Apparecchiature di distillazione è ampiamente utilizzata nell'industria della birra e svolge un ruolo importante nei processi di produzione di alimenti e bevande. Che siate distillatori esperti o principianti alle prime armi, la scelta del giusto fornitore di attrezzature per la distillazione è fondamentale per ottenere i risultati desiderati. L'acquisto di attrezzature di distillazione durevoli è alla base della gestione di una distilleria di successo. Per trovare l'attrezzatura giusta per la vostra distilleria, dovete innanzitutto comprendere a fondo la distillazione.
Che cos'è la distillazione dell'alcol?
La distillazione avviene tipicamente in una torre dove l'alcol viene separato dal liquido di lavaggio attraverso molteplici cicli di condensazione ed evaporazione. Il vapore dell'alcol proveniente dal bollitore riscaldato sale nella torre dove passa attraverso il gorgogliatore e, a seconda della posizione, incontra un letto di alcol a bassa gradazione su una piastra. Quando il vapore caldo incontra il letto liquido, il calore si disperde, aumentando la temperatura del letto liquido e producendo più vapore.
Questo fenomeno di trasferimento di calore si verifica su ogni piastra. La temperatura del liquido è più bassa. La temperatura del vapore è più alta. L'etanolo più puro diventa vapore e si condensa nel ciclo successivo (ogni piastra conta come un ciclo). Maggiore è il numero di segmenti di piastre per torre, maggiore è la purezza.
Tipi di distillatori
- Distillatore a specchio: Il distillatore a specchio è uno dei tipi più antichi e tradizionali di apparecchi per la distillazione. Di solito è costituito da un grande vaso (specchio) e da un condensatore. La materia prima viene riscaldata nella pentola, il vapore sale e passa attraverso il condensatore per diventare liquido. Questo tipo di apparecchiatura è adatta alla produzione di acquaviti forti e monosapore.
- Alambicco a colonna: noto anche come alambicco continuo, l'alambicco a colonna è un'apparecchiatura altamente efficiente. È costituito da diverse colonne che lavorano ininterrottamente, ognuna con una funzione specifica come la distillazione, il frazionamento e la condensazione. Gli alambicchi a colonna sono tipicamente utilizzati per la produzione su larga scala e producono un alcol più chiaro e neutro.
- Alambicco a vaso: consiste in un grande vaso, un tubo a collo d'oca (noto anche come braccio di Lane) e un condensatore. L'alambicco riscalda l'alcol nella pentola, forzando i vapori attraverso il tubo a collo d'oca, con una parte del liquido che gocciola di nuovo nella pentola e una parte dei vapori che fluisce verso il condensatore.
- Colonna di distillazione a riflusso: è composta da una pentola, una colonna di distillazione con piastre di rame, un braccio Lane e un condensatore. Più piatti di distillazione ci sono, più l'alcol è puro. Meno piatti di distillazione ci sono, più l'alcol è saporito.
L'unità di base di un'unità di distillazione
- Caldaia o evaporatore: La caldaia è il componente centrale di un'unità di distillazione, utilizzata per riscaldare la materia prima e produrre i vapori. Può essere un semplice riscaldatore o un evaporatore dalla struttura complessa, a seconda delle dimensioni e dei requisiti della distillazione.
- Condensatore: il condensatore serve a raffreddare i vapori che salgono dalla caldaia e a condensarli in un liquido. Di solito è costituito da tubi o serpentine attraverso cui passa un mezzo di raffreddamento (ad esempio, acqua fredda o refrigerante) per condensare i vapori.
- Recipiente di raccolta: Il recipiente di raccolta viene utilizzato per ricevere il prodotto liquido condensato, come l'alcol o altri prodotti di distillazione. Si tratta della parte di raccolta e stoccaggio del prodotto finale del processo di distillazione.
- Termometri e manometri: I termometri servono a monitorare le variazioni di temperatura durante il processo di distillazione, per garantire che l'operazione di distillazione venga eseguita entro l'intervallo di temperatura appropriato. I manometri, invece, servono a monitorare la pressione del vapore e a regolare le condizioni di riscaldamento e raffreddamento.
