混合式壶式与塔式蒸馏器兼具传统壶式蒸馏器的灵活性与塔式蒸馏器更强的精馏能力。对于希望通过一套蒸馏系统生产多种烈酒的手工和商业蒸馏厂而言，这种配置正受到越来越多的青睐。
一台设计合理的混合式蒸馏器仍可配置用于生产威士忌、朗姆酒、果酒、金酒及其他蒸馏酒。不过，其设计应基于酒厂的生产工艺，而非简单地将壶式蒸馏器和塔式蒸馏器结合起来。
反应釜尺寸、塔体结构、板数、加热方式、冷凝器、管路、控制系统和冷却系统都需要协调配合。
什么是混合式锅式和柱式蒸馏器？
混合式蒸馏器仍由一个与精馏塔相连的壶式蒸馏器组成。
釜部提供间歇蒸馏功能。塔部则提供进一步的分离和精馏。
根据设计不同，蒸馏师可以采用不同的方式操作该系统。当需要时，可利用塔式蒸馏装置进行更强度的精馏；而壶式蒸馏段则可为那些注重酒体特质和风味的烈酒提供更传统的批次蒸馏工艺。
这种灵活性使得混合系统特别适用于生产多种烈酒的蒸馏厂。
1. 首先确定你计划酿造的酒类
第一步是界定产品。
混合动力系统可配置为：
- 威士忌
- 朗姆酒
- 白兰地
- 水果利口酒
- 金酒
- 中性烈酒
- 特色手工烈酒
不同应用程序所需的配置可能各不相同。
例如，一家主要生产威士忌的蒸馏厂可能会优先考虑壶式蒸馏和风味保留，而生产伏特加或高度精馏酒的厂商则可能需要更多的塔板层数。
如果计划生产多种烈酒，系统设计应以要求最严苛的工艺流程为基准，同时确保对其他产品保持灵活性。
2. 确定壶式蒸馏器的容量
釜式蒸馏器通常是该系统中的主要批次反应釜。
典型的工匠级和商业级设备容量通常在约100升至数千升之间，具体取决于生产需求。
应根据以下内容计算出适当的容量：
- 发酵体积
- 洗涤强度
- 年度生产目标
- 批次数
- 蒸馏循环时间
- 可生产日期
- 蒸馏次数
例如，500升的蒸馏器并不意味着每批都能自动产出500升的成品酒。
实际的酒精度取决于发酵液的酒精含量、蒸馏馏分、损失以及最终产品的规格要求。
3. 根据所需的矫正方案设计立柱
该柱是混合动力系统中最关键的部件之一。
其配置会影响精馏程度以及精馏塔的操作灵活性。
主要设计因素包括：
- 柱直径
- 列高
- 板数
- 板式
- 板间距
- 回流配置
- 蒸汽路径
- 产品拆解方案
增加精馏阶段可以提高分离效率，但最佳配置取决于目标酒的类型。
以威士忌生产为主的系统可能采用相对简单的塔式配置，而旨在生产更高纯度蒸馏酒的系统则可能需要增加更多级数。
因此，应根据所需的酒精浓度及产品特性来设计色谱柱，而不是一味追求板数最大化。
4. 选择合适的板配置
塔板可实现反复的气液接触。
可根据设备设计和所需工艺采用不同的板式配置。
常见的考虑因素包括：
- 板数
- 盘直径
- 板间距
- 气泡盖或其他板式设计
- 排水与溢流装置
- 清洁通道
应根据所需的分馏度及酒类类型来选择板数。
对于多功能混合式蒸馏器而言，其设计还可兼顾操作灵活性，以便蒸馏师能够根据不同产品的需求调整精馏程度。
5. 考虑反流控制
回流之所以重要，是因为它影响了分离与风味保留之间的平衡。
仍可设计一种配备回流控制系统的混合馏分馏塔，该系统允许操作人员控制有多少冷凝液回流到塔中。
回流率越高，通常会增强精馏效果；而回流率较低时，则能让更多的风味化合物通过。
因此，对于生产多种产品的蒸馏厂而言，可调节回流能提供更大的灵活性。
该控制方法可包括：
- 手动回流控制
- 基于温度的控制
- 自动阀门
- PLC控制
- HMI监控
合适的解决方案取决于所需的流程自动化程度。
6. 选择加热方式
加热对蒸馏性能有直接影响。
混合式静止图像可使用：
- 蒸汽供暖
- 电加热
- 导热油
- 直接射击
蒸汽加热通常被视为商业系统的首选方案，因为它能提供可控的热输入，并且可以与其他工艺设备集成。
对于电力负荷充足的小型系统而言，电加热可能是一种切实可行的方案。
直接燃烧加热可用于某些传统工艺，但需要仔细考虑燃烧器配置、通风、消防安全以及当地法规。
加热系统的规格应根据锅的容量、所需的加热时间、清洗特性以及运行计划来确定。
7. 共同设计冷凝器和冷却系统
冷凝器需要带走蒸馏过程中产生的蒸汽所携带的热量。
其容量应与蒸馏器的运行条件相匹配，包括：
- 供热功率
- 蒸汽产量
- 工作压力
- 冷却水温度
- 要求的冷凝速率
商用混合动力系统仍可能根据具体配置使用一个或多个冷凝器。
冷却系统也应被视为整个项目的一部分。
即使蒸馏器本身的产能充足，冷却能力不足仍会限制产量。
8. 选择铜、不锈钢或两者结合
材料选择是另一个重要的设计决策。
铜
铜历来被广泛用于许多威士忌、白兰地和朗姆酒的蒸馏器中。在注重酒液风味和传统蒸馏工艺的混合系统中，也可能采用铜制部件。
