En la industria cervecera, el material de fabricación de los fermentadores ha pasado gradualmente del tradicional acero al carbono al acero inoxidable. Los fermentadores de acero inoxidable no sólo cumplen mejor los requisitos del proceso en cuanto a tecnología de fermentación, sino que también presentan ventajas insustituibles en cuanto a coste de inversión global y mantenimiento posterior.

1.Material y refrigeración de los fermentadores de acero al carbono

1.1Material

Los fermentadores tradicionales de acero al carbono suelen ser de material ( ). Una vez fabricado el cuerpo del tanque, es necesario esmerilar la superficie interior del tanque, aplicar un chorro de arena para eliminar el óxido y aplicar un revestimiento interno anticorrosión ( ). Todas estas operaciones deben realizarse en el interior del tanque; las condiciones de trabajo son duras, lo que no favorece la protección de la seguridad de los trabajadores ni el seguimiento de la inspección de calidad del tanque. Después de rociar el revestimiento anticorrosión interno, la rugosidad de la pared interior es limitada, y es difícil cumplir con el entorno aséptico requerido para la elaboración actual de cerveza de barril. La vida útil del revestimiento anticorrosión interno es corta, generalmente de unos ( ) años, y cuando se cae no es fácil descubrirlo a tiempo, lo que afecta a la calidad de la cerveza. Cada vez que se mantiene y sustituye el revestimiento anticorrosión interno, es laborioso y requiere mucho tiempo, lo que afecta al programa normal de producción de cerveza.

1.2Refrigeración

Debido a las limitaciones del material, los fermentadores de cerveza tradicionales de acero al carbono utilizan principalmente alcohol-agua como refrigerante, y se enfrían mediante una camisa de medio tubo. Esto no sólo aumenta la inversión y desperdicia energía, sino que también tiene el peligro potencial de que el refrigerante se filtre en el depósito y contamine el líquido de la cerveza. La refrigeración alcohol-agua funciona como sigue: el amoniaco líquido absorbe calor y se evapora en el evaporador, enfriando el alcohol-agua en la piscina de alcohol-agua. El alcohol-agua se bombea a la camisa del fermentador para enfriar el líquido de fermentación del tanque. Tras absorber el calor dentro del depósito, la temperatura del alcohol-agua aumenta y vuelve a la piscina de alcohol-agua para enfriarse de nuevo. Después de que el amoníaco líquido se evapore por absorción de calor en el evaporador, se convierte en amoníaco gaseoso; tras la separación gas-líquido, el amoníaco gaseoso es aspirado por el compresor para su compresión, después es condensado en amoníaco líquido por el condensador y entra en el tanque de almacenamiento de amoníaco líquido. El amoníaco líquido del tanque de almacenamiento entra de nuevo en el evaporador para absorber calor y evaporarse, circulando así. Este método de refrigeración requiere una gran inversión y tiene graves pérdidas de energía. La fabricación de la camisa de la media tubería suele ser de enrollado ascendente de una sola hélice o de enrollado ascendente paralelo de varias hélices; independientemente del método que se utilice, es inevitable que la media tubería cubra las costuras circunferenciales y las costuras longitudinales del cilindro. En la fabricación, se requiere una inspección radiográfica de las soldaduras cubiertas por la camisa, lo que aumenta el coste de fabricación y el período de construcción. Aun así, pueden producirse fugas en las soldaduras. Una vez que se produce la fuga, el alcohol-agua se filtrará directamente al fermentador a través de las costuras de soldadura y contaminará el líquido de la cerveza.

2.Material y refrigeración de los fermentadores de acero inoxidable

2.1Material

En comparación, los fermentadores de acero inoxidable tienen ventajas evidentes. Los fermentadores de acero inoxidable utilizan material ( ). La superficie interior se pule mecánicamente de forma automática; la rugosidad máxima puede alcanzar ( ), y la textura de pulido es coherente con la dirección del flujo de agua CIP, consiguiendo realmente una «limpieza sin residuos». En condiciones normales de uso, básicamente no es necesario entrar en el depósito para mantener la pared del mismo; la vida útil de los fermentadores de acero inoxidable puede alcanzar los ( ) años. Los trabajos de pulido, montaje e instalación del tanque se realizan a baja altura; el entorno operativo de los trabajadores es seguro y también propicio para el control de calidad.

