Pompe a Lobi Rotativi per il Processo di Trasferimento Delicato di Lievito di Birra e Prodotti di Fermentazione Liquida

La produzione della birra crea un fluido in continua evoluzione, non un prodotto singolo e uniforme. Durante la fermentazione, il lievito converte i composti fermentabili mentre si moltiplica, si deposita e rimane in sospensione nella birra. Al termine della fermentazione, il flusso di processo può contenere sia liquido finito che solidi biologici concentrati. Da questo punto in poi, i birrifici possono recuperare il lievito, spostare la birra tra i recipienti, conservare i prodotti di fermentazione o prepararli per la chiarifica e la lavorazione successiva.

Queste operazioni impongono esigenze diverse alla movimentazione dei fluidi. La birra rimane comparativamente fluida, mentre il lievito di birra raccolto può diventare sostanzialmente più denso man mano che il liquido viene rimosso. Un metodo di trasferimento che funziona bene per il liquido chiaro può quindi essere meno adatto per il lievito concentrato. Le pompe a lobi rotativi forniscono un approccio a spostamento positivo per gestire questi materiali di fermentazione in evoluzione, mantenendo al contempo un movimento relativamente delicato del prodotto.

La Fermentazione Modifica la Natura Fisica del Prodotto

Le caratteristiche del flusso di processo di un birrificio non sono fisse dall'inizio della fermentazione fino alla fase di trasferimento finale. Con il progredire dell'attività del lievito, la composizione del liquido cambia e la concentrazione di lievito può aumentare in particolari parti del recipiente.

Ciò diventa particolarmente evidente durante la raccolta del lievito. Un flusso di lievito recuperato contiene una proporzione molto più elevata di solidi biologici rispetto alla birra circostante. La sua viscosità e il comportamento di flusso possono di conseguenza differire significativamente dal liquido di fermentazione originale.

La distinzione è importante quando si progetta il sistema di trasferimento. La pompa deve essere in grado di gestire il materiale che effettivamente entra nella linea di aspirazione, non semplicemente le proprietà della birra prima della fermentazione. Le pompe a lobi rotativi sono particolarmente adatte a questo tipo di movimentazione variabile del prodotto, poiché il funzionamento a spostamento positivo consente di spostare materiali viscosi senza dipendere da un'elevata velocità del liquido.

Il Lievito di Birra è un Flusso di Prodotto, Non Solo un Residuo

Nella produzione moderna di birra, il lievito recuperato può avere un valore che va oltre il suo ruolo iniziale nella fermentazione. A seconda del processo produttivo, il lievito può essere raccolto per essere riutilizzato in successivi lotti di fermentazione o indirizzato verso altre vie di lavorazione.

Ciò rende il trasferimento del lievito una parte importante della movimentazione del processo, piuttosto che un'operazione secondaria di scarto. Una volta recuperato, il lievito deve essere spostato senza un trattamento meccanico inutilmente aggressivo.

Le pompe a lobi rotativi utilizzano lobi rotanti per spostare il prodotto attraverso la camera di pompaggio. Le loro caratteristiche di trasferimento relativamente delicate le rendono adatte a fluidi contenenti piccole particelle solide morbide. Per i flussi contenenti lievito, ciò fornisce un'utile alternativa ai metodi di pompaggio che si basano principalmente sull'azione di una girante ad alta velocità.

Le condizioni di pompaggio effettive devono comunque essere stabilite in base alla concentrazione di lievito, alla temperatura, alla viscosità, alla disposizione delle tubazioni e alla portata richiesta.

Birra e Lievito Seguono Percorsi di Lavorazione Diversi

Dopo la fermentazione, non ogni parte del flusso di processo segue lo stesso percorso. La birra può proseguire verso la chiarifica, la maturazione, la filtrazione, la miscelazione o il confezionamento, mentre il lievito recuperato può essere trasferito in una fase dedicata di stoccaggio o riutilizzo.

Questa separazione dei percorsi di lavorazione modifica il ruolo dell'apparecchiatura di trasferimento. La movimentazione della birra coinvolge generalmente un prodotto di fermentazione relativamente fluido, mentre il lievito concentrato può richiedere una maggiore attenzione alle condizioni di aspirazione e alla viscosità.

Una pompa a lobi rotativi può svolgere diverse funzioni compatibili attraverso una configurazione appropriata e un controllo della velocità. Le opzioni di azionamento meccanico a velocità variabile possono fornire un funzionamento regolabile, mentre il controllo tramite convertitore di frequenza può offrire una gamma di velocità più ampia laddove è richiesta l'automazione del processo.

Il vantaggio non è che una pompa esegua automaticamente ogni operazione del birrificio. Piuttosto, la stessa tecnologia a spostamento positivo può essere adattata a diversi prodotti legati alla fermentazione, quando le loro proprietà fisiche rientrano nel campo operativo della pompa.

