viernes, 16 de diciembre de 2011

Prensas Continuas de Tornillo para el Vino


 PRENSAS CONTINUAS DE TORNILLO

Desde el punto de vista operativo, son las prensas que mejor realizan su cometido, pues funcionan en régimen continuo, con poco empleo de mano de obra, pudiéndose procesar grandes cantidades de vendimia, incluso hasta más de 100.000 kg / hora, resultando un bajo consumo energético y por fin lográndose elevados rendimientos en la obtención de mosto. Sin embargo, su utilización se está volviendo muy restringida, debido a la baja calidad de los mostos o vinos obtenidos, en lo concerniente al elevado porcentaje de materias vegetales en suspensión que contienen, y sobre todo, debido a las elevadas presiones que se utilizan, con la obtención de vinos más amargos, vegetales, coloreados, ricos en taninos y de pH más elevados. Tanto es así, que en muchos reglamentos de Denominaciones de Origen o entidades similares, son máquinas de procesado donde expresamente se prohíbe su utilización, aunque siguen teniendo su mejor aplicación en el caso de elaboraciones de grandes volúmenes, donde a veces la calidad no es un factor determinante.

El funcionamiento de estas prensas es muy sencillo, la vendimia penetra por una tolva de carga, hacia un sinfín helicoidal o tornillo de Arquímedes que gira lentamente, haciéndola avanzar hacia el otro extremo, donde una tapa o compuerta de apertura regulable la retiene parcialmente, generando en consecuencia una presión progresiva a lo largo del tornillo, produciendo una extracción del mosto o vino a través de una rejilla cilíndrica situada por fuera del mismo y expulsando el orujo agotado por una boca de salida que contiene la mencionada compuerta. La presión progresiva permite separar mostos o vinos de distintas calidades, en función de la presión ejercida y determinada por su posición en el tornillo, generando la presión la fracción de orujo agotado que sale de la prensa, comúnmente llamado “taco” que obtura la salida, así como también la resistencia al deslizamiento que presenta la jaula cilíndrica exterior.

-Tolva de alimentación: Situada por encima del inicio del tornillo sinfín, tiene por misión recibir la vendimia a prensar, así como ofrecer un cierto volumen de acumulación para permitir la alimentación continua de la prensa. Este elemento suele estar dimensionado de una manera generosa, con el propósito de evitar la formación de una posible “bóveda o puente” de vendimia, similar a los producidos en las tolvas de descarga de vendimia; siendo verticales sus paredes anteriores y posteriores, e inclinadas en las laterales, donde a veces se colocan unas chapas perforadas para conseguir un escurrido previo del mosto.

La alimentación se realiza por gravedad, pero en algunos modelos de prensas ésta puede ser forzada “compound”, disponiendo de un tornillo auxiliar colocado verticalmente por donde entra la vendimia, elevando de este modo de manera notable la cantidad de uva prensada en más de un 40 a 50 %.

-Tornillo de compresión: Colocado en posición horizontal, desplaza la vendimia en ese mismo sentido y realiza la compresión progresiva de la misma. El diámetro es constante en toda su longitud, variando desde 300 mm en las prensas antiguas, hasta 600, 800 y 1.000 mm en las más modernas, consiguiendo de este modo un mayor caudal y también un mejor trato de la vendimia, que se traduce en una mejora de la calidad del mosto obtenido. El paso del tornillo es siempre inferior a su diámetro.

El tornillo se acciona en uno de sus extremos, por la zona donde se realiza la alimentación de vendimia, quedando el extremo opuesto libre o flotante, donde se realiza el mayor esfuerzo de compresión de la vendimia, y apoyándose parcialmente en el interior de la jaula de prensado.

La superficie helicoidal debe siempre ser lo más lisa posible, estando protegida por una resina alimentaria de gran adherencia, cuando los tornillos están construidos de acero, fundición, fundición grafitada o bronce fosforoso resistente a los ácidos; o mejor sin protección, cuando están construidos en acero inoxidable.

