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Una guida al riempimento in contropressione (isobarico).
Jun 16, 2019
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Una guida al riempimento in contropressione (isobarico).
Riempimento a contropressione o isobarico
Una riempitrice a contropressione (nota anche come riempitrice isobarica) è un dispositivo utilizzato per riempire bottiglie o lattine di alluminio da un serbatoio di stoccaggio sfuso pressurizzato o non pressurizzato senza perdere carbonatazione. Birrifici, produttori di spumanti e produttori di bevande analcoliche utilizzano questi dispositivi per imbottigliare bevande gassate per la vendita al dettaglio. Un serbatoio di stoccaggio primario pressurizzato (o non pressurizzato) adatto per bevande gassate, un refrigeratore e bottiglie di stoccaggio per la fornitura di anidride carbonica (CO2) sono tutti strumenti di base necessari per azionare una riempitrice a contropressione (isobarica). Un altro strumento richiesto è un'unità di gasatura, che può essere combinata con il serbatoio del prodotto di stoccaggio primario, oppure può essere un'unità di gasatura indipendente e separata.
Descrizione
Una riempitrice a contropressione si riempirà utilizzando un tubo di riempimento dalla parte superiore della bottiglia con un diffusore che distribuisce il liquido attorno alle pareti del contenitore durante il riempimento, per evitare la formazione di schiuma. Il centro del tubo di riempimento ha un tubo di ritorno più piccolo montato all'interno che consente alla CO2 contenuta nella bottiglia pressurizzata di fuoriuscire verso la parte superiore del serbatoio di riempimento consentendo quindi a più prodotto di riempire la bottiglia mentre la CO2 fuoriesce verso l'alto.
Un metodo alternativo (poco utilizzato nelle apparecchiature di riempimento automatico per la sua complessità e costo) è quello di riempire dal basso verso l'alto, un po' come quando in un bar si riempie un bicchiere da una pompa di birra) utilizzando un lungo tubo che si riempie dal fondo della bottiglia e un sigillo ermetico a corona che sigilla la bottiglia una volta riempita. Tutte le riempitrici hanno due ingressi: uno per il gas CO2 e l'altro per la linea di alimentazione effettiva delle bevande. I modelli includono anche uno sfiato per consentire lo sfiato del gas dalla parte superiore della bottiglia durante l'operazione di riempimento. Una valvola su ciascun ingresso e sullo sfiato consente di controllare la pressione e la velocità di riempimento e sfiato.
Come funziona
Una riempitrice per bottiglie a contropressione (isobarica) funziona mantenendo costante la pressione del gas di anidride carbonica (CO2) sulla birra, sul vino o sulla bibita mentre la bottiglia viene riempita. Le bottiglie e le bevande vengono generalmente refrigerate per ridurre la formazione di schiuma dovuta alle differenze di temperatura. La bottiglia viene prima pressurizzata con CO2, la valvola di riempimento viene aperta e la CO2 viene quindi scaricata per consentire il riempimento della bottiglia dal fondo.
Il processo di riempimento a contropressione prevede le seguenti fasi:
Nella riempitrice a contropressione la bottiglia viene prima sigillata dalla guarnizione della valvola di riempimento.
A seconda del prodotto da riempire (ad esempio, è un must per la birra, il sidro e alcuni vini delicati, dove l'ossidazione è nemica critica della lunga conservabilità), all'interno della bottiglia viene prima creato il vuoto aspirando il aria in esso contenuta. Quest'aria è in gran parte composta da ossigeno e azoto. L'ossigeno deve essere rimosso prima per consentire una durata di conservazione significativamente più lunga (TOP è la misura dell'ossigeno in una bottiglia di birra e sta per Total Oxygen Pick-up rate e viene misurato normalmente in ppb Parti per miliardo, un buon intervallo è compreso tra {{ 1}} ppb). Questa operazione è chiamata Pre-vacuazione dell'aria. Tipicamente questa operazione di pre-evacuazione viene ripetuta due volte per portare prossimamente allo zero la percentuale di Ossigeno rimasta all'interno della bottiglia prima che avvenga l'operazione di riempimento.
Il momento del riempimento
In questo momento la bottiglia è riempita praticamente solo con CO2 pressurizzata a, diciamo, da 2,2 a 3,0 bar di pressione.
Il gas è stato pompato nella bottiglia per riempirla di CO2 e abbiamo rimosso l'ossigeno dannoso.
La valvola nella parte superiore del serbatoio di riempimento è ventilata per consentire la fuoriuscita dell'ossigeno.
Ciò pressurizza anche la bottiglia alla pressione di riempimento. Successivamente l'ingresso della CO2 viene chiuso.
La valvola di riempimento viene aperta, consentendo alla birra di fluire nella bottiglia. La pressione viene rilasciata lentamente dallo sfiato consentendo alla CO2 di fuoriuscire e alla birra di fluire e sostituire la CO2 nella bottiglia. Poiché la bottiglia rimane sotto pressione durante il riempimento, la formazione di schiuma è ridotta al minimo. Quando la bottiglia è piena, la valvola di alimentazione della bevanda liquida è chiusa.
