Il raffreddamento di precisione è parte integrante del processo di produzione e distillazione. La qualità e l’integrità dei prodotti finiti dipendono da un accurato controllo e riduzione della temperatura durante le fasi chiave delle operazioni di produzione della birra. Gli aspetti chiave della produzione includono:
Requisiti di raffreddamento e raffreddamento del mosto
Durante le fasi iniziali della preparazione, i chicchi di grano vengono macinati per formare la farina. La farina viene trasferita al mosto e viene aggiunta acqua riscaldata. Durante la conversione del mosto, gli enzimi naturali della farina di macinato scompongono l’amido di malto in zuccheri fermentabili. Il mosto viene quindi pompato nel tino di filtrazione dove un liquore dolce (mosto) viene separato dal macinato.
Il mosto viene trasferito in un bollitore e riscaldato a una temperatura di ebollizione controllata di circa 60 ° C prima di introdurre il luppolo. Dopo la fase di ebollizione, il malto residuo e le particelle di luppolo vengono rimosse.
Mentre il mosto è ancora caldo, viene rapidamente raffreddato per i seguenti motivi:
- il mosto è suscettibile al danno ossidativo se lasciato raffreddare lentamente. Il raffreddamento rapido riduce il danno ossidativo minimizzando i sapori indesiderati nel prodotto.
• Tracce di dimetilsolfuro (DMS) si sviluppano dal mosto durante la fase di riscaldamento. Il DMS ha un punto di ebollizione basso ed evapora dal mosto caldo. Quando il mosto viene raffreddato, il DMS viene ancora prodotto. Il raffreddamento lento consente al DMS di accumularsi a causa dell’ebollizione limitata nell’infuso. Alti livelli di DMS nella birra e nella lager possono aggiungere sapori sgradevoli e contaminare la birra. Il rapido raffreddamento del mosto a circa 25 ° C riduce al minimo i livelli di ossidazione e DMS migliorando il profilo aromatico della bevanda finale.
• Il raffreddamento rapido raggiunge una pausa fredda. Le proteine sono sottoposte a shock termico e precipitate dal mosto. Una mancanza di raffreddamento rapido può provocare una foschia gelida nel prodotto finito. Le proteine residue possono precipitare quando il prodotto viene raffreddato prima del consumo. Questo è spesso considerato indesiderabile soprattutto se il prodotto deve essere chiaro.
Il diagramma sottostante mostra gli aspetti chiave del processo di produzione della birra (clicca per ingrandire).
Come si ottiene il raffreddamento del mosto?
La maggior parte dei birrifici passa il mosto attraverso uno scambiatore di calore a piastre a uno o due stadi per ottenere il raffreddamento. L’applicazione è impegnativa; un carico termico significativo deve essere rimosso rapidamente dal processo. Una miscela di acqua glicolata nel circuito dell’acqua è comune per fornire una maggiore capacità di raffreddamento. Uno scambiatore di calore per alimenti a doppia parete viene generalmente selezionato per prevenire problemi di contaminazione tra il mosto e il fluido di raffreddamento.
Quando si dimensiona un refrigeratore per il raffreddamento del mosto, è importante considerare i seguenti aspetti:
• Volume complessivo del mosto da raffreddare (spesso citato in BBL / volumi barile).
• Tempo di knock out desiderato (tempo di raffreddamento necessario per ottimizzare il processo).
• Temperatura iniziale del mosto e temperatura finale del mosto desiderata.
• Il refrigeratore fornirà anche capacità di raffreddamento per altri processi di produzione della birra?
Controllo della Temperatura durante la fermentazione
La fornitura della capacità di raffreddamento utile di un refrigeratore di precisione è importante durante la fermentazione. Il refrigeratore deve regolare la temperatura di fermentazione per evitare il deterioramento del prodotto. In alcuni casi, l’infuso viene anche raffreddato rapidamente alla fine della fermentazione per favorire la flocculazione del lievito.
