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啤酒工厂的蒸汽系统设计
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啤酒加工工厂会使用大量的蒸汽作为热源,包含糖化车间的三大锅(糖化、糊化、煮沸)的加工和酒瓶的清洗、啤酒的灭菌、工艺系统的在线清洗都会使用大量的蒸汽。
在糖化车间,啤酒加工工艺中将粉碎后的麦芽与水混合进入糖化锅中,而大米与水混合进入到糊化锅中,大米首先在糊化锅内进行糊化,糊化过程需要蒸汽加热。
糊化锅内的加热结构为两组加热器,底部采用夹套加热,而内部为盘管加热器。如果内部盘管加热管采用很长的连续式盘管,由于无法安排合适的落差,加上管道自重下垂,可能会发生积水和水锤现象。内部加热盘管分成多层段,改进短管集束布置,从而减少了水锤,有利于冷凝水的顺畅排放。
内置盘管加热器的蒸汽压力必须精确控制,避免换热管表面高温结垢导致热量衰减和减少CIP清洗难度。加热器的蒸汽流量控制可以采用温度反馈控制,由于糊化工艺蒸汽耗量可以预先计算,蒸汽流量控制也可以均采取定量控制方式。如果蒸汽流量控制采用定量控制方式可以使得尽快达到糊化的温度100℃,并维持一段时间,使其完全糊化,这种控制方式也可以使得蒸汽消耗变得最少。
疏水阀必选装在内置盘管加热器外部,尽可能靠近盘管末端。当换热面积由位于两个垂直的蒸汽分配管和冷凝水收集管之间的水平管道组成时,必须在垂直的冷凝水回收管顶部安装排气阀以缩短起机时间,进口蒸汽分配管的底部也要安装瓦特杠杆浮球式疏水阀。
由于糊化锅的工艺是间歇式的,非加热时间段,空气会进入盘管,在糊化锅蒸汽入口处设瓦特热静力排空气阀,使得进入盘管的蒸汽不含空气等不凝性气体,间歇式的加热方式要求蒸汽入口安装瓦特高效汽水分离器,以提高进入糊化锅的蒸汽品质。
糊化锅内的底部夹套加热疏水阀采用瓦特倒置桶疏水阀并联热静力排气阀,可有效保证夹层的加热效率。
大米糊化完全后与麦芽混合在糖化锅中。糖化工艺要求提高物料温度,同样需要大量蒸汽辅助加热。在糖化锅采用的是两组夹套的加热方式(底部及侧面),在此期间也会产生大量的冷凝水。因此需要采用了瓦特倒置桶疏水阀。
当糖化过滤后的的麦汁并与一部分稀糟水混合后,进入煮沸锅进入煮沸,并在其中添加啤酒花。煮沸锅的容量为,采用了三组加热器进入煮沸。其中底部为圆形环管方式,中部及高部均采用列管式进入加热。随着产品的流量,依次打开各组加热器。
由于煮沸过程中蒸汽的用量相当大,因此在每组加热器上均安装了瓦特浮球式疏水阀,且每组加热器均采用三个并联的方式,以确保冷凝水的快速有效排除。
煮沸锅的温度控制宜采用气动温控阀分程控制,确保温度控制的稳定和与负载的匹配。
蒸汽在发酵车间的应用主要用于CIP热水的应用,以及碱罐的加热,其作用主要是用于对发酵罐的清洗及消毒。其中在CIP系统为板式换热器,宜采用浮球式疏水阀。碱罐加热中采用管壳式换热器,宜采用倒置桶疏水阀,保证蒸汽冷凝水的有效排放。


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