CN1840627A

CN1840627A - 麦汁一段冷却新方法

Info

Publication number: CN1840627A
Application number: CN 200610017382
Authority: CN
Inventors: 肖圳铧; 张选红; 李好铭; 穆玉良; 苗永青; 肖振中; 安宗玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-10-04

Abstract

麦汁一段冷却新方法是一种啤酒制造工艺方法，它克服了二段冷却法冷却麦汁的缺点，本发明是利用原有的制冷系统，在不新增大型设备投资较少的情况下实现一段冷却法，首先将地下深井水进一两段冷却中第一个板式换热器与乙醇液换热以后，制成2～4℃的冰水，进入冰水罐(以循环中的发酵罐替代)，然后经冰水泵进入一段冷却的板式热水器与96～98℃的热麦汁进行换热，变成热水(78～80℃)后，由热水泵打入热水箱后作糖化用水，热麦汁换热后变成冷麦汁(7－8℃)后由冷麦汁泵打入发酵罐进行发酵阶段。

Description

麦汁一段冷却新方法

一、技术领域：本发明涉及一种啤酒制造工艺方法，尤其是麦汁段冷却新方法。

二、背景技术：在我国啤酒生产厂家中，大都采用二段冷却法来冷却麦汁，它的具体工艺情况是：在传统的啤酒生产工艺中，酿造车间生产的麦汁，经煮沸后，送进沉淀糟沉降、分离热凝固物，然后进行冷却。麦汁温度从98-96℃冷却至7-8℃，以一批50吨的麦汁计，它放出3440万大卡的热量，约合785kg标煤燃烧的发热量(以80％热效率计)，如何回收这部分热量是啤酒界面临的问题。传统的冷却法是二段冷却，即利用板式换热器，第一段用井水将麦汁从98-96℃冷却至40℃，热水出口温度45℃，第二段再用-4～-8℃的稀酒精将40℃的麦汁冷却至8℃，方能满足工艺要求。

麦汁两段冷却工艺有以下弊端：①先以麦汁两倍的井水冷却，回收的热量仅占可回收热量的60％，虽然冷却水与麦汁热交换时，对数平均温差较大，但冷水量大大富余。糖化实际需要的水量约为麦汁量的1.15倍，每生产万吨麦汁，则多余8500余吨水排往室外地沟，这对水资源、能源都是严重的浪费。②由于第一段出口水温只有40～45℃，回到糖化工段时，还要通以蒸汽加热至78～80℃，麦汁的热能没有得到充分回收，反而要再花一部分的能源用于加热温水，造成附加的浪费，煤耗增加。③麦汁在第一段与水的热交换过程不充分，冷却后的麦汁温度只能达到40℃，在这样的温度条件下，将麦汁冷却至发酵前工艺要求的温度(7～8°)所需的冷却负荷交给第二段(酒精水)去冷却，无疑加重了冰机的负担，造成啤酒厂用于麦汁冷却的冰机装机容量增加，电耗增加，且用冷较为集中，使制冷机经常处于超负荷运行状态，制冷时间较长。④用于麦汁冷却的载冷剂，过去用15～20％(w)浓度的盐水，由于腐蚀性大，70年代改用20％(w)浓度的酒精水溶液，解决了腐蚀问题，却带来了酒精挥发损耗问题。

二段冷却法时，由于冷却时间长达2.5-3.5小时，使麦汁满罐时间较长，这就给杂菌(主要是乳酸菌)带来更多的繁殖机会。因此，啤酒的总酸较高，虽说能达到行业标准，但给人的口感仍带来“微酸”的感觉。而实施“一段冷却技术”以来，冷却时间缩短到100分钟以内，满罐时间也随之缩短，减少了杂菌污染的机率，使啤酒成品中的总酸指标也进一步降低，从而也使啤酒的口感更加协调、更加完美。

而一段冷却工艺问世以后，需要增加制冰水、储冰水、麦汁冷却三种设备方能完成。

首先，制备2～4℃的冰水，一般有二种方法：1、利用特制的不锈钢氨液蒸发器冷却井水；2、采用螺杆式冷水机组将井水进行循环冷却至2～4℃(需要一个容量大的循环罐)。

运用第一种方法，即氨液蒸发器制取冰水，因2～4℃离水的冰点0℃很近，稍有马虎，水容易在氨蒸发器内结冰，影响生产。不仅不易操作，而且还需要有专门的冰水储罐，投资较大。

运用第二种方法，即采用普通螺杆式冷水机组，不仅要配备一个容积较大的循环罐，需多次循环才能达到2～4℃，且投资较大，原来配备足够的制冷机能力不能得到充分地利用。

这两种方法都需重新购置设备，需要花费大量资金，而啤酒厂在建厂时已将配套所需的制冷机制冷量配备够，如果再新增制冷机组，则以前配置好的能力要被闲置起来，势必造成浪费。再者，氨液蒸发器中的不锈钢管必须有足够的厚度才能承受氨带来的的压力，热交换效率就会大大降低。

