啤酒厂CO2回收量及使用量的计算.doc

啤酒厂 CO2的回收量和使用量的算廊坊青啤酒厂：春生CO2是啤酒酵中的主要物，近代啤酒技中 CO2又是必不可少的重要原料，CO2的合理回收利用于改造工，提高啤酒量起着重要作用。

因此，啤酒厂回收酵生的 CO2、洗、等一系列的理最后使用到啤酒的和包装程中，既能减排又能宝。

在此就啤酒厂CO2的回收量和使用量的算方法介如下与同行参考。

1、酵程中 CO2生量啤酒酵程中，可酵糖在酵母作用下化酒精、 CO2及副物。

正常酵情况下，可酵糖中 98%左右可完全酵生 CO2。

"根据巴林（ Balling）氏的研究，在完全酵，存在下列关系：浸出物酒精 + CO2+酵母2.06651."00."95650."11由上式可推出酵罐至下酒CO2生量 :：G =（麦汁度 -下酒真） *98%* 酒液量 *0."9565/2."0665 ⋯⋯ ..（1）2、CO2回收量麦汁原 14%，主酵温度 12℃，罐0."08-0."1Mpa ，下酒外3."2%，外酵度 75%，真正酵度60%，酒精含量4."25%，真5."5%，CO2度达到 99%、原12.".1 %开始回收，按以上条件例算酵程中每 KL麦汁回收的CO2量。

CO2理收量 =生量 -回收前溢出量 -酵液中溶解量⋯⋯（2）由 1 式可得：CO2生量 =（14%-5."5%）*1000*1."056*98%*0."9565/2."0665=40."72."kg ⋯（3）回收前溢出量 =（14%-12."1%）*1000*1."056*98%*0."9565/2."0665=9."10kg ⋯⋯ ..(4)假酵液中 CO2含量6."0g/L，酵液中溶解量 =0."60%*1000=6."00kg ⋯ ..(5)由（3）、（ 4）、（5）代入（2）式可得：CO2理回收量 =40."72-9."10-6."00=25."62kg，即每 KL麦汁可生 CO2理回收量25."62kg/kl ，但上 CO2回收量受各种及操作水平的影响，回收率0."74-0."84 之，也就是每kl 14 度麦汁回收可供使用的最大量21."50kg/kl 。

3、生产过程中 CO2的使用量A、制取碳酸水碳酸水中 CO2含量以0."55%计，生产 1KL10°P啤酒，需 14 度啤酒 723 L和 287 L碳酸水，则需添加CO2 的量为 287*0."55/100=1."579kg，即 KL啤酒耗 CO2为1."579kg/klB、发酵罐滤酒背压CO2背压以0."1 MPa 计，需要的 CO2的总量为根据气体状态方程，相同体积下，0."1 MPa 表压所需 CO2 的量为标准状态下所需CO2 量的两倍，设发酵罐的全容为380KL，有效容积为 300KL，即 2× 380 kL ×1."97kg/m3 =1497."2kg，折合千升啤酒为4."99kg/ kl 。

C、清酒罐滤酒背压清酒罐全容 240KL，有效容积 200KL，则： 2×240 kl ×1."97kg/kl =945."6kg，折合千升啤酒为4."728kg/ kl。

D、清酒罐灌酒背压同上， 2×200 kl ×1."97kg/kl =788kg，折合千升啤酒为3."94kg/ kl 。

E、灌酒机背压灌酒机二次抽真空、背压耗二氧化碳2."5kg/kl 。

由以上累积算出每kl 啤酒从贮酒至灌装至少需用CO2量约为17."72 kg/ kl。

而每 kl14 度麦汁实际回收的CO2量为21."50kg/kl ，拆算为 10 度成品啤酒即每kl 啤酒实际可供应CO2量为16."16 kg/ kl，即每万 kl 成品啤酒实际可供应CO2量约为161."6 t ，而每万 kl 成品啤酒理论耗用量177."2 t ，从理论上看 CO2回收量与使用量就不能持平，在实际生产过程中供应 CO2量更是不足的，实际每万 kl 成品啤酒使用量为理论耗用量177."2 t 加上生产调节与合理损耗量8 t（经验推算） =185."2 t ，即每万 kl 成品啤酒实际使用量与回收量的差别约为24 t。

1."2 CO2回收利用的理论依据1.2CO2回收利用的理论依据理论上，啤酒发酵过程中文章来源华夏酒报每公斤麦芽糖、葡萄糖可分别获得0."514 kg、0."489 kg CO2。

"而且 CO2很容易实现气、液、固三相的转变，即在低温加压的情况下，二氧化碳会变成无色具有流动性的液体，最终变成雪花状固体，这为 CO2 回收和处理提供了依据。

1."3CO2 气体用量及经济效益计算实例1）CO2气体用量假设清酒罐总容积为200M3、"背压表压为0."08MPa，则一只 200M3 清酒罐（空罐）背压至表压为0."08MPa，CO2耗量为：（200÷22."4）× 44×1."8=707kg（其中22."4—气体摩尔系数； 44—CO2的摩尔质量；1."8 —清酒罐背压的绝对压力）。