La velocidad de giro puede oscilar entre 1 a 5 r.p.m. pudiéndose modificar a voluntad durante las operaciones de prensado, mediante un variador de velocidad acoplado al mecanismo de accionamiento. Los regímenes lentos disminuyen el caudal de vendimia prensada, pero aumentan el porcentaje de mosto extraído y se obtienen productos más limpios, pues las velocidades muy rápidas son siempre generadoras de fangos. La velocidad del tornillo y el grado de apertura de la tapa, son fundamentales para formar y mantener el “taco” de orujo; debiéndose trabajar para obtener mostos de calidad, al límite de la rotura de éste elemento, y con las siguientes velocidades recomendadas:

El accionamiento del tornillo de presión se realiza por un motor eléctrico de 5 a 25 C.V. de potencia, que puede mover un tren de engranajes, o mejor una central hidráulica, que genera una presión de fluido de hasta 200 a 220 bares, permitiendo el movimiento de los distintos dispositivos de la prensa: tornillo de presión con un motor hidráulico, pistón de la tapa de salida, pistón de desplazamiento del tornillo, etc. De este modo se posibilita la regulación de las funciones de la prensa, tales como: velocidad del tornillo en avance, marcha atrás del mismo, apertura de la tapa de salida, etc.

- Jaula de prensado: De forma cilíndrica, está situada por fuera del tornillo sinfín, construida en una sola pieza o en varias sucesivas para un mejor desmontaje y sustitución; teniendo por misión contener la vendimia en presión y drenar hacia el exterior el mosto o vino que ésta contiene. Generalmente se construyen en acero inoxidable, mediante una chapa de 4 a 6 mm de espesor, perforada con orificios circulares o longitudinales fresados, o en otros casos, en forma de jaula con varillas de sección trapezoidal, que permiten un mejor deslizamiento de la vendimia e impiden la rotación de la misma dentro de la cámara de presión. Para garantizar la indeformabilidad de la jaula y absorber los elevados esfuerzos que ésta debe soportar, en su parte exterior se colocan unos anillos, espaciados en función del nivel de presión ejercida y construidos de acero al carbono revestidos o mejor de acero inoxidable.

El tornillo sinfín nunca llega a ocupar la totalidad de la jaula de prensado, quedando siempre un espacio entre la parte final del tornillo y la tapa de salida, aumentando de este modo la zona de altas presiones, y en consecuencia elevando el rendimiento de extracción de mosto de la prensa. En algunos modelos de prensas, esta cámara de compresión puede ser modificada a voluntad, haciendo avanzar o retroceder el tornillo sinfín por medio de un dispositivo hidráulico, o  más raramente disponiendo de una jaula telescópica.

- Sistema de obturación: Para evitar que la vendimia prensada retroceda por el tornillo, girando alrededor del mismo y debido a las mayores presiones en la zona de salida de la prensa, se coloca hacia la mitad de la misma un dispositivo de obturación. Antiguamente se instalaban sobre el tornillo una o dos “estrellas” o “tréboles” giratorios, cuyos lóbulos cerraban en paso del tornillo y giraban cuando éste lo hacía. En la actualidad se dispone de un mecanismo de obturación llamado “biválvula”, que está formado por unos diafragmas verticales calados, siendo atravesados por el tornillo y colocado después de la tolva de alimentación.

- Dispositivo de retención: Este elemento es el que provoca un incremento progresivo de presión en la masa de vendimia que se desplaza por el tornillo, al dificultar la salida de la  misma por reducción de la sección de la jaula de presión. Consiste en una compuerta o tapa articulada en un extremo, pudiendo ser regulada su apertura de manera manual o automática,  mediante una rosca y un husillo, o por un brazo de palanca con unos contrapesos desplazables en un extremo, o por fin por medio de un pistón hidráulico o neumático.

El grado de apertura de esta compuerta, debe estar sincronizado con la velocidad de avance del tornillo sinfín, de tal modo que variando ambos se consiga la presión máxima deseada en la parte final de la cámara de compresión; disponiendo para su regulación de un sistema captador del nivel de presión o presostato, que regula la mayor o menor apertura de la tapa de salida y también el régimen de velocidad de giro del tornillo.

