摘 要：本文阐述了啤酒生产工艺中麦汁冷却工序制冷设备的配置，通过应用实例对啤酒生产工艺所使用的设备进行比较，它将给设计人员和用户选择啤酒生产设备时提供一点启示。
1 前言
中国经济不断走向全球化的今天，人民生活水平也在不断提高和改善，啤酒是人民生活中离不开的必需品，国外把它叫做“健康饮料”，近几年来，国内啤酒企业规模不断扩大，国际资本源源涌入，众所周知，啤酒厂是用冷大户，因而制冷设备的选择对于啤酒生产商来说尤为重要，一是从经济、节能方面考虑，二是在不同的的使用环境方面考虑，本文主要介绍啤酒工业中使用的冰水模块装置与卧式蒸发器和氨液分离器相配的装置进行比较。
2 啤酒生产工艺
啤酒生产过程主要有麦芽制备、麦芽汁制造、发酵、过滤灭菌、灌装包装等5大工序，麦芽制备一般在麦芽厂生产，成品供应给啤酒生产企业；而后4道工序一般在啤酒厂完成。其中麦芽汁的制备主要工艺流程如下：
糖化工艺中煮沸后的高温麦汁冷却至发酵接种温度，需要提供冷源，由于啤酒生产工艺的需要，一般用2℃卫生级冰水将98℃左右的麦汁冷却至7℃～8℃左右。冰水的温度则从2℃升至82℃～85℃时,升温后的热水回糖化工艺循环利用。2℃冰水的制备是将常温下的水如30℃左右经过处理的酿造水通过制冷设备直接冷却至2℃。
3 啤酒生产设备的选择及比较
我们根据近几年来承接的啤酒工程中来看，制备2℃的冰水主要是选择两种方案：一是冰水模块装置，二是采用立式氨液分离器与卧式蒸发器组合装置，从制冷角度来讲，以上两种配置方式均属于制冷系统中的重力供液方式。下面我们以年产20万千升的啤酒为例来分析说明这两种制备方法的优缺点。
3.1 设备配置及系统组成
设计年产20万千升啤酒按常规约需要60m3/h冰水，采用R717(氨)为制冷剂，蒸发温度-1℃，所需冷量约为2000kW，如选用1台冰水模块装置，其主要由1台卧式氨液分离器和1台板式换热器两大设备组成（见图1）。系统组成是：冰水模块装置由卧式氨液分离器、 板式换热器、现场控制箱、自动控制元件、机架、阀门及管路。同理当选用立式氨液分离器与卧式蒸发器组合，即配置1台立式氨液分离器，1台卧式蒸发器（见图2），其系统组成是立式氨液分离器、卧式蒸发器、现场控制箱、自动控制元件、阀门及管路。
3.2 自动控制
由于水在0℃容易结冰且体积膨胀，冰水温度一旦控制不精确，就会冻坏蒸发器，同时为使冰水温度稳定在理想的范围内，特在回气管上设置控制阀组和温度控制器，并通过温度传感器所采集的板式换热器出水口温度值与温度控制器上的设定值进行比较，经温度导阀的作用，微调主阀，使蒸发压力保持相对恒定；当出口温度低于设定值后，由电子调节器发出信号，经温度导阀作用，关小主阀，使蒸发压力升高；当出口温度高于设定值后，由电子调节器发出信号，经温度导阀作用，开大主阀，使蒸发压力降低，从而保证冰水温度保持在规定范围内。
3.3 经济性比较
冰水模块装置同立式氨液分离器与卧式蒸发器组合装置从经济上和结构上进行比较，其主要反映在板式换热器和卧式蒸发器的相比，以下我们从六个方面对设计和选用设备进行分析。
第一，板式换热器比卧式蒸发器换热效率要高，同样的换热量，板式换热器较卧式蒸发器所配面积小，所需特别指出的是，板式换热器换热效率高是针仅对单位面积换热而言，对于同样的换热量，板式换热器的换热效果和卧式蒸发器的换热效果是一样的，只不过是所配的换热面积大小不同而以。
第二，由于结构上的原因，板式换热器、氨液分离器及控制系统可以在工厂组装成一个冰水模块装置整体出厂，便于运输和现场安装。
第三，由于板式换热器占地面积较小，需要机房面积较小，可以大大减小立式氨液分离器安装所需的夹层操作平台，且由于卧式蒸发器所配置的立式氨液分离器有安装高度的要求，所需机房净高比较高，因此增加了土建建设费用。
第四，由于卧式蒸发器及其配置系统的内容积比板式换热器的内容积大，相应的系统充氨量也大，系统所配的贮液器也随之增大。
第五，卧式蒸发器是一种壳管式换热器，制冷剂R717（氨）在壳程内吸热蒸发，酿造水在管内降温，水的温度是从30℃降至2℃，温差较大，这么大的温度要降下来，水在换热管内要来回流动，充分与制冷剂接触，用于制冰水的卧式蒸发器其水侧一般设计成多流程的，水侧的阻力降必然比板式换热器大，造成水泵的扬程大、功耗大。
第六，从设备初期投资方面进行比较，冰水模块装置的造价相比立式氨液分离器配卧式蒸发器的装置初期投资稍高，但是近段时间钢材价格的不断上涨。后者的价格也随着上涨，两者价格的差距会越来越小。
4 结论
我们承接的啤酒厂制冷系统工程中，冰水制备装置以上两种方式都有。各啤酒厂家结合本企业的实际情况选择不同的方式，一般新建啤酒厂采用冰水模块装置的较多，如我们近年来承接的华润蓝剑（遂宁）啤酒项目、青岛啤酒（济南）年产20万千升的啤酒项目、青岛啤酒（成都）年产20万千升的啤酒首期年产10万千升项目、华润雪花啤酒（六安）年产22万千升的啤酒项目等。而在啤酒改造项目中考虑原啤酒生产工艺中老设备的利用和经济利益上考虑，选择立式氨液分离器与卧式蒸发器组合制冰水，如华润雪花啤酒（阜阳）二期项目，以上工程用户运行效果都较好。
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