Durante la fase di fermentazione, il mosto viene generalmente trasferito in recipienti cilindrici in acciaio inossidabile (CCV). Il lievito di birra viene aggiunto al mosto zuccherino quando il recipiente viene riempito per iniziare la fermentazione. Gli zuccheri nel mosto vengono convertiti in alcol e CO2 insieme ad altri composti che aggiungono aromi.
La fermentazione è un processo esotermico e può liberare una notevole quantità di calore. Questo calore deve essere controllato per proteggere l’integrità della bevanda. Il controllo della temperatura è importante per i seguenti motivi:
Diverse varietà di lievito possiedono un intervallo di temperatura di fermentazione ottimale che deve essere mantenuto per ottimizzare la fermentazione.
- L’esposizione a un calore eccessivo provoca la formazione di alcol fusiforme ed esteri che possono influire negativamente sul sapore del prodotto.
- Il calore in eccesso nelle fasi successive della fermentazione aumenta la sensibilità del lievito all’acido acetico e lattico con conseguente riduzione della resa alcolica.
- In alcuni processi viene utilizzato il raffreddamento rapido alla fine della fermentazione. La birra viene frantumata a freddo attraverso un rapido raffreddamento per assistere la flocculazione del lievito, ottenendo un prodotto limpido prima del condizionamento.
Quando si dimensiona un refrigeratore per la fermentazione, è necessario considerare i seguenti punti:
- Il volume del recipiente di infusione / fermentazione (carico termico kW totale).
- Fascia di temperatura ottimale richiesta per la fermentazione.
- Sarà impiegato un cold crash alla fine della fermentazione?
- Verranno raffreddati anche altri processi, ad esempio il raffreddamento del mosto
Imbottigliamento e riempimento
In alcuni processi, la birra e la lager vengono raffreddate nelle ultime fasi di condizionamento e filtraggio. Questo viene spesso fatto per migliorare la chiarezza e la stabilità del prodotto. Nei birrifici più grandi, la temperatura viene spesso monitorata e controllata durante il riempimento di bottiglie e fusti. Potrebbe essere necessario controllare il calore in eccesso dalle macchine imbottigliatrici per proteggere l’integrità del prodotto finale.
Raffreddamento nel processo di distillazione
I refrigeratori d’acqua di precisione sono vitali nella produzione di alcolici di alta qualità. Diverse fasi nella produzione di alcolici dipendono dal mantenimento di una temperatura costante e dalla rimozione del calore in eccesso. Le fasi iniziali di produzione di whisky e liquori rispecchiano quelle del processo di produzione della birra. Ulteriori fasi di distillazione e condizionamento seguono la fermentazione per produrre il prodotto finale.
Un tipico processo per la produzione di whisky è mostrato nel diagramma sottostante (clicca per ingrandire):
refrigeratori d’acqua di precisione vengono spesso utilizzati nei seguenti processi durante la produzione di whisky e altri liquori:
• Raffreddamento del mosto prima della fermentazione.
• Controllo della temperatura di fermentazione e raffreddamento rapido.
• Filtrazione a freddo prima dell’imbottigliamento.
Filtrazione a freddo
Il whisky non filtrato con un ABV del 46% o inferiore può spesso formare sedimenti nella bottiglia se conservato in un luogo fresco. La bevanda può anche assumere un aspetto torbido aggiungendo acqua o ghiaccio prima del consumo. Questi fattori cosmetici sono considerati indesiderabili nei prodotti di qualità. Acidi grassi naturali, esteri e proteine possono essere presenti nel whisky durante la distillazione oltre ad essere impartiti dalla botte durante la maturazione. Questi componenti flocculano e precipitano fuori dal whisky quando è raffreddato.
La filtrazione a freddo viene utilizzata per prevenire i problemi di cui sopra. Il processo prevede l’abbassamento della temperatura del whisky a 0 ° C per i malti (-4 ° C per le miscele). Una volta raffreddato, il whisky viene fatto passare attraverso una serie di reti metalliche a maglia fitta o filtri di carta sotto pressione. Durante questo processo, il precipitato e qualsiasi altro sedimento o impurità dalla botte (carbone) vengono rimossi.