2）经济效益为保证生产和产品质量，不少啤酒厂均部分使用外购高纯度 CO2。

"如按每公斤外购CO2售价0."6 元折算，并假设千升酒消耗5kg 外购 CO2，则会增加千升酒成本3."0 元。

若全部使用回收CO2，则按回收 1kg CO2耗电0."18kwh 、电价按0."76 元折算，则每回收 5 kg CO2耗电成本约为0."70 元，则就本实例而言，全部使用回收CO2至少可节约千升酒成本2."3 元。

因此，如何经济利用回收CO2是啤酒企业节约成本的最佳途径之一。

"2.CO2回收环节的问题及解决措施2."1 合适的回收储存能力由于啤酒生产存在淡旺季之分，所以，CO2的回收储存能力首先必须考虑生产不均衡性及投料密集时CO2的最大产量，而储存能力必须保证旺季生产至少一周的生产需求量。

其次，生产旺季必须保证CO2 回收处理系统运行通畅、高效，因此要求设备维修人员要对CO2回收处理系统进行定期的检查和维护保养。

2."2 均衡安排糖化投料，避免密集投料通常，生产安排要在产销、在制品及库存成品之间寻求平衡点，但实际生产中常出现这些环节不同步，使得 CO2 回收储存不连续，而且常将发酵 CO2排放，滤酒及包装生产时又必须外购 CO2。

"这样，不仅增加了可利用资源浪费，加重环境污染，而且增加生产成本。

因此，生产安排必须连续、均衡、合理。

2."3 提高 CO2回收量的措施实际生产中，CO2的回收量低于理论值，有必要采取一些技术措施提高 CO2回收量。

1）通过检测 CO2纯度和发酵糖度指标，依据设备状况设定最佳的 CO2回收点（体积分数达到 97%—99%），通常将满罐时间及糖度下降值作为经验数据来确定回收 CO2的起点。

2）两罐法发酵倒入罐或清酒罐罐体酸洗且为CO2背压，则进酒过程排出气体送至CO2回收。

发酵罐和清酒罐碱洗用压缩空气置换前对CO2回收。

3）当可供回收 CO2的发酵罐少于 2 只时，可考虑延时回收，主要因为系统负荷不足，回收量不足以满足系统再生耗气，且设备频繁开关增加电耗2.4CO2回收系统关键控制点 1)控制好气囊气态 CO2的量，保证回收系统正常运行，避免压缩机等频繁开关。

2)加强不凝气的排放，通过降低在液化处理过程中 O2 和 N2 的分压达到降低 CO2气体中 O2 和 N2 气体的含量的目的。

3)水洗塔要有排气装置，防止 CO2经过水洗塔时吸入水中的氧气。

4)吸附塔中的活性碳要及时更换，避免活性碳长时间使用残留不良异味。

洗涤塔、吸附塔、干燥塔等要定期再生，并定期对回收设备及管道进行CIP。

5)回收过程中一定要控制好各发酵罐的压力平衡和阀门开度，以免影响回收量和发酵罐内酒体的正常对流。

6)控制好满罐麦汁量，避免大量泡沫带入CO2回收系统。

7)干燥过程中防止结冰，堵塞阀门和管道。

经常检查发酵罐安全阀、回收系统的密封性能，减少泄漏。

8)气态 CO2在使用前再经过一级气体过滤器，防止回收系统内不良微粒等进入啤酒中造成不必要的质量问题。

3."CO2 的应用范围及使用量概算3."1CO2 的应用范围啤酒生产中 CO2的应用范围很广，一般认为有直接添加至酒体和气封隔氧两种用途，主要集中在以下几个方面。

1）制备低溶解氧含量的脱氧水用于高浓稀释工艺生产啤酒； 2）为保证成品酒CO2含量必须依据稀释比例及发酵液 CO2含量对清酒进行在线填充 CO2；3）过滤和灌转摘于中国酒业新闻网装过程中，采用 CO2引酒、顶水、二次抽真空和酒缸、罐体等备压，目的是除氧； 4）糖化锅槽背压、两罐法倒酒发酵罐背压、硅胶硅藻土等助剂添加桶背压等； 5）对发酵液洗涤和饱和，除去双乙酰、硫化物、醛等挥发性生青味物质，加快啤酒成熟；3."2CO2 使用量概算 1）依据国标规定的成品啤酒 CO2含量，在发酵液 CO2 含量很低及稀释比例超过 50%时，清酒中 CO2添加量最大约4."5kg/KL；2）清酒罐及缓冲罐、发酵罐付酒背压、脱氧水制备，合计 CO2 消耗量约5."0kg/KL；3）助剂等添加桶背压、付酒管道引酒顶酒，CO2消耗量约1."5kg/KL；4）包装二次抽真空、空瓶吹除空气消耗CO2量约7."3kg/KL；因此，啤酒过滤至包装压盖约消耗CO2量为 18kg/KL，与可回收量18kg/KL—20kg/KL基本持平。

4."生产中 CO2平衡串压的经济利用技术平衡串压可理解为：在滤酒生产时，罐体（发酵罐、缓冲罐、清酒罐、脱氧水罐等）可以全部串联起来组成一个庞大的缓冲体系，即保证背压的CO2气体在此体系内压力互补而不对外排放，减少CO2的消耗，从而达到安全稳定、节能降耗的目的。