一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，屬于啤酒生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。該系統(tǒng)包括二氧化碳回收系統(tǒng)、發(fā)酵罐、清酒罐、減壓及過濾裝置、自動調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器，二氧化碳回收系統(tǒng)的出口依次通過第一減壓及過濾裝置和第一自動調(diào)節(jié)閥與清酒罐相連，同時也依次通過第二減壓及過濾裝置和第二自動調(diào)節(jié)閥與發(fā)酵罐相連，清酒罐和發(fā)酵罐之間通過第一壓力傳感器和第三自動調(diào)節(jié)閥連接在一起；發(fā)酵罐和二氧化碳回收系統(tǒng)之間通過第二壓力傳感器和第四自動調(diào)節(jié)閥連接在一起，同時還并聯(lián)有回收系統(tǒng)管道。使用本發(fā)明平衡系統(tǒng)能有效提高CO2使用率，減少CO2的使用量，改善生產(chǎn)旺季因回收不足而外購的狀況，并促進啤酒釀造中節(jié)能降耗工作的進行。
【專利說明】一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于啤酒生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]CO2是啤酒發(fā)酵的主要產(chǎn)物，也是啤酒生產(chǎn)過程中必不可少的重要物料。啤酒生產(chǎn)過程中，CO2僅產(chǎn)生于發(fā)酵前期，但在啤酒生產(chǎn)的發(fā)酵工序與濾酒工序過程中CO2消耗量較大，因此CO2的合理回收及利用，對改進釀造工藝、提高啤酒質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本起著重要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供用于一種啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，使得在裝備先進設(shè)備提高回收質(zhì)量的同時，使用該二氧化碳平衡系統(tǒng)的使用能有效提高CO2使用率，減少CO2的使用量，改善生產(chǎn)旺季因回收不足而外購的狀況，并促進啤酒釀造過程中節(jié)能降耗工作的進行。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，包括二氧化碳回收系統(tǒng)、發(fā)酵罐、清酒罐、減壓及過濾裝置、自動調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器，二氧化碳回收系統(tǒng)的出口依次通過第一減壓及過濾裝置和第一自動調(diào)節(jié)閥與清酒罐相連，同時也依次通過第二減壓及過濾裝置和第二自動調(diào)節(jié)閥與發(fā)酵罐相連，清酒罐和發(fā)酵罐之間通過第一壓力傳感器和第三自動調(diào)節(jié)閥連接在一起；發(fā)酵罐和二氧化碳回收系統(tǒng)之間通過第二壓力傳感器和第四自動調(diào)節(jié)閥連接在一起，同時還并聯(lián)有回收系統(tǒng)管道；
第一自動調(diào)節(jié)閥和第三自動調(diào)節(jié)閥之間的管路以及多個并聯(lián)的清酒罐和第一壓力傳感器共同構(gòu)成濾酒平衡管路；
第二自動調(diào)節(jié)閥、第三自動調(diào)節(jié)閥和第四自動調(diào)節(jié)閥之間以及多個并聯(lián)的發(fā)酵罐和第二壓力傳感器組成發(fā)酵平衡管路；
其中，減壓及過濾裝置中的減壓裝置為自動減壓閥，過濾裝置為一級活性炭過濾和二級膜過濾。
[0005]進一步優(yōu)選的是清酒罐和第一壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶。
[0006]進一步優(yōu)選的是發(fā)酵罐和第二壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶。