El taco de orujo agotado que sale de la prensa, lo hace a través de un canal de salida en forma de U, situado por debajo de la compuerta y a continuación de la jaula de prensado. Generalmente éstos orujos son extraídos fuera de la bodega, por medio de un sistema de transportadores continuos de cinta de goma o por tornillos sinfín; debiendo antes ser desmenuzados para su mejor transporte, pues de la prensa sale un bloque o taco compacto.

- Recogida de mostos o vinos: Los líquidos son recogidos en la parte inferior de la prensa, bajo la tolva de alimentación y la jaula de prensado, consistiendo en unas bandejas colectoras, construidas en materiales inertes frente al mosto y también de fácil extracción y limpieza, como acero revestido de pintura alimentaria, poliéster reforzado con fibra de vidrio, acero inoxidable, etc.
  
Generalmente se dispone de tres bandejas para separar los mostos según calidades, que resultan en función de su salida de la prensa por las diferencias de presiones; la primera se sitúa por debajo de la tolva de alimentación hasta el obturador, la segunda por debajo del tornillo de presión, y la tercera  bajo la cámara de compresión. Los líquidos de escurrido previo al prensado y los de la primera bandeja se suelen mezclar y separar de los de la segunda y tercera bandeja, que son de inferior calidad. Algunos modelos de prensas llevan una sola bandeja, dotada de tabiques móviles de separación, para poder ajustar a voluntad del enólogo las distintas fracciones de líquidos que resultan del prensado.

PRENSAS CONTINUAS DE IMPULSO

Las prensas continuas de impulso, son unas máquinas híbridas entre las prensas de tornillo de funcionamiento continuo y las horizontales de platos discontinuas. El tornillo sinfín no gira permanentemente durante su funcionamiento, si no que primero gira para llenar de vendimia la cámara de compresión, y luego deja de girar, desplazándose hacia adelante gracias a un pistón hidráulico colocado en un extremo, realizando entonces un trabajo de prensado muy similar al de un plato de presión de una prensa discontinua. Una vez evacuado el  mosto y expulsada una determinada porción de taco, el tornillo retrocede dejando la cámara de compresión libre para iniciar de nuevo el ciclo de trabajo.

En las prensas continuas de tornillo, las superficies de drenado y de presión son bastante reducidas, con una relación entre ambas también baja (Sb / Sa<1), obteniéndose unos mostos o vinos de prensa de poca calidad, debido a que todas las condiciones de extracción resultan desfavorables para la calidad:

- Presiones de extracción muy elevadas, especialmente en la parte final de la prensa o zona de compresión.

- Pequeño recorrido del mosto, atravesando una masa de hollejos en movimiento que facilita su drenado, y orientándose éstos en sentido perpendicular a la presión, ofreciendo una reducida capacidad de retención de los turbios.

- Importante movimiento de la masa de vendimia generado por el giro del tornillo sinfín, que degrada en exceso sus tejidos celulares, debido al rozamiento de los hollejos con las partes fijas o móviles de la prensa, así como también entre ellos.

La “torta” de orujo dentro de la prensa toma una curiosa forma de espiral en la zona de alimentación donde se sitúa el tornillo sinfín, adquiriendo luego una forma cilíndrica en la siguiente zona de compresión, deformándose en su extremo de salida por la acción de la tapa hacia una sección semicilíndrica. Los hollejos prensados se sitúan en la zona de alimentación, orientados en sentido paralelo a la inclinación de la espira del tornillo sinfín y perpendiculares a la dirección de la presión, colocados de este modo por la descomposición de las fuerzas, y drenando el mosto de carácter muy turbio hacia el exterior ayudado por la otra resultante. En la zona de compresión, donde no existe tornillo sinfín, los hollejos se disponen también perpendiculares a la dirección de la presión o del avance de la masa de orujos, escurriendo el mosto bastante más limpio por el efecto auto filtro de los hollejos fuertemente unidos por la acción de la elevada presión en esta zona, pero de una calidad muy inferior debido a las fuertes presiones.

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