martes, 20 de diciembre de 2011

Depósitos de Acero Inoxidable Para la Elaboración de Vino


DEPÓSITOS DE ACERO INOXIDABLE PARA LA ELABORACIÓN DE VINO

El acero es un material utilizado en las bodegas modernas para la construcción de cubas o depósitos de fermentación y otros aparatos de vinificación. El acero inoxidable tiene muchas ventajas ya que es un material hermético, inalterable, fácil de limpiar y de refrigerar, y muy higiénico. Su inconveniente es su elevado precio.

HISTORIA

Los depósitos o tanques de acero se empezaron a utilizar en enología no hace muchos años, primero con paredes de planchas de acero al carbono revestido exterior y sobre todo interiormente en la zona en contacto con el vino, para evitar su corrosión y cesión a éste de notables cantidades de hierro, mediante la aplicación de un revestimiento adecuado, donde destacan la resina epoxy o el esmalte vitrificado de mayor fragilidad. Estos depósitos son fáciles de construir, transportar e incluso colocar, presentando un excelente coeficiente de transmisión de calor del orden de 5 a 10 calorías / ºC . m2 . hora en un espesor de 3 mm, que facilita la evacuación del calor en las vendimias o mostos en fermentación, y con unas elevadas condiciones de limpieza e higiene en sus paredes interiores.

El vitrificado o esmaltado se realiza en varias capas, aplicando primero una capa adhesiva de esmalte de fondo con adición de óxidos de cobalto, hierro o níquel para mejorar la adherencia a la superficie del acero, y luego dos a tres capas del esmalte de cobertura llegando en ocasiones hasta 10 a 12 mm de espesor, siendo vitrificadas a una temperatura de fusión de 960º a 1.000º C.

Las obligadas operaciones de mantenimiento del revestimiento, hicieron evolucionar hacia el empleo del acero inoxidable de mayor coste, pero de mejores prestaciones que el anterior; siendo hoy día el material por excelencia utilizado en la totalidad de la industria alimentaria.

ACERO INOXIDABLE FORMACIÓN Y COMPOSICIÓN

Conocido desde principios del siglo XX, su utilización en alimentación data de la década de los cuarenta, y en enología es posterior hacia las décadas de los setenta y ochenta, debido al éxito en las industrias láctea y cervecera. Las prestaciones de este material son:

- Fácil limpieza y esterilización.
- Nula cesión de componentes y ausencia de sabores extraños.
- Material resistente, duradero y sin mantenimiento.
- Depósitos transportables y polivalentes.
- Excelente relación calidad–precio.

Los aceros inoxidables son aleaciones de hierro con otros metales, que le confieren una elevada resistencia a la corrosión, pudiendo ser de tipo magnético aleados con el cromo (serie 400), dentro de los cuales se encuentran los aceros martensíticos y los ferríticos, o bien de tipo no magnético aleados con el cromo y níquel (serie 300), entre los que se incluyen los austeníticos, siendo estos últimos los utilizados en la fabricación de depósitos. Los aceros inoxidables se definen según distintas normas internacionales, empleándose sobre todo en España la AISI norteamericana, en dos tipo de acero inoxidable para calderería: AISI 304 y AISI 316.

La proporción de cromo garantiza, a partir de 12 % la resistencia del acero a la oxidación, siendo además a partir del 17 %, especialmente resistente a los ácidos oxidantes, como por ejemplo el ácido nítrico. La fracción de níquel hasta aproximadamente un 8 %, eleva la resistencia a la corrosión, pero solamente la existencia de al menos un 2 % de molibdeno, hace que éste sea especialmente resistente a la acción de sustancias reductoras, como por ejemplo en anhídrido sulfuroso. En ocasiones se utiliza titanio (AISI 321) para fijar el carbono del acero en forma de carburo de titanio, aumentando la resistencia de las soldaduras y a las corrosiones intercristalinas.