[0007]所述的二氧化碳回收系統(tǒng)包括預(yù)處理凈化單元、壓縮單元、凈化干燥單元、制冷冷凝單元、純化單元、儲存單元、氣體蒸發(fā)單元和節(jié)能模塊；
所述的預(yù)處理凈化單元包括除沫器、洗滌塔和氣囊，含有二氧化碳的回收氣體通過除沫器、洗滌塔和氣囊去除二氧化碳回收氣體中的泡沫、固體雜質(zhì)、可溶性的酯類醇類及糖類物質(zhì)，然后通過氣囊，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，保證接下來的壓縮單元具有良好的工作運行條件；預(yù)處理凈化后的氣體進入壓縮單元進行壓縮，壓縮單元中含有多臺空氣壓縮機；所述的凈化干燥單元包括兩套裝置，每套裝置包括活性碳過濾器和干燥器，壓縮后的二氧化碳氣體進入其中一套裝置的活性碳過濾器中，通過活性碳床，去除CO2氣體中的雜質(zhì)。接著二氧化碳氣體被輸送至干燥器中，通過干燥劑床干燥，然后進入制冷冷凝單元冷凍液化；一套活性碳過濾器和干燥器的裝置在連續(xù)凈化干燥氣體12h后，干燥劑需要再生，后續(xù)從壓縮單元進來的二氧化碳氣體則被轉(zhuǎn)送至另一個活性碳過濾器和干燥器中，從而保持了運行的連續(xù)性；所述的制冷冷凝單元包括冷凝器和制冷機組，冷凝器是為了使現(xiàn)有二氧化碳冷凝器中二氧化碳含量為99.5%時去除不凝性雜質(zhì)，制冷機組為冷凝器提供液化動力；所述的純化單元包括提純塔和再沸器，液體二氧化碳離開冷凝器后進入提純塔，在提純塔中向下流動的同時，再沸器中生成的氣體二氧化碳向上流動，兩相間進行熱質(zhì)交換，使得液體二氧化碳升溫，且溶于液體二氧化碳中的氧和不凝氣氮遷移到氣相中去，凈化了液體二氧化碳，其中，再沸器中的氣體來自干燥器，同時干燥的熱氣體通過熱質(zhì)交換變冷后進入二氧化碳冷凝器；所述的儲存單元為儲罐，純化后的氣體貯存至儲罐中；所述氣體蒸發(fā)單元包括汽化器、減壓站和分氣缸，汽化器為冷氣體/蒸汽蒸發(fā)器，它用熱水加熱冷的液體二氧化碳，氣化后的二氧化碳供啤酒生產(chǎn)使用，減壓站用于控制線上CO2壓力到CO2用氣點；所述節(jié)能模塊為換熱器； 除沫器、洗滌塔、氣囊、壓縮機、凈化干燥單元、再沸器、儲罐、節(jié)能模塊、冷凝器和提純塔通過管路依次相連，提純塔與再沸器相連，另外有一個管路依次通過再沸器、儲罐、節(jié)能模塊、汽化器、減壓站和分氣缸，冷凝器上還連有制冷機組。
[0008]所述的用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)在啤酒釀造中的應(yīng)用是:從二氧化碳回收系統(tǒng)純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第一減壓及過濾裝置處理后進入濾酒平衡管路，供制備脫氧水、備壓清酒罐、填充濾酒和酒機消耗過程中使用，管路上的第一自動調(diào)節(jié)閥和第三自動調(diào)節(jié)閥控制濾酒平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第一自動調(diào)節(jié)閥打開補充CO2，保證生產(chǎn)需求，當管路中壓力高于0.1lMPa時，第三自動調(diào)節(jié)閥自動打開，多余的二氧化碳氣體進入發(fā)酵平衡管路，供發(fā)酵過程備壓和發(fā)酵罐壓酒使用，從而保證系統(tǒng)壓力平衡；從二氧化碳回收系統(tǒng)純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第二減壓及過濾裝置處理后進入發(fā)酵平衡管路，供發(fā)酵過程備壓和發(fā)酵罐壓酒時使用，管路上的第二自動調(diào)節(jié)閥和第四自動調(diào)節(jié)閥控制發(fā)酵平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第二自動調(diào)節(jié)閥打開補充CO2，保證生產(chǎn)需求，當管路中壓力高于0.1lMPa時，第四自動調(diào)節(jié)閥自動打開，多余的二氧化碳氣體直接進入二氧化碳回收系統(tǒng)中，以保證系統(tǒng)壓力平衡；另外，發(fā)酵過程產(chǎn)生的多余的二氧化碳氣體可直接通過回收系統(tǒng)管道進入二氧化碳回收系統(tǒng)純化，從而實現(xiàn)CO2的回收及利用。
