中食协啤酒委员会获奖征文：创建啤酒酿造的循环经济模式

引言：江苏大富豪啤酒有限公司是江苏最大的啤酒生产企业，也是啤酒酿造业为数不多的中国名牌产品生产企业，产销量和综合效益连续多年位列江苏第一。在产销量连年保持15%以上增速的同时，大富豪公司深刻意识到啤酒作为一个传统食品酿造行业，存在着“高投入、高消耗、低产出”的特点，面对日益紧缺的资源和能源，企业生产效率、资源消耗水平日益成为企业核心竞争力的标志，企业发展不能光靠产量，还要苦练“内功”,大力发展循环经济，提高资源利用水平。早在上个世纪末，大富豪公司就将发展循环经济、推广清洁生产作为提升企业核心竞争力的重要举措，对内深挖潜力，降低资源消耗，对外积极引进行业先进节能技术、设备，不断改造传统酿造行业，在节能减排方面走在了行业前列。

早在98年，公司投入巨资，引进成套低压煮沸装置，缩短煮沸时间，对煮沸二次蒸汽进行回收利用，每年节约蒸汽用量20%以上，这也是国内最早开始引进低压煮沸系统的少数几家企业之一。初尝甜头后，大富豪公司更加坚定了大力循环经济的决心。随后公司引进了alfa laval公司的成套高浓稀释设备，啤酒产量增加30%,同时啤酒能耗下降20%.从此，更是一发不可收拾，蒸汽冷凝水回收，二氧化碳回收、蒸发式冷凝器改造，变频器改造等一大批行业最新技术设备的应用，使整个公司的能耗和资源消耗大大下降。其中，二氧化碳回收项目还受到了江苏省节能与循环经济专项资金的资助。此外，在工艺技术创新上，大富豪公司也是不遗余力，啤酒用复合酶技术的应用、玉米淀粉作为辅料酿造啤酒新技术的开发、废酵母深加工技术等一批节能减排工艺的采用，大大提高了公司资源利用效率，同时也减少了废水和其他废物的排放。

大富豪公司一如既往发展循环经济，实施可持续发展战略，积极响应国家十一五规划纲要提出的节能减排目标。按照循环经济的“3R”即“减量化、再利用、资源化”原则重新梳理生产环节，引进了成套洗瓶机碱液在线处理回收设备，减少碱液使用40%以上，同时节约洗瓶用水20%,废水处理负荷也大为减轻。针对酒糟不易贮存、易变质污染环境的特点，引进了成套酒糟烘干设备，酒糟全部实现回收利用，便于对其进行进一步的深加工，受到了市场的普遍欢迎，同时杜绝了酒糟对环境的污染。大富豪公司通过大力发展循环经济，改变传统的企业经济发展模式，由原先“资源-产品-废物”的开放式单向流动转变为“资源-产品-废物-再生资源”的封闭式循环流动，从源头开始减少污染的产生，将污染物的产生消除在生产过程之中，对整个生产过程实施过程控制，尽可能少地投入生产资源，尽可能多地循环利用资源，尽可能多地变废为宝。

目前，公司基本上实现了对所有副产物的资源化利用，对比《中华人民共和国清洁生产行业标准》（HJ/T183-2008）各项经济指标（见表1），2010年大富豪公司各项消耗指标控制水平普遍优于国内先进水平，部分指标甚至达到了国际先进水平，节能减排效果明显。

下面就近年来我公司实施的三项循环经济新技术分别作具体介绍：

洗瓶机碱液在线处理回收系统

一、洗瓶机碱液在线处理回收的技术背景

洗瓶机的碱液在使用若干班次后，由于溶解了大量的纸纤维以及铝箔标溶解后形成的铝盐，造成碱液表面活性大大下降，继续使用将无法将瓶子洗净，这时就需要更换碱液，如果能在洗瓶过程中将影响碱液表面活性的物质不断去除，碱液就能循环使用，不仅能大量减少碱的使用，同时也可节约洗瓶机碱液升温所需的能量，同时减少洗瓶用水的用量。此外，碱液的循环使用还可以大幅降低碱液的排放量，对环境保护大有好处。

但是碱液回收也存在着一定的技术难点，主要包括：

1）碱液具有腐蚀性（pH在14.0左右），且温度较高（85℃左右），对设备材质的要求较高。

2）碱液中的纤维和铝盐等物质是在洗瓶过程中逐渐产生的，要求碱液处理设备具有连续在线工作能力。

3）碱液处理设备需要实现自动化控制。

4）碱液处理设备处理能力要求较大，基本上4个小时就需要将洗瓶机内碱液过滤一遍。

二、技术路线和工艺流程

公司引进北京一滴水公司的成套碱液过滤设备，该系统采用了两级过滤，一级粗滤，一级精滤，精滤滤芯采用特制的常压高精度过滤芯（5μm），既保证了较大的处理能力，又满足了过滤精度要求，对碱液进口浊度无要求，始终保持稳定的出水浊度。此外系统配备了全自动分散式反冲洗装置，可以保证系统具备连续在线工作能力。整个系统实现了全自动运行，不需要配备专门的操作人员，减少了人员成本，该系统具体的工艺流程见图1:

三、运行情况

使用碱液在线处理回收系统后，洗瓶机碱液使用时间大大延长，原来基本上不到一星期就需要更换一次碱液，现在基本上不排碱，可以一直循环使用。整套设备运行也比较平稳，自动化程度较高，自带反冲洗系统由于采用了分散式冲洗，可以保证系统连续在线运行。

四、效益评价

在使用碱液在线处理回收系统前，一个月基本上排碱要6~8次，排碱时碱浓在1%左右，单个洗瓶机碱液容量在14吨，一年工作10个月，可减少碱液损失：14×10×1%×8=11.2吨，按照6元/公斤算，一台洗瓶机，每年可以节省购买碱液费用6.7万元，此外，可减少1120吨高碱度废水排放，减少更换碱液后升温能耗折标煤10.4吨。全公司共有8条灌装线，去除各项费用后，每年可节约各项费用60万，两年即可收回所有投资。

利用啤酒废水产生沼气烘干啤酒糟

一、项目背景

长期以来，我国的啤酒糟主要直接用作农家饲料，含水量高，难以存储，极易霉变，过剩啤酒糟只能当作废弃物排放，污染环境，浪费严重。而烘干啤酒糟则很好地解决了这些问题。同时，干糟蛋白质含量高，可达28%以上，市场价格也相对较高，同时也便于贮存和运输，开发啤酒糟烘干技术不仅具有很高的环境效益，而且经济效益显着。

但是酒糟烘干需要耗费大量的能源，而废水处理沼气回收技术的应用很好地缓解了酒糟烘干带来的能源问题。沼气是一种很好的燃料，1m3沼气的发热量相当于0.7kg标准煤的发热量。大富豪公司采用生化池-厌氧-SBR废水处理工艺，每吨废水可产生沼气6 m3,如将其用作酒糟烘干，将大大降低酒糟烘干能耗。因此，利用沼气加工干燥啤酒糟既节能又环保，不仅最大限度利用了沼气热能，又避免了湿酒糟腐败变质引起的各种问题，是符合啤酒酿造工业可持续发展的一项清洁生产工艺。

但是，利用啤酒废水产生沼气烘干啤酒糟也存在着一定的技术难题，最主要的是沼气利用的安全问题，主要有三个方面：

1）厌氧池超压：当热风炉停止工作时，厌氧池由于是密闭结构，压力会上升，需要超压保护。

2）厌氧池回火：在厌氧池停运检修或管道检修之后，必然会混进氧气，有可能产生回火

3）酒糟烘干机爆燃：当沼气燃烧熄火、非正常停机、沼气阀门泄漏时，沼气会进入烘干机，达到一定浓度时会发生爆燃事故。

二、技术路线和工艺流程

公司投资400万元引进北京益民工贸有限公司成套酒糟烘干和沼气回收设备，沼气回收设备采用了多重安全防护装置和连锁机制，确保设备正常运行，厌氧池和储气柜安装真空压力安全阀，进行超压和负压保护。厌氧池、储气柜与沼气压缩机连锁，当厌氧池压力过低、储气柜压力过高时，压缩机停。热风炉安装火焰监测器和自动阀，遇意外熄火时，自动阀关，防止爆燃，自动阀同时和引风机连锁，引风机停，自动阀关。同时，自动阀采用延时开启方式，每次开机，引风机工作一段时间后再打开沼气阀门，确保整个系统运行安全，目前所有控制元件及设备均可以实现国产化，设备投资较低。

酒糟烘干设备采用两级烘干方式，分别是真空闪蒸干燥和沸腾床干燥，通过这种方式既可以保证酒糟顺利烘干，同时可以保证酒糟内的营养物质不被破坏，产能也有所提高，目前干糟生产线的产能为650公斤/小时。

三、设备运行情况

设备投入运行后，运行平稳，但是需要定期对沼气回收和酒糟烘干设备的各个阀门、仪表进行维护清理，确保系统安全运行。沼气回收系统的应用大大降低了干酒糟的生产能耗，如不使用沼气作为能源，每吨干糟耗蒸汽3吨左右，使用沼气回收设备后，蒸汽耗量下降1.2吨左右，节能效果明显。

