viernes, 16 de diciembre de 2011

Prensas Horizontales de Platos para el Vino


PRENSAS HORIZONTALES DE PLATOS PARA EL VINO

Estas prensas surgieron a partir de las verticales, donde la jaula se dispuso en posición horizontal, siendo ésta giratoria y dotada de un dispositivo de fácil desmenuzado, facilitando de éste modo las operaciones de prensado, con una extracción realizada a menor presión y un ciclo de trabajo mucho más reducido. Con estas prensas el rendimiento en mosto o vino es más elevado, pero éstos resultan más cargados de turbios al reducirse el espesor de la masa de orujo que deben atravesar.

El prensado se realiza con sucesivos ciclos de prensados y desmenuzados, a presiones crecientes en cada uno de ellos, de tal modo que la presión de cada ciclo debe ser superior a la del anterior, hasta alcanzar los 9 kg / cm2 de presión máxima; siendo generalmente gobernado por un programa de prensado automático preestablecido, transcurriendo durante un tiempo de unas 2 a 3 horas y lográndose unos vinos o mostos con un nivel de turbidez de unas 500 NTU e inferior al 10 % de turbios sólidos obtenidos por una sedimentación estática.

Dentro de las prensas horizontales, existen variantes según su accionamiento y forma de trabajar:

- Jaula giratoria: Tornillo interior fijo; Tornillo interior giratorio; Tornillo exterior fijo, Dos platos de presión; Un plato de presión.

- Jaula fija y pistón exterior hidráulico: Dos platos de presión; Un plato de presión.

- Jaula de prensado: De forma cilíndrica horizontal, con una proporción de cilindro de mayor altura respecto del diámetro; construida de barrotes de madera fijados exteriormente sobre un conjunto de aros metálicos, o bien de poliéster reforzado con fibras de vidrio o también de acero inoxidable perforado con ranuras fresadas de 2 a 4 mm de anchura por 20 a 60 mm de longitud. En los modelos de jaula giratoria, los extremos del cilindro llevan dos coronas dentadas, donde engranan sendos piñones accionados por un motor eléctrico provisto de engranajes reductores, haciendo que la jaula pueda girar generalmente a dos velocidades, una rápida de acercamiento o desmenuzado y otra lenta de presión a 1 a 3 r.p.m.

La capacidad de la jaula oscila según fabricantes y modelos, desde 1 a 3 hectolitros hasta 40 a 60 hectolitros, llenándose de vendimia con unos “coeficientes de carga” y variables según el tiempo de llenado-escurrido y el estado de la misma: fresca, escurrida o fermentada.

El llenado y vaciado de la vendimia, se realiza por medio de una o varias puertas situadas sobre la jaula, generalmente de apertura manual y hacia el exterior, estando distribuidas a lo largo del cilindro para facilitar estas operaciones. Existe un modelo de prensa llamada de “puertas anulares”, situadas en ambos extremos del cilindro, que colocadas hacia arriba permiten la carga de vendimia mientras la jaula gira, o por el contrario orientadas hacia abajo, posibilitando el vaciado de los orujos una vez finalizado el trabajo de prensado. Una variante de este sistema, es la de “una puerta anular” situada en un extremo del cilindro para la carga de la prensa, estando la jaula ligeramente inclinada hacia el otro extremo, donde otra puerta fija permite la salida de los orujos agotados.

- Platos de presión: En número de dos que se aproximan o alejan según gire la jaula de la prensa en uno u otro sentido, o en otras máquinas formadas por un solo plato; tienen forma de disco con un orificio central por donde se rosca un tornillo, estando construidos en acero fundido o electrosoldado. Los platos llevan en su parte exterior, dos o cuatro escotaduras, por donde corren las correspondientes guías situadas por dentro de la jaula, de modo que al girar ésta, también lo hacen los platos; pero al estar atravesados por un tornillo fijo, les obliga a desplazarse en un sentido u otro en función del giro del conjunto jaula-platos. Las prensas de un solo plato, suelen tener el tornillo de accionamiento situado hacia el exterior o un dispositivo hidráulico también colocado por fuera.

Fijados entre los dos platos de presión o entre un plato y el cabezal de la prensa, se dispone un conjunto de cadenas y aros de desmenuzado, generalmente en acero inoxidable, que tiene por misión comprimirse y deformarse dentro de la masa de vendimia en la fase de prensado, para que al separase los platos en la fase de descompresión, éstas se tensen y produzcan un eficaz desmenuzado de la torta de orujos comprimidos.

-Tornillo de accionamiento: En las prensas de dos platos, se sitúa roscado dentro de los mismos y atravesándola de lado a lado en una posición fija. Este elemento permite el desplazamiento lateral de los platos, cuando  éstos giran arrastrados por la jaula. Los tornillos están construidos en acero al carbono y raramente en acero inoxidable por su elevado coste, permaneciendo la vendimia en contacto con ellos, lo que produce una contaminación en hierro, así como en grasas lubricantes y una no despreciable rotura de las pepitas.