En la industria enológica lo habitual es utilizar el acero inoxidable AISI 304, aproximadamente un 20 a 30 % más barato que el AISI 316. empleándose exclusivamente éste último en las situaciones donde exista una elevada concentración de anhídrido sulfuroso, como los depósitos de agua sulfitada, mostos apagados con gas sulfuroso, o en las partes más altas de los depósitos de almacenamiento y sobre todo los de fermentación, donde se produce una acumulación de este gas arrastrado por el anhídrido carbónico desprendido. Con este motivo los depósitos se suelen fabricar de acero inoxidable AISI 304, excepto la última virola, techo y sus complementos que son en AISI 316. El acero AISI 304 es capaz de resistir niveles de anhídrido sulfuroso libre en los vinos de hasta 50 a 70 mg / litro, mientras que el AISI 316 puede aguantar concentraciones de hasta 700 a 800 mg / litro de anhídrido sulfuroso libre.

Las propiedades de inoxidabilidad del acero de la aleación, se debe a la formación de óxido de los otros metales minoritarios, que forman una barrera o capa pasiva de pequeño espesor de algunas moléculas e impidiendo la oxidación del hierro. Esta capa pasiva se forma de manera espontánea en la superficie del acero inoxidable, o puede ser forzada su aparición mediante el tratamiento con un ácido oxidante.

A pesar todo, el acero inoxidable puede degradarse en determinadas aleaciones, según cuatro tipos de corrosiones:

- Corrosión galvánica, producida cuando existe en el depósito un elemento u accesorio fabricado de otro material, como por ejemplo acero o hierro comunes.
- Corrosión por contacto, al recubrirse el acero inoxidable de una capa de tartratos o por la acción reductora del anhídrido sulfuroso, que impide la formación de la capa pasiva por oxidación.
- Corrosión química por puntos, debida a la acción de elementos como el fluor, cloro, bromo, yodo, etc.
- Corrosión intercristalina, en los aceros austeníticos que contienen pequeñas cantidades de ferrita más rica en cromo y menos en níquel; pueden producirse corrosiones por ausencia de estos metales.

El empleo de aleaciones adecuadas para cada caso, impiden una posible corrosión del acero inoxidable, pudiendo ser reparada la superficie afectada mediante un lijado previo de la misma, y luego reponiendo la capa pasiva por una aplicación de ácido nítrico al 20 % en caliente a una temperatura de 80º C. Las chispas de soldadura y los roces con otros metales son origen de posibles corrosiones, por lo que es conveniente proteger el acero inoxidable en la fase de su manipulación en los talleres, con una lámina adhesiva de plástico, que luego pueda ser retirada con facilidad.

La terminación de la superficie tiene también una gran importancia, siendo las superficies lisas menos degradables que las rugosas, presentando una menor adherencia de los tartratos o de la suciedad, y siendo además más fáciles de limpiar. Los acabados de las superficies del acero inoxidable pueden ser las siguientes:

- Superficie pulida alto brillo. No se utiliza en depósitos por su elevado precio.
- Superficie pulida. Se emplea en algunos depósitos. Existen distintos tipos de acabado en función del tamaño del grano de pulimento: 180 a 320.
- Superficie recocida brillante con gas protector. Se utiliza en depósitos alimentarios.
- Superficie laminada en frío, tratada por calor y relaminado. Se utiliza en depósitos alimentarios.
- Superficie laminada en frío, tratada por calor y decapado. Excesivamente rugosa para depósitos alimentarios.
- Superficie laminada en caliente, tratada por calor y decapado. Excesivamente rugosa para depósitos alimentarios.

Los depósitos de  acero inoxidable se construyen de forma cilíndrica, a base de una sucesión de virolas unidas por soldadura y de una anchura cada una de ellas estandarizada con la de las bobinas del fabricante. En estas condiciones, las paredes de los depósitos trabajan a tracción, donde este material es especialmente resistente, impidiendo la deformación del mismo y permitiendo además el empleo de espesores muy reducidos, que abaratan mucho la construcción de los mismos. Las virolas de mayor espesor se sitúan en la parte baja del depósito, donde los valores de la presión son más elevados, pudiendo reducirse a medida que se colocan más hacia arriba, utilizándose generalmente chapas de 1,5 a 3,0 mm de espesor, aunque nunca deberían instalarse con menos de 2,0 mm.

