啤酒，由大麦和啤酒花为主要原料，经过酿造发酵所得而成得酒精饮料。麦汁经过冷却后，加入无菌空气输送到发酵罐中，再加入酵母，就开始发酵了。我们要为酵母的生命活动提供较为适宜的温度，然而发酵过程会产生热，因此要对发酵罐进行冷却降温来控制罐内酒液的温度。
 

发酵罐的冷却方法

可以采用内部冷却和外部冷却两种方式。顾名思义，内部冷却是将冷却装置置于发酵罐中，如冷却棒或冷却线圈。这种冷却方式的弊端很明显，因为在罐内与酒液直接接触，提高了发酵中感染杂菌和野生酵母的风险。并且冷却效果差，冷却效率低。
 
因此绝大多数酒饮发酵罐都采用外部盘管或弥勒板的方式进行冷却控温。
 

说到这里，以天泰啤酒发酵罐为例，先为大家插播一段发酵罐结构的介绍。

我们常见的啤酒发酵罐是三层结构。最里层与酒液接触的是食品级304不锈钢制作的内胆。按工艺计算在内胆外层的部分区域包裹了弥勒板夹套。然后是保温层。天泰发酵罐使用的是聚氨酯，导热系数低、密度小、吸水率低，不易燃烧，符合发酵罐保温材料要求。保温层外面是我们能看得见摸得着的、由304不锈钢制作的外壁。
 

夹套冷却vs盘管冷却

夹套一般有两种形式，一种是弥勒板，一种是盘带（管）。冷却介质进入夹套，隔着内胆与罐内酒液进行热交换达到降温效果。
 

 
弥勒板的凹凸设计能够使冷却介质形成湍流，防止罐壁热交换缓慢引发结冰现象，达到更加均匀的冷却效果。这会弥补一部分小型罐体内部酒液热对流不充分的缺点，因此对于10吨或20吨以下的发酵罐优先选择弥勒板冷却夹套设计。
 
盘带（管）的用于优点在于可实现机器自动焊接，减少人工成本和降低人工焊接的不稳定性。大型罐体，如50吨、100吨、300吨、600吨等，罐体内部热对流比较剧烈，即使盘带没有好的湍流效果也不至于罐体结冰。
 

冷却介质的选择

在选择降温介质时，需要考虑介质的传热性能、蒸汽压力、毒性、易燃性等因素。
 
传统的大型啤酒厂将盘带中直接通入液氨降温。但由于氨的危险性较大，这种降温方式在现代啤酒厂中逐渐被替代。目前，常用的冷却介质主要包括水、乙醇和乙二醇这三种。
 
用水作为冷媒是暖通及化工行业换热系统中最常用的冷却方法之一。水可以取自江河水、海水、井水及通常的市政自来水等，价格低廉、易得并且对环境污染小。但是，在降温过程中可能出现水垢、结晶等问题，且冷媒水用量随季节和地区的不同会有很大的差异，使得其在啤酒发酵中应用较少。
 
乙醇，即酒精，广泛应用于药剂、燃料和溶剂等领域的降温。考虑其低毒性，国外有的啤酒厂会将食用酒精作为其发酵过程中的冷却介质，保证自己啤酒的食品安全。但乙醇的比热容较小，因此其制冷效果并不理想。其次，乙醇的蒸汽压力较低，需要更高的工作压力才能使其达到制冷效果。此外，乙醇在冷却系统中也容易腐蚀和氧化，从而降低系统的使用寿命。
 
乙二醇是一种常见的溶剂，在常温下是一种无色、无臭的液体，具有良好的化学稳定性，具有高比热容和高热导率的特性，在冷却降温领域发挥着重要作用。此外，乙二醇与水具有良好的相容性，可与水形成各种体积比例的混合液。这一特性使得乙二醇可以根据实际需要灵活调节溶液浓度，调节溶液冰点，以满足不同的冷却降温需求。也是现代啤酒厂在降温中首要应用的冷却介质。
 

因此大家在看到大多数设备厂家列出的啤酒发酵罐配置中，乙二醇通过弥勒板夹套降温常常是一个标准答案。希望这篇文章在大家购置啤酒发酵罐时，对降温控温配置的选择上有所帮助。