Il Trasferimento Delicato è Importante Oltre il Recupero del Lievito

La necessità di una movimentazione controllata non scompare quando il lievito è stato separato. La birra fermentata e altri prodotti di fermentazione liquidi potrebbero ancora dover passare attraverso diverse fasi di trasferimento prima di raggiungere il processo del prodotto finale.

Ogni trasferimento introduce un'interazione meccanica con il prodotto. Mantenere una velocità appropriata della pompa ed evitare un'intensità operativa non necessaria può quindi far parte di una strategia più ampia di movimentazione del prodotto.

Per i liquidi derivati dalla fermentazione contenenti materiale morbido in sospensione, il pompaggio a lobi rotativi offre uno spostamento controllato, piuttosto che fare affidamento su un'azione centrifuga ad alta velocità. Ciò può essere particolarmente utile quando l'obiettivo del processo è spostare il prodotto limitando al contempo il disturbo meccanico non necessario.

La serie di pompe fornita può gestire viscosità da circa 0,2 a 100.000 cP e fluidi contenenti piccole particelle solide morbide, offrendo flessibilità per diversi materiali correlati alla fermentazione.

Dove i Prodotti di Fermentazione Diventano Più Difficili da Pompare

La lavorazione a valle può modificare ulteriormente le proprietà fisiche di un prodotto di fermentazione. La concentrazione, la miscelazione, la formulazione o la separazione possono produrre materiali con una viscosità maggiore rispetto alla birra originale o al brodo di fermentazione.

È qui che la differenza tra un'attività di trasferimento di liquidi e un'attività di prodotti viscosi diventa importante. Una pompa potrebbe dover spostare il prodotto a una velocità inferiore, mantenendo al contempo la portata e la pressione di mandata richieste.

La gamma di pompe a lobi rotativi fornisce capacità di portata da circa 0,15 a 127 t/h, con una pressione massima di uscita di circa 0,6 a 1,5 MPa in condizioni di alta viscosità. Questi valori descrivono il campo operativo disponibile, non un punto operativo universale. Le prestazioni effettive dipendono dal prodotto e dalle condizioni complete del sistema.

Per materiali altamente concentrati o a scarso scorrimento, è disponibile anche una configurazione con tramoggia montata superiormente. Sebbene più comunemente associata a materiali pastosi, questa disposizione può essere presa in considerazione quando il comportamento fisico di un prodotto derivato dalla fermentazione rende difficile l'aspirazione convenzionale.

Mantenere Igenica l'Apparecchiatura di Trasferimento del Birrificio

Poiché il lievito e i liquidi fermentati sono materiali di processo organici, l'apparecchiatura di trasferimento deve adattarsi alle pratiche di pulizia e sanificazione del birrificio.

Il corpo della pompa può essere realizzato in acciaio inossidabile 304 o 316L. Le configurazioni di connessione includono opzioni a fascetta, filettate, a flangia, giunto DIN e saldate, consentendo l'integrazione della pompa in diversi sistemi di tubazioni sanitarie.

Sono disponibili tenute meccaniche singole e doppie, con materiali di tenuta che includono lega dura, carburo di silicio, grafite e ceramica. I materiali per gli O-ring possono includere Viton, silicone, EPDM, PTFE e NBR.

Dove è necessario il controllo della temperatura, è possibile selezionare una configurazione a camicia. Le specifiche fornite indicano temperature del materiale applicabili fino a 150 °C e una temperatura massima di sterilizzazione di 180 °C, con la configurazione finale che richiede la conferma in base alle condizioni effettive di pulizia, sterilizzazione e tenuta.

Dalla Movimentazione del Lievito alla Produzione Derivata dalla Fermentazione

Il significato del pompaggio delicato diventa più chiaro quando la produzione della birra viene vista come una trasformazione continua del materiale, piuttosto che una serie di trasferimenti isolati. Il lievito si sviluppa durante la fermentazione, si concentra durante il recupero e può tornare a un altro ciclo di fermentazione. La birra segue un percorso diverso verso la maturazione e la lavorazione finale.

Le pompe a lobi rotativi possono occupare diversi punti all'interno di questi percorsi in cui è richiesta la movimentazione controllata di materiali viscosi o contenenti lievito. Il loro ruolo è quindi strettamente connesso ai cambiamenti fisici che avvengono nei prodotti di fermentazione.

Per i birrifici e altri produttori basati sulla fermentazione, la selezione della pompa dovrebbe seguire questi cambiamenti. La domanda importante non è semplicemente quanto liquido deve essere trasferito, ma cosa è diventato il prodotto in ogni fase, quanto sono sensibili le sue caratteristiche biologiche o fisiche e quali condizioni di movimentazione sono richieste prima della fase di lavorazione successiva. Una pompa a lobi rotativi adeguatamente configurata può quindi diventare parte di quel viaggio del prodotto, supportando il movimento del lievito e dei liquidi fermentati senza trattarli come normali fluidi di processo.