啤酒行业的综合回收利用
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热灌装技术创新是重要原因,Dynafill 热灌装技术, 可将低的啤酒温度用于其它介质的冷却,为二次过程提供 使用的冷能,这样可明显降低制冷负荷。
电力负荷峰值从 2500 降到低于 1500kW(见图 3、 图 4),明显扁平化。这一成就主要是由于通过改变灌装 方案以及每周七天的连续生产降低负荷峰值,通过储能罐 或缓冲罐使之完全均衡。这也意味着通过均衡生产,某种 程度上降低了生产线的产量。
创新
啤酒行业的综合回收利用
Beer Industry's Comprehensive Recycling
在啤酒工厂酿造过程中会产生一些有价值的剩余材 料、能量,需加以利用。实施中存在 2 个问题:一是材料、 能量的价值较低,其次回收成本也不小。不过可以预见, 材料、能量的价值会增长,消费者的低碳意识会逐渐增强, 慢慢地每个人都会意识到,不能继续像现在这样浪费自然 资源了,工厂也将重新评估现有的技术、规程。
Brewnomic 是能源利用的创新,基于连续的批量过 程。通过几个方面来实现:降低能耗;把供热系统改成低 压热水系统;降低供热系统的温度水平;能源回收最大化; 均衡生产,降低负荷峰值;回收剩余材料。最终目标是能
源自给自足和 CO2 产用平衡。
啤酒行业有许多节电、节热的创新。但是将这些创新 综合在一起的,却是 Brewnomic 的创意。要弄清楚各种 消耗对比,首先找一个现有啤酒工厂,这个工厂是按目前 技术建造的,年产 26 万千升。再按这个规模和生产流程, 建一个模拟工厂 Brewnomic,设想该厂 12 个月内所有的 主要流程,并按小时记录所涉及的所有运行数据。为了测 定负荷峰值,以 10 分钟为一个时间间隔来分析十周的运 行数据。任何受气候影响的过程,如制冷系统,都是根据 美国暖通空调工程师协会(ASHRAE)手册数据计算。
荷峰值的影响。均衡能耗过程、采用连续的批量生产过程,可使热流曲线 平缓。通过在一周的连续小批量生产,可实现能源和介质需求的最小化。 较小的系统也可以降低发酵小木桶和公用工程所需要的资本支出。在许多 国家,周日的生产成本很高,这些都需要考虑。Brewnomic 理念可将热 流峰值降低到 4000 kW 以下,平均约 2000 kW,见图 2。
所产生的甲烷在热电联产装置中转换成电能和热能; 值得注意的是,这里产生的热能对啤酒工厂来说还是不 够用的,为此,大约有 20% 的甲烷直接供给锅炉设备 单独产生热能。余下 80% 供给热电联产装置。热电联 产装置及锅炉设备产生的热能储存在一个中央蓄能罐中
(≥ 110℃的热水),由这里供给啤酒工厂需要的所有热能。 所产生的电能分成若干支流,满足啤酒工厂不同的用电需 求及电机的驱动,见图 6。
3000 kW。周日进行 CIP 刷洗,仅需少量热能。 到下周一,新的循环又开始了。通过将热流整 合在一起,这样,用于生产一定数量的啤酒所 消耗的热能就可以被测定。
图 3:实际啤酒厂耗电曲线
图 4:Brewnomic 啤酒工厂耗电曲线
模拟模型 Brewnomic 可以使酿造过 程中不同的节能部分与创新部分相互结 合。其它涉及的参数,如糖化能力、糖化 次数、生产天数等,根据需要同样可以简 单地改变,以便观察它们对能源消耗和负
图 1:实际啤酒厂的热流曲线
图 2:Brewnomic 啤酒厂的热流曲线 56
INNOVATION
图 1 显示了现有的啤酒厂生产运行 10 周的热流变化曲线。在每 周的开始阶段,需对洗瓶机和巴氏杀菌机加热升温、糖化开始生产、 在冷段需要进行清洗工艺,所有这些均需要消耗热能。仅几个小时, 热流超过了最大值 10000 kW。根据灌装线速度,灌装大约在周三或 周四完成。本周其余时间热能主要用于糖化,热流从 6000 kW 降到
