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1、技术研究啤酒锥形发酵罐温度控制中的几个问题张国权中国计量科学研(究院(北京100013,啤酒发酵是使糖化麦汁向啤酒转化的关键流程麦汁中的糖被酵母发酵成乙醇和二氧,。,化碳同时也产生对啤酒风味有重要影响的发酵副产品在发酵过程中发酵液温度的测量。和控制是影响发酵周期和啤卿质量的重要因素最近见(啤酒科技)杂志上一些文章谈及这,,,方面的问题同时在一些啤酒厂看到或听到一些现象和说法觉得有必要澄清一些问题并。做一些适当的分析、一温度和温度测量,,。温度是国际单位制七个基本物理量之一是表征物体宏观热状态的物理量温度的概,,,念是在热平衡的基础上两个物体
2、相接触若相互间无热交换而处于平衡状态我们则说此,两物体具有相同的温度;则热量从温度高的物体流向温度低的物若两物体间存在热交换。,,,体温度计是一物体被测物是另一物体只有当温度计与被测物体间无热交换时温度计,显示的温度才是被测物体的真实温度;即有热流通过温度计的传感部若相互间有热交换,,分则温度计所显示的温度就与被测物体的真实温度有差异且差异的大小将随着通过的热。流大小而改变,以上是由温度的定义引伸出的一个基本原理是指导我们如何正确地使用温度计测量,。,,温度如何分析测量误差的理论依据如果方法不当不仅会产生温度数值上的偏差而且。,,会产生温度
3、变化状态的错觉所以在使用温度计测量某一物体温度时不仅要注意被测物,,体的状况而且同时要注意温度计各部分所处的周围环境应尽量减少通过温度计传感部分,。的热流使测量误差减少到允许的范围内:减少通过温度计传感部分热流的办法有两个一是使温度计在被测物体的环境中有一,定的插入深度;二是将温使得通过温度计杆由外界传入的热流在未到传感部分前给予分流。,度计暴露在外界环境中的部分用绝热材料进行隔离那种认为只要将温度计插进去或者,。在取样口用温度计传感部分测量流动液柱的温度的作法都不符合温度测量的基本原则、二锥形罐啤酒发酵工艺流程中的热分析,,,首先必须明确
4、地指出温度在啤酒发酵流程中是一个工艺参数温度的测量和控制是。,完成流程的工艺手段酿酒师在工艺流程的不同阶段根据测得的表征发酵液特性的特征,、、、、,、量如二氧化碳含量密度酵母细胞数PH值双乙酞⋯⋯等通过调整温度压力等工艺,,。,参数和其它手段来控制和调整各特征量以获得符合质量要求的啤酒温度的稳定性是。,,完成生化反应的必要条件从关于温度的概念中就可以看出控制温度实质上是控制传,。,热即控制发酵液与外界间的热交换因此首先必须对锥形罐中的发酵过程进行较详细的。,热分析在现代化的啤酒厂其发酵流程中的主酵和后酵(后熟)大多数都在同一锥形罐中,,。,
5、进行这两个阶段既有区别又互相关联发酵过程是在酵母的作用下将麦汁中浸出物,。(糖)的大部分(约占2乃)转化为乙醇和二氧化碳在此转化过程中将产生大量的热以罐技术研究’,,容积为205立方米且P麦汁发酵为例当真正发酵度达到65%时所产生的热量为.。,,,10485SMJ这是发酵液的主要热量来源应在不同时机按要求及时地排出另外由于麦,汁接种温度与灌酒温度不同所带来的热量也必须排出当然还有少量罐顶产生的辐射热和,。通过罐壁的热传导传入的热量以上就构成了锥形罐发酵过程的总热量我们的任务就是,,,在不同阶段通过罐壁上的冷却区采用不同的方式将这些热量及时地
6、排出以保持温度按,,要求稳定在某一数值上这就是啤酒锥形发酵罐温度控制的实质只有紧紧抓住这一点才能,。,,正确地设计控制系统才能获得稳定的温度控制但是仅有热分析还是不够的还必须分,,析发酵过程中发酵液的运动和传热即解决如何将热量排出的问题下面就进而分析罐中液。体的运动与传热、三锥形罐内液体运动与传热。锥形罐内流体的运动与热量和传递紧密地联系在一起,。在发酵强烈阶段生化反应产生大量的热和二氧化碳二氧化碳带动周围的液体一起,,。向上翻动产生的反应热使液体温度升高密度减小同样也使流体微团向上运动此时罐上,,部的冷却区将承担主要的排热冷却任务所产生的
7、反应热通过罐壁上的冷带由冷带内的冷,,,。媒(或致冷介质)带走冷却后的液体温度下降密度增大沿罐壁向下流动在罐内如是形,。,成中间向上四周向下的自然对流运动在此阶段大量的热通过自然对流换热传递给冷带。并通过冷带内的介质将热量带走,。液体内部的换热方式除热传导外还有向上和向下运动的流动层间产生的传质换热,、,由于任何实际流体均有粘性在向上向下运动流体层间的那部分流体微团在粘性力的作,、,。,用下将形成旋涡冷热流体微团将进行质量交换热量将随着进行迁移此阶段由于生化,,,,反应强烈产生大量的二氧化碳和反应热冷却强度较大上下对流的速度也较快应及时地,
8、。,;将产生的热量排出使反应速度控制在适当范围内过快将对发酵质量产生不利影响过,。,慢将延长发酵周期而能够及时而灵敏地感受冷却强度进而控制反应速度的流体应当是。,紧贴冷却面附近的
