양조 산업에서 발효 온도를 조절하는 것은 고품질 맥주를 생산하기 위해 매우 중요합니다. 효모 활동은 발효 중에 열을 발생시키므로 최적의 온도를 유지하기 위한 효과적인 냉각 시스템이 필요합니다. 간접 냉각과 직접 냉각이라는 두 가지 주요 방법이 사용됩니다.
간접 냉각 방식
냉각 메커니즘:
간접 냉각은 일반적으로 에탄올 또는 글리콜과 물과 같은 냉매 혼합물을 발효 탱크를 둘러싼 냉각 재킷을 통해 순환시키는 것입니다. 이 방법은 암모니아 냉장고의 증발기 상자를 사용하여 냉매를 약 5°C까지 냉각한 후 재킷을 통해 순환시킵니다. 그런 다음 냉각된 액체는 발효 중인 맥주의 열을 흡수하여 발효 온도를 안정적으로 유지합니다.
재킷 디자인:
냉각 재킷은 냉각수가 아래에서 들어오고 위에서 나가는 수평 흐름 파이프로 설계되어 탱크 전체에서 효율적인 열 교환을 보장합니다.
직접 냉각 방식
냉각 메커니즘:
직접 냉각은 액체 암모니아를 냉매로 사용합니다. 이 방식에서는 액체 암모니아가 냉각 재킷 내에서 증발하여 발효 중인 맥주에서 직접 열을 흡수합니다. 이 프로세스는 액체 암모니아의 흡열 기화를 활용하여 탱크 내용물을 효과적으로 냉각합니다.
재킷 디자인:
액체 암모니아는 분배 파이프를 통해 위에서부터 유입되어 재킷 내에서 수직 또는 수평 흐름 패턴으로 아래쪽으로 흐릅니다. 이 설계는 탱크 전체에 걸쳐 균일한 냉각을 보장합니다.
2. 쿨링 재킷
(1) 간접 냉각 모드 : 냉각 재킷은 에탄올 또는 글리콜과 물 (냉매)의 혼합물을 통과합니다. 수평 흐름 냉각 파이프 섹션을 채택하고 액체가 아래에서 유입되고 위에서 흘러 나옵니다. 정지 상태에서 냉각수의 압력을 견딜 수 있어야 합니다.
냉각 방법 비교
에너지 효율성:
액체 암모니아를 이용한 직접 냉각은 간접 방식에 비해 약 20%의 상당한 에너지 절감 효과를 제공합니다. 직접 시스템의 컴프레서는 더 높은 온도(약 5°C)에서 효율적으로 작동하는 반면, 간접 시스템은 더 낮은 작동 온도가 필요하므로 전반적인 냉동 효율이 떨어집니다.
장비 및 비용 절감:
직접 냉각은 액체 유량이 적고 파이프 직경이 작기 때문에 더 적은 수의 부품과 단열재가 필요합니다. 따라서 설치 비용이 절감되고 시간이 지남에 따라 유지보수 요구 사항이 줄어듭니다.
안전 고려 사항:
액체 암모니아 시스템은 심각한 안전 위험을 초래할 수 있는 누출을 방지하기 위해 세심한 취급이 필요합니다. 시스템 무결성과 운영 안전을 보장하려면 적절한 용접 및 시공 기술이 중요합니다.
결론
원뿔형 발효 탱크의 직접 냉각 방식과 간접 냉각 방식 중 선택은 양조장의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 액체 암모니아를 이용한 직접 냉각은 에너지 효율이 뛰어나고 장비 요구 사항이 줄어들며 설치 비용이 저렴합니다. 하지만 설치 및 운영 시 안전에 세심한 주의가 필요합니다.
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