[0009]發(fā)酵、濾酒平衡管路上都配有CO2緩沖罐，能夠有效保證生產(chǎn)高峰時兩平衡管路壓力也能恒定維持在0.1—0.1lMPa0
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:(1) 二氧化碳回收系統(tǒng)用于啤酒發(fā)酵氣體回收和凈化，具有對原料氣體要求純度低、綜合能耗低、運行自動化水平高、故障率低、產(chǎn)品二氧化碳純度高等優(yōu)點；(2)用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)的使用有效解決了 CO2的使用與重復(fù)回收、汽化，降低了回收系統(tǒng)生產(chǎn)負荷，簡化生產(chǎn)，提高了自動化管理水平，CO2使用率提高了近10%，回收能源消耗降低了 20%，對于大型啤酒生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本效果顯著?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
A-二氧化碳回收系統(tǒng)、B1、B2-發(fā)酵罐、C1、C2-清酒罐、Tl-第一減壓及過濾裝置、T2-第一減壓及過濾裝置、Fl-第一自動調(diào)節(jié)閥、F2-第二自動調(diào)節(jié)閥、F3-第三自動調(diào)節(jié)閥、F4-第四自動調(diào)節(jié)閥、Pl-第一壓力傳感器、P2-第一壓力傳感器、D1、D2-緩沖瓶；
圖2是二氧化碳回收系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0013]如圖1所示，一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，包括二氧化碳回收系統(tǒng)A、發(fā)酵罐B、清酒罐C、減壓及過濾裝置T、自動調(diào)節(jié)閥F、壓力傳感器P，二氧化碳回收系統(tǒng)A的出口依次通過第一減壓及過濾裝置TI和第一自動調(diào)節(jié)閥Fl與清酒罐C相連，同時也依次通過第二減壓及過濾裝置T2和第二自動調(diào)節(jié)閥F2與發(fā)酵罐B相連，清酒罐C和發(fā)酵罐B之間通過第一壓力傳感器Pl和第三自動調(diào)節(jié)閥F3連接在一起；發(fā)酵罐B和二氧化碳回收系統(tǒng)A之間通過第二壓力傳感器P2和第四自動調(diào)節(jié)閥F4連接在一起，同時還并聯(lián)有回收系統(tǒng)管道；
第一自動調(diào)節(jié)閥Fl和第三自動調(diào)節(jié)閥F3之間的管路以及并聯(lián)的清酒罐C1、C2和第一壓力傳感器Pl共同構(gòu)成濾酒平衡管路；
第二自動調(diào)節(jié)閥F2、第三自動調(diào)節(jié)閥F3和第四自動調(diào)節(jié)閥F4之間以及并聯(lián)的發(fā)酵罐BUB2和第二壓力傳感器P2組成發(fā)酵平衡管路；
其中，減壓及過濾裝置中的減壓裝置為自動減壓閥，過濾裝置為一級活性炭過濾和二級膜過濾。
[0014]清酒罐和第一壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶D1。
[0015]發(fā)酵罐和第二壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶D2。
[0016]發(fā)酵罐BI和發(fā)酵罐B2并聯(lián)，本發(fā)明用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)可包括多個并聯(lián)的發(fā)酵罐；
清酒罐Cl和清酒罐C2并聯(lián)，本發(fā)明用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)可包括多個并聯(lián)的清酒罐；
發(fā)酵罐上有控制是否進行二氧化碳回收的閥門， 回收系統(tǒng)管道一直處于開著的狀態(tài)，當二氧化碳收集到一定程度時會開始回收。