Para la construcción del fondo y del techo de los depósitos, el espesor de las chapas de acero inoxidable son superiores a los 2,0 mm, debido a que estos elementos deben soportar esfuerzos de flexión y de compresión menos adecuados para espesores delgados. A medida que el depósito es de mayor volumen, la cantidad del acero inoxidable utilizado por unidad de capacidad es cada vez más reducida.

Los depósitos de acero inoxidable pueden construirse sobre patas, siendo de mayor costo pero movibles, o bien construirse sobre bancada de menor precio; los primeros tienen una limitación de volumen de hasta 500 a 700 hl, utilizándose sobre todo cuando se precisa elevar el depósito más de lo normal, por ejemplo en el caso de autovaciantes de tintos, mientras que los segundos no presentan una limitación de volumen, pudiéndose alcanzar capacidades millonarias.

La unión de chapas o virolas se realiza por medio de soldadura, siendo éste un aspecto de gran importancia para evitar la aparición de tensiones e incluso poros en los cordones. El mejor sistema de soldadura se hace por laminado, bajo una atmósfera inerte de argón o mezcla de helio y argón, y con un electrodo de tungsteno no consumible, por un procedimiento conocido como TIG. Después de la soldadura el cordón debe ser limpiado y a continuación pasivado para evitar posibles corrosiones. Para eliminar la oxidación producida en los procesos de soldadura se utiliza una mezcla de ácido nítrico al 10 a 25 % y ácido fluorhídrico al 1 a 8 %, a una temperatura de 25º a 60º C y durante 5 a 50 minutos, debiendo enjuagarse luego con agua abundante.

ACCESORIOS QUE DEBEN ADECUARSE PARA SU UTILIZACIÓN

Depósitos de almacenamiento:

- Tapa superior de 400 mm de diámetro, con cuello de al menos 300 mm.
- Puerta frontal ovalada de apertura interior, con un tamaño de 340 x 460 mm en depósitos de menos de 1.000 hl de capacidad, o de 400 x 500 mm en volúmenes superiores.
- Dos salidas, una de fondo para el vaciado total y otra lateral situada en la parte baja del cilindro, con un diámetro interior de 50 mm para depósitos menores de 8.000 hl y hasta 80 a 100 mm en volúmenes superiores. Válvulas de mariposa con rosca alimentaria normalizada (DN NW), con tapón de seguridad exterior.
- Grifo tomamuestras y tubo de nivel lateral con cierre opcional.
- Válvula de doble efecto de seguridad para la salida y entrada de aire en el depósito, situada en el cuello o la tapa superior del mismo.
- Opcionalmente pueden instalarse un codo decantador colocado en la salida lateral, una bola de limpieza o similar en la parte superior del depósito, y un termómetro analógico lateral.

Depósitos de fermentación de mostos blancos y rosados:

- Camisa de refrigeración situada en la parte cilíndrica del depósito, colocada en la zona superior del mismo y por debajo del nivel del mosto en fermentación, ocupando una superficie del orden del 20 a 30 % del cilindro, calculada en función de las necesidades de refrigeración. En depósitos de gran capacidad, la camisa puede estar dividida en dos o más secciones para mejorar la eficacia de refrigeración. Las camisas deben estar punteadas con soldadura sobre el depósito, para evitar su deformación y mejorar la distribución del agua fría en su interior, llevando una entrada y otra salida de agua con su correspondiente electroválvula para automatización.
- Vaina o tubuladura en un lateral del depósito, colocada inmediatamente por debajo de la camisa de refrigeración, para alojar una sonda de temperatura tipo PT 100.

Depósitos de fermentación de vendimias tintas:

Necesitan dispositivos específicos para el manejo de los hollejos y pepitas encubados junto al mosto. Según sea la forma de hacer el vaciado de los hollejos fermentados, se distinguen dos tipos de depósitos: los de descube manual y los de descube automatizado también llamados autovaciantes.

