sábado, 17 de diciembre de 2011

Bombas de Vendimia para la Elaboración de Vino


BOMBAS DE VENDIMIA PARA LA ELABORACIÓN DE VINO

El transporte de la vendimia mediante bombeo y conducción por tuberías de vendimia, es la solución más racional y limpia, siendo éste el sistema mayoritariamente utilizado en las bodegas, aunque tampoco es un procedimiento perfecto.

El bombeado de la vendimia recién estrujada es fácil, siempre que se disponga de una tubería de transporte adecuada y no se haya producido una excesiva evacuación de mosto, que al dejar la vendimia más seca, puede dificultar su movimiento. Se considera un valor límite, la extracción de más de un 30 % del mosto. En el caso de vendimias desgranadas, con una gran cantidad de bayas de uva intactas y un pequeño volumen de mosto libre, pueden surgir dificultades. El bombeo de la vendimia en fermentación, supone también un problema, debido a la formación de gas carbónico, que puede crear una gran cantidad de bolsas comprimibles en el circuito de presión. Sin embargo la vendimia fermentada, no suele generar problema alguno, siempre que los orujos no sean transportados excesivamente secos.

La alimentación de las bombas por gravedad y con ayuda de una pequeña tolva colocada a la entrada de la misma, llamada comúnmente como “pipa” por su peculiar forma, es una buena solución que se puede adoptar; pues en caso de tener que alimentarlas por aspiración, no todas las bombas tienen capacidad para realizarlo, y en el caso de poder hacerse, siempre se aspira con preferencia el mosto, por lo que siempre supone un grave inconveniente al dejar la vendimia excesivamente seca.

- Bombas de pistón alternativo: Estas son las bombas de vendimia más antiguas, son máquinas muy robustas y seguras, capaces de vencer grandes alturas y distancias de transporte. Son auto aspirantes, por lo que pueden alimentarse de este modo, y en el caso de alimentación gravitatoria, facilita enormemente la entrada de la vendimia. Sus caudales oscilan según modelos, desde 5.000 a 80.000 kg / hora, con las correspondientes potencias de 1,5 a 20,0 C.V., trabajando hasta una altura máxima efectiva de 20 a 25 metros, con una presión límite comprendida entre 2 a 3 bares.

Su funcionamiento se debe al principio de un pistón situado dentro de un cilindro, que sube y baja de manera alternativa, del orden de 100 a 150 ciclos por minuto, animado por un mecanismo de biela-manivela, que a su vez es movido por un motor eléctrico, con los engranajes reductores correspondientes. Dos válvulas de clapeta situadas en la parte baja del cilindro y a ambos lados del mismo, permiten el trabajo de la máquina; cuando el pistón realiza la carrera ascendente, se produce un vacío en la parte baja del cilindro, que vence la válvula de admisión y obliga a penetrar la masa de vendimia en el interior de la bomba. En la carrera de descenso, se produce una sobrepresión, que cierra la válvula de admisión y abre la de salida, impulsando la vendimia hacia fuera con una notable presión. La vendimia de este modo avanza por la tubería de vendimia a golpes o “emboladas”, que pueden generar problemas en las tuberías, por los frecuentes “golpes de ariete” a los que se ven sometidas; o también romper en exceso la vendimia transportada. Para evitar este problema, a continuación de la válvula de salida, se coloca un recinto o “cúpula de compensación de presión” lleno de aire, que se comprime o expande según las emboladas y contribuye a que la vendimia fluya más suavemente por la tubería.

El cuerpo de la bomba y el cilindro están construidos en fundición, bronce y mejor en acero inoxidable, así como también el pistón, que se hermetiza con el cilindro con los correspondientes segmentos. Estas bombas son fácilmente desmontables, lo que facilita la solución de posibles atranques, así como las operaciones de limpieza y mantenimiento.

-  Bombas de pistón elíptico rotativo: Un pistón de forma elíptica en acero inoxidable, bronce o fundición gira según su eje central, dentro de un cuerpo de bomba cilíndrico, el cual lleva un orificio o lumbrera de entrada de vendimia y otro situado a 90º para su salida. Una válvula antirretorno de guillotina, resorte, etc. según modelos, sigue el perfil exterior del pistón elíptico en su rotación, formando dos recintos de volumen variable en función de la posición del pistón, uno de admisión donde la vendimia entra por el vacío creado y otro de compresión, donde es impulsada fuera de la bomba. La vendimia recorre dentro de la bomba un sector de 3 / 4 de vuelta, estando colocada la citada válvula en la mitad del sector circular restante.

