未來啤酒生產(chǎn)系統(tǒng)-Brewnomic

創(chuàng)新

未來啤酒生產(chǎn)系統(tǒng)-Brewnomic

斯坦尼克推出了未來啤酒釀造系統(tǒng)Brewnomic，能和啤酒廠現(xiàn)有各設(shè)備組合在一起。一是降低釀造過程中的能源消耗；二是最大程度地回收能源，實現(xiàn)回收再利用；三是可以小批量生產(chǎn)，停頓時間縮短；四是優(yōu)化熱能和冷卻用能。

Brewnomic第一次將啤酒作為冷卻介質(zhì)應(yīng)用，實現(xiàn)了能源的自給自足和CO2的產(chǎn)用平衡，工廠可以通過沼氣系統(tǒng)來回收啤酒釀造過程中的余料來為自己供能，多余的熱電能還可以出售。另外，改進的單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置可更有效地提供熱能和電能。

冷卻用能消耗約占了啤酒工廠總耗電的一半，電能降耗的最大潛力在此。對冷回路的改造可以有助于更有效地產(chǎn)生所需要的冷卻能量。

最新研發(fā)的Dynafill灌裝系統(tǒng)成功地實現(xiàn)了該項功能，灌裝溫度達到30℃，灌酒和封蓋在一個功能單元內(nèi)完成，見圖1。可以斷言，新技術(shù)徹底改變了啤酒的灌裝。

灌裝閥從側(cè)面移動到壓力室中，玻璃瓶壓緊到此閥上，然后用CO2沖洗容器。在沖洗過程期間，就已放入了封蓋，并密封腔室，也就是從上方降下封蓋機頭，從下方封閉瓶頸密封件。隨后，抽真空的玻璃瓶無需背壓開始灌裝。灌裝的同時，將壓力室抽真空并用CO2加壓。當酒缸壓力達到玻璃瓶內(nèi)部壓力時，灌裝過程結(jié)束，見圖2。

灌裝閥移回，使用皇冠蓋對玻璃瓶進行封蓋，見圖3。然后玻璃瓶降下，移開灌酒和封蓋單元，之后封蓋機頭升高。使用Dynafill系統(tǒng)，灌裝及封蓋總時間需求縮短了50%，僅需5秒，用于沖洗的CO2消耗量縮減了20%。灌裝效率36000瓶/時，灌裝溫度30℃，灌裝閥的數(shù)量從120個降低到66個。

實際上啤酒也可以在其它生產(chǎn)線上熱灌裝；不過，與Dynafill灌裝系統(tǒng)相比，灌裝速度降低，灌裝溫度處在15℃～20℃間。

Dynafill技術(shù)為啤酒作為冷卻介質(zhì)提供了機會。啤酒過濾后，儲存在0～2℃的清酒罐中，在灌裝前可以加熱。這一事實可以使其在制冷系統(tǒng)中得以最好的利用，因為它是24小時工作，見圖4。

在熱交換裝置1中，來自清酒罐的冷啤酒用于冷卻回路中冷凝氨的過冷。在該工序中，啤酒吸收能量，加熱到約3℃～4℃。然后繼續(xù)通過冰水冷卻裝置，將冷水轉(zhuǎn)換成冰水。

采用Equi Therm糖化系統(tǒng)，溫度為7～8℃仍適合供應(yīng)給麥汁冷卻系統(tǒng)，同時在所需溫度下獲得足夠數(shù)量的熱水。在熱交換裝置2中，氨通過CO2蒸發(fā)所需要的能量進一步過冷。當看氨的PH圖時，會發(fā)現(xiàn)通過冷凝后的過冷過程，氨水中的熱焓值進一步下降。隨后蒸發(fā)釋放出的能量比先前沒有過冷卻的情況下釋放出的要多。因此，采用相同的機械壓縮機工作可以產(chǎn)生更高的冷卻輸出，COP值（壓縮系統(tǒng)性能系數(shù)，也就是系統(tǒng)運行時的熱電比）會提高。啤酒的熱灌裝幾乎能提高制冷系統(tǒng)的效率，與此同時，降低對冷卻用能的需求，制備出冰水。

