ワイン醸造は何世紀にもわたる芸術であり、風味豊かで安定した製品を作るためには、自然と技術の微妙なバランスが必要です。この生物学と化学の融合は、主にバクテリアによる汚染や化学的な酸化など、ある種の脅威をもたらします。これらはワインの品質、風味、色、アロマに悪影響を及ぼし、ばらつきや腐敗を引き起こす可能性があります。その解決策は？スパージング、つまり窒素、アルゴン、二酸化炭素などのガスを非常に細かい泡で注入し、発酵中のワインから溶存酸素や揮発性汚染物質を吸収・除去することです。
アプリケーションの要求事項
このワインメーカーは、長年にわたりブルックス・インストゥルメント社と提携し、スパージングプロセスの継続的な改善を図ってきました。
数ヶ月に一度、ワイン生産者にとってのクラッシュシーズンがやってくる。ここでは、何トンものブドウが24時間体制で破砕され、プレスされる。そして、熟成前のワイン（マスト）が巨大なタンクに流れ込み、発酵が行われる。そして、スパージング（櫂入れ）が行われる。この規模のオペレーションでは、迅速かつ効率的なプロセス、最小限のダウンタイム、そして何よりも一貫性が要求される。長年にわたり、スパージングは自動化されたプロセスであり、
Brooks Instrumentのマスフローコントローラはバッチの一貫性を保つために正確な量のスパージングガスを供給してきました。しかし、マスフローコントローラの出口から液体が侵入しているのを発見し、新たな課題が発生しました。トラブルシューティングの結果、Brooks Instrumentの流量専門家は下流のチェックバルブが故障しており、ワインがタンクからガス管を通って流量制御機器に流れ込み、デバイスをファウリングさせていることを発見しました（この「事象」はバックストリーミングとして知られています）。唯一の解決策はマスフローコントローラとチェックバルブの両方を交換することでしたが、これはダウンタイムと回避可能な交換/修理コストを意味しました。
楽器ハイライト
- アラームと高度な診断を内蔵したデジタルマスフローコントローラは、ダメージが発生する前にオペレーターに警告を発し、対策を講じることができます
- 正確で再現性のあるガスフローにより、プロセスのばらつきや腐敗を回避し、プロセスの一貫性を実現します
- EtherNet/IP™デジタル通信インターフェースにより、バックストリーミングを最小限に抑えた高速通信が可能です
- NEMA4x/IP66規格の堅牢な筐体は、マスフローコントローラがさらされるウォッシュダウンの要件に対応（詳細は後述）
プロセス ソリューション
バックストリーミングの問題を解決し、アプリケーションの精度、再現性の要件を満たすために、EtherNet/IP™デジタル通信プロトコルを備えたBrooks Instrument SLAMf Seriesマスフローコントローラが推奨されました。デジタルマスフローコントローラの高度な診断とアラーム機能は、バックストリーミングが発生した場合に備えて、顧客のPLCに迅速に設定されました。
EtherNet/IP™ 付き SLAMf シリーズマスフローコントローラによるプロセスを見てみましょ う。ガスは貯蔵タンクから Brooks Instrument マスフローコントローラを経由して、ワインタンク に供給されるエアチューブに流れ込みます。EtherNet/IP通信プロトコル搭載のSLAMfシリーズマスフローコントローラは、スパージされたガスを常に測定し、それらが液体にさらされる速度を制御します。SLAMfシリーズは、幅広いガス流量と圧力範囲で高い精度を実現し、酸化プロセスで重要な、ワインの香りと味の微妙な変化を決定する気泡を正確な量で安定的に供給することができます。
バックストリーミングの課題は、ワインがマスフローコントローラに到達する前にその発生を早期に検出することで解決されました。これは、PLC内のマスフローコントローラがEtherNet/IP™デジタル通信プロトコルを介して信号を送信し、総流量を分析するように構成することで達成されます。逆流が検出されると、直ちにアラームが作動し、下流のシャットオフバルブを閉じるようシステムに警告を発します。これによりワインの逆流が止まり、装置を汚染から守り、ダウンタイムや装置修理にかかる費用の遅延を回避することができます。
また、埃、湿気、温度変化、ウォッシュダウンの要件といった屋外の要素に対応するため、NEMA4X/IP66規格の硬化エンクロージャを備えたBrooks Instrument SLAMfシリーズマスフローコントローラが推奨されました。
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