Raffreddamento del vino

Controllo della temperatura di fermentazione nella produzione di vino mediante gli scambiatori di calore Pillow-Plate di BUCO

Lepiastre di scambio termico BUCO hanno il più alto coefficiente normalizzato k (W/(K.mbar)) in termini di perdita di pressione per unità di superficie (mbar/m²) nell'intero intervallo di portata, soprattutto a basse portate, che sono le più interessanti dal punto di vista economico. Le piastre di scambio termico possono essere prodotte in quasi tutte le geometrie possibili e negli acciai inossidabili utilizzati nella produzione di vino. I processi di saldatura per le piastre di scambio termico sono la saldatura al laser o la saldatura a resistenza. In questo caso, le giunzioni saldate al laser hanno una superficie più ruvida rispetto a quelle saldate a resistenza e sono quindi più difficili da pulire, con il rischio di proliferazione batterica.

Perché il controllo della temperatura di fermentazione con le piastre Pillow Plate è così importante?

La fermentazione controllata del vino è diventata sempre più importante a livello internazionale. Al fine di valutare questa tecnologia richiesta, è necessario determinare le attrezzature e i costi operativi che comporta l'utilizzo delle piastre Pillow Plate di BUCO come scambiatore di calore a cuscino in questo settore. È stata condotta un'indagine sulle esperienze dei viticoltori con questa tecnologia.

Perché controllare la temperatura di fermentazione con le piastre Pillow Plate?

La sintesi delle indagini può essere riassunta nei seguenti punti:

1. Il controllo delle temperature di fermentazione attraverso il raffreddamento attivo con scambiatori di calore Pillow-Plate interamente in acciaio inox aumenta la qualità del prodotto.
2. Il raffreddamento attivo più economico ed efficace si ottiene con scambiatori di calore Pillow-Plate in acciaio inossidabile all'interno del serbatoio.
3. Il coefficiente di trasferimento k (W/(K.mbar)) degli scambiatori di calore Pillow-Plate BUCO in acciaio inossidabile, dato in relazione alla perdita di pressione per unità di superficie (mbar/m²), è il parametro più importante per misurare l'efficienza economica.
4. Gli scambiatori di calore a piastre Pillow Plate di BUCO hanno il più alto coefficiente normalizzato k (W/(K.mbar)) in relazione alla perdita di pressione per unità di superficie (mbar/m²) nell'intero intervallo di portata, soprattutto a basse portate, che sono le più interessanti dal punto di vista economico.
5. Le temperature di fermentazione controllate hanno il minor impatto negativo sull'ambiente.
6. L'impianto di refrigerazione per le temperature di fermentazione controllate per gli scambiatori di calore a piastre Pillow Plate può funzionare ad assorbimento o a compressione, a seconda dei tipi di energia disponibili e delle esigenze del cliente.

A differenza dei Paesi a clima caldo come Sudafrica, Australia, Francia, Cile, Argentina, ecc. dove la fermentazione a temperatura controllata è una pratica standard da diversi decenni, in Europa il tema della fermentazione controllata in enologia è stato affrontato solo da due decenni. Le ragioni sono da ricercare nelle basse temperature autunnali e nella scarsa capacità dei serbatoi di molte piccole cantine a conduzione familiare, nonché nelle soluzioni iniziali di irrigazione superficiale dei serbatoi di fermentazione qui utilizzate. La fermentazione controllata massimizza la formazione di aromi e influenza positivamente il metabolismo della fermentazione (ad esempio, la perdita di aroma dovuta al rilascio di gas disciolti come l'anidride carbonica - effetto stripping. È riconosciuto a livello internazionale che l'abbassamento della temperatura di fermentazione a 20°C con le piastre Pillow Plate porta a un grande aumento della qualità. Un altro aspetto da considerare con il raffreddamento attivo è quello ecologico.

La superficie di trasferimento per l'abbassamento della temperatura di fermentazione può essere fornita da scambiatori di calore esterni in termoplasma, da serbatoi a doppio guscio o da superfici di scambio all'interno del serbatoio (ad esempio, piastre di scambio termico inserite). Gli scambiatori di calore esterni non sono adatti alla fase di fermentazione, poiché il mosto deve essere pompato attraverso lo scambiatore di calore. Gli scambiatori di calore a doppia camicia sono raramente utilizzati perché non è sempre possibile modificare i serbatoi esistenti a causa delle pareti sottili. Inoltre, la temperatura ambiente deve essere vicina a quella del circuito dell'acqua.