[0017]上述用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)在啤酒釀造中的應(yīng)用是，從二氧化碳回收系統(tǒng)A純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第一減壓及過濾裝置Tl處理后進入濾酒平衡管路，供制備脫氧水、備壓清酒罐、填充濾酒和酒機消耗過程中使用，管路上的第一自動調(diào)節(jié)閥Fl和第三自動調(diào)節(jié)閥F3控制濾酒平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第一自動調(diào)節(jié)閥Fl打開補充CO2，保證生產(chǎn)需求，當管路中壓力高于0.1lMPa時，第三自動調(diào)節(jié)閥F3自動打開，多余的二氧化碳氣體進入發(fā)酵平衡管路，供發(fā)酵過程備壓和發(fā)酵罐壓酒使用，從而保證系統(tǒng)壓力平衡；從二氧化碳回收系統(tǒng)A純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第二減壓及過濾裝置T2處理后進入發(fā)酵平衡管路，供發(fā)酵過程備壓和發(fā)酵罐壓酒時使用，管路上的第二自動調(diào)節(jié)閥(F2)和第四自動調(diào)節(jié)閥F4控制發(fā)酵平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第二自動調(diào)節(jié)閥F2打開補充CO2，保證生產(chǎn)需求，當管路中壓力高于0.1lMPa時，第四自動調(diào)節(jié)閥F4自動打開，多余的二氧化碳氣體直接進入二氧化碳回收系統(tǒng)A中，以保證系統(tǒng)壓力平衡；另外，發(fā)酵過程產(chǎn)生的多余的二氧化碳氣體可直接通過回收系統(tǒng)管道進入二氧化碳回收系統(tǒng)A純化，從而實現(xiàn)CO2的回收及利用。
[0018]發(fā)酵、濾酒平衡管路上都配有CO2緩沖罐，能夠有效保證生產(chǎn)高峰時兩平衡管路壓力也能恒定維持在0.1—0.1lMPa0
[0019]結(jié)合圖2，二氧化碳回收系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)處理凈化單元、壓縮單元、凈化干燥單元、制冷冷凝單元、純化單元、儲存及氣體蒸發(fā)單元和節(jié)能模塊。除冷凝器與制冷機組的箭頭方向表示氟利昂的方向外，其余的箭頭為二氧化碳的流動方向。
[0020]、預(yù)處理凈化單元
包括除沫器、洗滌塔、氣囊組成，通過預(yù)處理系統(tǒng)去除回收的二氧化碳氣體中的泡沫、固體雜質(zhì)、可溶性的酯類醇類及糖類等物質(zhì)，穩(wěn)定平衡系統(tǒng)壓力，保證壓縮機組具有良好的工作運行條件。
[0021](1)除沫器:通過對進口氣體的泡沫檢測控制噴淋用水，能有效去除氣體攜帶的泡沫，在除沫器出口配置兩個氣動蝶閥，當出口檢測到泡沫時則切斷系統(tǒng)通往洗滌塔的通道并通過排污閥門進行排污，確保泡沫不會進入后續(xù)設(shè)備；同時，內(nèi)部有水浴式除糖裝置；大容積的除沫器設(shè)計保證氣流的速度較小，在重力的作用下各種液滴會自動的和氣體分離而得到良好的氣液分離效果，通過底部的排污閥排出系統(tǒng)。
[0022](2)洗滌塔:通過高效填料設(shè)計，使水和二氧化碳氣體在填料的內(nèi)部進行高強度的對流傳質(zhì)，以去除二氧化碳中的水溶性物質(zhì)，進一步凈化進入系統(tǒng)的二氧化碳氣體。洗滌塔底部帶有過壓和低壓保護系統(tǒng)。
[0023](3)氣囊:穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，保證接下來的壓縮單元具有良好的工作運行條件。
[0024]2、壓縮單元
(I)兩臺500kg/h國產(chǎn)壓縮機
采用名牌高效無油潤滑機，具有低噪音、運行可靠、故障率低的特點，科學設(shè)計的冷卻系統(tǒng)具有降溫效果好，氣體出口溫度低，耗水量低的優(yōu)點，由于系統(tǒng)氣體溫度較低通過三級冷卻除水裝置氣體的含水量較低，減輕了干燥塔的負擔。
