未來啤酒生產系統-Brewnomic

創新

未來啤酒生產系統-Brewnomic

斯坦尼克推出了未來啤酒釀造系統Brewnomic，能和啤酒廠現有各設備組合在一起。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，實現回收再利用；三是可以小批量生產，停頓時間縮短；四是優化熱能和冷卻用能。

Brewnomic第一次將啤酒作為冷卻介質應用，實現了能源的自給自足和CO2的產用平衡，工廠可以通過沼氣系統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產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生所需要的冷卻能量。

最新研發的Dynafill灌裝系統成功地實現了該項功能，灌裝溫度達到30℃，灌酒和封蓋在一個功能單元內完成，見圖1。可以斷言，新技術徹底改變了啤酒的灌裝。

灌裝閥從側面移動到壓力室中，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部壓力時，灌裝過程結束，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，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℃，灌裝閥的數量從120個降低到66個。

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

Dynafill技術為啤酒作為冷卻介質提供了機會。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℃。然后繼續通過冰水冷卻裝置，將冷水轉換成冰水。

采用Equi Therm糖化系統，溫度為7～8℃仍適合供應給麥汁冷卻系統，同時在所需溫度下獲得足夠數量的熱水。在熱交換裝置2中，氨通過CO2蒸發所需要的能量進一步過冷。當看氨的PH圖時，會發現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生更高的冷卻輸出，COP值（壓縮系統性能系數，也就是系統運行時的熱電比）會提高。啤酒的熱灌裝幾乎能提高制冷系統的效率，與此同時，降低對冷卻用能的需求，制備出冰水。

現代啤酒廠主要應用蒸汽來供應熱能。鍋爐系統大多數從整體上來說運行效率相對偏低，并且在蒸汽到達相關的能源消耗單元之前，經常造成高達50%的燃料損失。在這里，使用封閉式低壓熱水系統更有效，此外，它的優點是回收的熱量也可以相對容易地收集在一起。該系統可通過鍋爐系統加載，或者通過一單元式的熱電聯產裝置加載，它在Brewnomic中是通過沼氣驅動的。

單元式的熱電聯產裝置通常能夠產生電能，效率大約為40%，并獲得溫度約為90℃以熱水形式產生的余熱。冷卻水的供給溫度不可能超過75℃。高溫熱電聯產裝置通過應用高質量的機油也能夠產生溫度超過100℃的熱水。考慮到這里應用的單元式熱電聯產裝置，情形就不同了。盡管單元式熱電聯產裝置的供給溫度為85℃，又沒有應用特殊的機油，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。

麥汁生產和持續的灌裝操作所需要的熱能可以由熱能儲罐連續供給。當負載達峰值時可以緩沖，確保單元式熱電聯產裝置的持續運行。以這種方式構建的系統能夠更有效地提供電能和熱能，可使CO2節約50%以上。由于單元式熱電聯產裝置能夠將所有的余熱直接傳送給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應用了由天然氣驅動的單元式熱電聯產裝置。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。就這方面而言，目前已做了多種努力，在熱電聯產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《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有的貢獻。還有哪些領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應用表明：今天已經實現了。該理念的各個組成部分幾乎都可以與現有的裝備集成在一起，對降低CO2排放做出相應貢獻。創新部分不會對啤酒釀造技術造成任何損害，它們只是在能源和介質消耗方面改進了經過試驗的工藝流程。即使不使用自給自足所需要的沼氣系統，在能源消耗方面還是能夠實現顯著的節約。

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

Future Beer Production System-Brewnomic

德國能源署供稿