不锈钢
304 或 316L 不锈钢具有耐用、耐腐蚀且易于清洁的特点。
不锈钢被广泛用于锅体、塔器、管道、储罐及其他工艺设备。
铜与不锈钢混合结构
混合动力车并不一定非得全程使用同一种材料。
例如，某个系统可能将不锈钢锅与蒸汽路径或色谱柱中的铜制部件结合使用。
合适的配置取决于溶剂类型、原料、工艺要求、清洗方法以及项目预算。
9. 设计产品工程量清单系统
产品收集系统应围绕酒厂的生产流程进行设计。
该系统可包括用于不同馏分各自的连接管路或接收容器。
对于商用设备，其设计应便于操作人员监控和管理产品流。
根据自动化程度的不同，该系统可包含：
- 流量计
- 温度传感器
- 压力表
- 阀门
- 采样点
- 接收罐
- 产品自动分拣
具体配置应根据烈酒的生产工艺来确定。
10. 将混合蒸馏器与发酵过程相结合
蒸馏器不应脱离发酵系统单独设计。
发酵体积决定了可用于蒸馏的酒醪量，而蒸馏器容量则决定了处理该酒醪的速度。
例如，一家酿酒厂可能会使用多个发酵罐，将发酵液输送到一台混合式蒸馏器中。
因此，应将该系统评估为：
发酵 → 壶式蒸馏 → 柱式精馏 → 冷凝 → 收集酒液 → 储存
目标是防止蒸馏器成为瓶颈，同时避免发酵产能过剩且闲置。
11. 考虑就地清洗（CIP）和清洁通道
混合式蒸馏器所含的部件仍比简单壶式蒸馏器多，因此应在设计阶段就考虑清洁时的操作便利性。
重要领域包括：
- 花盆内壁
- 立柱板
- 柱墙
- 冷凝器
- 产品管道
- 阀门
- 迎宾队伍
根据设备的尺寸和配置，清洗可采用人工方式，也可与CIP系统集成进行。
人孔、卫生级管件、排水口和便于操作的连接点可使清洁和维护工作更加便捷。
12. 选择合适的自动化程度
混合式设备既可以手动操作，也可以半自动操作，或者与PLC控制系统完全集成。
控制系统可监控：
- 锅温
- 柱温
- 压力
- 供热功率
- 反流
- 产品流程
- 冷却水
- 阀门状态
人机界面（HMI）可为操作人员提供一个用于监控和控制蒸馏过程的集中式界面。
对于小型手工蒸馏厂而言，手动或半自动操作可能已足够。而规模较大的商业项目则可从基于PLC的自动化和配方管理中获益。
13. 多酒款生产计划
混合式照相机的主要优势之一就是灵活性。
一个设计合理的系统有望支持以下方面的不同生产模式：
- 威士忌
- 朗姆酒
- 白兰地
- 金酒
- 水果利口酒
- 高酒精度烈酒
然而，多酒基生产需要仔细考虑清洁、产品切换、植物原料处理、管道配置以及工艺参数设置等问题。
例如，如果金酒是计划中的产品之一，那么设计中可能会融入金酒篮或植物萃取系统。
14. 考虑未来扩展
在设计混合式蒸馏器时，不仅要考虑当前的生产需求，还要考虑未来的需求。
初步项目可能需要为以下方面预留空间：
- 额外的发酵罐
- 更大的接收罐
- 灵力储存
- 额外的制冷能力
- 大型CIP设备
- 附加列
- 包装设备
提前规划公用设施接入和设备布局以备未来扩建，比日后重新设计整个生产区域更为高效。
混合式锅式和柱式蒸馏器设计检查清单
在请求报价之前，请准备以下信息：
| 设计因素 | 需确认的信息 |
|---|---|
| 幽灵属性 | 威士忌、朗姆酒、金酒、水果利口酒等。 |
| 年产量 | 目标输出 |
| 批次大小 | 发酵和静置容量 |
| 静止类型 | 混合式锅+塔 |
| 专栏 | 直径、高度和板式结构 |
| 反流 | 手动或受控 |
| 材料 | 铜、不锈钢或两者结合 |
| 供暖 | 蒸汽、电力、热油或直接燃烧 |
| 冷凝器 | 容量与冷却方式 |
| 自动化 | 手动、半自动或PLC |
| CIP | 手动或集成式 |
| 网站 | 公用设施及安装条件 |
| 扩展 | 未来的生产需求 |
为什么选择与蒸馏设备制造商合作？
设计混合式蒸馏装置仍需协调锅、塔、加热系统、冷凝器、冷却系统、控制系统、管道以及发酵产能之间的关系。
拥有内部工程和生产能力的制造商可以将这些组件作为一个集成系统来开发，而不是将它们视为独立的设备。
METO 专门设计和制造用于威士忌、朗姆酒、金酒、伏特加、水果烈酒及其他应用领域的定制化蒸馏设备。根据具体项目需求，系统可包含不锈钢或铜制部件、壶式蒸馏器、精馏塔、金酒过滤篮、冷凝器、发酵罐、CIP 系统、冷却系统以及 PLC 控制系统。
最终的配置应根据酒类类型、生产目标、原材料、厂区公用设施及运营要求来确定。
如果您计划新建一家蒸馏厂或对现有蒸馏厂进行升级，请提供您的目标产能、酒类类型、加热方式及生产要求。 METO 可以根据您的工艺流程和未来扩建计划，设计一种混合式锅式与柱式蒸馏器组合方案。
