Nel processo produttivo del birrificio, disporre di una serie di apparecchiature di distillazione adeguate è la base per garantire un funzionamento efficiente e stabile del processo di distillazione. Questa guida vi fornirà un elenco dettagliato delle apparecchiature per la distillazione della birra, con il nome, la funzione, le caratteristiche dell'apparecchiatura e i fattori da considerare nella scelta, per aiutarvi a costruire un sistema di distillazione completo per soddisfare le esigenze della produzione di birra.
Tipi e funzioni principali di attrezzature per la distillazione
Pentola di distillazione
Funzione: Come contenitore principale del processo di distillazione, contiene il materiale da distillare. Il riscaldamento vaporizza i componenti volatili del materiale, fornendo una base per la successiva separazione.
Caratteristiche
- Di solito è realizzato in acciaio inossidabile o in altri materiali resistenti alla corrosione per garantire che non reagisca chimicamente con il materiale durante l'uso a lungo termine e che non influisca sulla qualità del prodotto.
- Ha una buona conducibilità termica e può trasferire il calore in modo uniforme, così il materiale viene riscaldato in modo omogeneo, evitando il surriscaldamento locale e la decomposizione o la cokizzazione del materiale.
- Sono progettati con capacità e forma adatte a soddisfare le esigenze di produzione di diverse scale. In generale, i grandi birrifici possono richiedere vasi di distillazione di maggiore capacità, mentre le piccole fabbriche possono scegliere modelli relativamente più piccoli.
Condensatore
Funzione: Raffreddare e condensare il vapore vaporizzato nel vaso di distillazione in liquido, separando così i componenti volatili da quelli non volatili. Il condensatore è una parte indispensabile del sistema di distillazione e la sua efficienza influisce direttamente sulla produzione e sulla qualità del prodotto distillato.
Caratteristiche
- I condensatori più comuni sono del tipo a fascio tubiero, a serpentina e a piastra. Il condensatore a fascio tubiero ha una struttura semplice e un'elevata efficienza di scambio termico ed è adatto al processo di distillazione della maggior parte dei birrifici. Il condensatore a serpentina presenta i vantaggi delle dimensioni e dell'ingombro ridotti ed è adatto per le occasioni in cui lo spazio è limitato. Il condensatore a piastre ha un elevato coefficiente di trasferimento del calore, ma presenta elevati requisiti di pulizia del materiale e deve essere pulito regolarmente per evitare intasamenti.
- Il materiale del condensatore è solitamente acciaio inossidabile o rame. Il rame ha una buona conducibilità termica, ma il prezzo è relativamente alto e può corrodersi in alcuni ambienti specifici. L'acciaio inox ha una buona resistenza alla corrosione ed è attualmente la scelta più comune.
- Per migliorare l'effetto di raffreddamento, il condensatore è solitamente dotato di un sistema di circolazione del mezzo di raffreddamento, come una pompa di circolazione dell'acqua fredda o del refrigerante, per garantire che il vapore possa essere raffreddato e condensato rapidamente.
Torre di distillazione
Funzione: La torre di distillazione è una delle apparecchiature principali del processo di distillazione. Migliora ulteriormente la purezza e l'effetto di separazione dei componenti volatili attraverso la distillazione a più stadi. Nella torre di distillazione, il vapore e il liquido di riflusso sono sottoposti a molteplici scambi di calore e di massa per separare gradualmente i componenti con punti di ebollizione diversi, ottenendo così un prodotto di distillazione più puro.
Caratteristiche
- Esistono diversi tipi di torri di distillazione, come le torri a piastre, le torri impacchettate, ecc. La torre a piatti ha una struttura semplice ed è facile da utilizzare. È adatta per occasioni con grandi volumi di lavorazione e requisiti di separazione relativamente bassi. La torre impacchettata presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di separazione e di piccole perdite di carico, ma la selezione e la manutenzione dell'imballaggio sono relativamente complicate.
- Il materiale della torre di distillazione è generalmente lo stesso del bollitore di distillazione, utilizzando acciaio inossidabile o altri materiali resistenti alla corrosione. Il corpo della torre è di solito progettato con più strati di piastre o imballaggi per aumentare l'area di contatto e il tempo di contatto tra il vapore e il liquido di riflusso e migliorare l'effetto di separazione.
- Per controllare la temperatura e la pressione del processo di distillazione, la torre di distillazione è solitamente dotata di strumenti come termometri e manometri, nonché dei corrispondenti dispositivi di regolazione, come le valvole di regolazione del flusso dei ribollitori e dei condensatori, per effettuare regolazioni in tempo reale in base alle effettive condizioni di produzione.
Fattori da considerare nella scelta attrezzature per la distillazione
Scala di produzione
Determinare la capacità produttiva delle apparecchiature di distillazione necessarie in base al piano di produzione e alla domanda di mercato del birrificio. Se la produzione è elevata, è necessario selezionare bollitori di distillazione, torri di distillazione e relative attrezzature di supporto con una grande capacità e un'elevata capacità di elaborazione per garantire che i compiti di produzione possano essere soddisfatti. Ad esempio, un grande birrificio può avere bisogno di lavorare diverse tonnellate o addirittura decine di tonnellate di materie prime ogni giorno. A questo punto, è necessario dotarsi di grandi impianti di distillazione e potrebbe essere necessario far funzionare in parallelo più gruppi di impianti per migliorare l'efficienza della produzione.
