尽管软木塞拥有悠久的历史、浪漫的禀赋和多功能等优点,但是它的声誉却由于一个令人不愉快的副作用而受损。有很小一部分葡萄酒会在葡萄酒饮用者口中留下木塞味,这种现象被称为“木塞污染” – 并已导致合成塞和螺旋盖使用的增加。为了替软木塞正名,Diam Bouchage公司首次开发了基于超临界流体萃取技术的瓶塞净化工艺 – 从现场层到监控层以及集成安全在内完全采用贝加莱自动化技术。

(来源:Diam Bouchage)

湿狗味、潮湿的地下室味或发霉的报纸味 – 被木塞污染的葡萄酒会有一些令人不悦的味道。作为瓶装葡萄酒最常见的缺点之一,木塞污染风险在增加对其它替代瓶塞的依赖方面起到了关键作用。然而,除了葡萄酒爱好者惊讶地发现他们最爱的葡萄酒现在拥有了螺旋盖的情绪反应之外,替代瓶塞还可能会有其它类型的异味,而且其长期老化特性在功能上并不适合葡萄酒。

采用最先进的技术确保真正的葡萄酒味

为了保留软木塞的功能和美学优点同时消除令人不悦的副作用风险,法国领先的软木塞生产商Diam Bouchage公司发现了一种提取木塞污染的主要来源三氯苯甲醚(TCA)及其它150种不需要的芳香族分子的方法。这种革命性的工艺被称为Diamant,它是基于超临界二氧化碳流体萃取(SFE)技术。超临界二氧化碳还被用于脱咖啡因和提取香料或精油,而Diamant工艺意味着它将被首次应用于瓶塞净化。

Diam Bouchage公司的创新之举令他们得以大幅扩产,在原有西班牙两座工厂的基础上他们又在其位于Céret的公司总部新建了一座新的瓶塞净化工厂。该工厂可以对新增的3600吨软木颗粒进行净化,从而使Diam Bouchage的整体产能达到年产20亿个瓶塞,约占到全球软木塞生产的10%。发展净化工厂的关键之处在于确保它可以对后续生产工艺进行完全整合 – 从成型到打标、涂层和后加工。为了实施该解决方案,Diam Bouchage公司邀请了其长期合作伙伴Natex共同参与,Natex公司是一家奥地利的系统集成商和工厂建造商,专注于超临界流体萃取工艺的实施。

除了提供分布式监控能力之外,贝加莱操作终端还允许操作员执行一系列重要任务,诸如打开和关闭高压快速闭合装置,或者启动能够清空或填充软木萃取器的子系统。(来源:Diam Bouchage)

通过APROL实现柔性工厂自动化

从APROL过程控制软件到X20现场级控制系统,Natex公司通过使用贝加莱技术实现整个工厂自动化。作为一家高度专业化的公司,Natex需要一个柔性自动化解决方案以帮助其客户快速实现工艺过程。“在过去,我们已经通过APROL装备了两座小型试点工厂,我们知道贝加莱系统将会在这一大型项目上满足我们柔性化和可靠性的要求,”Natex公司负责电气工程、仪表及控制系统的技术员Harald Huber解释道。

Natex公司实施的APROL系统涵盖了整座SFE工厂,包括约2500个I/O点。它由三个主操作站组成,每个操作站都带四个屏幕,一个工程师站和两个冗余运行服务器。此外,通过Diam Bouchage的本地网络还可以连接最多五个远程操作站。“关于用户友好性方面,我们工厂操作员的反馈非常积极,”Huber说道。“他们非常感谢APROL提供的诸如TrendViewer、AuditTrail和ShiftLog等过程分析和日志记录功能。”

超临界流体萃取需要对来自系统中50个控制阀和300个模拟传感器的过程数据进行精确的监测和控制。Natex方案拥有4个X20控制器和450个X20 I/O模块,它们分布在32个POWERLINK网络节点上。(来源:Diam Bouchage)