另外，冰水储罐需要2台60m³的容器，不仅占地面积大，而且要有良好的保温措施，且费用较高。

三、发明内容：本发明的目的是提供一种缩短冷却时间、减少杂菌污染、提高产品质量的麦汁一段冷却

，它克服了二段冷却法冷却麦汁的缺点，本发明的目的是这样实现的，利用原有的制冷系统，在不新增大型设备投资较少的情况下实现一段冷却法，首先将地下深井水进一两段冷却中第一个板式换热器与乙醇液换热以后，制成2——4℃的冰水，进入冰水罐(以循环中的发酵罐替代)，然后经冰水泵进入一段冷却的板式热水器与96——98℃的热麦汁进行换热，变成热水(78——80℃)后，由热水泵打入热水箱后作糖化用水，热麦汁换热后变成冷麦汁(7-8℃)后由冷麦汁泵打入发酵罐进行发酵阶段。

运用一段冷却法比二段冷却法所消耗的制冷量要少很多，这样一来，利用原有的制冷系统，完全可以满足一段冷却所需的制冷量。不用新增制冷机和氨蒸发器。

按年产3万吨麦汁计，需有2台50m²的板式换热器共计换热面积为100m²，还有113.69-100＝13.69m²的缺口，而原来两段冷却的板式换热器的工作原理是这样的：麦汁侧每程流道数为10，冰水侧每程流道数为5，总换热面积为100m²，如果将冰水侧每程流道数也改成10，则板式热交换器的换热面积可增加30％，即100m²的换热面积可增至130m²，这样一来，经过革新，就不用新增麦汁与冰水换热设备了，用换热时间由原来的2小时缩短到1.5小时，提高工作效率35％。再者，需要解决冰水暂时储存的问题

在制冷设备和冷却设备问题得以解决后，只剩下了冰水储罐这一个大问题了，可用120m³发酵罐作为临时的冰水储罐，在啤酒生产中，在上一个发酵罐满罐之前1小时，必须准备好一个洁净的发酵罐，发酵罐都是经过内防腐和外保温的，我们利用这个条件，把准备好的洁净的发酵罐，提前10小时准备好(糖化每一批次的生产时间约为9小时)，再将冰水输往这个空闲的发酵罐中。由于冰水的制备能力为每小时20吨，制备45吨麦汁用的冰水为45×1.15＝51.75t，用时2.6小时，麦汁一段冷却时间为1.5小时，1.5小时+2.6＝4.1小时，因此，这个时间根本不会影响发酵罐的下次使用，通过加强管理，在发酵罐使用前的间歇时间制备冰水，以此类推，循环使用，这样以来便不用再新增冰水储存设备；板式冷却器的重新组合，及自身导流道数的变化，可使其换热效率提高35％，其它规模的设备，所用工艺连接均相同。

本发明的意义是：本发明不仅能够节约大量的水、电、煤、酒精等资源，产生较好的经济效益，而且能够减少污水的排放、减少由于燃煤而带来的大气污染，有着重要的社会效益。

按年产3万吨啤酒计，每年可节电：217715元；节煤：120000元；节水：62943元；节约酒精：80000元；，节省技改基金为：550000元；合计：1030658元，即100余万元；则每生产万吨啤酒可创效益33.5万元；目前，我国啤酒产量已达2900多万吨，位居世界第一，但从啤酒的质量、生产成本、产品营销角度来看，我国还不是啤酒强国，尤其是在啤酒生产中的水耗、电耗、煤耗还与啤酒强国有较大的差距，这是啤酒行业所急需解决的问题。应用一段冷却新技术，按每万吨产生经济效益33.5万元计，则全国啤酒行业全年创经济效益，33.5×2900×70％＝68005(万元)≈6.8(亿元)，可见，在啤酒全行业实施“一段冷却新技术”有着非常重要的现实意义。

该一段冷却法，最适合于啤酒厂的技术改造，在投资极少的情况下，能发挥设备的最大潜力，创造良好的经济效益和社会效益。据可靠资料，建厂较早的啤酒厂大多还在延用“二段冷却法”，如果能按照该一段冷却法进行技术改造，不仅不用新增制冷设备，而且相对于“二段冷却法”而言冰机的容量反而是增加了，这样便节约了大量的资金。

四、附图说明：图1为麦汁一段冷却新方法的工艺流程图。

图2为板式换热器的结构示意图。

五、具体实施方式：本发明是利用原有的制冷系统，在不新增大型设备投资较少的情况下实现一段冷却法，首先将地下深井水进一两段冷却中第一个板式换热器与乙醇液换热以后，制成2——4℃的冰水，进入冰水罐(以循环中的发酵罐替代)，然后经冰水泵进入一段冷却的板式热水器与96——98℃的热麦汁进行换热，变成热水(78——80℃)后，由热水泵打入热水箱后作糖化用水，热麦汁换热后变成冷麦汁(7-8℃)后由冷麦汁泵打入发酵罐进行发酵阶段。

Claims

1、麦汁一段冷却新方法，其特征是：利用原有的制冷系统，在不新增大型设备投资较少的情况下实现一段冷却法，首先将地下深井水进一两段冷却中第一个板式换热器与乙醇液换热以后，制成2——4℃的冰水，冰水进入冰水罐以循环中的发酵罐替代，然后经冰水泵进入一段冷却的板式热水器与96——98℃的热麦汁进行换热，变成热水78——80℃后，由热水泵打入热水箱后作糖化用水，热麦汁换热后变成冷麦汁7—8℃后由冷麦汁泵打入发酵罐进行发酵阶段。