當麥汁過(guò)濾后進(jìn)入到煮沸鍋，它就會(huì )被加熱到沸點(diǎn)。常見(jiàn)啤酒廠(chǎng)使用的三種加熱方式——直火加熱、電加熱和蒸汽加熱，在選擇上除了考慮煮沸罐的大小外還要考慮產(chǎn)生熱量的成本。蒸汽加熱并非總是一個(gè)最佳選擇，在不同的國家對于蒸汽使用許可有不同的標準，在某些地方可能不允許使用蒸汽鍋爐，或者對于可以使用的蒸汽鍋爐/發(fā)電機的尺寸有限制要求，地方的排放法規可能會(huì )顯著(zhù)增加安裝成本并降低使用效率，所以一些國外的客戶(hù)不得不舍棄蒸汽加熱而選擇電加熱組件。還有些啤酒廠(chǎng)受到自己?jiǎn)?dòng)資金的限制不得不選擇便宜的電加熱方式。但如果站在工藝的出發(fā)點(diǎn)，對啤酒質(zhì)量負責的角度，蒸汽加熱是所有啤酒廠(chǎng)最佳選擇。并且從長(cháng)期使用和維護成本的角度出發(fā)，對于一天要釀造多個(gè)批次的中大型啤酒廠(chǎng)而言，電加熱在日常釀造時(shí)產(chǎn)生的時(shí)間成本和人力成本都比蒸汽加熱要高得多。


 
蒸汽加熱的選擇
蒸汽加熱的方式又可以分為使用蒸汽夾套或加熱器兩種選擇。使用蒸汽夾套加熱的微型精釀啤酒廠(chǎng)的煮沸罐內，蒸汽在煮沸罐內膽和外壁之間形成的夾套中通過(guò)，從而傳遞給罐內的麥汁足夠的熱量來(lái)達到沸點(diǎn)和預計的蒸發(fā)速率。但對于3000L及以上的中大型啤酒廠(chǎng)，隨著(zhù)容積的增加，每升的麥汁受熱面積卻越來(lái)越小。因此大型啤酒廠(chǎng)常見(jiàn)的麥汁煮沸加熱方式均為加熱器加熱。
加熱器的類(lèi)型有內置加熱器和外置加熱器兩種，本文中天泰來(lái)為大家介紹啤酒廠(chǎng)煮沸罐中的內置加熱器和外置加熱器的優(yōu)缺點(diǎn)。
 
內置加熱器的工作原理


糖化系統中使用的內置加熱器是放置在煮沸罐中的一個(gè)圓柱形裝置，它常通過(guò)支腳被固定在煮沸罐底部中央。在該裝置中，垂直填充著(zhù)一堆排管，有些啤酒廠(chǎng)使用銅管，而我們在給客戶(hù)設計時(shí)在內置加熱器中使用304不銹鋼無(wú)縫管。在天泰的內置加熱器中，排管與排管之間的縫隙形成夾套，蒸汽從上方進(jìn)入裝置，充滿(mǎn)排管之間的夾套。麥汁用泵打入煮沸罐中，從下向上進(jìn)入加熱器，充滿(mǎn)排管，與蒸汽進(jìn)行熱傳遞。
加熱器中沸騰的麥汁向上噴涌，為了有效的消除煮沸過(guò)程中形成的的泡沫和避免溢鍋現象，加熱器正上方是配備的導流罩。導流罩形狀為傘形，麥汁沸騰時(shí)噴射碰觸到導流罩，再分散落下，完成由內向外的麥汁自行對流循環(huán)。
內加熱煮沸罐可以分為常壓沸騰和低壓沸騰。常壓沸騰是最常見(jiàn)的傳統沸騰，而低壓沸騰是在0.11 ~ 0.12mpa的壓力下進(jìn)行的，沸點(diǎn)可達120℃，縮短沸點(diǎn)時(shí)間，可以節約能源消耗。
還有的啤酒廠(chǎng)為了使麥汁受熱更加均勻，在加熱過(guò)程中，讓麥汁從煮沸罐中流出，再通過(guò)泵打回煮沸罐，從底部通過(guò)內置加熱器，進(jìn)行強制循環(huán)。但這種方式的弊端是，泵的作用力會(huì )響蛋白質(zhì)復合物的形成。
 
