【壓縮機網】液態二氧化碳指的是高壓低溫下將二氧化碳氣體液化為液體形態。液態的二氧化碳是一種制冷劑，可以用來保藏食品，也可用于人工降雨。它還是一種工業原料，可用于制純堿、尿素。食品及飲料行業如啤酒、碳酸飲料、汽水也都需要純凈的二氧化碳氣。液態二氧化碳蒸發時會吸收大量的熱；當它放出大量的熱時，則會凝成固體二氧化碳，俗稱干冰。干冰比水的溫度低很多，所以相當于將干冰加熱，干冰吸熱升華，使水的溫度降低，甚至結冰。在冷藏運輸、娛樂領域等應用廣泛。二氧化碳氣也是一種冷卻介質。在薄板電焊中常用二氧化碳保護焊。

　　1980年前，啤酒廠使用的是普通空壓機，壓縮發酵罐中產生的二氧化碳氣體，用于壓酒、灌裝和保鮮。為了消除壓縮機產生的油污，酒廠在排氣管道中安裝脫脂棉罐，用于吸附氣體中的油污。

　　當無油潤滑空壓機問世后，酒廠又開始了對空壓機進行的無油潤滑改造，筆者在1985年多次參與趵突泉啤酒廠、青島啤酒廠的空壓機修理和改造。

　　當時青島啤酒廠對普通空壓機置換無油潤滑空壓機極為重視，酒廠時任張副書記專門還接見了筆者，贈送高級采購證。

　　以后有的啤酒廠為了進一步提高啤酒質量，又增上氮氣制造設備。

　　二氧化碳中的大量殘留氧氣會影響啤酒口感并縮短保質期。因此，對于啤酒廠而言，較大限度減少啤酒中的氧氣至關重要。

　　二氧化碳氣的重要性：釀造啤酒時，許多過程中都會用到二氧化碳。由于配方不同，啤酒中所產生的二氧化碳含量通常不盡相同，所以需要向啤酒中注入二氧化碳。在過濾出口測量溶解二氧化碳的含量非常重要。此外，二氧化碳還用于對成品啤酒罐加壓。在這些操作中，二氧化碳與啤酒直接接觸（酒罐中的氣態二氧化碳和啤酒中的溶解二氧化碳），因此二氧化碳質量很關鍵。

　　現在，可以在線測量氣體氧與溶解氧。測量二氧化碳中的殘留氧氣含量，以監測二氧化碳的質量。在將二氧化碳輸送至不同使用點（酒罐與后碳酸化）之前測量其中的氣相氧含量，并在將啤酒送至灌裝站之前在過濾出口測量啤酒中的溶氧含量。溶解氧和氣相氧測量系統易于使用，維護量低，更重要的是，可靠的測量結果意味著可以確保始終生產出高質量的啤酒。

 

　　1.食用二氧化碳氣的回收、精煉、液化和儲運

　　各類酒廠發酵工序都會產生二氧化碳氣體，利用、回收、精煉、壓縮、裝（罐）瓶這些可以食用的二氧化碳氣體用于碳酸飲料和酒類飲品，皆是學問。

　　北京通用機械設備成套公司在1993年開展此項目的研發。當時該公司壓縮機室吳敏主任和課題組其他成員包括景瑞芬碩士，具體設計、成套、試驗并推廣該項目，選定與濰坊生建的V型無油潤滑二氧化碳壓縮機配套。

　　他們成功的為包括坊子酒廠、北京釀造總廠（北京最早的二鍋頭——紅星二鍋頭生產廠）、蘭州啤酒廠、浙江中華啤酒廠等建成食品用二氧化碳氣成套項目。

　　二氧化碳臨界溫度高，在31.3℃、7.14MPa下即可液化。

　　北京通用機械設備成套公司的二氧化碳回收裝置包括：二氧化碳壓縮機、除沫器、儲氣囊、洗滌塔、壓縮機、除嗅塔、干燥液化系統、提純系統、儲液罐、汽化減壓系統等。其主要用于啤酒廠、酒精廠發酵過程中產生的二氧化碳回收，回收的二氧化碳可達99.99%以上為食品級，可用于啤酒的灌裝等。

