En la industria cervecera, el término licor se utiliza para referirse al agua que se utiliza en el proceso de elaboración de la cerveza. Por lo tanto, un tanque de licor frío es un tanque lleno de agua de proceso fría como la que se ve en las cervecerías. Estos tanques suelen ser necesarios porque las cervecerías operan como procesos de producción por lotes en lugar de procesos de producción continua . Esto significa que las tasas de producción de agua (licor) a menudo son insuficientes para los requisitos de carga puntual de los procesos. Los tanques de licor frío se utilizan como almacenamiento intermedio para este propósito, de modo que las tasas de producción de agua sean suficientes en promedio.
El caso de uso específico de un tanque de licor frío, a diferencia de otros tanques que contienen la misma calidad de agua en una cervecería, es que contiene el agua que se utilizará para enfriar el mosto después de que haya pasado por la caldera de fermentación o el recipiente de cobre (una caldera de fermentación es un recipiente de ebullición que se utiliza para romper los azúcares complejos en azúcares más simples). La temperatura del mosto debe reducirse a una temperatura adecuada para que la levadura consuma los azúcares y produzca alcohol a través del proceso de fermentación.
El licor frío se denomina licor caliente después de haber sido utilizado para enfriar el mosto y luego se reintroduce en el proceso de elaboración de la cerveza en una etapa anterior de la cervecería. El licor caliente se almacena en tanques de licor caliente antes de su uso.
Debido a la naturaleza de los procesos de elaboración de cerveza por lotes, sería costoso comprar equipos que puedan producir agua a la velocidad de uso puntual en comparación con producir agua adecuada de manera continua a una velocidad menor que sea un volumen general suficiente para el uso cuando se necesita. Un aspecto que ayuda con esta evaluación es que hay otros procesos en una cervecería que requieren agua. Uno de esos procesos es mezclar cerveza de alta concentración hasta la concentración de venta después de que se ha filtrado. Si todos estos usos puntuales coincidieran, la producción requerida sería un exceso significativo de la velocidad de producción posible. Por esta razón, hay tanques de reserva en toda la cervecería con diferentes calidades para diferentes propósitos. El tanque de agua desaireada (DAW) o licor desaireado (DAL) es otro ejemplo de esto y todos estos tanques combinados ayudan a nivelar la demanda de producción de agua.
El enfriador de mosto es un intercambiador de calor que se utiliza para enfriar el mosto a una temperatura adecuada para la fermentación y, por lo general, tiene un diseño de intercambiador de calor de placas de dos etapas. Estos pueden utilizar tres o cuatro fluidos, denominados sistemas de intercambiador de calor de placas ternario o secundario.
Las dos etapas de los intercambiadores de calor son la etapa inicial de mosto-licor frío y la etapa final de mosto-refrigerante. A partir de licor frío, que normalmente se encuentra en el rango de temperatura ambiente (normalmente entre 10 y 20 °C), la etapa inicial puede crear licor caliente en el rango de 80 a 92 °C, que es un flujo de producto útil en un entorno industrial. Los intercambiadores de calor de placas, al igual que otros intercambiadores de calor, no son 100 % eficientes. Por lo tanto, el mosto resultante de la primera etapa no tendrá la temperatura requerida, que también está en el rango de 10 a 20 °C. Por lo tanto, se necesita una etapa secundaria para reducir la temperatura del mosto a la temperatura deseada. Las temperaturas exactas variarán para una cervecería determinada y una levadura determinada.