2.2Refrigeración

En cuanto a la refrigeración, los fermentadores de acero inoxidable tienen más opciones. Además de utilizar la tradicional refrigeración manual de medio tubo de alcohol-agua soldada por arco de argón, también pueden utilizar la más avanzada camisa de panal formada por protuberancias y soldada por láser, con refrigeración directa por amoníaco líquido. La cubierta de nido de abeja soldada por láser se fabrica laminando dos placas de acero de distinto grosor. La soldadura por láser se utiliza para soldar firmemente las dos placas siguiendo un determinado patrón geométrico, y luego se llena de agua entre las dos placas y se presuriza para que la placa delgada se abombe en las zonas no soldadas en forma de arco convexo. El intercambio de calor del amoníaco líquido en la camisa es esencialmente el proceso de absorción de calor, gasificación, ebullición y transferencia de calor del amoníaco líquido. La transferencia de calor por ebullición es uno de los métodos de conversión de energía más eficaces en los procesos termodinámicos actuales; cuando el amoníaco líquido fluye en la camisa, debido al cambio de anchura de la sección transversal del canal y a la obstrucción de las zonas soldadas, el líquido de la cavidad es muy propenso a las turbulencias, y se mejora el rendimiento de la transferencia de calor.

Comparado con el sistema de refrigeración alcohol-agua, el sistema de refrigeración por amoníaco elimina el ciclo de intercambio de calor en el que el amoníaco líquido se evapora para enfriar el alcohol-agua y el alcohol-agua enfría el líquido de la cerveza dentro del fermentador, evitando la pérdida de energía térmica intermedia y consiguiendo un ahorro de energía. Al mismo tiempo, también elimina el evaporador de amoníaco, la piscina de alcohol-agua, el alcohol-agua y la pérdida causada por la volatilización del alcohol-agua, ahorrando inversión y reduciendo espacio. En la fabricación, la camisa de nido de abeja soldada por láser puede dividirse en piezas segmentadas. Al soldar la camisa al cilindro, se pueden evitar las costuras de soldadura longitudinales y circunferenciales del cilindro. De este modo, en el fermentador se elimina la posibilidad de que el amoníaco líquido refrigerante se filtre en el líquido de fermentación del depósito a través de las costuras de soldadura, lo que mejora la seguridad de uso. Además, también se reducen los requisitos de detección de defectos en los cordones de soldadura longitudinales y circunferenciales del cilindro, con lo que se ahorran costes de detección de defectos. Los cordones de soldadura láser son estrechos, la zona afectada por el calor es pequeña, la tensión térmica es pequeña y la deformación de la soldadura es pequeña. Por lo tanto, las placas alveolares soldadas por láser tienen una resistencia y rigidez extremadamente altas, y una buena calidad. Los datos de las pruebas demuestran que la presión de rotura de la cubierta de nido de abeja soldada por láser es muy superior a la de otras cubiertas soldadas con el mismo grosor de placa y las mismas dimensiones estructurales. Toda la camisa soldada por láser se suelda automáticamente en el interior mediante una máquina de soldadura láser según programas, y no se da la situación de que la soldadura manual por arco de argón se vea afectada por las condiciones meteorológicas, el nivel de destreza del soldador, las emociones, etc., lo que afectaría a la calidad de la soldadura. Los fermentadores que utilizan camisas soldadas por láser pueden fabricarse en secciones segmentadas: la soldadura por láser de la parte de la camisa del cilindro se completa en la planta de fabricación del equipo, lo que acorta el período de construcción in situ y reduce los requisitos de la obra in situ.

3.El mayor cambio estructural entre los fermentadores de acero inoxidable y los fermentadores de acero al carbono

De hecho, debido a los diferentes materiales, el mayor cambio estructural entre los fermentadores de acero inoxidable y los de acero al carbono es la camisa. La sustitución de las dos formas de camisa (como se muestra en la Fig. (1 ) y la Fig. (2 )) ya es una tendencia en la industria cervecera. Desde el proyecto de Qingdao Beer (Jinan) en 2007, todos los nuevos proyectos cerveceros de Qingdao Beer han elegido, sin excepción, la camisa de panal soldada con láser.

Fig. (1 ) Cubierta de nido de abeja de acero inoxidable soldada por láser

Fig. (2 ) Camisa de medio tubo de acero al carbono

De lo anterior no es difícil deducir que los fermentadores de acero inoxidable son superiores a los fermentadores tradicionales de acero al carbono en cuanto a requisitos de proceso, uso, mantenimiento e inversión integral, y son la tendencia inevitable del desarrollo de los fermentadores de cerveza.

Referencias

Li, Xiaobin. «Aplicación de los fermentadores de cerveza de acero inoxidable». Industria de la Bebida, vol. 15, nº 9, 2012, pp. 38-39. doi:10.3969/j.issn.1007-7871.2012.09.010.