisen van de klant)

Model twee

ALLEN-BRADLEY —–PLC (ControlLogix Series) + touchscreen, serie configureren en bijpassende HMI gebaseerd op controlepunten en post-expansievereisten van de klant.

De automatisering bestaat uit acht delen.

1. Automatische controle van watermengstation

De automatische regeling van het watermengstation wordt gebruikt om het mengen van koud water en warm water te regelen alvorens te stampen.

Timing, kwantitatieve en constante temperatuurregeling kan worden gerealiseerd.

We willen bijvoorbeeld 550L van 65 ℃ water in de stamptun op 9 injecteren: 35 ben op juni 20, dit kan worden gerealiseerd met dit besturingssysteem.

Het principe is om de Burkert PID-regelklep op de warmwaterleiding te installeren, de temperatuursensor en E + H-flowmeter op de uitlaatpijp van de watermengkamer te installeren. de actuator is een pneumatische vlinderklep.

Het processtroomschema van de automatische besturing van het watermengstation wordt rechts weergegeven en het werkingsprincipe in de onderstaande afbeelding.

2. automatisch temperatuurregeling

Automatische temperatuurregeling is relatief eenvoudig te implementeren, de temperatuur wordt gedetecteerd door de IFM-temperatuursensor en het temperatuursignaal wordt omgezet naar 4 ~ 20mA analoog signaal verzonden naar de PLC. Wanneer de PLC de ingestelde temperatuur analyseert en bereikt, wordt het schakelsignaal van I / O aan het relais van de actuator gegeven om het schakelen van de actuator (klep of verwarmingsbuis) te regelen.

Momenteel worden er twee soorten temperatuursensoren gebruikt,

• Een daarvan is met de zender, de rol van de zender is het regelen van de weerstandsverandering in stroom- of spanningssignaaluitvoer naar PLC, algemeen gebruikt Het signaal is 0-10V, 0-20mA, 4-20mA)
• De andere is zonder zender, en de weerstandswaarde van de sensor met temperatuurverandering en verandering, PLC verzamelt weerstandswaarde, na conversie, geeft dienovereenkomstig verschillende temperatuurwaarden weer

2.1 Temperatuurregeling in het brouwhuis

De meeste brouwers willen gesegmenteerd uitloogbrouwen bereiken, maar voor kleine apparatuur zijn puree en wasmachines meestal geïntegreerd en kunnen elektrische verwarmingsbuizen niet worden geïnstalleerd vanwege de aanwezigheid van een harkmes. Daarom, als segmentaal brouwen wordt bereikt, is stoomverwarming de meest gebruikelijke methode.

Onze gebruikelijke selectie is temperatuursensor gecombineerd met stoommagneetklep om de doeleinden van regeling te bereiken.
Nadat de temperatuursensor het signaal teruggeeft aan de PLC, regelt de PLC het openen en sluiten van de stoommagneetklep, realiseert direct de regeling van de verwarming, waardoor indirect automatisch de temperatuurparameter wordt geregeld.

De temperatuursensor en de stoommagneetklep worden meestal als volgt gekozen:

Temperatuursensor

• IFM_ TD2841 (met zender, uitgang 4-20mA signaal)
• IFM_TM4361 (zonder zender)

Magneetventiel stoom

• Burkert_0355

Klik op de onderstaande link voor meer informatie over Burkert

https://www.burkert.com.cn/cn/products/dian-ci-fa

De temperatuurregeling van koken is relatief eenvoudig en de kooktijd kan worden ingesteld. Hier hebben we anti-overloopbeveiliging geconfigureerd voor niet-gecontroleerd (gedetailleerd op de zesde beveiligingslocatie).

De onderstaande afbeelding toont de status van de parameterweergave van het bedieningspaneel van het brouwproces.

2.2 Temperatuurregeling in de gisting

Gesegmenteerde gisting is geschikt voor meer soorten bier. De brouwer kan de lengte van elke gistingsperiode en de bijbehorende temperatuur instellen volgens zijn eigen ideeën.

Het automatische controlesysteem kan de nauwkeurige controle van de temperatuur van elke fase realiseren. Het bedieningsprincipe is vergelijkbaar met het brouwproces, en de temperatuursensor wordt gebruikt om het signaal naar de PLC terug te sturen. Vervolgens regelt de PLC het openen en sluiten van de ijswatermagneetklep, zodat deze de temperatuurregeling binnenin de gisters.

Na gesloten vergisters is er geen noodzaak voor de brouwer om de locatie te bewaken, omdat de temperatuurregeling allemaal door het regelsysteem wordt gedaan. Tegelijkertijd hebben brouwers meer tijd om brouwprocessen en formuleringen te bestuderen.