Proprietà del materiale
La volatilità e il punto di ebollizione del materiale sono alcuni dei fattori chiave nella scelta dell'apparecchiatura di distillazione e nella determinazione del processo di distillazione. I diversi materiali hanno diversi intervalli di volatilità e punto di ebollizione. Per i materiali con una forte volatilità e un basso punto di ebollizione, è possibile utilizzare temperature e pressioni relativamente basse durante il processo di distillazione e selezionare apparecchiature di distillazione con un'elevata efficienza di trasferimento del calore e un buon effetto di raffreddamento per ridurre il consumo energetico e la perdita di materiale.
Requisiti di qualità del prodotto
I diversi prodotti della birra hanno requisiti diversi per quanto riguarda la purezza dei prodotti distillati. Se la purezza del prodotto deve essere elevata, come nel caso della produzione di alcol ad alta purezza, spezie, ecc. è necessario selezionare apparecchiature e processi di distillazione con un'elevata efficienza di separazione e un'efficace rimozione delle impurità. Ad esempio, l'uso di torri di distillazione a pacco di precisione o di torri di distillazione multistadio, combinate con condensatori e sistemi di riflusso efficienti, può migliorare la purezza e la qualità del prodotto.
Metodi di riscaldamento
- Il riscaldamento a vapore è un metodo di riscaldamento più tradizionale e comunemente utilizzato, che presenta i vantaggi di un riscaldamento uniforme, di un facile controllo della temperatura e di un'elevata efficienza termica. In presenza di una fornitura di vapore, il riscaldamento a vapore può ridurre i costi energetici. Tuttavia, il riscaldamento a vapore richiede attrezzature come generatori di vapore o locali caldaia, il costo dell'investimento è relativamente alto e ci sono determinati requisiti per la pressione e la stabilità del vapore.
- Il riscaldamento elettrico presenta i vantaggi della pulizia, della convenienza e dell'elevata precisione di controllo ed è adatto ad alcuni birrifici di piccole dimensioni o ad occasioni con requisiti di elevata precisione di riscaldamento. Tuttavia, il costo del riscaldamento elettrico è relativamente alto, soprattutto nelle aree con prezzi elevati dell'elettricità, il che può aumentare i costi di produzione.
- Il riscaldamento a gas presenta i vantaggi di una rapida velocità di riscaldamento e di un costo relativamente basso, ma deve essere dotato di condutture per il gas e dei relativi dispositivi di sicurezza. Quando si sceglie il riscaldamento a gas, occorre prestare attenzione alla qualità e alla stabilità di erogazione del gas, nonché all'efficienza di combustione e alla sicurezza dell'apparecchiatura.
Come eseguire la manutenzione e l'assistenza dell'apparecchiatura di distillazione?
Pulizia delle apparecchiature
Pulire regolarmente la superficie esterna del bollitore di distillazione, della torre di distillazione, del condensatore e di altre apparecchiature per rimuovere polvere, sporco e altre impurità. Utilizzare un panno umido pulito o una spazzola morbida per evitare di graffiare la superficie dell'apparecchiatura. Per le macchie difficili da rimuovere, è possibile utilizzare un detergente delicato, ma assicurarsi che il detergente non corroda il materiale dell'apparecchiatura.
Ispezione delle apparecchiature
Controllare quotidianamente le parti di collegamento tra i vari componenti dell'impianto di distillazione, come le flange dei tubi, le interfacce delle valvole, gli ingressi e le uscite delle pompe, ecc. Controllare se la guarnizione di tenuta è intatta e se ci sono segni di perdite. Nel caso di piccole perdite, è possibile risolvere il problema stringendo i bulloni o sostituendo la guarnizione di tenuta; se la perdita è grave, è necessario fermare immediatamente l'apparecchiatura e ripararla.
Test delle prestazioni dell'apparecchiatura
Il coefficiente di trasferimento di calore può essere calcolato misurando la temperatura di ingresso e di uscita, la portata e la variazione di temperatura del mezzo di riscaldamento o di raffreddamento e del materiale per valutare se le prestazioni di trasferimento di calore dell'apparecchiatura sono diminuite. Se il coefficiente di trasferimento del calore è inferiore al valore di progetto, può essere causato da incrostazioni all'interno dell'apparecchiatura, da un'ostruzione dei tubi o da altri difetti, che richiedono ulteriori ispezioni e trattamenti.
FAQ
A cosa bisogna prestare attenzione quando si avvia l'impianto di distillazione?
Prima di iniziare, verificare che le parti di collegamento dell'apparecchiatura siano ben sigillate e che lo strumento si visualizzi normalmente, assicurarsi che il sistema di raffreddamento, il sistema di riscaldamento, ecc. siano in condizioni di funzionamento normali, quindi avviare l'apparecchiatura passo dopo passo secondo le procedure operative.
Con quale frequenza è necessaria una manutenzione completa dell'impianto di distillazione?
In genere, la manutenzione completa viene eseguita una volta all'anno e comprende il controllo della struttura principale dell'apparecchiatura, la pulizia dello sporco interno, la verifica degli accessori di sicurezza, il controllo dell'impianto elettrico, ecc.
Come pulire l'interno dell'impianto di distillazione?
Per quanto riguarda il bollitore e la torre di distillazione, dopo aver completato l'operazione e averli raffreddati, è possibile risciacquarli con un solvente adatto o con acqua pulita. In caso di incrostazioni gravi, è possibile utilizzare detergenti chimici, ma occorre prestare attenzione alla scelta dei detergenti per evitare di danneggiare l'apparecchiatura.