Los caudales de este tipo de bombas son de tipo pequeño a medio, llegando como máximo hasta 50.000 kg / hora, con regímenes de rotaciones comprendidos entre 100 y 120 r.p.m. y unas potencias estimadas según la siguiente expresión:

Potencia (C.V.)  =  0,2 . Caudal (toneladas / hora)  ± 10 %

Las bombas rotativas son máquinas que tratan muy suavemente la vendimia, debido a que el movimiento del órgano de impulsión es lento y continuo; pero por el contrario son máquinas que no alcanzan las mismas presiones de trabajo que las de pistón alternativo y además, son susceptibles de sufrir atascos y roturas cuando la vendimia contiene elementos extraños: piedras, materiales metálicos, etc., que pueden dañar la válvula o dejar el pistón “clavado” al cuerpo cilíndrico.

- Bombas rotativas de paletas: Dentro de un cuerpo cilíndrico generalmente de acero inoxidable, gira un eje con dos o más paletas que impulsan la vendimia recibida por una ventana de admisión, hacia otra ventana de expulsión situada en ángulo recto con la anterior. Para conseguir el efecto de vacío para la admisión y el de presión para el de expulsión, se recurre a dos posibles soluciones: la primera es situar el eje de paletas centrado con el del cuerpo de la bomba y colocar en un lateral entre los dos orificios una “estrella antirretorno”, que hace el efecto de válvula; o la segunda, situar el eje de paletas en posición excéntrica respecto del cuerpo cilíndrico, con las paletas desplazables, de modo que al girar hacen variar el volumen que comprenden y por lo tanto, producen una aspiración o una impulsión.

Este tipo de bombas suelen girar a unas velocidades superiores de 300 a 600 r.p.m., tratando peor la vendimia que las de pistón elíptico, con alturas de impulsión todavía más reducidas y también con averías más frecuentes producidas por atascos y roturas de sus numerosas partes móviles. Los modelos de baja velocidad, entre 50 y 100 r.p.m., mejoran la calidad de la vendimia transportada, pero con los problemas antes mencionados.

- Bombas rotativas planetarias: Este tipo de bombas de origen alemán. También se llaman bombas de “émbolo de carrera infinita”, donde un conjunto de pistones giran dentro de un cuerpo de bomba de forma circular y al  mismo tiempo, estos pistones pueden moverse sobre su propio eje, creando un movimiento de tipo planetario. Los pistones se mueven dentro de una canal en forma de toro, donde se impulsa la vendimia en un sector de 270º de la bomba; excepto en otro sector de 90 º situado en la parte superior, donde la forma tórica está cerrada, pasando el pistón girado de lado por una ranura y ejerciendo la función de válvula de separación. Estas son bombas de velocidades reducida a media, de unas 200 r.p.m., con caudales de hasta 40.000 kg / hora y a una presión máxima de impulsión de 5 bares.

- Bombas rotativas de engranajes: Suelen acoplarse a pequeñas tolvas de alimentación con un tornillo sinfín en el fondo. Dos rotores o “estrellas” de dos o más lóbulos, construidos generalmente en goma alimentaria, giran engranados en sentido contrario, estando contenidos dentro de un cuerpo de bomba de forma semicilíndrica, de tal forma que la vendimia es impulsada linealmente de un lado u otro de la misma. Con estas bombas se consiguen rendimientos muy importantes, de hasta 60.000 a 90.000 kg / hora, girando los rotores a velocidades de 80 a 120 r.p.m. y consiguiendo presiones de hasta 3 bares. La vendimia no es bien tratada, produciéndose elevadas roturas y dislaceraciones, aunque son máquinas de una gran robustez, siempre que no existan objetos extraños de gran tamaño.

- Bombas de tornillo: Estas bombas pueden recibir además varios nombres, tales como de “desplazamiento positivo”, de “émbolo giratorio”, “excéntricas de tornillo sinfín”, o también tipo “Mohno”, nombre de la firma alemana que inventó este tipo de máquina. Originariamente se desarrollaron para mover líquidos densos o cargados, como aceites, lías, fangos, etc., pero hoy día se utilizan también como bombas de vendimia, habiéndose aumentado el diámetro de los órganos de impulsión y lográndose excelentes resultados de trabajo y cualitativos para la vendimia.