La diferencia entre un intercambiador de calor secundario y ternario es que un intercambiador de calor secundario realizará la transferencia de calor entre el producto y el medio de enfriamiento (mosto-refrigerante) y un intercambiador de calor ternario realizará la transferencia de calor utilizando un fluido intermediario (mosto-intermediario-refrigerante). La decisión de esto se basa en los procedimientos de control de calidad y seguridad dentro de una cervecería individual para un intercambiador de calor determinado. Esto se debe a que los refrigerantes utilizados son a menudo venenosos o dañinos para los humanos, aunque hay refrigerantes que son seguros para su uso, como soluciones de alcohol de alto porcentaje (40-60%) (la dilución de la cerveza al porcentaje correcto ocurre después de la fermentación). El riesgo involucrado es que los intercambiadores de calor de placas pueden tener pequeños agujeros en las placas individuales debido al desgaste de las corrientes de fluido altamente turbulentas. Los refrigerantes se filtrarán en la corriente de proceso si la presión en el lado del refrigerante es mayor que la presión en el lado del proceso y viceversa.
La calidad del agua utilizada para esta aplicación en tanques de licor frío puede variar drásticamente entre cervecerías de todo el mundo.
Los volúmenes de agua involucrados a menudo requieren un gran suministro de agua, lo que determinará la fuente de agua. Por lo general, se trata de agua subterránea extraída de debajo de la fábrica de cerveza, aunque también puede ser una fuente de agua de río en caso de que esta no sea una solución viable. Un suministro de agua de servicio público también puede ser una fuente, aunque a menudo se agregan productos químicos que pueden presentar un desafío para su uso.
Dependiendo de la fuente del agua, esta pasará por diferentes procesos para que sea apta para su uso. Esto puede implicar sistemas de filtración como la filtración por membrana, que puede producir agua demasiado pura para el proceso. Si este es el caso, a menudo se vuelven a agregar aditivos al agua para crear un entorno adecuado para una buena propagación de la levadura o para obtener un sabor deseable en el producto terminado.
Una ciudad del Reino Unido llamada Burton upon Trent tiene aguas subterráneas que se sabe que producen cervezas con buen sabor y, por ello, se ha utilizado el término "burtonificación" o " burtonización " para describir el proceso de producción de agua con una calidad similar a la del agua subterránea de la ciudad. Este es solo un ejemplo de un objetivo de calidad del agua que podría utilizar una cervecería individual para lograr el perfil de sabor deseado en el producto final.
La temperatura de almacenamiento y el uso de los tanques de licor caliente es un factor que constituye un equilibrio importante en una cervecería. Esto es particularmente así cuando la cervecería no funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Muchas cervecerías funcionan las 24 horas del día, los 6 días de la semana o con alguna otra variación que deja que el licor caliente generado se asiente y se enfríe durante el período de inactividad de la planta. Esta reducción de temperatura puede hacer que la sala de cocción tenga dificultades para volver a ponerse en marcha mientras intenta alcanzar las temperaturas deseadas. Por este motivo, la recuperación de la temperatura dentro del sistema es una condición importante y bien controlada de la cervecería. Se pueden utilizar serpentines de vapor dentro del tanque de licor caliente para mantener la temperatura durante los períodos de inactividad. Otros métodos para mantener la temperatura son los circuitos de recirculación a través de intercambiadores de calor de placas de vapor. Los tanques de licor caliente suelen ser recipientes aislados de doble pared.
La temperatura del tanque de licor frío es el otro lado de esta ecuación, donde una temperatura más alta es mala para la eficiencia del intercambiador de calor, pero buena para la temperatura general del licor caliente generado dentro del enfriador de mosto. Mantener los tanques fríos también ayuda a reducir el uso de refrigerante, ya que el mosto se puede reducir a una temperatura más cercana a la temperatura requerida para la levadura con solo el licor frío. Por lo general, una cervecería preferirá el licor frío a una temperatura más baja, ya que los costos de refrigeración pueden ser bastante altos. Para lograr esto, los tanques de licor frío generalmente se colocan en áreas frías de la planta, lejos del equipo generador de calor. Los tanques de licor frío generalmente son recipientes de una sola pared sin aislamiento en áreas donde la temperatura ambiente es suficiente para el intercambio de calor. En regiones con rangos altos de temperatura ambiente, puede ser necesario enfriar activamente el tanque de licor frío para garantizar que el proceso de intercambio de calor para el mosto sea adecuado, aunque esto puede sacrificar el logro de buenas temperaturas del mosto caliente. En tales casos, los tanques de licor frío generalmente son recipientes aislados de doble pared.
