利用热能水对啤酒杀菌机进行节能改造

利用热能水对啤酒杀菌机进行节能改造

丰金龙

东莞市莱格机电设备工程有限公司广东省523000

摘要：作为常见饮品，啤酒受到人们一致青睐，为保证啤酒中菌类数量得以控制，在进行啤酒加工时必须制定合理的技术手段抑制啤酒中菌类物质的形成，侧面提升啤酒的安全性。就目前来看，当前实施啤酒杀菌过程中应用的设备耗能量较高，并不能满足啤酒加工节能减排合理利用热能的目的，因此，在对啤酒实施杀菌处理之前，还需要对啤酒杀菌机进行节能改造处理，利用糖化生产阶段产生的大量的多余的热能水来给杀菌机加热，通过改造让糖化热能水完全取代蒸汽加热杀菌机来达到节约蒸汽能源的现象。本文就啤酒杀菌机热能改造实施有效分析，借以保证相关人员对啤酒杀菌机改造有一个全面的了解。

关键词：啤酒；杀菌机；热能改造

引言

将啤酒中菌类数量控制在一个规定的范围内，不仅仅能够保证啤酒的安全性，还能够避免啤酒在酿造过程中出现能源物质过度耗费的现象，对于保障啤酒加工制造的环保型和饮用者的健康等方面都有非常重要的作用。在实施啤酒杀菌机制造的过程中，应保证杀菌机能够实现节能减排的目的，降低啤酒杀菌过程中能源消耗量，借以保证啤酒杀菌机热能改造计划顺利实施。

1改造原因

在对啤酒杀菌机进行改造之前，需要对传统啤酒杀菌机实施有效分析，并根据分析结果制定合理的啤酒杀菌机改造措施，严格控制啤酒杀菌机在节能改造过程中出现问题。在对传统啤酒杀菌机进行研究的过程中，了解到传统啤酒杀菌机加热方式主要包括集中式加热杀菌机和分区式加热杀菌机。这两种加热方式的杀菌机都是利用蒸汽通过换热器对其水箱加热。所不同的是集中加热杀菌机只有一台蒸汽换热器来加热水箱；分区式加热杀菌机有三台蒸汽换热器分别对三个不同的温区进行加热，即温区1、温区2和温区3，这三部分水箱的工作原理和工作目标存在本质上的差异，因此在进行分区式啤酒杀菌机热能改造之前，需要对着三部分水箱的工作原理和其他方面因素实施有效分析，借以为后期分区式啤酒杀菌机热能改造提供有效参考依据。理论上来说，直接用蒸汽加热杀菌机升温效果明显，初期升温时间快，温度控制精度高，但同时对蒸汽的消耗也是非常大的。如果通过对杀菌机的改造，利用糖化储罐的热能水来循环加热，再加入恒压控制系统和温度控制系统，通过DP或以太网连接方式让杀菌机同热能改造后的系统进行数据通讯，让其联动运行，使得水箱中的水温得以提升，借以满足啤酒杀菌的全部要求。改造后的杀菌机完全可以利用糖化生产时多余的热能水来替代蒸汽加热，这样不仅可以把工厂富余的热能利用起来，还可以降低包装车间蒸汽的能耗，做到真正的节能。

热能罐供/回流程图

图1

2改造原理

就目前来看，在对啤酒杀菌机进行热能改造的过程中，需要在其中加入板式换热器、泵、管道、阀门、仪表及PLC控制系统，借以实现热能水来替代蒸汽加热杀菌机的目的。除此之外还可以将糖化热能储罐系统与啤酒杀菌机热能改造系统进行以太网通讯，有效控制和利用热能水，让热能水温度≥85℃情况下供到包装车间杀菌机改造后的热能系统，借以保证热能水在啤酒杀菌过程中能够实现有效循环利用的目的，并在热能水循环加热系统中加入恒压控制系统，除了可以保证整个管网安全运行外还可以起到节约电能的目的。对于啤酒杀菌机来说，在啤酒升温过程中需要保证升温区水箱和降温区水箱温度达到工艺所需要的杀菌温度，只有这样才能够最大程度上保证啤酒品质。在对啤酒杀菌机各个相关外围管路进行测算和了解后，制定符合啤酒杀菌机热能改造系统运行的全部要求的工艺方案，计算出管道流量、管径大小、泵的流量和扬程及板式换热器的换热面积，利用PLC对整个运行过程进行逻辑控制，并在这个过程中对各项数据实施有效统计，避免在实施啤酒杀菌过程中出现相应设备运行异常的现象。在完成综合测算之后还需要对所得出的数据实施有效分析，了解不同状态下啤酒杀菌机运行变化趋势，使得相关人员对啤酒杀菌机变化模式有一个全面的了解，对于不合理的地方制定合理的解决措施，从根本的角度上提升啤酒杀菌机和热能改造系统联合运行的合理性。