 

　　2.食用二氧化碳氣壓縮機

　　當時北京通用機械設備成套公司的二氧化碳回收裝置采用濰坊生建機械廠最新研制的VW-5/22(BVC328、三級)二氧化碳壓縮機為之配套。此壓縮機排氣量為5m3/min，采用無油潤滑結構，常壓吸氣，排氣壓力為22MPa，轉速為400rpm，驅動電機功率為55kW，皮帶傳動。

　　北京通用機械設備成套公司項目組邀請筆者參與負責二氧化碳壓縮機的現場服務工作。

　　1993年，當時一位個體戶邀請蘭州啤酒有限公司的白副廠長參與成立蘭港合資蘭州黃河啤酒有限公司，找到先后引進外資6000萬元人民幣，組建了年生產能力18萬噸的8家中外合資企業。1993年底前這些企業全部建成投產，實現了企業跨越式發展。這時，蘭州黃河啤酒廠獨自研發成功啤酒厭氧菌發酵法，就連青島啤酒廠也和山東省輕工廳派人去交流啤酒厭氧菌發酵技術。

　　在這種情況下，項目組參與了蘭州啤酒廠食品用二氧化碳氣回收成套項目。為了順利推進該項目，筆者應邀與項目組同行住進蘭州賓館，隨時解決現場發生的問題。

　　項目組發現二氧化碳壓縮機冷卻能力下降，是由于循環冷卻水硬度大，冷卻器換熱管結垢嚴重。筆者采取酸洗方法，部分解決了冷卻問題，筆者獨自開始研發了冷卻器管內擾流子，加大了冷卻器管內冷卻水實際環流速度，使冷卻器氣體出口溫度下降5℃左右，保證了食品用二氧化碳氣回收成套項目的有效運行。

　　為了解決化工廠二氧化碳壓縮機的填料冷卻問題，有些大型化工廠在二氧化碳壓縮機填料函冷卻中，引入低溫氮氣，效果很好。

　　食品用二氧化碳氣壓縮機的填料在工作中，二氧化碳氣微量泄露會由于膨脹而降溫，聚四氟乙烯密封圈受影響。

　　三級壓縮的食品用二氧化碳氣壓縮機有1-2級、2-3級冷卻器和后冷卻器。二氧化碳氣經過上述三級冷卻器后，氣體中的水分、油霧和活塞環磨下來的顆粒物基本分離已盡。再經分子篩處理，其中氧氣含量已微乎其微。

　　在后冷卻器中引入少量系統制備的液體二氧化碳降溫到接近臨界點時，二氧化碳氣體中的氧氣含量已在必須清除之列，因氧氣會在發酵過程中發生氧化，破壞厭氧發酵的效果，降低啤酒質量，而啤酒發酵需要一個厭氧環境。

　　經過上述處理后，二氧化碳氣完全可以達到食品級要求。

 

　　3.食用二氧化碳氣壓縮機材料

　　普通二氧化碳氣壓縮機氣缸用鑄鐵制造，有的用耐酸鑄鐵制造，更高級的食品用二氧化碳壓縮機氣缸可以用高強度鋁合金制造。

　　二氧化碳氣壓縮機的冷卻器、氣體管道一般用304不銹鋼制造。

　　由于食品用二氧化碳壓縮機的特殊性，要求冷卻器焊接、除毛刺、拋光等盡可能做好。青島啤酒和國外的類似食品用設備在這方面都做得非常好，保證了發酵罐的清洗質量，回收的二氧化碳氣的純度要求也越來越高。食品用二氧化碳壓縮機若不解決此類問題，將難以與國內外此類壓縮機競爭。

 

　　4.食用二氧化碳氣壓縮機制造要點

　　現在的食品用二氧化碳壓縮機基本都是無油潤滑型，對氣體質量要求高，假如處理不當，必然影響下游工序。能否使食品用二氧化碳氣壓縮機的灰塵和固體顆粒物達到接近迷宮壓縮機的程度，是需要研究的。

 

　　筆者下一篇文章將會討論，如何使食品用二氧化碳氣壓縮機的灰塵和固體顆粒物達到接近迷宮壓縮機的程度。

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