Come con altri processi di fermentazione, per la gestione del raffreddamento viene utilizzato uno scambiatore di calore per alimenti.
Perché scegliere Parker?
I Chiller di processo della serie – Hyperchill and Hyperchill Plus Process Chillers – di Parker Hannifin forniscono un funzionamento sicuro e affidabile alle differenti condizioni di lavoro come quelle tipiche dell’industria della birra e della distillazione, aiutando i proprietari e gli operatori a mantenere l’integrità del prodotto finale e ridurre i costi di proprietà.
Le caratteristiche del design del prodotto Parker possono offrire vantaggi significativi agli utenti finali nell’industria della birra e della distillazione.
Le caratteristiche e i vantaggi principali includono:
• La configurazione del serbatoio dell’acqua interno, di dimensioni generose accoppiato, con un condensatore / evaporatore sovradimensionato consente al refrigeratore di mantenere la capacità di raffreddamento anche durante il carico rapido e le variazioni di temperatura dell’acqua.
• Alta affidabilità, con gestione dell’energia, per ridurre il costo totale di proprietà.
• Opzioni di bassa temperatura dell’acqua (fino a -10 ° C) disponibili per un raffreddamento potenziato.
• Il pannello in acciaio inossidabile e l’elevato grado di protezione IP consentono un facile utilizzo in ambienti di produzione di birra umidi. • Chiller completamente compatibili con l’uso di miscele di glicole / acqua per applicazioni impegnative come il raffreddamento del mosto.
Questo articolo è stato scritto con il contributo di:
Fabio Bruno
Compressed Air Purification, Gas Generation & Process Cooling Application Engineer
Region South EMEA
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Il raffreddamento di precisione è parte integrante del processo di produzione e distillazione. La qualità e l’integrità dei prodotti finiti dipendono da un accurato controllo e riduzione della temperatura durante le fasi chiave delle operazioni di produzione della birra. Gli aspetti chiave della produzione includono:
Requisiti di raffreddamento e raffreddamento del mosto
Durante le fasi iniziali della preparazione, i chicchi di grano vengono macinati per formare la farina. La farina viene trasferita al mosto e viene aggiunta acqua riscaldata. Durante la conversione del mosto, gli enzimi naturali della farina di macinato scompongono l’amido di malto in zuccheri fermentabili. Il mosto viene quindi pompato nel tino di filtrazione dove un liquore dolce (mosto) viene separato dal macinato.
Il mosto viene trasferito in un bollitore e riscaldato a una temperatura di ebollizione controllata di circa 60 ° C prima di introdurre il luppolo. Dopo la fase di ebollizione, il malto residuo e le particelle di luppolo vengono rimosse.
Per ulteriori informazioni sul processo di raffreddamento nelle applicazioni di produzione di birra e distillazione, nonché sul funzionamento del sistema di refrigerazione e sulle linee guida di progettazione, prego di cliccare per accedere allo strumento di presentazione interattivo.
Mentre il mosto è ancora caldo, viene rapidamente raffreddato per i seguenti motivi:
il mosto è suscettibile al danno ossidativo se lasciato raffreddare lentamente. Il raffreddamento rapido riduce il danno ossidativo minimizzando i sapori indesiderati nel prodotto.
• Tracce di dimetilsolfuro (DMS) si sviluppano dal mosto durante la fase di riscaldamento. Il DMS ha un punto di ebollizione basso ed evapora dal mosto caldo. Quando il mosto viene raffreddato, il DMS viene ancora prodotto. Il raffreddamento lento consente al DMS di accumularsi a causa dell’ebollizione limitata nell’infuso. Alti livelli di DMS nella birra e nella lager possono aggiungere sapori sgradevoli e contaminare la birra. Il rapido raffreddamento del mosto a circa 25 ° C riduce al minimo i livelli di ossidazione e DMS migliorando il profilo aromatico della bevanda finale.