3改造方案

在实施啤酒杀菌节能改造之前，需要相关人员对传统啤酒杀菌机内部各项设备实施有效分析，并按照分析结果指定合理的热能改造措施。

当糖化热水温度＞85℃时糖化热水供包装的水泵开启；当糖化热水温度≤85℃时，糖化热水供包装的水泵即停止。为节省能量和减小系统管网的水锤冲击，热能水泵应做变频恒压控制。如图1所示。

改造前杀菌机水由原循环泵直接进入列管式换热器，再由蒸汽直接给水加热，通过对温度变送器设定的温度后反馈的4-20MA的信号来控制蒸汽比例调节阀的开度。对于杀菌温度的控制是在65℃-58℃区间做二次曲线变化的，原设备厂家已经在控制程序里面设置好了，未经原设备厂家授权是不能进行修改的。改造后杀菌机水箱水由循环泵进入新增板式换热器，此时阀1关闭，注意阀1在切换状态时要注意防止水锤的产生，阀门需要缓慢开启和关闭，可以多加一个控制模块，也可以通过针阀来调节压缩空气的流量来控制。阀3、阀2同时开启，热水进入到原列管式换热器，原蒸汽管路上的截止阀关闭来截断蒸汽的供应，原杀菌机加热控制系统正常进行。对于杀菌温度的控制必须要满足原系统设置好的曲线变化来控制，简单的通过原列管换热器热水出口的温度变送器来控制热水管路上的比例调节阀（阀4）是达不到要求的。在这里可以通过跟杀菌机控制主机进行通讯来读取蒸汽比例调节阀的地址来间接控制热水比例阀来达到控制温度曲线的要求。改造需要新增的设备包括一台板式换热器，根据不同生产线或是不同型号杀菌机来计算换热面积，一般使用换热器的换热面积约为30-45㎡。3台气动蝶阀和1台比例调节阀。还需要通过计算新增管路、阀门和换热器的压损来确认原杀菌机的循环泵是否满足生产要求。为保证喷淋水的卫生要求，所有管路都要求使用不锈钢304材质。根据不同地方氯离子含量不一样的情况下，需要适当提升管道材质等级，如316L、2205双相钢等。控制方面可以使用S7-314-2PN-DP控制模块和触摸屏，通过对杀菌机主机的通讯来读取相关的控制和状态信息，如温度、压力、调节阀的开度等。如图2所示。

杀菌机利用糖化热能改造流程图

图2

在后期调试过程中还需要将各种状态下啤酒杀菌机运行状态和各项参数变化趋势进行有效分析，并将分析结果以表格的方式表达出来，使得相关人员在短时间内了解到啤酒杀菌机不能稳定运行的原因，并据此制定合理的解决措施，避免啤酒杀菌机在运行过程中出现温度控制不稳定，在保证啤酒杀菌机稳定运行的同时，实现这一设备的热能能改造的目的。

结语

综上所述，了解到传统的啤酒杀菌机在运行过程中还可以通过工厂的改造充分利用糖化生产时所产生的多余热能水来达到节能的目的。虽然前期投入的设备费用较高，但从长远时间来看节能效果是非常明显的。针对于这一点必须制定啤酒杀菌机热能改造方案，在这个过程中利用热能水实施啤酒杀菌机改造，减少啤酒杀菌过程中工厂蒸汽投入量，从根本的角度上实现啤酒杀菌机节能改造的目的。

参考文献：

[1]钟卓华.对啤酒杀菌机进行节能改造[J].科技视界，2014，（17）：78+112.

[2]江卫权.节能型杀菌机的研究与应用[D].华南理工大学，2010.

[3]崔海波.啤酒的紫外杀菌[D].哈尔滨工业大学，2010.