超临界CO2通过450个X20模块控制

当流体被加热和压缩至其临界温度和临界压力以上时就会进入超临界状态,从而拥有了独特而有用的特性。在这种状态下 – 既非完全气态,也非完全液态 – 它能溶解并有选择地提取不需要的材料。作为Diamant工艺中的超临界流体,二氧化碳 – 一种惰性和无毒气体以及不留残余的绿色溶剂 – 被证明是理想的选择。

作为一种高压间歇过程,Diamant净化需要对工厂各部分的过程变量如压力、温度和流量进行精确的监测和控制。工厂包括总共50个控制阀和大约300个模拟传感器。为了采集过程数据,Natex集成了4个X20控制器,每条生产线一个,450个X20 I/O模块分布在32个POWERLINK网络节点上。

几乎所有传感器信号都是由X20 HART输入模块进行处理。温度信号拥有自己的X20 PT100温度模块。结合X20 HART输出模块,带电气阀门定位器的控制阀可以精确地控制工作压力,根据需要从净化循环中添加或去除二氧化碳。HART数据通过实时POWERLINK网络被传输至X20控制器,并被转发给APROL操作站。

尽管应用复杂,但是项目实施却非常简单。“我们一直与贝加莱开发和支持团队保持密切联系,”Huber说道。“此外,我们还可以快速而直接地从贝加莱处获得备件供应,这是他们相比于其他供应商的主要优势。”

集中式和分布式 – 按需控制

X20控制器中的DTM服务器可以提供工厂内所有HART现场设备的方便且全面访问,从而实现更好的诊断且易于配置。这样可以在高动态伺服应用中实现高定位精度。除了通过POWERLINK控制设备之外,APROL系统还集成了变速驱动器用于泵和压缩机,它们全部基于PROFIBUS DP。

对于本地操作和维护工作而言,全厂安装有11个贝加莱Power Panel T30操作终端。除了提供分布式监控能力之外,它们还允许操作员执行一系列重要任务,诸如打开和关闭高压快速闭合装置,或者启动能够清空或填充软木萃取器的子系统。它们还有助于维护团队在维护后对压缩机进行测试。

Natex公司在整座瓶塞净化工厂中安装了11个贝加莱操作终端 – 他们是Diam Bouchage公司的系统集成合作伙伴,专注于超临界流体萃取工艺的实施。(来源:Diam Bouchage)

Harald Huber,电气工程、仪表及控制,Natex

“我们一直与贝加莱开发和支持团队保持密切联系。此外,我们还可以快速而直接地从贝加莱处获得备件供应,这是他们相比于其他供应商的主要优势。”

故障安全控制适用于高压过程

Diamant过程需要长时间连续操作。为了满足极高的可用性要求,Natex利用了很多由贝加莱系统提供的冗余选项。除了冗余APROL运行服务器和冗余以太网过程总线之外,这家SFE工厂建造商还能通过使用POWERLINK网络以环网拓扑实施冗余控制网络。该解决方案不仅可以最大限度地提高设备操作可靠性,而且还允许在控制柜中进行热插拔,从而使维护变得更高效。

由于该工艺过程涉及高压,并且为了响应HAZOP风险分析,Natex使某些组件符合SIL 2要求 – 包括萃取器上的高压快速闭合装置。他们还采取了其它措施确保萃取器在打开前处于无压状态,并使其与其它设备相隔离。

Natex通过使用贝加莱X20系列安全PLC和安全I/O模块实现了这些及其它安全功能,为系统添加了额外的集成安全优势,诸如减少布线以及更易于维护。他们还依赖X20 NAMUR输入模块和X20安全PLC连接安全阀所需的接近开关。

4个X20 PLC控制环网拓扑中的32个POWERLINK节点,而X20安全PLC则执行符合SIL2要求的安全功能。(来源:贝加莱)

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