[0025]通過變頻調(diào)速技術(shù)改變壓縮機電機的轉(zhuǎn)速，以滿足不同情況下回收氣體回收量的變化，也可使壓縮機電動機從靜止到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可由變頻器實現(xiàn)軟啟動，避免了啟動時的大電流和啟動給壓縮機帶來的機械沖擊。
[0026]技術(shù)參數(shù)如下:
能力:VWET-6/206m3/min2 臺 進氣溫度:20°C 吸氣壓力:0.005bar (絕壓)
出口壓力:20bar 冷卻水溫度:=32°C 一級排氣壓力:2-4bar 二級排氣壓力:7-9bar三級排氣壓力:17-18bar
油壓:3_4bar
CO2 出口溫度 3-15°C
(2)—臺500kg/h進口壓縮機
采用世界名牌高效無油潤滑機，具有低噪音、運行可靠、故障率低的特點，科學設(shè)計的冷卻系統(tǒng)具有降溫效果好，氣體出口溫度低，耗水量低的特點，由于系統(tǒng)氣體溫度較低通過兩級冷卻除水裝置后氣體的含水量較低，減輕了干燥塔的負擔。系統(tǒng)具有完善的保護系統(tǒng):
1)具有壓縮機出口溫度、壓力的監(jiān)測和保護系統(tǒng)；
2)具有油泵潤滑系統(tǒng)的監(jiān)測和保護系統(tǒng)；
3)具有冷卻水無流量保護系統(tǒng)；
4)具有兩級自動汽水分離系統(tǒng)；
5)具有壓縮機零負載啟動系統(tǒng)。
[0027]、凈化干燥單元
凈化干燥單元包括兩套裝·置，每套裝置包括活性碳過濾器和干燥器，此系統(tǒng)適于以兩套活性碳過濾器/干燥器形式連續(xù)工作。這樣可以保證其中的一套活性碳過濾器/干燥器總是在運行，而另一套活性碳過濾器/干燥器可切換成進行再生循環(huán)的運行。從壓縮單元出來的CO2氣體被導入第一個活性碳過濾器/干燥器，這些CO2氣體會被壓力為18bar (e)的蒸發(fā)水汽所污染，并含有從發(fā)酵過程中帶來的沒有被氣體洗滌器去除的雜質(zhì)。在活性碳過濾器中這些雜志均可被活性碳從CO2氣體中去除掉。在干燥器中氣體被干燥劑干燥至露點零下60°C以下的工作溫度。氣體中殘留的粉塵顆粒將在后過濾器中被分離出來。從整套系統(tǒng)流出的氣體再被導入制冷冷凝單元?；钚蕴歼^濾器/干燥器適于連續(xù)的“室內(nèi)”操作運行?；钚蕴歼^濾器/干燥器采用吸附的工作原理，吸附材料中留下了需從CO2氣體中去除掉的雜質(zhì)和水份，當它的吸附能力達到極限時可被再激活/再生。對活性碳過濾器/干燥器的再生可通過將CO2氣體擠壓通過吸附劑來進行，同時，還應(yīng)對容器進行加熱，加熱過后，吸附材料通過CO2氣體進行冷卻。吸附期間，在切換至再生塔之前，需進行CO2排放和加壓。這個工藝程序完全自動化。
[0028]( I)活性碳過濾器/干燥器
壓縮后的CO2氣體通過低4路球閥轉(zhuǎn)送至其中一個活性碳過濾器容器中。濕的CO2通過活性碳床，去除CO2氣體中的雜質(zhì)，凈化后的CO2氣體離開活性碳過濾器被輸送至干燥器中，通過干燥劑床，干燥CO2氣體中的水蒸汽，干燥后的CO2氣體通過高4路球閥離開系統(tǒng)。活性碳過濾器/干燥器的容積保證能夠連續(xù)12小時滿載凈化和干燥CO2氣體。干燥/凈化后，干燥劑需要再生，CO2氣體被轉(zhuǎn)送至另一個活性碳過濾器/干燥器中，從而保持了運行的連續(xù)性。活性碳過濾器/干燥器設(shè)計能力為12小時內(nèi)CO2產(chǎn)量為1500kg/h。
[0029](2)再生
加熱裝置固定夾在容器上，熱能通過加熱裝置被供應(yīng)至干燥劑和活性碳上，同時將干燥劑中吸收的水汽和活性碳中吸收的雜質(zhì)釋放出。一小股排放的CO2氣流通過低4路球閥和排放閥將這些水汽和雜質(zhì)從活性碳過濾器/干燥器中帶出。排出的氣體來自CO2液化器(不凝性氣體)，并通過球閥、流量計和調(diào)節(jié)閥.再生工藝期間活性碳過濾器/干燥器容器的表面溫度由溫度自動調(diào)節(jié)器控制。加熱在6小時內(nèi)加熱到125°C裝置關(guān)閉，同時排氣工作繼續(xù)進行，直到容器冷卻下來。干燥劑經(jīng)6小時冷卻后，氣動操作閥排污閥關(guān)閉，之后再生的活性碳過濾器/干燥器被加壓，以防止轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生壓力降。活性碳過濾器/干燥器須在工作12小時后進行切換和進行再生工藝程序。