Un rotor de acero inoxidable de forma especial, como si de un tornillo de Arquímedes se tratase, gira dentro de un estátor cilíndrico de goma alimentaria, que en su interior lleva tallado un hueco también de forma especial para alojar el rotor en movimiento. De tal forma que la vendimia penetra por un extremo del estátor, ayudada por un tornillo suplementario colocado debajo de una pequeña tolva de admisión, siendo empujada linealmente por el rotor que gira frotando dentro de éste y sale impulsada por el extremo contrario. El  motor eléctrico se coloca en la parte opuesta a los órganos de impulsión, transmitiendo el movimiento por medio de un eje articulado por dos juntas cárdan, llevando soldado en el tramo anterior al rotor, la espiral de alimentación. Estas bombas pueden girar desde 150 hasta 250 r.p.m., con rendimientos según dimensiones del rotor y potencia instalada, desde 5.000 a 50.000 kg / hora y de 3 a 15 C.V. de potencia. Las presiones de impulsión pueden ser importantes, llegando hasta 12 bares, muy superiores a las alcanzadas por otras bombas de vendimia.

La vendimia movida con este tipo de máquinas, no sufre en exceso, sin alcanzar el trato que ofrecen otro tipo de bombas: peristálticas o pistón rotativo, pero combinan como ninguna la calidad de la vendimia, con la robustez mecánica y la facilidad de mantenimiento, lo que las hace ser hoy día una de las bombas más utilizadas en las instalaciones de recepción de vendimia. Como inconveniente tienen el problema de que nunca deben trabajar en vacío un tiempo superior a lo prudencial, pues como el rotor gira dentro del estátor en seco, se eleva la temperatura del último por el frotamiento y puede llegar a quemarse o degradarse sin solución. Para evitarlo, se pueden instalar dispositivos de protección, haciéndolo de modo unitario o mejor dispuestos por parejas:

- Sonda de nivel, que indica la presencia o no de vendimia y por lo tanto el funcionamiento o parada de la bomba. Un fragmento de pulpa o de hollejo depositado en la punta de la sonda, puede producir una señal falsa e impedir la parada del motor.

- Sonda de presión, situada en el fondo de la tolva de admisión, que señala la carga de vendimia y por lo tanto el funcionamiento de la bomba.

- Célula fotoeléctrica, colocada en la tolva de admisión, que detecta la presencia de vendimia. La suciedad depositada en este dispositivo, puede impedir el correcto funcionamiento del mismo.

- Sensor de temperatura, situado en el estátor de la bomba, pudiéndose regular la parada del motor en función de la temperatura alcanzada y antes de que se produzca su degradación.

- Bombas peristálticas:
Estas bombas funcionan por aplastamiento y deslizamiento de una membrana tubular curva de unos 90º, por medio de un juego de tres rodillos que giran solidarios sobre el centro del triángulo formado. La alternancia entre la compresión y la expansión del elemento tubular, genera un movimiento constante de la vendimia bombeada. Algunos modelos de éstas máquinas, llevan instaladas dos tuberías flexibles en paralelo, con dos conjuntos de rodillos desfasados 90º, que mejora la regularidad y el funcionamiento de la máquina.

Ésta es la bomba que mejor trata la vendimia, pues la presión se realiza tangencialmente por los rodillos, con velocidades de fluido muy bajas y de forma continua, y además, ningún elemento mecánico entra en contacto directo con la vendimia. Por el contrario, los inconvenientes que se señalan entre otros son, el importante volumen ocupado por la bomba, las presiones de trabajo reducidas a 3 bares como máximo que limitan la altura de impulsión, y la fragilidad de la máquina ante la presencia de cuerpos extraños, que pueden rasgar la membrana tubular, así como la obligatoriedad de cambiar éste elemento con cierta frecuencia, debido a un envejecimiento del material flexible. Los rendimientos de las bombas peristálticas son de tipo mediano a bajo, oscilando entre los 5.000 y 20.000 kg / hora, y precisándose potencias relativamente elevadas entre 5 a 20 C.V. Para facilitar la alimentación, pueden llevar una pequeña tolva auxiliar dotada de un pequeño tornillo sinfín, accionado por un motor complementario de 2 a 4 C.V.

No hay comentarios:

Publicar un comentario