De temperatuursensor en ijswatermagneetklep worden meestal als volgt gekozen:

Temperatuursensor:

• IFM-8004

Magneetventiel ijswater:

• Burkert-5281

Klik op de onderstaande link voor meer informatie over Burkert

https://www.burkert.com.cn/cn/products/dian-ci-fa

De onderstaande afbeelding toont de status van de parameterweergave van het bedieningspaneel van het gesegmenteerde fermentatieproces.

3. Materiële overdracht

Voor microbrouwerij maakt de overdracht van vloeistoffen een-knop overdracht mogelijk zonder de klep handmatig te openen, wat ook het verlies van bier veroorzaakt door handmatig open bedieningsfouten voorkomt.
Dit onderdeel wordt hoofdzakelijk bestuurd door de PLC die is samengesteld met het programma om de actuator rechtstreeks te besturen om de besturingsactie te bereiken (start vlinderklep)

Voor pneumatische vlinderkleppen kiezen we over het algemeen het model:

• LYSF-IDQX-7
• Alfa-Laval-LKB ISO CL

De afbeelding van het aanraakscherm wordt hieronder weergegeven

De start vlinderklep kan ook een handmatige noodschakelaar zijn en het aanraakscherm heeft een tweede prompt om de klep te openen en een handmatige indicatie na het handmatig openen van de klep. De bedieningsprompt is zoals hieronder getoond.

4. Level controle

De vloeistofniveausensor is geïnstalleerd op het bijbehorende tanklichaam om te communiceren met de PLC om zelfcontrole van het vloeistofniveau te realiseren. Het algemene apparaat bevindt zich op een warmwatertank. (De hoeveelheid water in de stamppot kan automatisch worden geregeld door de flowmeter van het watermengstation.)

De functies die kunnen worden bereikt zijn:

• Het vloeistofniveau wordt weergegeven (weergegeven op het HMI-paneel of mobiele telefoon)
• Vloeistofniveau automatische regeling: automatische watertoevoer naar het vereiste vloeistofvolume om het bovenste en onderste waterniveau in te stellen.
• Anti-overloop (Wanneer het vloeistofniveau de opgegeven positie bereikt, wordt de actuator automatisch geregeld om de inlaat te sluiten om overstroming te voorkomen.)
• Anti-laag niveau (voorkom dat de pomp stationair draait om de pomp te beschermen)

Vloeistofniveausensor, radartype en druktype. Het wordt niet aanbevolen om vloeistofniveausensor van het radartype te gebruiken. Het heeft grote eisen aan de vloeibare toestand. Na het testen wordt meestal de IFM-druksensor geselecteerd.

Voor de vloeistofniveausensor kiezen we over het algemeen het model:

Het vloeistofniveau wordt weergegeven (in de tank)

• 2270-P-1N-4 (+ GF +)

Anti-overflow

• LMT 105

Anti-laag niveau

• LMT 121

5. Tijdscontrole

Een ander voordeel van PLC is de nauwkeurige tijdregeling, die gemakkelijk kan worden bereikt door een bewerking op een bepaald tijdstip uit te voeren. Bewaar het water bijvoorbeeld vóór het brouwen op een ingestelde temperatuur in de warmwatertank en controleer het proces van de gefaseerde gisting.

6. Beveiliging

Bij het ontwerpen van apparatuur en procedures moet rekening worden gehouden met de veiligheid van de brouwer, de veiligheid van de apparatuur en de kwaliteitscontrole van het bier.

Wat we vaak doen is:

1. De stationaire beveiliging van de pomp, gerealiseerd door het installeren van de IFM-flowmonitor SI6800 door de inlaatleiding van de pomp.
2. Gekookte tun anti-overloop, gerealiseerd door elektronische vloeistofniveausensor LMT121.
3. Noodstop, in geval van nood of wanneer de brouwer denkt dat deze zo snel mogelijk moet stoppen, wordt een snelle stop met één klik bereikt via een zeer opvallende knop.

7. Monitoren

Als de sitemanager op uw telefoon is geïnstalleerd, kunnen we tijdens het fermentatieproces geen monitoring ter plaatse nodig hebben, maar we kunnen de mobiele telefoon gebruiken om de voortgang van de fermentatie op afstand in realtime te volgen en te begrijpen.
In dit geval is de tijd van de brouwer sterk bevrijd. Als u niet thuis bent, kunt u uw mobiele telefoon openen en de realtime situatie van uw gisters bekijken.

8. Historische gegevensquery

we kunnen geschiedenis uit het verleden opvragen om gegevens op te slaan en te analyseren.