- Altre apparecchiature ausiliarie: Sono sistemi di scarico, filtri, pompe, ecc. utilizzati per agevolare il funzionamento e la gestione del processo di distillazione.
Il processo di distillazione
La distillazione è il processo di separazione di elementi o sostanze da un liquido attraverso un processo di ebollizione e condensazione. Ogni elemento deve avere un punto di ebollizione diverso per ottenere una separazione efficace. Quanto più vicini sono i punti di ebollizione degli elementi nel liquido, tanto più complesso diventa il processo di distillazione.
Modalità di distillazione:
- Distillazione semplice: Quando due liquidi hanno punti di ebollizione diversi, si ricorre al processo di distillazione semplice. Questo processo di distillazione viene utilizzato per separare il liquido dai componenti solidi o non volatili. La distillazione semplice prevede il riscaldamento della miscela liquida fino al punto di ebollizione e la condensazione dei vapori formatisi.
- Distillazione frazionata: Con l'aiuto di questo processo di distillazione possiamo separare i liquidi di una miscela che ha lo stesso punto di ebollizione. In una colonna di distillazione frazionata sono necessarie le fasi di evaporazione e condensazione. In questo processo, quando la miscela viene riscaldata, la sostanza con un punto di ebollizione più basso inizia a evaporare, condensando il liquido e separandolo. Successivamente, la temperatura aumenta e i punti di ebollizione dei componenti passano da bassi ad alti.
- Distillazione a vapore: La distillazione in corrente di vapore viene utilizzata per separare i componenti sensibili al calore di una miscela. Per riscaldare leggermente ed evaporare una parte, si fa passare del vapore attraverso la miscela. Il vapore formatosi viene condensato e si ottiene il distillato necessario. Con l'aiuto di questo processo, possiamo ottenere oli essenziali e distillati di erbe da molti fiori o erbe aromatiche.
- Distillazione sotto vuoto: Dobbiamo utilizzare un processo di distillazione sotto vuoto per separare i liquidi della miscela che hanno punti di ebollizione più elevati. Invece di riscaldare questi composti ad alte temperature per farli bollire, riduciamo al minimo la pressione nell'ambiente circostante. A causa della bassa pressione, i componenti bolliranno a basse temperature.
- Quando la pressione di vapore dei composti è uguale a quella dell'ambiente circostante, i composti si trasformano in vapori. Questi vapori si condensano e si raccolgono sotto forma di distillato. Possiamo utilizzare questo processo di distillazione per ottenere campioni di composti altamente purificati.
- Distillazione sotto vuoto sensibile all'aria: Alcuni composti reagiscono se esposti all'aria. Questo processo di distillazione sotto vuoto sensibile all'aria è adatto per i composti sensibili all'aria e che reagiscono con l'aria. Tuttavia, al termine del processo, è necessario sostituire il vuoto con un gas inerte.
Apparecchiature di distillazione metodi di riscaldamento
Esistono diversi metodi di riscaldamento per le apparecchiature di distillazione e la scelta di questi metodi dipende dallo specifico processo di distillazione, dalle proprietà dei materiali e dalla progettazione dell'apparecchiatura. I più comuni sono i due metodi di riscaldamento seguenti: riscaldamento diretto, riscaldamento indiretto e riscaldamento a vapore.
Riscaldamento diretto
Questo è uno dei metodi più comuni per riscaldare le apparecchiature di distillazione, soprattutto negli alambicchi a specchio tradizionali. Il riscaldamento diretto trasferisce il calore alla materia prima bruciando il combustibile (ad esempio, gas naturale, legna da ardere, carbone, ecc.) direttamente in una caldaia o in un evaporatore, oppure utilizzando una resistenza elettrica, che lo riscalda e produce vapore.