Los tornillos están construidos con roscas planas, donde el principio de accionamiento se corresponde a un plano inclinado de un triángulo rectángulo enrollado sobre un cilindro. La distancia entre dos espiras determina el paso de la rosca (h), de tal modo que al hacer girar el tornillo con una fuerza giratoria (K), se ejerce una presión (P):

K . 3,14 . d  =  P . h      

d: diámetro del tornillo

Prescindiendo de las pérdidas por rozamiento, la fuerza giratoria (K) es igual a la longitud del brazo (L), donde en una vuelta del tornillo, el recorrido de la fuerza K es el perímetro del husillo: 2 . L . μ y el recorrido de la fuerza de presión (P), es el recorrido de presión o el paso de rosca (h):

K . 2 . L . μ  =  P . h

K  = P . h / 2 . L . μ

P  = 2 . L . μ / K . h

El efecto de la presión es mayor, cuando menor es la distancia del paso de rosca (h), aunque la velocidad de traslado de los platos es más lenta.

En los pasos de rosca “secos”, la fuerza K es bastante menor, debido  a la resistencia a la fricción, por lo que la lubrificación de los tornillos es muy importante para que las presiones sean las adecuadas. Se propone en los husillos de las prensas la siguiente expresión:

P2  = P1 . L  /  Rm . tg (α + ∂)  

P2 : Presión total.
P1 : Presión sobre el brazo de palanca.
L : Brazo de la fuerza o longitud de palanca.
α : Angulo de inclinación del husillo.
∂ : Angulo de fricción.
Rm : Radio medio de las espiras.

El tornillo interior es normalmente fijo, pero existen prensas dotadas de tornillo giratorio, que moviéndose en sentido inverso al de la jaula, permiten una mayor velocidad de desplazamiento de los platos, llegando incluso a 0,7 metros por minuto, reduciéndose de éste modo la duración del ciclo de prensado.

Otros modelos de prensas llevan un tornillo situado exteriormente, estando dotadas de un solo plato y con la ventaja de no estar este elemento en contacto con la masa de vendimia; así como también otras de funcionamiento mediante un pistón hidráulico externo.

- Motorización y otros elementos: Estas prensas suelen estar dotadas de unas velocidades rápida y lenta marcha adelante o de presión y otras, también rápida y lenta hacia detrás o de desmenuzado; estando accionadas por motores eléctricos de relativa poca potencia (1 a 10 C.V.) y elementos de transmisión y de desmultiplicación como: correas trapezoidales, poleas, cajas reductoras, etc.

La prensa está soportada en un robusto bastidor, tomando una forma generalmente paralelepipédica y apoyada sobre cuatro patas que aseguren la horizontalidad de la máquina; pudiendo estar dotadas de ruedas para su movimiento. La recogida del mosto o vino se hace por medio de una bandeja situada por debajo de la jaula de prensado, con una ligera pendiente para la salida de líquidos por un extremo de la misma y a veces dotada de una pequeña rejilla para la retención de partículas sólidas que pudieran acompañarlos. Esta bandeja debe ser desplazable, para permitir la salida de los orujos en la fase de descarga de la prensa y también para realizar las labores de limpieza de la misma; pudiendo ser independiente de la prensa, apoyada sobre el suelo y dotada de ruedas, o formar parte de la misma y desplazarse lateralmente por medio de unos raíles.

Algunas prensas llevan un dispositivo de selección de mostos, que permite separar éstos según calidades, en función de la masa de vendimia cargada y del volumen de mosto extraído a lo largo de los ciclos de prensado. Se acostumbra a separar los mostos o vinos de escurrido, junto a los de las dos o tres primeras prensadas, alcanzándose un volumen del 70 a 85 % del total y separándose del resto, generalmente agrupado en una sola fracción.

La “torta” de orujos una vez prensados, presenta una forma de cilindro horizontal con una mayor altura que base; disponiéndose los hollejos de una forma similar a las prensas verticales, paralelos a la base en sentido perpendicular al de la presión y circulando el mosto en la dirección de los mismos. El recorrido del mosto es muy corto, que unido a la baja capacidad de retención de turbios que presenta la disposición de los hollejos en la prensa, y a las frecuentes operaciones de desmenuzado, hacen que éste salga bastante turbio y de una calidad inferior en los vinos de las últimas fracciones del prensado.

Por otra parte, las superficies de drenado y de presión son bastante bajas, aunque presentan una buena relación entre ambas (Sb / Sa > 1); empleándose presiones de trabajo algo más bajas que las de las prensas verticales, y con tiempos de prensado también elevados; que también contribuyen a la merma de calidad antes mencionada.

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