[0030]、制冷冷凝單元
制冷冷凝單元包括冷凝器和制冷機組。
[0031](I)冷凝器
二氧化碳冷凝器是為了使現(xiàn)有二氧化碳冷凝器中二氧化碳含量為99.5%時去除不凝性雜質(zhì)而設(shè)計的。
[0032](2)制冷機組
制冷機組為二氧化碳冷凝器提供液化動力。制冷劑為R22，水冷式，冷凝溫度38度，蒸發(fā)溫度-30度。制冷機組由三臺螺桿壓縮機組成，該壓縮機可在負載為50%、75%、100%、75%+ECO和100%+EC0下運行，ECO意味著裝置運行在優(yōu)化狀態(tài)。
[0033]、純化單元
純化單元包括提純塔和再沸器，再沸器為臥式再沸器。
[0034]液體二氧化碳離開冷凝器后進入提純塔，在提純塔中向下流動的同時，再沸器中生成的氣體二氧化碳向上流動，兩相間進行熱質(zhì)交換，使得液體二氧化碳升溫，且溶于液體二氧化碳中的氧和不凝氣氮遷移到氣相中去，凈化了液體二氧化碳，其中，再沸器為提純塔提供了氣流，即洗滌氣，再沸器中的氣體來 自干燥器，同時干燥的熱氣體通過熱質(zhì)交換變冷后進入二氧化碳冷凝器。
[0035]、儲存單元
儲存單元為儲罐，純化后的氣體貯存至儲罐中儲罐中有輸氣管道，在回收與用氣同時進行時，從再沸器中出來的氣體可通過該輸氣管道進行預(yù)冷，同時使儲罐中的液體CO2適當升溫，降低后續(xù)液化時能源消耗。
[0036]、氣體蒸發(fā)單元
氣體蒸發(fā)單元包括汽化器、減壓站和分氣缸，汽化器為冷氣體/蒸汽蒸發(fā)器，它用熱水加熱冷的液體二氧化碳，氣化后的二氧化碳供啤酒生產(chǎn)使用，減壓站用于控制線上CO2壓力到CO2用氣點。
[0037]、節(jié)能模塊
節(jié)能模塊為換熱器。來自液體儲罐的液體CO2需通過汽化器氣化；從再沸器出來的氣體以及在液體CO2儲罐中預(yù)冷的氣體需進行進一步冷卻，直接進入冷凝器冷卻將消耗大量能源。增加一個換熱器，將需要氣化的液體CO2與待冷卻CO2進行換熱，再進行進一步的氣化或冷卻，大大降低了熱能的使用，減少了制冷系統(tǒng)的載荷，提高了 CO2利用及回收的效率。該節(jié)能模塊在生產(chǎn)旺季、回收量及使用量都比較大時，效果尤其顯著。
[0038]如圖2所示，回收氣體首先進入除沫器及洗滌塔，除去氣體中殘留的酒體泡沫及醇、酯等雜質(zhì)性物質(zhì)，并進入氣囊儲存。壓縮機將氣囊中的常溫常壓氣體壓縮并冷卻至3~15°C、16.8^17.4 bar的CO2氣體，進入凈化干燥單元除去其中的水分并進一步純化；進入再沸器中作為氣相介質(zhì)與CO2液體進行傳質(zhì)傳熱，將CO2液體中的雜質(zhì)性氣體、不凝性氣體帶出，然后進入儲罐及節(jié)能模塊進行預(yù)冷，此時CO2狀態(tài)為-3'5°C、16.8^17.4 bar，接著進入冷凝器冷凝為_24°C '27 V、16.8^17.4bar的CO2液體，并進入提純塔及臥式再沸器進行進一步提純，最終進入儲罐儲存。儲罐內(nèi)的CO2液體利用時，先進入節(jié)能模塊預(yù)冷卻回收CO2，再進入汽化器氣化并經(jīng)減壓站減壓為l(T20°C、7~8bar CO2氣體，經(jīng)分氣缸輸送至各用氣點。 [0039]CO2平衡系統(tǒng)的使用，有效改善了發(fā)酵、濾酒工序CO2的使用，一改生產(chǎn)旺季需要外購以滿足生產(chǎn)的狀況，并促進了啤酒釀造過程節(jié)能降耗工作的進行。在接下來的工作中，公司將繼續(xù)以高質(zhì)、低耗為目標，對CO2回收系統(tǒng)進行技術(shù)改造，降低回收成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，其特征在于:包括二氧化碳回收系統(tǒng)(A)、發(fā)酵罐(B)、清酒罐(C)、減壓及過濾裝置(T)、自動調(diào)節(jié)閥(F)、壓力傳感器⑵，二氧化碳回收系統(tǒng)(A)的出口依次通過第一減壓及過濾裝置(TI)和第一自動調(diào)節(jié)閥(Fl)與清酒罐(C)相連，同時也依次通過第二減壓及過濾裝置(T2)和第二自動調(diào)節(jié)閥(F2)與發(fā)酵罐(B)相連，清酒罐(C)和發(fā)酵罐(B)之間通過第一壓力傳感器(Pl)和第三自動調(diào)節(jié)閥(F3)連接在一起；發(fā)酵罐(B)和二氧化碳回收系統(tǒng)(A)之間通過第二壓力傳感器(P2)和第四自動調(diào)節(jié)閥(F4)連接在一起，同時還并聯(lián)有回收系統(tǒng)管道； 