現(xiàn)代啤酒廠主要應(yīng)用蒸汽來供應(yīng)熱能。鍋爐系統(tǒng)大多數(shù)從整體上來說運行效率相對偏低，并且在蒸汽到達相關(guān)的能源消耗單元之前，經(jīng)常造成高達50%的燃料損失。在這里，使用封閉式低壓熱水系統(tǒng)更有效，此外，它的優(yōu)點是回收的熱量也可以相對容易地收集在一起。該系統(tǒng)可通過鍋爐系統(tǒng)加載，或者通過一單元式的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置加載，它在Brewnomic中是通過沼氣驅(qū)動的。

單元式的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置通常能夠產(chǎn)生電能，效率大約為40%，并獲得溫度約為90℃以熱水形式產(chǎn)生的余熱。冷卻水的供給溫度不可能超過75℃。高溫熱電聯(lián)產(chǎn)裝置通過應(yīng)用高質(zhì)量的機油也能夠產(chǎn)生溫度超過100℃的熱水。考慮到這里應(yīng)用的單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，情形就不同了。盡管單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的供給溫度為85℃，又沒有應(yīng)用特殊的機油，它仍可以提供電機及溫度超過110℃余氣熱，其基本運行原理見圖5。熱能儲罐的熱水首先通過安全冷卻器檢測溫度，如果溫度太高，就需要冷卻。為了實現(xiàn)這一目的，就需要使用冷水冷卻，然后輸送入熱水罐中。來自熱能儲罐的熱水在油冷卻器中和電機冷卻器中加熱，余氣達到最終的溫度梯度，剩下的進入煙道中。

麥汁生產(chǎn)和持續(xù)的灌裝操作所需要的熱能可以由熱能儲罐連續(xù)供給。當負載達峰值時可以緩沖，確保單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的持續(xù)運行。以這種方式構(gòu)建的系統(tǒng)能夠更有效地提供電能和熱能，可使CO2節(jié)約50%以上。由于單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置能夠?qū)⑺械挠酂嶂苯觽魉徒o能源消耗單元而沒有其它方面的效率損失，這不僅取代了一次能源的應(yīng)用，而且大大提高了投資回報。雖然僅獲得了90%的余熱，但是許多啤酒工廠已經(jīng)應(yīng)用了由天然氣驅(qū)動的單元式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。由于在這種情形下，麥汁煮沸工序不能夠供給熱能，對熱水的需求僅僅覆蓋麥汁冷卻系統(tǒng)。就這方面而言，目前已做了多種努力，在熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中可集成一個吸收式制冷機。不過，它的效能低于50%，也就是其功效不足，值得進一步研究。

根據(jù)《巴黎公約》，國際社會已承諾不再使用化石燃料，從而在未來消除向大氣中排放額外的二氧化碳。釀酒工廠可以采用相對簡單的方式對此做出應(yīng)有的貢獻。還有哪些領(lǐng)域能夠通過對自身剩余材料的積極利用來提供流程所需能量？Brewnomic應(yīng)用表明：今天已經(jīng)實現(xiàn)了。該理念的各個組成部分幾乎都可以與現(xiàn)有的裝備集成在一起，對降低CO2排放做出相應(yīng)貢獻。創(chuàng)新部分不會對啤酒釀造技術(shù)造成任何損害，它們只是在能源和介質(zhì)消耗方面改進了經(jīng)過試驗的工藝流程。即使不使用自給自足所需要的沼氣系統(tǒng)，在能源消耗方面還是能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的節(jié)約。

近期，德國能源署大會在柏林舉行，Brewnomic獲得“能源效率獎”，并在大會現(xiàn)場演示。

Future Beer Production System-Brewnomic

德國能源署供稿