在气候变化时代,能源再利用和减少碳排放是啤酒企业关注的头等要事。
每当提起再生利用这个词,大部分食品饮料企业首先想到的是PET、HDPE或铝材重新使用。事实上,啤酒酿造流程具有强大的再生利用潜能,其回收利用的对象是能源,因为啤酒酿造是一个高能耗过程,需要大量的热能;其再利用的理念是减少热能和电能的使用需求,回收多余的能源并重新加以利用,或者采用替代能源——最终,实现节约资源和保护环境的目标。
(资料图)
其中,在糖化车间,传统的热能回收系统对麦汁煮沸过程使用的大部分能源进行回收。这些能源或者在麦汁预热时直接用于酿造流程,或者用于制备热水。通常情况下,这部分能源超过了酿造流程本身的需要。
十多年以前,斯坦尼克酿造专家开始致力于开发一套整体利用方案,重新利用热麦汁的剩余热能,并于2011年推出了EquiTherm系统。
EquiTherm系统回收热麦汁的多余能源,用于替代糖化流程的初级能源,从而大幅度减少资源消耗,其亮点在于其多年的实践经验和令人信服的能量回收效果:在糖化车间,由此可以节省最高55%的热能和40%的电能。
借助EquiTherm改善能源平衡
EquiTherm的原理可以简单汇总如下:采用这种能源回收系统后,啤酒企业的糖化车间通常只有麦汁煮沸需要使用初级能源。这种系统从麦汁冷却器的第一段获取多余能源,将其以95-96℃的热水形式保存在热能储罐中。接下来,这部分热水用于糖化流程的升温——与蒸汽相比,热水作为加热介质可以将糖化流程调整至明显较低的温度。
此后,第二段麦汁冷却还可以对冰水进行升温,可用于投料用水。
“回收的能源可以提供给全部糖化流程,并且避免热水的过量生产,”斯坦尼克产品研发负责人Ralph Schneid博士表示,“这大大改善了酒厂的能源和水利用的平衡。”
不仅在能源方面,EquiTherm系统在工艺方面也有益于酿造流程以及生产的产品:因为醪液受到的热负荷比较少,啤酒具有更高的口味稳定性。“较低的加热介质温度不仅可以减少加热表面的结垢现象,还可以保护改善泡沫的蛋白质组分,减少麦汁变色。”Ralph Schneid博士解释说。
研发基于经验
EquiTherm系统从推出到现在,其基本方案没有发生太多改变。不过,从能源储存罐获取能源的调节系统得到了优化,进一步降低了温度对产品和能耗的影响,以及提升了系统的效率。实践表明,除了降低能源需求,还减小了制备热能和电能的峰值负荷。原有设备加装这套系统后,可以明显降低锅炉和制冷设备的负荷,从而大幅度降低这些设备的设计能力以及运行成本。
哪些企业受益于EquiTherm
具有以下要求的所有啤酒企业都可以采用这种热能回收系统:
希望大幅度降低运行成本
减少的消耗可以降低运行成本,尤其是在能源价格较高的国家,不到两年就可以收回投资成本。在其它地区,EquiTherm通常在四年内即可收回投资成本。
希望减少热水余量
尤其是在热带国家,这一点具有特殊意义:由于地下水温度较高,酿造流程所需的热水相对较少。麦汁冷却产生的热水过多,多余水量被白白排掉。而且作为原料,水作为一种资源的地位日趋重要,这不仅仅在热带国家。
希望节省能源和减少碳排放
啤酒生产需要消耗大量的热能和电能。传统的能源制备会产生大量的碳排放,而EquiTherm可以很好地减少排放。
大量减少碳排放和节约能源
目前,共计有50套EquiTherm系统应用于世界各地的啤酒企业,平均每年生产超过1350万千升冷麦汁。根据实测结果,每百升冷麦汁可以减少2.5至3.0千瓦小时初级能源的使用。
按此计算:
在十年时间内,可以节省大约3.75亿千瓦时的工业能源。
在同样时间内,二氧化碳减排超过8.2万吨。这相当于一辆货车行驶4亿千米排放的二氧化碳。
也可以后期加装到原有设备中
对于新建啤酒厂项目,EquiTherm可以按照需要生产的啤酒品种进行精确设计。另外,它也可以通过对现有设备进行升级改造,整合到现有设备中,其费用主要是对原有的糖/糊化锅进行改造,正如Ralph Schneid博士所述:“EquiTherm系统要求糖化锅的加热表面具有非常高的热传导性能。基于这个原因,最好使用激光焊接蜂窝夹套作为加热表面,由此可以使用96℃热水作为加热介质。对于老旧类型的糖/糊化锅,通常需要安装新的激光焊接蜂窝夹套。”
EquiTherm在新建项目中还可以在启动阶段采用传统的蒸汽加热方式,以后再转换到EquiTherm系统。对此,需要按照EquiTherm要求设计糖/糊化锅,为以后的接口转换提前做好准备。
未来发展
斯坦尼克酿造专家当时提出的EquiTherm创意具有超前意识。1998年推出的Merlin煮沸系统是可持续酿造设备领域的一项重大创新,自此以后,珍惜资源成为斯坦尼克产品研发领域不可或缺的重要内容。尽管节能问题当时还没有受到像当今这样的重视,但斯坦尼克始终关注如何提升酿造流程中的能源效率。
2010年,EquiTherm能源回收系统开始研发,目前,它已经成为Brewnomic系统的中心支柱(关于Brewnomic系统的更多信息参见本文结束处的信息框)。在此期间,斯坦尼克的能源回收系统已经多次荣获能源大奖,并且获得客户高度认可:在全球50多家用户中,许多企业还利用高能效酿造作为市场营销的亮点,积极推广其啤酒的可持续发展理念。
现在,斯坦尼克不仅可以通过成熟的解决方案满足市场对节约资源型设备的需求,而且通过近几年的实际应用,这些方案不断得到优化。“出售的每一台EquiTherm设备都能给我们带来宝贵的经验,借此,该系统的效率不断得到提升。”Ralph Schneid博士讲述。
“今后,可持续发展将成为无法回避的主题,因此,每一家啤酒企业都应该深入探讨如何面对这一主题。节省能源,这不仅意味着成本和市场营销方面的优势,最终还对环境保护具有积极的影响。为了保证我们星球的未来,现在我们必须采取行动。”Ralph Schneid博士总结说。
标签: equitherm
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