Riscaldamento indiretto
Per riscaldamento indiretto si intende che la fonte di riscaldamento non agisce direttamente sul liquido, ma trasferisce il calore al liquido attraverso scambiatori di calore, camicie di riscaldamento e altre apparecchiature. In questo modo è possibile evitare il surriscaldamento locale e migliorare l'efficienza di evaporazione, ma la velocità di riscaldamento è relativamente lenta. Il riscaldamento indiretto realizza il processo di distillazione facendo circolare il mezzo di riscaldamento (ad esempio, olio termico o vapore) intorno alla periferia della caldaia o dell'evaporatore, in modo che il calore del mezzo venga trasferito alla materia prima all'interno.
Riscaldamento a vapore
Il riscaldamento a vapore è un'opzione comune in alcune produzioni industriali e su larga scala di birra distillata. Questo metodo utilizza il vapore fornito dall'esterno per riscaldare la caldaia o l'evaporatore, trasferendo il calore alla materia prima attraverso la conduzione e la convezione per realizzare il processo di distillazione.
Come si sceglie l'attrezzatura per la distillazione della birra?
- Definire la domanda di produzione: In base alla scala di produzione e alla domanda di prodotto, determinare la capacità di lavorazione delle apparecchiature necessarie. Considerare il volume di produzione giornaliero, il periodo di picco della produzione e il backup dell'apparecchiatura per garantire che la capacità di elaborazione dell'apparecchiatura soddisfi le esigenze di produzione. Ad esempio, il tipo di liquore da trattare, la purezza di separazione richiesta, le dimensioni dell'impianto, ecc.
- Tipi e dimensioni degli impianti di distillazione: Esistono diversi tipi di impianti di distillazione, come i tradizionali alambicchi a specchio, gli alambicchi a colonna e così via. La scelta del tipo di apparecchiatura dipende dal tipo e dalle dimensioni del prodotto che si intende produrre. In termini di dimensioni, è necessario scegliere le dimensioni dell'apparecchiatura in base al volume di produzione. Determinare la capacità di lavorazione e la capacità dell'apparecchiatura di distillazione in base alle dimensioni della produzione o del laboratorio. La capacità dell'apparecchiatura deve essere in grado di gestire il volume di liquido da trattare per lotto e tenere conto di eventuali esigenze di espansione futura.
- Considerazioni di bilancio: Il budget gioca un ruolo importante nella scelta delle apparecchiature. Se da un lato è importante trovare l'attrezzatura più adatta alle proprie esigenze, dall'altro è altrettanto importante rispettare i vincoli di bilancio. Confrontate i prezzi, ma non scendete a compromessi su qualità e sicurezza.
- Considerare l'efficienza di separazione e i requisiti di purezza: Selezionare l'apparecchiatura di distillazione giusta in base ai requisiti di purezza del prodotto e all'efficienza di separazione. L'efficienza di separazione e il consumo energetico possono variare tra i diversi tipi di apparecchiature e devono essere considerati in modo olistico.
- Considerare la resistenza alla corrosione dei materiali e le condizioni operative: Selezionare materiali resistenti alla corrosione in base alla natura chimica del liquido trattato e alle condizioni operative, per garantire il funzionamento stabile a lungo termine e la sicurezza dell'apparecchiatura. I materiali comunemente utilizzati sono l'acciaio inossidabile, la plastica rinforzata con fibre di vetro, le leghe speciali e così via.
- Sistema di controllo dell'automazione: la scelta di apparecchiature con un elevato grado di automazione può migliorare l'efficienza produttiva e ridurre i costi di manodopera. L'uso di sistemi di controllo avanzati, come PLC (Programmable Logic Controller), touch screen, ecc. è comodo per gli operatori per impostare i parametri, monitorare lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura e gestire le situazioni anomale.
- Reputazione dei fornitori: Scegliere fornitori con buona reputazione e passaparola per garantire la qualità delle apparecchiature e del servizio post-vendita. Risolvere la politica di assistenza post-vendita del fornitore, che comprende l'installazione e la messa in funzione delle apparecchiature, la formazione tecnica, la manutenzione e altri aspetti del supporto.