图 5:能源需求对比 图 6:采用余料回收的供能理念 57
创新
由于将工厂中的所有能源节约系统与机器设备结合在 一起,将把现有啤酒工厂热能消耗从 14.5 kWh/hl 降低到 5.9kWh/hl,电能消耗也从 5.6 明显降低到 3.9kWh/hl, 见图 5。
图 8:没有余料回收的供能理念 假 若 没 有 沼 气 系 统,Brewnomic 理 念 已 经 为 降 低 CO2 排放做出了巨大贡献。热电联产能源站和锅炉设备也 可用天然气取代沼气供气(见图 8)。沼气系统可在后续 根据需要随时集成入能源供应系统中。这已经降低了标准 啤酒工厂 60% 以上的 CO2 排放量,对于实际啤酒工厂, 如果用天然气来运行热电联产能源站,则每年减少 CO2 排放量大约为 7200 吨。 从啤酒酿造过程中回收的余料中,甚至可以获得多余 的热能和电能,比供应啤酒工厂所需要的能量还多。保持 沼气系统的长期供应对优化运行至关重要,这就是为什么 一周 7 天的尽量连续生产。7 天连续生产,对于其它行业 是理所当然的事,啤酒行业有什么做不到的呢。 热水作为热载体、一系列连续的批量过程、高浓糖化 工艺、热灌装技术基础之上,一个能源自给自足和 CO2 产用平衡的啤酒工厂一定会成为现实。Brewnomic 技术 值得期待。
通过在 Brewnomic 设计中所采取的措施,使能源的 消耗和所提供的能源量都大大减少。
酿造余料可供给传统的沼气系统。酒糟的 80% 送到 沼气系统,其余 20% 继续被作为饲料出售。还有酵母也 可供给沼气系统。一种替代硅藻土的基于粘胶纤维的过滤 助剂,也可回收入沼气系统。当然,在糖化和酒窖中所产 生的废水,也能进入沼气系统。这些余料在沼气系统中被 发酵产生甲烷。
糖化、灌装车间的屋顶面积较大,可用于光伏发电。 如果阳光充足,电能可直接用于制冷系统,转化为冷能, 存于发酵罐中。从回收的余料中,实际工厂可获得 6.5 kWh/hl 热能和 4.3kWh/hl 电能,高于实际需求,见图 7。 多余数量的热能和电能还可以对外出售,这样将啤酒工厂 变成了啤酒酿造的能源站。
电力负荷峰值从 2500 降到低于 1500kW(见图 3、 图 4),明显扁平化。这一成就主要是由于通过改变灌装 方案以及每周七天的连续生产降低负荷峰值,通过储能罐 或缓冲罐使之完全均衡。这也意味着通过均衡生产,某种 程度上降低了生产线的产量。
创新
啤酒行业的综合回收利用
Beer Industry's Comprehensive Recycling
在啤酒工厂酿造过程中会产生一些有价值的剩余材 料、能量,需加以利用。实施中存在 2 个问题:一是材料、 能量的价值较低,其次回收成本也不小。不过可以预见, 材料、能量的价值会增长,消费者的低碳意识会逐渐增强, 慢慢地每个人都会意识到,不能继续像现在这样浪费自然 资源了,工厂也将重新评估现有的技术、规程。
Brewnomic 是能源利用的创新,基于连续的批量过 程。通过几个方面来实现:降低能耗;把供热系统改成低 压热水系统;降低供热系统的温度水平;能源回收最大化; 均衡生产,降低负荷峰值;回收剩余材料。最终目标是能
源自给自足和 CO2 产用平衡。
啤酒行业有许多节电、节热的创新。但是将这些创新 综合在一起的,却是 Brewnomic 的创意。要弄清楚各种 消耗对比,首先找一个现有啤酒工厂,这个工厂是按目前 技术建造的,年产 26 万千升。再按这个规模和生产流程, 建一个模拟工厂 Brewnomic,设想该厂 12 个月内所有的 主要流程,并按小时记录所涉及的所有运行数据。为了测 定负荷峰值,以 10 分钟为一个时间间隔来分析十周的运 行数据。任何受气候影响的过程,如制冷系统,都是根据 美国暖通空调工程师协会(ASHRAE)手册数据计算。
