啤酒厂使用的蒸汽加热器的工作原理

当麦汁过滤后进入到煮沸锅，它就会被加热到沸点。常见啤酒厂使用的三种加热方式——直火加热、电加热和蒸汽加热，在选择上除了考虑煮

当麦汁过滤后进入到煮沸锅，它就会被加热到沸点。常见啤酒厂使用的三种加热方式——直火加热、电加热和蒸汽加热，在选择上除了考虑煮沸罐的大小外还要考虑产生热量的成本。蒸汽加热并非总是一个最佳选择，在不同的国家对于蒸汽使用许可有不同的标准，在某些地方可能不允许使用蒸汽锅炉，或者对于可以使用的蒸汽锅炉/发电机的尺寸有限制要求，地方的排放法规可能会显着增加安装成本并降低使用效率，所以一些国外的客户不得不舍弃蒸汽加热而选择电加热组件。还有些啤酒厂受到自己启动资金的限制不得不选择便宜的电加热方式。但如果站在工艺的出发点，对啤酒质量负责的角度，蒸汽加热是所有啤酒厂最佳选择。并且从长期使用和维护成本的角度出发，对于一天要酿造多个批次的中大型啤酒厂而言，电加热在日常酿造时产生的时间成本和人力成本都比蒸汽加热要高得多。

蒸汽加热的选择

蒸汽加热的方式又可以分为使用蒸汽夹套或加热器两种选择。使用蒸汽夹套加热的微型精酿啤酒厂的煮沸罐内，蒸汽在煮沸罐内胆和外壁之间形成的夹套中通过，从而传递给罐内的麦汁足够的热量来达到沸点和预计的蒸发速率。但对于3000L及以上的中大型啤酒厂，随着容积的增加，每升的麦汁受热面积却越来越小。因此大型啤酒厂常见的麦汁煮沸加热方式均为加热器加热。

加热器的类型有内置加热器和外置加热器两种，本文中天泰来为大家介绍啤酒厂煮沸罐中的内置加热器和外置加热器的优缺点。

内置加热器的工作原理

糖化系统中使用的内置加热器是放置在煮沸罐中的一个圆柱形装置，它常通过支脚被固定在煮沸罐底部中央。在该装置中，垂直填充着一堆排管，有些啤酒厂使用铜管，而我们在给客户设计时在内置加热器中使用304不锈钢无缝管。在天泰的内置加热器中，排管与排管之间的缝隙形成夹套，蒸汽从上方进入装置，充满排管之间的夹套。麦汁用泵打入煮沸罐中，从下向上进入加热器，充满排管，与蒸汽进行热传递。

加热器中沸腾的麦汁向上喷涌，为了有效的消除煮沸过程中形成的的泡沫和避免溢锅现象，加热器正上方是配备的导流罩。导流罩形状为伞形，麦汁沸腾时喷射碰触到导流罩，再分散落下，完成由内向外的麦汁自行对流循环。

内加热煮沸罐可以分为常压沸腾和低压沸腾。常压沸腾是最常见的传统沸腾，而低压沸腾是在0.11 ~ 0.12mpa的压力下进行的，沸点可达120℃，缩短沸点时间，可以节约能源消耗。

还有的啤酒厂为了使麦汁受热更加均匀，在加热过程中，让麦汁从煮沸罐中流出，再通过泵打回煮沸罐，从底部通过内置加热器，进行强制循环。但这种方式的弊端是，泵的作用力会响蛋白质复合物的形成。

配备内置加热器的煮沸罐的清洁

由于内置加热器是固定在煮沸罐底部的，在啤酒厂运行期间少见拆卸，因此内置加热器的清洁工作要更加重视。天泰在为配置了内置加热器的煮沸罐设计CIP清洁逻辑时，将有一个CIP清洁球在导流罩下方，以便清洁排管和筒体内壁。此外还会安置至少2个CIP清洁球用于清洁煮沸罐内部和加热器外壁。

内置加热器的优点

1. 热量损失少。使用内置加热器加热并自行对流循环煮沸的麦汁极少损失热量到大气中，因此它的加热速率也是最快的。

2. 增加麦汁受热面积，加快蒸发效率。想象烧一锅水，如果你不断地搅拌它，它会蒸发的更快，因为搅动增加了水与大气接触的表面积，使更多的水分子以蒸汽形式逸出。

3. 提高酿造效率。

内置加热器的缺点

1. 虽然在导流罩下方设计了CIP清洗球，但由于排管较多，对于加热器内里底部仍然存在清洁力度不足的情况。

2. 因为低流量的麦汁的管束，如果不能很好地控制蒸汽压力或蒸汽温度过高，麦汁会发生局部过热，有可能导致麦芽汁颜色的加深和坏的品味，从而影响成品啤酒的质量。

外置加热器的工作原理

外置加热器主要用于大型工业啤酒厂，其构造与内置加热器相同，垂直填充着一堆排管，排管与排管之间的缝隙形成夹套，蒸汽从上方进入装置，充满排管之间的夹套。与内置加热器不同的是，外置加热器被放置在罐外，与煮沸罐通过管路连接。麦汁在加热时被泵出煮沸罐，以2.5m/s的速度从下方进入排管，与蒸汽进行热交换后再返回到煮沸罐中。

外置加热器的优点

1. 加热在煮沸罐外进行，煮沸罐的清洁工作大大简化。且因为加热器本身放置在罐外，也便于人工或使用CIP清洁。

2. 同样增加了麦汁的受热面积，加快煮沸效率。

3. 与内置加热器相比，啤酒厂为外置加热器支付额外费用的原因是可以通过控制泵的速度更好地控制蒸发率。可以控制泵的速度，因此不同批次的煮沸可以复刻。

4. 由于形成强制循环，麦汁受热更加均匀。

外置加热器的缺点

1. 如果不能很好地控制蒸汽压力或蒸汽温度过高，麦汁会发生局部过热，有可能导致麦芽汁颜色的加深和坏的品味，从而影响成品啤酒的质量。

2. 由于加热器在罐外，处于大气环境中，热损失高于内置加热器。

3. 额外的管道、阀门和泵增加了设备投资成本。

4. 技术门槛最高，需要对操作人员进行额外的培训。

总结

虽然蒸汽加热的前期投资成本和安装成本是加热方式中最高的，但由于多种原因，蒸汽在啤酒厂中很受欢迎。很大一个原因是前期投资了蒸汽锅炉，就可在啤酒厂的多处加热需求时使用蒸汽加热，例如为CIP站提供加热。

总而言之，无论是出于工艺的角度，还是对多批次需求，具有更好的控制能力、可扩展性、多功能性和加热速率的蒸汽加热是最佳选择。使用蒸汽时，可以同时加热糖化罐、煮沸罐和热水罐，当每天需要进行多次酿造时，这一切都会有所帮助。前期的成本通过后期更低的维护成本和节省的时间成本和人力来偿还，也让酿造更加轻松。

关于天泰
天泰设备是一家专业的啤酒设备生产制造服务商，主要生产经营中小型啤酒厂的糖化设备、发酵设备、酵母扩培设备、制冷设备、控制设备、CIP设备；以及各类精酿啤酒设备，酒店精酿啤酒设备、酒吧精酿啤酒设备，科研教学实验设备，其他发酵设备等。
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