配備內置加熱器的煮沸罐的清潔
由于內置加熱器是固定在煮沸罐底部的，在啤酒廠(chǎng)運行期間少見(jiàn)拆卸，因此內置加熱器的清潔工作要更加重視。天泰在為配置了內置加熱器的煮沸罐設計CIP清潔邏輯時(shí)，將有一個(gè)CIP清潔球在導流罩下方，以便清潔排管和筒體內壁。此外還會(huì )安置至少2個(gè)CIP清潔球用于清潔煮沸罐內部和加熱器外壁。
 
內置加熱器的優(yōu)點(diǎn)

1. 熱量損失少。使用內置加熱器加熱并自行對流循環(huán)煮沸的麥汁極少損失熱量到大氣中，因此它的加熱速率也是最快的。

2. 增加麥汁受熱面積，加快蒸發(fā)效率。想象燒一鍋水，如果你不斷地攪拌它，它會(huì )蒸發(fā)的更快，因為攪動(dòng)增加了水與大氣接觸的表面積，使更多的水分子以蒸汽形式逸出。

3. 提高釀造效率。

 內置加熱器的缺點(diǎn)

1. 雖然在導流罩下方設計了CIP清洗球，但由于排管較多，對于加熱器內里底部仍然存在清潔力度不足的情況。

2. 因為低流量的麥汁的管束，如果不能很好地控制蒸汽壓力或蒸汽溫度過(guò)高，麥汁會(huì )發(fā)生局部過(guò)熱，有可能導致麥芽汁顏色的加深和壞的品味，從而影響成品啤酒的質(zhì)量。

 
外置加熱器的工作原理


外置加熱器主要用于大型工業(yè)啤酒廠(chǎng)，其構造與內置加熱器相同，垂直填充著(zhù)一堆排管，排管與排管之間的縫隙形成夾套，蒸汽從上方進(jìn)入裝置，充滿(mǎn)排管之間的夾套。與內置加熱器不同的是，外置加熱器被放置在罐外，與煮沸罐通過(guò)管路連接。麥汁在加熱時(shí)被泵出煮沸罐，以2.5m/s的速度從下方進(jìn)入排管，與蒸汽進(jìn)行熱交換后再返回到煮沸罐中。
 
外置加熱器的優(yōu)點(diǎn)

1. 加熱在煮沸罐外進(jìn)行，煮沸罐的清潔工作大大簡(jiǎn)化。且因為加熱器本身放置在罐外，也便于人工或使用CIP清潔。

2. 同樣增加了麥汁的受熱面積，加快煮沸效率。

3. 與內置加熱器相比，啤酒廠(chǎng)為外置加熱器支付額外費用的原因是可以通過(guò)控制泵的速度更好地控制蒸發(fā)率?？梢钥刂票玫乃俣?，因此不同批次的煮沸可以復刻。

4. 由于形成強制循環(huán)，麥汁受熱更加均勻。

外置加熱器的缺點(diǎn)

1. 如果不能很好地控制蒸汽壓力或蒸汽溫度過(guò)高，麥汁會(huì )發(fā)生局部過(guò)熱，有可能導致麥芽汁顏色的加深和壞的品味，從而影響成品啤酒的質(zhì)量。

2. 由于加熱器在罐外，處于大氣環(huán)境中，熱損失高于內置加熱器。

3. 額外的管道、閥門(mén)和泵增加了設備投資成本。

4. 技術(shù)門(mén)檻最高，需要對操作人員進(jìn)行額外的培訓。

 
總結
雖然蒸汽加熱的前期投資成本和安裝成本是加熱方式中最高的，但由于多種原因，蒸汽在啤酒廠(chǎng)中很受歡迎。很大一個(gè)原因是前期投資了蒸汽鍋爐，就可在啤酒廠(chǎng)的多處加熱需求時(shí)使用蒸汽加熱，例如為CIP站提供加熱。
總而言之，無(wú)論是出于工藝的角度，還是對多批次需求，具有更好的控制能力、可擴展性、多功能性和加熱速率的蒸汽加熱是最佳選擇。使用蒸汽時(shí)，可以同時(shí)加熱糖化罐、煮沸罐和熱水罐，當每天需要進(jìn)行多次釀造時(shí)，這一切都會(huì )有所幫助。前期的成本通過(guò)后期更低的維護成本和節省的時(shí)間成本和人力來(lái)償還，也讓釀造更加輕松。