miércoles, 28 de diciembre de 2011

Refrigeración de Mostos y Vendimias Mediante Intercambiadores de Calor


REFRIGERACIÓN DE MOSTOS Y VENDIMIAS MEDIANTE INTERCAMBIADORES DE CALOR

La refrigeración de los mostos blancos o rosados, puede tener un interés enológico para atenuar los procesos enzimático de oxidación o los de multiplicación de los microorganismos, además de posibilitar el desfangado estático de los mismos, realización de maceraciones prefermentativas en frío, o también para contribuir a un mejor control de las temperaturas de fermentación, con un inicio de la misma desde temperaturas bajas.


INTERCAMBIADOR DE CALOR TUBULAR

La refrigeración de mostos generalmente muy cargados de sólidos en suspensión, llegando incluso a vendimias en estado semisólido, se realiza con ayuda de un intercambiador de calor tubular, con objeto de evitar las obturaciones producidas por los materiales que acompañan a los mostos: hollejos, pepitas, fangos, etc. Estos aparatos están formados por dos tubos concéntricos, circulando por el tubo central, de diámetro interior entre 40 a 60 mm, el mosto o vendimia a refrigerar, y en contracorriente por el tubo exterior, de diámetro interior entre 60 a 80 mm, el agua enfriada a 3º a 5º C procedente del depósito pulmón de la instalación. De este modo se consigue realizar la transferencia de calor en las paredes del tubo central, mejorándola cuando la circulación del mosto y agua se hace en régimen turbulento, para lo que se utilizan velocidades superiores a los 1,5 metros / segundo, o las paredes se construyen corrugadas para aumentar la superficie de intercambio y también provocar turbulencias en los fluidos. Los intercambiadores se construyen con tubos de 4 a 8 metros de longitud dispuestos en forma de serpentín, unidos mediante codos de 180º que también contribuyen a aumentar las turbulencias, y dotándolos de un aislamiento exterior para reducir las pérdidas de frío.

Intercambiador Tubular de Tubos Concéntricos:
- Es un intercambiador que consiste en un tubo dentro de otro, construido en acero inoxidable. - - Los coeficientes globales de transmisión de calor se sitúan entre 1000-1400 kcal/h.m2.ºC.
- La principal ventaja de este intercambiador reside en su difícil obturación lo que permite su uso con vinos tintos.
- El Inconveniente es que poseen una U menor que otros equipos lo que repercute en un aumento de la superficie de transmisión y por lo tanto en el espacio que necesitan, siendo su precio mayor que un intercambiador de placas.
- Existe la variante con los tubos corrugados para obtener valores de U más altos, entre 1500 y 2000 kcal/h.m2.ºC.

Intercambiador Multitubular:
- Este tipo de intercambiador consiste en una carcasa que dispone de tubos en su interior por los que circula uno de los fluidos.
- Posee valores del coeficiente global de transmisión del calor entre 700 y 1100 kcal/h.m2.ºC.
- Tiene el problema de la limpieza al resultar difícil acceder a todos sus puntos, y por eso se suele introducir el producto a enfriar (normalmente el que ensucia el equipo) por el interior de los tubos, es por esto que es válido para todos los mostos, excepto pastas.


INTERMCABIADOR DE CALOR DE PLACAS

Un intercambiador de placa consiste en una sucesión de láminas de metal armadas en un bastidor y conectadas de modo que entre la primera y la segunda circule un fluido, entre la segunda y la tercera otro, y así sucesivamente. Se trata de equipos muy fáciles de desarmar para su limpieza. En la disposición más simple hay sólo dos corrientes circulando, y su cálculo es relativamente sencillo.

Es habitual que dispongan de circulación de los fluidos a contracorriente, y disponen de coeficientes globales de transmisión de calor de 2500 a 3000 kcal/h.m2.ºC.

Las ventajas que ofrece este intercambiador son:
- Economía de espacio y facilidad de transporte.
- Rapidez en el descenso de la temperatura del fluido de proceso.
- Mantenimiento cómodo y de fácil realización.
- Variabilidad del volumen de mosto a tratar.
- Fácil manejo y versatilidad.
- Ampliable añadiendo placas.

Inconvenientes:
- Rotura de partículas en suspensión por bombeo.
- Peligro de aireación del mosto.
- Necesidad de tamizado (obturación) por lo que es aconsejado para mostos blancos.

INTERCAMBIADOR DE CALOR EN ESPIRAL

El intercambiador de placa en espiral se hace con un par de placas laminadas para proporcionar dos pasos rectangulares relativamente largos para los fluidos con flujo en contracorriente. La trayectoria continua elimina la inversión del flujo (y la caída consiguiente de la presión), las desviaciones y los problemas de dilataciones diferenciales. Los sólidos se pueden mantener en suspensión.

Es uno de los intercambiadores con mejor diseño que existe, al permitir una circulación de los fluidos en contracorriente pura ya que el vino entra por el centro de la unidad y circula de dentro hacia fuera. El líquido frío se introduce por la periferia y fluye hacia el centro.

Debido a su diseño se evitan ensuciamientos y su facilidad de limpieza y mantenimiento los hace ideales para vinos y mostos.

Al disponer de gran superficie por canal permiten una aproximación de temperaturas entre fluidos elevada. Son equipos muy compactos que ocupan poco espacio y poseen bajas pérdidas por radiación y obtienen altos valores del coeficiente global de transmisión del calor en torno a 1500 kcal/h.m2.ºC.

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