• Il raffreddamento rapido raggiunge una pausa fredda. Le proteine sono sottoposte a shock termico e precipitate dal mosto. Una mancanza di raffreddamento rapido può provocare una foschia gelida nel prodotto finito. Le proteine residue possono precipitare quando il prodotto viene raffreddato prima del consumo. Questo è spesso considerato indesiderabile soprattutto se il prodotto deve essere chiaro.
Il diagramma sottostante mostra gli aspetti chiave del processo di produzione della birra (clicca per ingrandire).
Come si ottiene il raffreddamento del mosto?
La maggior parte dei birrifici passa il mosto attraverso uno scambiatore di calore a piastre a uno o due stadi per ottenere il raffreddamento. L’applicazione è impegnativa; un carico termico significativo deve essere rimosso rapidamente dal processo. Una miscela di acqua glicolata nel circuito dell’acqua è comune per fornire una maggiore capacità di raffreddamento. Uno scambiatore di calore per alimenti a doppia parete viene generalmente selezionato per prevenire problemi di contaminazione tra il mosto e il fluido di raffreddamento.
Quando si dimensiona un refrigeratore per il raffreddamento del mosto, è importante considerare i seguenti aspetti:
• Volume complessivo del mosto da raffreddare (spesso citato in BBL / volumi barile).
• Tempo di knock out desiderato (tempo di raffreddamento necessario per ottimizzare il processo).
• Temperatura iniziale del mosto e temperatura finale del mosto desiderata.
• Il refrigeratore fornirà anche capacità di raffreddamento per altri processi di produzione della birra?
Controllo della Temperatura durante la fermentazione
La fornitura della capacità di raffreddamento utile di un refrigeratore di precisione è importante durante la fermentazione. Il refrigeratore deve regolare la temperatura di fermentazione per evitare il deterioramento del prodotto. In alcuni casi, l’infuso viene anche raffreddato rapidamente alla fine della fermentazione per favorire la flocculazione del lievito.
Durante la fase di fermentazione, il mosto viene generalmente trasferito in recipienti cilindrici in acciaio inossidabile (CCV). Il lievito di birra viene aggiunto al mosto zuccherino quando il recipiente viene riempito per iniziare la fermentazione. Gli zuccheri nel mosto vengono convertiti in alcol e CO2 insieme ad altri composti che aggiungono aromi.
La fermentazione è un processo esotermico e può liberare una notevole quantità di calore. Questo calore deve essere controllato per proteggere l’integrità della bevanda. Il controllo della temperatura è importante per i seguenti motivi:
Diverse varietà di lievito possiedono un intervallo di temperatura di fermentazione ottimale che deve essere mantenuto per ottimizzare la fermentazione.
L’esposizione a un calore eccessivo provoca la formazione di alcol fusiforme ed esteri che possono influire negativamente sul sapore del prodotto.
Il calore in eccesso nelle fasi successive della fermentazione aumenta la sensibilità del lievito all’acido acetico e lattico con conseguente riduzione della resa alcolica.
In alcuni processi viene utilizzato il raffreddamento rapido alla fine della fermentazione. La birra viene frantumata a freddo attraverso un rapido raffreddamento per assistere la flocculazione del lievito, ottenendo un prodotto limpido prima del condizionamento.
Quando si dimensiona un refrigeratore per la fermentazione, è necessario considerare i seguenti punti:
Il volume del recipiente di infusione / fermentazione (carico termico kW totale).
Fascia di temperatura ottimale richiesta per la fermentazione.
Sarà impiegato un cold crash alla fine della fermentazione?
Verranno raffreddati anche altri processi, ad esempio il raffreddamento del mosto
Imbottigliamento e riempimento
In alcuni processi, la birra e la lager vengono raffreddate nelle ultime fasi di condizionamento e filtraggio. Questo viene spesso fatto per migliorare la chiarezza e la stabilità del prodotto. Nei birrifici più grandi, la temperatura viene spesso monitorata e controllata durante il riempimento di bottiglie e fusti. Potrebbe essere necessario controllare il calore in eccesso dalle macchine imbottigliatrici per proteggere l’integrità del prodotto finale.