Brouwers kunnen eerder gebrouwen gegevens analyseren, wat zeer nuttig is bij het verbeteren van de brouwniveaus en de ontwikkeling van biersmaak.

Veel gestelde vragen (FAQ)

• Vraag 1: Welke automatiseringsstappen leveren de snelste ROI op voor een microbrouwerij?
  A1: Begin met geautomatiseerde menging van warm/koud water, temperatuurregeling voor maischen/koken, temperatuurregeling in de kelder en vloeistofoverdracht met één druk op de knop via PLC-gestuurde kleppen. Dit vermindert direct arbeidsuren, fouten en batchvariabiliteit.
• Vraag 2: Kan ik PLC/HMI-automatisering achteraf inbouwen in bestaande kleine brouwerijen (3–15 hL)?
  A2: Ja. De meeste 3-15 hL-systemen kunnen worden uitgerust met compacte PLC's (bijv. Siemens S7-1200 of AB CompactLogix), paneelgemonteerde HMI's, temperatuur-/flow-/niveausensoren en pneumatische kleppeneilanden zonder tanks te vervangen.
• V3: Hoe kan ik de microbrouwerij op afstand in de gaten houden zonder risico op cyberproblemen?
  A3: Gebruik VPN-toegang of beveiligde cloudgateways met rolgebaseerde machtigingen, MFA en auditlogs. Segmenteer OT (brew controls) van IT-/wifi-netwerken en schakel open port forwarding uit.
• Vraag 4: Welke KPI's moet ik volgen na automatisering?
  A4: Efficiëntie van de brouwerij, waterverbruik (hL water/hL bier), energie-intensiteit (kWh/hL), tankomwentelingen, DO bij overdracht, TPO (bij verpakking), CIP-cyclustijd/chemicaliën en ongeplande uitvaltijd.
• V5: Zal ​​gedeeltelijke automatisering het gevoel van ‘ambacht’ wegnemen?
  A5: Nee. Automatisering van microbrouwerijen zorgt ervoor dat brouwers zich niet meer bezighouden met repetitieve taken, maar met receptontwerp, sensorische controle en kwaliteitsborging. Je stelt nog steeds de maischstappen, hoptiming en fermentatieprofielen in – automatisering voert ze consistent uit.

Industriële trends voor 2025 voor het automatiseren van een microbrouwerij

• AI-ondersteunde regelingen: modelvoorspellende temperatuur- en kookkrachtregeling in compacte PLC-uitbreidingen, waarmee het energieverbruik wordt verlaagd zonder dat dit wordt overschreden.
• Brouwen met een laag zuurstofgehalte (LODO): standaardisatie van het mengen van ontlucht water, geautomatiseerde CO2/N2-afdekking en inline DO-sondes, zelfs op een schaal van 5–10 hL.
• Optimalisatie van nutsvoorzieningen: warmteterugwinning van knock-out tot HLT en op geleidbaarheid gebaseerde CIP-eindpunten worden de basis bij nieuwe installaties.
• Cybersecurity by design: Verzekeraars en grote retailers eisen steeds vaker basis OT-beveiliging van leveranciers (MFA, netwerksegmentatie, patchfrequentie).
• Gegevensinteroperabiliteit: OPC UA- en MQTT-connectoren voor kleine systemen verenigen kelder-, brouwerij- en verpakkingsgegevens in clouddashboards.

Benchmarks voor microbrouwerijautomatisering in 2025

metrisch	2022 Typisch (3–15 hL)	Beste in zijn klasse in 2025	Noten / Bronnen
Waterverbruik (hL water/hL bier)	5.0-7.0	3.0-4.0	Duurzaamheidsbenchmarking van de Brewers Association: https://www.brewersassociation.org
Energie van de brouwerij (kWh/hL)	10-14	6-9	MBAA-casestudies; warmteterugwinning en geoptimaliseerde verdamping
CO2-gebruik (kg/hL verpakt)	1.2-2.0	0.6-1.0	BA Packaging-gidsen; purge-optimalisatie
Inline DO na-overdracht (ppb)	80-150	20-50	ASBC DO-methoden; LODO SOP's
CIP chemische reductie vs. handmatige	0-10%	15-30%	Geleidbaarheids-/temperatuurgecontroleerde CIP-eindpunten
Ongeplande downtime (%)	6-10	<3	Voorspellend onderhoud + diagnose op afstand

Geselecteerde bronnen:

• Duurzaamheid en kwaliteitsbronnen van de Brewers Association: https://www.brewersassociation.org
• Technisch kwartaalblad van de Master Brewers Association of the Americas (MBAA): https://www.mbaa.com
• Methoden (DO/TPO) van de American Society of Brewing Chemists (ASBC): https://www.asbcnet.org
• OPC Foundation (OPC UA-interoperabiliteit): https://opcfoundation.org

Laatste onderzoeksgevallen

Casestudy 1: Gedeeltelijke PLC-retrofit bespaart water en energie (2025)
Achtergrond: Een microbrouwerij met een capaciteit van 10 hL vertrouwde op handmatige kleppen en afzonderlijke controllers en had te maken met een hoog water-/energieverbruik en wisselende maischtemperaturen.
Oplossing: Siemens S7‑1200 PLC geïnstalleerd met HMI, geautomatiseerd watermengstation (PID-klep + stromings-/temperatuursensoren), stoomsolenoïderegeling voor maischresten en op geleidbaarheid gebaseerde CIP-eindpunten.
Resultaten: De waterintensiteit daalde van 5.8 naar 3.9 hL/hL; de energie in de brouwerij daalde met 21%; de variatie in de maischtemperatuur verminderde van ±1.8 °C naar ±0.4 °C; de wekelijkse arbeidsbesparing bedroeg ~7 uur. Gepresenteerd tijdens een MBAA-districtsbijeenkomst (2025).

Casestudy 2: LODO-gerichte kelderautomatisering verlengt de houdbaarheid van IPA (2024)
Achtergrond: Bij hop-forwardbieren verdween het aroma na 60–75 dagen in de kamertemperatuurketen.
Oplossing: toegevoegde inline DO-sonde op whirlpool-naar-FV, geautomatiseerde CO2-afdekking tijdens overdrachten en op recepten gebaseerde spoelsequenties via HMI; aangescherpte SOP's voor slangen/afdichtingen.
Resultaten: Post-transfer DO verlaagd van ~120 ppb naar 30-45 ppb; sensorische houdbaarheid verlengd tot ~120 dagen; retouren voor "oude" biljetten met meer dan 50% verminderd. Gedeeld in webinar van de BA Packaging Working Group (2024).

Deskundige meningen

• Dr. Tom Shellhammer, hoogleraar, Oregon State University
  Standpunt: "Automatisering die de blootstelling aan zuurstof en thermische profielen stabiliseert, verbetert de retentie van hoparoma en de algehele stabiliteit van het bier aanzienlijk." Bron: OSU Hop & Brewing-onderzoeksgesprekken/publicaties.
• Mary Pellettieri, adviseur brouwkwaliteit; auteur van 'Quality Management for Breweries'
  Standpunt: "Kleine brouwerijen hebben het meeste baat bij het integreren van QA in automatisering: SPC op cruciale punten, frequente kalibratie en gevalideerde CIP zorgen voor consistentie zonder de ambachtelijke identiteit te verliezen." Bron: Workshops in de sector en QA-literatuur.
• John Mallet, VP of Operations, Bell's Brewery (auteur, Malt)
  Standpunt: "Automatisering op maat geeft brouwers de ruimte om zich te concentreren op procesbeheersing en ingrediënten. Betrouwbare, herhaalbare stappen zijn belangrijker dan heldendaden op de brouwdag." Bron: Panels/interviews op de conferentie.

Praktische hulpmiddelen/bronnen

• Brouwersvereniging: Duurzaamheidsbenchmarking, QA/QC-sjablonen — https://www.brewersassociation.org
• ASBC-analysemethoden: DO/TPO, pH, bitterheid, microbiologie — https://www.asbcnet.org
• MBAA Technical Quarterly & webinars: casestudy's over kleinschalige automatisering — https://www.mbaa.com
• OPC Foundation: OPC UA-specificaties voor het verbinden van PLC's met dashboards — https://opcfoundation.org
• NIST Cybersecurity Framework (OT-aanpassingen): https://www.nist.gov/cyberframework
• Brewer's Friend & BeerSmith: tools voor batchplanning en brouwerij-efficiëntie — https://www.brewersfriend.com | https://beersmith.com

Laatst bijgewerkt: 2025-09-01
changelog: Er zijn 5 gerichte FAQ's, automatiseringstrends voor 2025 met benchmarktabel en bronnen, twee recente casestudies, standpunten van experts en praktische tools/bronnen toegevoegd die aansluiten op de automatisering van microbrouwerijen.
Volgende beoordelingsdatum en triggers: 2026-03-01 of eerder als BA/MBAA nieuwe benchmarks voor kleine brouwerijen publiceert, ASBC DO/TPO-methoden bijwerkt of belangrijke PLC/HMI-leveranciers voorspellende besturingsfuncties toevoegen