啤酒，由大麥和啤酒花為主要原料，經過釀造發酵所得而成得酒精飲料。麥汁經過冷卻后，加入無菌空氣輸送到發酵罐中，再加入酵母，就開始發酵了。我們要為酵母的生命活動提供較為適宜的溫度，然而發酵過程會產生熱，因此要對發酵罐進行冷卻降溫來控制罐內酒液的溫度。
 

發酵罐的冷卻方法

可以采用內部冷卻和外部冷卻兩種方式。顧名思義，內部冷卻是將冷卻裝置置于發酵罐中，如冷卻棒或冷卻線圈。這種冷卻方式的弊端很明顯，因為在罐內與酒液直接接觸，提高了發酵中感染雜菌和野生酵母的風險。并且冷卻效果差，冷卻效率低。
 
因此絕大多數酒飲發酵罐都采用外部盤管或彌勒板的方式進行冷卻控溫。
 

說到這里，以天泰啤酒發酵罐為例，先為大家插播一段發酵罐結構的介紹。

我們常見的啤酒發酵罐是三層結構。最里層與酒液接觸的是食品級304不銹鋼制作的內膽。按工藝計算在內膽外層的部分區域包裹了彌勒板夾套。然后是保溫層。天泰發酵罐使用的是聚氨酯，導熱系數低、密度小、吸水率低，不易燃燒，符合發酵罐保溫材料要求。保溫層外面是我們能看得見摸得著的、由304不銹鋼制作的外壁。
 

夾套冷卻vs盤管冷卻

夾套一般有兩種形式，一種是彌勒板，一種是盤帶（管）。冷卻介質進入夾套，隔著內膽與罐內酒液進行熱交換達到降溫效果。
 

 
彌勒板的凹凸設計能夠使冷卻介質形成湍流，防止罐壁熱交換緩慢引發結冰現象，達到更加均勻的冷卻效果。這會彌補一部分小型罐體內部酒液熱對流不充分的缺點，因此對于10噸或20噸以下的發酵罐優先選擇彌勒板冷卻夾套設計。
 
盤帶（管）的用于優點在于可實現機器自動焊接，減少人工成本和降低人工焊接的不穩定性。大型罐體，如50噸、100噸、300噸、600噸等，罐體內部熱對流比較劇烈，即使盤帶沒有好的湍流效果也不至于罐體結冰。
 

冷卻介質的選擇

在選擇降溫介質時，需要考慮介質的傳熱性能、蒸汽壓力、毒性、易燃性等因素。
 
傳統的大型啤酒廠將盤帶中直接通入液氨降溫。但由于氨的危險性較大，這種降溫方式在現代啤酒廠中逐漸被替代。目前，常用的冷卻介質主要包括水、乙醇和乙二醇這三種。
 
用水作為冷媒是暖通及化工行業換熱系統中最常用的冷卻方法之一。水可以取自江河水、海水、井水及通常的市政自來水等，價格低廉、易得并且對環境污染小。但是，在降溫過程中可能出現水垢、結晶等問題，且冷媒水用量隨季節和地區的不同會有很大的差異，使得其在啤酒發酵中應用較少。
 
乙醇，即酒精，廣泛應用于藥劑、燃料和溶劑等領域的降溫。考慮其低毒性，國外有的啤酒廠會將食用酒精作為其發酵過程中的冷卻介質，保證自己啤酒的食品安全。但乙醇的比熱容較小，因此其制冷效果并不理想。其次，乙醇的蒸汽壓力較低，需要更高的工作壓力才能使其達到制冷效果。此外，乙醇在冷卻系統中也容易腐蝕和氧化，從而降低系統的使用壽命。
 
乙二醇是一種常見的溶劑，在常溫下是一種無色、無臭的液體，具有良好的化學穩定性，具有高比熱容和高熱導率的特性，在冷卻降溫領域發揮著重要作用。此外，乙二醇與水具有良好的相容性，可與水形成各種體積比例的混合液。這一特性使得乙二醇可以根據實際需要靈活調節溶液濃度，調節溶液冰點，以滿足不同的冷卻降溫需求。也是現代啤酒廠在降溫中首要應用的冷卻介質。
 

因此大家在看到大多數設備廠家列出的啤酒發酵罐配置中，乙二醇通過彌勒板夾套降溫常常是一個標準答案。希望這篇文章在大家購置啤酒發酵罐時，對降溫控溫配置的選擇上有所幫助。