Cosa sono le piastre Pillow Plate? Temperatura di fermentazione controllata con le piastre Pillow Plate

Con i serbatoi a doppia parete, l'area di scambio è molto limitata. In pratica, con i serbatoi piccoli solo la metà superiore del serbatoio è disponibile per il raffreddamento, che dipende quindi fortemente dal livello di riempimento dei serbatoi. Inoltre, si forma un gradiente di temperatura che dipende dal raggio e dall'altezza del serbatoio. Il vantaggio di questa tecnica è che l'interno del serbatoio non è intasato da apparecchiature, rendendo la pulizia facile e veloce. Considerando tutti questi argomenti, uno scambiatore di calore a piastre Pillow Plate nel serbatoio è l'alternativa migliore. In passato, sono state effettuate diverse misurazioni con alcuni tipi di piastre. Queste misure sono state effettuate in un serbatoio a sezione quadrata contenente alternativamente mosto in fermentazione e acqua, sotto l'azione di un agitatore a mulinello.

È emerso che i valori ottenuti con l'acqua erano da 2 a 3 volte superiori a quelli ottenuti con il mosto in fermentazione. Il motivo era che le condizioni di flusso erano troppo buone a causa dell'uso di un agitatore. Tenendo conto delle esperienze precedenti, si è cercato di simulare le condizioni di flusso tipiche della fase di fermentazione. Tuttavia, rispetto ai risultati precedenti, la piastra di riferimento ha raggiunto valori superiori di circa il 15% rispetto a quelli che ci si potrebbe aspettare utilizzando il mosto in fermentazione. La piastra di scambio termico BUCO ha il miglior coefficiente di trasferimento, ma anche la più alta perdita di pressione per unità di superficie Dp/A. Ciò dimostra l'importanza del coefficiente k in funzione della perdita di pressione normalizzata all'area Dp/A, poiché indica quanti kW di potenza termica possono essere trasferiti per kW di potenza meccanica della pompa.

Le piastre di scambio termico possono essere prodotte in quasi tutte le geometrie possibili e negli acciai inossidabili utilizzati nella produzione di vino. I primi test per la pulizia delle piastre sporche hanno dimostrato che le piastre elettrolucidate sono le più facili da pulire. La finitura superficiale più vicina all'elettrolucidatura può avere buone prestazioni di pulizia, mentre la finitura superficiale delle piastre laminate a freddo non è raccomandata. I processi di saldatura delle piastre per scambiatori di calore sono la saldatura al laser o la saldatura a resistenza. In questo caso, le cuciture saldate al laser hanno una superficie più ruvida rispetto a quelle saldate a resistenza e sono quindi più difficili da pulire, con il rischio di crescita batterica.

La nostra valutazione dell'efficienza economica di un sistema di fermentazione controllata mostra che i suoi costi sono circa 2,5 volte superiori a quelli di un sistema con irrigazione superficiale dei serbatoi. Il punto di partenza per questa valutazione è stato un piccolo impianto con una capacità di raffreddamento di 12 kW, un ammortamento di 10 anni e un sistema di controllo semplice. Sono stati considerati solo i risparmi sui costi delle acque reflue, cioè non è stato preso in considerazione l'aumento del profitto dovuto alla maggiore qualità del prodotto; è qui che risiede il vero incentivo per l'implementazione della fermentazione controllata.

Vanno sottolineati i seguenti aspetti delle piastre di raffreddamento del vino:

• Design individuale dello scambiatore di calore in termini di dimensioni, forma e materiale, che consente un utilizzo flessibile.
• Facilità di pulizia grazie alla superficie dello scambiatore di calore per la fermentazione facilmente accessibile
• Controllo omogeneo della temperatura con refrigeranti e acqua di queste piastre Pillow Plate, che non danneggia il prodotto.
• Qualsiasi design dello scambiatore di calore a piastre Pillow Plate in base ai criteri di applicazione dello scambiatore di calore o alle specifiche per il trasferimento di calore
• Le piastre Pillow Plate sono progettate individualmente in termini di dimensioni, forma e materiale e consentono un uso flessibile del sistema di raffreddamento.
• Contorni flessibili adattabili a tutte le condizioni grazie alle apparecchiature di saldatura laser CNC liberamente programmabili per il trasferimento di calore

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