Raffreddamento nel processo di distillazione
I refrigeratori d’acqua di precisione sono vitali nella produzione di alcolici di alta qualità. Diverse fasi nella produzione di alcolici dipendono dal mantenimento di una temperatura costante e dalla rimozione del calore in eccesso. Le fasi iniziali di produzione di whisky e liquori rispecchiano quelle del processo di produzione della birra. Ulteriori fasi di distillazione e condizionamento seguono la fermentazione per produrre il prodotto finale.
Un tipico processo per la produzione di whisky è mostrato nel diagramma sottostante (clicca per ingrandire):
refrigeratori d’acqua di precisione vengono spesso utilizzati nei seguenti processi durante la produzione di whisky e altri liquori:
• Raffreddamento del mosto prima della fermentazione.
• Controllo della temperatura di fermentazione e raffreddamento rapido.
• Filtrazione a freddo prima dell’imbottigliamento.
Filtrazione a freddo
Il whisky non filtrato con un ABV del 46% o inferiore può spesso formare sedimenti nella bottiglia se conservato in un luogo fresco. La bevanda può anche assumere un aspetto torbido aggiungendo acqua o ghiaccio prima del consumo. Questi fattori cosmetici sono considerati indesiderabili nei prodotti di qualità. Acidi grassi naturali, esteri e proteine possono essere presenti nel whisky durante la distillazione oltre ad essere impartiti dalla botte durante la maturazione. Questi componenti flocculano e precipitano fuori dal whisky quando è raffreddato.
La filtrazione a freddo viene utilizzata per prevenire i problemi di cui sopra. Il processo prevede l’abbassamento della temperatura del whisky a 0 ° C per i malti (-4 ° C per le miscele). Una volta raffreddato, il whisky viene fatto passare attraverso una serie di reti metalliche a maglia fitta o filtri di carta sotto pressione. Durante questo processo, il precipitato e qualsiasi altro sedimento o impurità dalla botte (carbone) vengono rimossi.
Come con altri processi di fermentazione, per la gestione del raffreddamento viene utilizzato uno scambiatore di calore per alimenti.
Perché scegliere Parker?
I Chiller di processo della serie – Hyperchill and Hyperchill Plus Process Chillers – di Parker Hannifin forniscono un funzionamento sicuro e affidabile alle differenti condizioni di lavoro come quelle tipiche dell’industria della birra e della distillazione, aiutando i proprietari e gli operatori a mantenere l’integrità del prodotto finale e ridurre i costi di proprietà.
Le caratteristiche del design del prodotto Parker possono offrire vantaggi significativi agli utenti finali nell’industria della birra e della distillazione.
Le caratteristiche e i vantaggi principali includono:
• La configurazione del serbatoio dell’acqua interno, di dimensioni generose accoppiato, con un condensatore / evaporatore sovradimensionato consente al refrigeratore di mantenere la capacità di raffreddamento anche durante il carico rapido e le variazioni di temperatura dell’acqua.
• Alta affidabilità, con gestione dell’energia, per ridurre il costo totale di proprietà.
• Opzioni di bassa temperatura dell’acqua (fino a -10 ° C) disponibili per un raffreddamento potenziato.
• Il pannello in acciaio inossidabile e l’elevato grado di protezione IP consentono un facile utilizzo in ambienti di produzione di birra umidi. • Chiller completamente compatibili con l’uso di miscele di glicole / acqua per applicazioni impegnative come il raffreddamento del mosto.
Per ulteriori informazioni sul processo di raffreddamento nelle applicazioni di produzione di birra e distillazione, nonché sul funzionamento del sistema Hyperchill e sulle linee guida di progettazione, basta cliccare per visualizzare il tool interattivo.
Questo articolo è stato scritto con il contributo di:
Fabio Bruno
Compressed Air Purification, Gas Generation & Process Cooling Application Engineer
Region South EMEA
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