第一自動調(diào)節(jié)閥(Fl)和第三自動調(diào)節(jié)閥(F3)之間的管路以及多個并聯(lián)的清酒罐(C)和第一壓力傳感器(Pl)共同構(gòu)成濾酒平衡管路； 第二自動調(diào)節(jié)閥(F2)、第三自動調(diào)節(jié)閥(F3)和第四自動調(diào)節(jié)閥(F4)之間以及多個并聯(lián)的發(fā)酵罐(B)和第二壓力傳感器(P2)組成發(fā)酵平衡管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，其特征在于:清酒罐和第一壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶(Dl)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)酵罐和第二壓力傳感器連接的管路上并聯(lián)有緩沖瓶(D2)。
4.權(quán)利要求1所述的用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)，其特征在于所述的二氧化碳回收系統(tǒng)包括預(yù)處理凈化單元、壓縮單元、凈化干燥單元、制冷冷凝單元、純化單元、儲存單元、氣體蒸發(fā)單元和節(jié)能模塊； 所述的預(yù)處理凈化單元包括除沫器、洗滌塔和氣囊；壓縮單元中含有多臺空氣壓縮機；所述的凈化干燥單元包括兩套裝置，每套裝置包括活性碳過濾器和干燥器；所述的制冷冷凝單元包括冷凝器和制冷機組；所述的純化單元包括提純塔和再沸器；所述的儲存單元為儲罐；所述氣體蒸發(fā)單元包括汽化器、減壓站和分氣缸；所述節(jié)能模塊為換熱器； 除沫器、洗滌塔、氣囊、壓縮機、凈化干燥單元、再沸器、儲罐、節(jié)能模塊、冷凝器和提純塔通過管路依次相連，提純塔與再沸器相連，另外有一個管路依次通過再沸器、儲罐、節(jié)能模塊、汽化器、減壓站和分氣缸，冷凝器上還連有制冷機組。
5.權(quán)利要求1所述的用于啤酒釀造工藝中的二氧化碳平衡系統(tǒng)在啤酒釀造中的應(yīng)用，其特征在于:從二氧化碳回收系統(tǒng)(A)純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第一減壓及過濾裝置(Tl)處理后進入濾酒平衡管路，管路上的第一自動調(diào)節(jié)閥(Fl)和第三自動調(diào)節(jié)閥(F3)控制濾酒平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第一自動調(diào)節(jié)閥(Fl)打開補充CO2,當管路中壓力高于0.1lMPa時，第三自動調(diào)節(jié)閥(F3)自動打開，多余的二氧化碳氣體進入發(fā)酵平衡管路；從二氧化碳回收系統(tǒng)(A)純化后的一部分二氧化碳經(jīng)第二減壓及過濾裝置(T2)處理后進入發(fā)酵平衡管路，管路上的第二自動調(diào)節(jié)閥(F2)和第四自動調(diào)節(jié)閥(F4)控制發(fā)酵平衡管路壓力，當管路中壓力低于0.1MPa時，第二自動調(diào)節(jié)閥(F2)打開補充0)2，當管路中壓力高于0.1lMPa時，第四自動調(diào)節(jié)閥(F4)自動打開，多余的二氧化碳氣體直接進入二氧化碳回收系統(tǒng)(A)中；另外，發(fā)酵過程產(chǎn)生的多余的二氧化碳氣體可直接通過回收系統(tǒng)管道進入二氧化碳回收系統(tǒng)(A)純化，從而實現(xiàn)CO2的回收及利用。
【文檔編號】C12F3/02GK103589550SQ201310482713
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】易昕, 胡金成, 李德超, 張建鴻, 楊麗 申請人:江蘇大富豪釀酒科技發(fā)展有限公司