四、效益评价

项目实施后，每产一吨干燥可产生利润269元，以公司年产45万吨啤酒计算，每年的酒糟如果全部烘干，可以生产干糟2万吨以上，年利润可以超过500万元。

同时利用回收沼气烘干啤酒糟可以减少蒸汽用量1.8吨/吨干糟。折标煤0.23吨（标煤/蒸汽按0.129吨/吨计算），费用近360元，节能效果显着。

啤酒酿造中二氧化碳的回收利用

一、项目的技术背景

啤酒发酵过程中，每产1克酒精便会产生0.8克左右的二氧化碳，除了啤酒本身含有一部分以外，其它的二氧化碳均以气体形式排入大气。二氧化碳是啤酒发酵过程中的副产物，是温室效应的最主要的气体，给环境带来较大的压力。同时在啤酒生产过程又需要大量的二氧化碳，啤酒酿造新工艺--高浓度糖化后稀释工艺技术必须配合高纯度的二氧化碳的填充，现代啤酒酿造重大工艺技术的革新--无氧酿造技术，为使啤酒能保持的长期新鲜爽口，也要使用高纯度的商品二氧化碳置换啤酒生产过程中的氧。如果能将啤酒发酵过程产生的二氧化碳加以回收，不但可以有效减少甚至取代商品二氧化碳的使用，多余的二氧化碳还可以作为商品进行出售，为企业创造额外的经济效益。同时，减少二氧化碳气体的排放，环保效益显着。

二、CO2回收利用工艺流程

大罐产生的二氧化碳经过管道系统先经去沫、水洗柱处理后由空压机压缩成高压CO2气体，再经吸附、干燥柱去除CO2中的杂味和水分，然后通过冷冻设备冷却液化进CO2贮罐；回收提纯的液体CO2经过气化减压后应用于脱氧水的制备和过滤系统的无氧控制，用CO2制备的脱氧水与高浓度的发酵液（嫩啤酒）调配成所需浓度的酒液经过滤机过滤成清酒，清酒再经过CO2填充机使酒液中CO2含量达到国家标准进入清酒罐待灌装。

三、CO2回收管理

1、CO2回收时间

由于CO2比空气重，所以CO2一般停留在发酵罐麦汁的上段，伴随快速发酵，空气被迅速排到大气中。一般在酵母添加后20~24小时之后或利用CO2纯度仪检测初期产生CO2纯度达到99.5%以上，即可接通阀门管道进行回收处理。对用不同容积量规格发酵大罐的厂家，各罐区的回收时间也不尽相同，根据我们跟踪总结的结果一般回收时间如下：

2、新老回收系统联动增加回收效率

新型二氧化碳回收改造，有时还保留传统的二氧化碳回收处理系统，把两套回收系统的初期二氧化碳的气囊串联起来，做到淡旺季都用二氧化碳回收利用，可以有效提高设备的使用和二氧化碳的回收效率。

3、二氧化碳的提纯

传统的二氧化碳回收设备，对二氧化碳的处理纯度只能达到99.96%,不能满足现代啤酒酿造的高标准要求。我公司采用中通公司的二次再沸的专利技术，回收的纯度由传统回收系统99.96%提高到99.99%以上；回收气体中的氧气浓度从90ppm减少到5ppm.同时使系统收率超过90%,相比传统的二氧回收系统的40%回收率，系统的运行效率提高125%,二氧化碳减少了5倍的排放量。

4、清酒罐备压的回收提纯再利用

5、不凝性气体排放

在压缩液化过程中，CO2中仍含有不可压缩的杂质（氮气，氧气等），这些杂质气体要定时排放。

四、CO2使用、

1、制备高浓稀释工艺用的脱氧水。在适宜的温度下，利用置换水中的氧气，使用CO2脱氧水中氧含量小于15ppm,脱氧水罐、稀释水缓冲罐用备压，脱氧水的管道使用CO2前用吹净；

2、过滤过程中的防氧和过滤后清酒二氧化碳的填充；

3、清酒罐CIP后空罐CO2备压置换；

4、过滤和灌装过程中CO2引酒、顶酒和备压；

5、糖化过程酒花添加罐用备压；

6、大罐发酵的中后期，用对发酵液进行洗涤，使用啤酒的口味更清爽干净；

7、对CO2回收处理和使用系统卫生清洗灭菌，加强CO2使用点微生物控制。

总结大富豪公司循环经济工作，使大富豪人更清楚地认识到，发展循环经济、实施可持续发展战略，不仅能减少企业对环境的污染，提高企业的社会责任感，获得消费者的认同，还可以创造可观的经济效益，同时也增强了企业的核心竞争力和抗风险能力。面对市场的风云变幻，企业只有苦练“内功”方能在市场的惊涛骇浪中生存，而发展循环经济是啤酒企业的必由之路。