Los tanques de licor frío pueden tener diferentes diseños según las circunstancias o el diseño intencional. Muchas instalaciones se las arreglarán con el equipo preexistente en el sitio, por lo que la reutilización de recipientes en desuso durante los períodos de actualización de la planta es común, lo que conduce a diseños según las circunstancias.
Los países suelen tener requisitos de acceso para tanques de un tamaño determinado, por lo que las vías de acceso suelen ser una característica de los tanques de licor frío y otros tanques de almacenamiento intermedio en las instalaciones industriales. Las vías de acceso de este tipo suelen denominarse bocas de acceso. Estas vías de acceso suelen ser redondas para limitar las tensiones en la construcción terminada del recipiente, aunque a veces se utilizan vías de acceso rectangulares.
Los diámetros de las conexiones de entrada y salida dependerán de la demanda de uso de agua y de la periodicidad de las salidas. Las conexiones de instrumentación dependerán del tipo de instrumento, aunque los fabricantes tienen tamaños típicos comunes para la región de venta. Los puertos típicos incluyen:
Las soldaduras internas deben ser rectificadas y pulidas hasta obtener un acabado superficial apto para uso alimentario. Las normas para ello varían según el país, pero por lo general tienen requisitos similares. Las superficies internas también tienen un requisito similar, aunque el requisito de pulido es menor porque las láminas de acero de una fábrica suelen suministrarse con el grado requerido para el contacto con alimentos en el país en cuestión. El acabado externo no suele ser una preocupación, ya que no es un problema de seguridad alimentaria, aunque los fabricantes suelen enorgullecerse de proporcionar tanques que se ven bien como un esfuerzo para mejorar la percepción de sus clientes sobre el producto instalado.
A menudo, esto se logra mediante una válvula de flotador que lleva agua hasta un punto establecido en lugar de dictar el nivel exacto del tanque.
Esto se utiliza si hay integración de la retroalimentación de la información de demanda de agua a la planta de producción de agua. A menudo, los aspectos de control de la producción de agua se llevan a cabo en un tanque de almacenamiento a escala de planta más grande que se utiliza para indicar la demanda de producción general y como un tanque de almacenamiento primario del sitio.
Estos tanques generalmente funcionan de forma automática, lo que significa que las salidas y entradas se controlan con sistemas de control eléctrico a través de válvulas automáticas en las salidas y entradas cuando corresponda.
Los volúmenes de los tanques están diseñados para contener suficiente agua de modo que haya suficiente refrigerante disponible para la demanda de enfriamiento del mosto. Ocasionalmente, un tanque se diseñará para contener suficiente agua para un propósito secundario, como el lavado del sello de la bomba, etc., aunque esta no es la mejor práctica. A menudo, se agrega volumen adicional a los tanques como factor de seguridad y en caso de que haya futuras actualizaciones de rendimiento del sitio que requieran más volumen de reserva dentro de los tanques de licor frío.
Los tanques están construidos con materiales adecuados para el contacto con alimentos humanos. Si los tanques se gestionan para evitar posibles fuentes de contaminación, no se limpian con frecuencia. Esto significa que, a menudo, los tanques estarán hechos de materiales estériles como acero inoxidable (SS304 suele ser suficiente). Los tanques también pueden estar hechos de polímeros duros como polietileno de alta densidad (HDPE), pero estos materiales tienen una menor longevidad por un costo no muy diferente. Los tanques viejos reutilizados pueden tener vejigas de polímero colocadas en su interior para que un tanque con fugas pueda volver a usarse. Este es un ejemplo de una medida de reducción de costos que una instalación podría implementar durante un proyecto de actualización de la planta o para evitar la necesidad de realizar obras extensas cuando un tanque tiene fugas.
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