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CO(2) Recovery: Improved Performance with a Newly Developed System

Peer-Reviewed Paper

MBAA TQ vol. 45, no. 2, 2008, pp. 84-89  |  VIEW ARTICLE

Ulrich Buchhauser (1), Jadran Vrabec (2), Martin Faulstich (1), and Roland Meyer-Pittroff (3). 1. Institute of Resource and Energy Technology, TU München, Freising, Germany. 2. Institute of Thermodynamics and Thermal Process Engineering, University of Stuttgart, Stuttgart, Germany. 3. CPW Competence Pool Weihenstephan, TU München, Freising, Germany.

Abstract
State-of-the-art CO(2) recovery systems gain up to 2–2.5 kg of CO(2) per hL of cooled wort (CW) out of approx. 4.2 kg of CO(2) per hL of CW released during fermentation. The system presented in this paper enables breweries to recover up to 3.5 kg of CO(2) per hL of CW. To increase the amount of collected CO(2), it was necessary to begin recovery earlier than the usual 24 h after the start of fermentation. As a result, the input purity of CO(2) decreased from 99.5 to 95%. Based on a theoretical approach using equation of state (EOS) of the ternary mixture CO(2)+O(2)+N(2), a recovery system was developed with a 223 K fluidizing temperature of the fermentation CO(2) to separate the additional amount of O(2). To reach this cooling temperature, a second cooling stage with CO(2) as the cooling agent was added to the existing cooling device of the brewery. The installed device reached an output purity of CO(2) of 99.998%, with an O(2) concentration of 5 mg/kg.

Keywords: carbon dioxide, CO(2), CO(2) recovery, equation of state, two-stage cooling device

 

Síntesis
Sistemas de recuperación de CO(2) de vanguardia pueden recuperar hasta 2–2.5 kg de CO(2) por hL de mosto frío (MF), de los aprox. 4.2 kg formados durante la fermentación. El sistema presentado aquí permite que se recupere hasta 3.5 kg de CO(2) por hL de MF. Para aumentar la cantidad de CO(2) recuperada, fue necesario iniciar la recuperación antes de las 24 h después del inicio de la fermentación, por lo que la pureza del CO(2) disminuyó de 99.5 a 95%. Se desarrolló un sistema de recuperación, utilizando ecuaciones de estado físico teoréticos para la mezcla terciaria de CO(2)+O(2)+N(2), con una temperatura de 223 K de fluidización del CO(2) para así separar el exceso de O(2). Para alcanzar esta temperatura, se le agregó al enfriador existente una segunda etapa de enfriamiento utilizando CO(2) como medio de enfriamiento. La instalación alcanzó una pureza final de 99.998% con una concentración de O(2) de 5 mg/kg.

Palabras claves: CO(2), dispositivo para enfriamiento en dos etapas, ecuación de estado físico, gas carbónico, recuperación de CO(2)

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