荷峰值的影响。均衡能耗过程、采用连续的批量生产过程,可使热流曲线 平缓。通过在一周的连续小批量生产,可实现能源和介质需求的最小化。 较小的系统也可以降低发酵小木桶和公用工程所需要的资本支出。在许多 国家,周日的生产成本很高,这些都需要考虑。Brewnomic 理念可将热 流峰值降低到 4000 kW 以下,平均约 2000 kW,见图 2。
所产生的甲烷在热电联产装置中转换成电能和热能; 值得注意的是,这里产生的热能对啤酒工厂来说还是不 够用的,为此,大约有 20% 的甲烷直接供给锅炉设备 单独产生热能。余下 80% 供给热电联产装置。热电联 产装置及锅炉设备产生的热能储存在一个中央蓄能罐中
(≥ 110℃的热水),由这里供给啤酒工厂需要的所有热能。 所产生的电能分成若干支流,满足啤酒工厂不同的用电需 求及电机的驱动,见图 6。
3000 kW。周日进行 CIP 刷洗,仅需少量热能。 到下周一,新的循环又开始了。通过将热流整 合在一起,这样,用于生产一定数量的啤酒所 消耗的热能就可以被测定。
图 3:实际啤酒厂耗电曲线
图 4:Brewnomic 啤酒工厂耗电曲线
模拟模型 Brewnomic 可以使酿造过 程中不同的节能部分与创新部分相互结 合。其它涉及的参数,如糖化能力、糖化 次数、生产天数等,根据需要同样可以简 单地改变,以便观察它们对能源消耗和负
图 1:实际啤酒厂的热流曲线
图 2:Brewnomic 啤酒厂的热流曲线 56
INNOVATION
图 1 显示了现有的啤酒厂生产运行 10 周的热流变化曲线。在每 周的开始阶段,需对洗瓶机和巴氏杀菌机加热升温、糖化开始生产、 在冷段需要进行清洗工艺,所有这些均需要消耗热能。仅几个小时, 热流超过了最大值 10000 kW。根据灌装线速度,灌装大约在周三或 周四完成。本周其余时间热能主要用于糖化,热流从 6000 kW 降到
图 5:能源需求对比 图 6:采用余料回收的供能理念 57
创新
由于将工厂中的所有能源节约系统与机器设备结合在 一起,将把现有啤酒工厂热能消耗从 14.5 kWh/hl 降低到 5.9kWh/hl,电能消耗也从 5.6 明显降低到 3.9kWh/hl, 见图 5。
图 8:没有余料回收的供能理念 假 若 没 有 沼 气 系 统,Brewnomic 理 念 已 经 为 降 低 CO2 排放做出了巨大贡献。热电联产能源站和锅炉设备也 可用天然气取代沼气供气(见图 8)。沼气系统可在后续 根据需要随时集成入能源供应系统中。这已经降低了标准 啤酒工厂 60% 以上的 CO2 排放量,对于实际啤酒工厂, 如果用天然气来运行热电联产能源站,则每年减少 CO2 排放量大约为 7200 吨。 从啤酒酿造过程中回收的余料中,甚至可以获得多余 的热能和电能,比供应啤酒工厂所需要的能量还多。保持 沼气系统的长期供应对优化运行至关重要,这就是为什么 一周 7 天的尽量连续生产。7 天连续生产,对于其它行业 是理所当然的事,啤酒行业有什么做不到的呢。 热水作为热载体、一系列连续的批量过程、高浓糖化 工艺、热灌装技术基础之上,一个能源自给自足和 CO2 产用平衡的啤酒工厂一定会成为现实。Brewnomic 技术 值得期待。
通过在 Brewnomic 设计中所采取的措施,使能源的 消耗和所提供的能源量都大大减少。
酿造余料可供给传统的沼气系统。酒糟的 80% 送到 沼气系统,其余 20% 继续被作为饲料出售。还有酵母也 可供给沼气系统。一种替代硅藻土的基于粘胶纤维的过滤 助剂,也可回收入沼气系统。当然,在糖化和酒窖中所产 生的废水,也能进入沼气系统。这些余料在沼气系统中被 发酵产生甲烷。
糖化、灌装车间的屋顶面积较大,可用于光伏发电。 如果阳光充足,电能可直接用于制冷系统,转化为冷能, 存于发酵罐中。从回收的余料中,实际工厂可获得 6.5 kWh/hl 热能和 4.3kWh/hl 电能,高于实际需求,见图 7。 多余数量的热能和电能还可以对外出售,这样将啤酒工厂 变成了啤酒酿造的能源站。