- Tapa superior de 500 mm, con cuello de al menos 300 mm.
- Tubo de remontado fijo, colocado vertical en la parte lateral del depósito, unido en la parte superior del depósito a un dispositivo de aspersión o distribución del mosto remontado sobre el sombrero de hollejos.
- Rejilla en la salida lateral del depósito, para facilitar el drenado del vino fermentado en el descube.
- Para el control térmico de la fermentación alcohólica se dispone de la correspondiente camisa de refrigeración, pero colocada más baja teniendo en cuenta el espacio que se deja vacío en los depósitos de elaboración de vendimias tintas y el espesor ocupado por el sombrero, debiendo ésta comprender parte o la totalidad del mosto en fermentación situado por debajo de los hollejos. En algunas ocasiones, como en elaboraciones de vinos tintos de guarda, donde la temperatura de fermentación puede ser más elevada (28º a 30º C), el control de temperatura se hace por medio de una ducha de agua por el exterior del depósito, instalándose un anillo perforado distribuidor de agua en la parte superior del depósito con su correspondiente electroválvula y un canal circular de recogida del agua ubicado en la parte inferior. Completan la instalación una vaina lateral para contener una sonda de temperatura tipo PT 100 y un termómetro analógico de control también en el lateral.
- En los depósitos de descube manual, una puerta frontal de apertura exterior, generalmente rectangular y de al menos 400 x 600 mm. Fondo inclinado para facilitar la extracción de los orujos.

Depósitos de descube automatizado:

- Depósitos autovaciantes de descube incontrolado, donde una vez abierta la puerta de descube, el orujo sale de golpe y sin posibilidad de controlarlo. Estos recipientes suelen tener un fondo cónico centrado respecto al cilindro y una puerta horizontal situada en su parte inferior.

- Depósitos autovaciantes de descube controlado irregular, donde la puerta de descube puede ser abierta o cerrada a voluntad para permitir la salida del orujo, aunque ésta no se puede controlar con exactitud. Estos recipientes suelen tener un fondo cónico excéntrico respecto al cilindro, y una puerta situada en la parte final del cono, con control de apertura por medio de un husillo o por un pistón hidráulico.

 - Depósitos autovaciantes de descube controlado regular, donde una vez abierta la puerta de descube, el orujo sale de manera regular y continua gracias a un dispositivo de extracción colocado en el interior del depósito. Estos recipientes suelen tener un fondo troncocónico centrado respecto al cilindro, con una puerta de descube lateral situada en la pared del cono, y unas paletas extractoras colocadas en la parte inferior y movidas por un motor eléctrico o hidráulico situado en el exterior del depósito.

En cuanto a la forma y volumen ideales para mejorar la maceración de las vendimias tintas, se aconsejan volúmenes no muy elevados de hasta 300 hl de capacidad, donde el manejo del sombrero es más efectivo, con una geometría ideal donde la altura debe ser igual al diámetro, para aumentar la superficie de maceración en lo posible entre el sombrero y el mosto en fermentación. También existen depósitos troncocónicos de acero inoxidable, a imitación de las tinas de madera de fermentación, que permiten una mejor ruptura del sombrero en las operaciones de remontado o de bazuqueo.

Depósitos isotérmicos:

- Puerta frontal ovalada de apertura interior, con un tamaño de 340 x 460 mm.
- Portillón isotérmico exterior con cierre hermético.
- Dos salidas, una de fondo para el vaciado total y otro lateral con codo decantador situada en la parte baja del cilindro, con un diámetro adecuado a su volumen y válvula de mariposa con rosca alimentaria y tapón exterior de seguridad.
- Grifo tomamuestras y tubo de nivel lateral con cierre opcional.
- Termómetro analógico lateral.
- Válvula de doble efecto de seguridad para la entrada y salida de aire en el depósito, situada en la parte superior del depósito.
- Aislamiento suficiente para garantizar una pérdida máxima en una semana de 1,5º C, con vino a una temperatura de –5ºC y una temperatura exterior de 20º C. El aislamiento no debe llevar juntas, pero con las correspondientes barreras antivapor e hidrófuga, además de una lámina exterior de aluminio o acero inoxidable decorativa de pequeño espesor.
- Opcionalmente pueden instalarse una tapa superior de 400 mm de diámetro, con cuello de al menos 300 mm, así como una bola de limpieza o similar colocada en la parte superior del depósito.

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