La pressione rimanente viene rilasciata dallo sfiato e sulla bottiglia viene messo un tappo. Per alcuni prodotti, prima della tappatura (ad esempio durante l'imbottigliamento della birra) viene provocata una leggera formazione di schiuma mediante un sottile spruzzo di acqua calda. Questa piccola schiuma di schiuma sposta l'ossigeno che potrebbe essersi depositato nel collo della bottiglia tra il riempimento e la tappatura.
Le bottiglie una volta tappate vengono generalmente lavate esternamente con un sottile getto d'acqua all'uscita dalla riempitrice per rimuovere eventuali residui zuccherini o appiccicosi che potrebbero essersi depositati sulla superficie esterna della bottiglia. Se non rimossi questi sedimenti diventerebbero presto secchi e appiccicosi e scoloriranno la bottiglia e l'etichetta.
Poiché a questo punto la bottiglia è riempita, si forma solo una piccola quantità di schiuma quando il tappo viene messo e sigillato.
Prodotto raffreddante per evitare la formazione di schiuma durante il riempimento in contropressione (isobarico)
Qualsiasi variazione di pressione di un qualsiasi prodotto gassato, durante il suo riempimento in una bottiglia o altro contenitore, provocherà inevitabilmente l'espansione del gas in esso contenuto e la creazione di schiuma (bolle di gas nel prodotto). Più il prodotto è caldo, più intenso sarà l'effetto schiumogeno.
Alcuni prodotti sono più sensibili di altri alla formazione di schiuma, in generale maggiore è il livello di proteine in una bevanda, maggiore è la sensibilità alla formazione di schiuma. La birra è più sensibile dell'acqua gassata, alcune birre sono più sensibili di altre, sempre a seconda del livello di proteine contenute nella birra. Questo è uno dei motivi principali per cui i microbirrifici hanno difficoltà iniziali nello stabilizzare le condizioni di riempimento dei loro prodotti quando iniziano a imbottigliarli, poiché i lotti di birra artigianale spesso variano nel livello di proteine da una formulazione all’altra e da un lotto all’altro. il prossimo.
Anche le bevande analcoliche ad alto contenuto di zucchero soffrono della stessa condizione, ad esempio i prodotti Cola sono notoriamente sensibili alla creazione di schiuma a causa del loro alto contenuto di zucchero, e anche il Kvas nell'Europa orientale è una bevanda di segale al malto ad alto contenuto di zucchero. ricco di proteine e soggetto facilmente a formazione di schiuma durante il riempimento.
La risposta alla formazione di schiuma durante il riempimento è duplice:
Raffreddare maggiormente il prodotto se si forma della schiuma. La maggior parte delle birre viene riempita al meglio a 2 C dai serbatoi di stoccaggio e raggiunge i 3-4 C in bottiglia.
Stabilizzare le oscillazioni delle variazioni di pressione tra serbatoio di stoccaggio, gruppo carbonatore (se utilizzato per gasare il prodotto) e riempitrice.
Per fare ciò utilizziamo due classi di strumenti inserendo una valvola modulante all'interno della connessione di ingresso della riempitrice per regolare costantemente il flusso pressurizzato di prodotto alla riempitrice (questo metodo è tuttavia riservato alla fascia più alta delle riempitrici ad alta velocità in quanto è costoso) o una pompa pneumatica di alimentazione del prodotto che garantisce un'alimentazione regolare e a pressione costante della birra o di altro prodotto schiumoso alla riempitrice. Anche questa è una soluzione piuttosto costosa (tipicamente una pompa pneumatica costa fino a 7 volte una pompa centrifuga a vite di capacità equivalente) ma risolve non pochi grattacapi e consente facilità di produzione ad operatori inesperti o principianti del processo di riempimento.
Aggiunta di una valvola di non ritorno all'ingresso della riempitrice per evitare "onde" di prodotto che oscillano avanti e indietro dal gasatore alla riempitrice.
Deaerazione dell'acqua prima della produzione di bevande analcoliche o acqua gassate
Da non confondere con la pre-evacuazione dell'aria dalle bottiglie prima del riempimento, la disaerazione dell'acqua è una parte essenziale del processo di carbonatazione della maggior parte delle bevande a base d'acqua.
Mentre birra, vino e sidro sono tutti saturi in misura maggiore o minore di CO2 come parte del loro processo di produzione (vino, birra e sidro producono alcol dalla fermentazione dello zucchero e rilasciano CO2 anidride carbonica nell'aria), le bevande analcoliche o l'acqua gassata non sono saturi di CO2.
L'acqua è normalmente satura di aria. Se non ci credete mettete a bollire dell'acqua per cuocere il riso o la pasta. Le bolle che vedi uscire non sono vapore ma bolle d'aria che si espandono e fuoriescono dall'acqua. Prova a far bollire di nuovo la stessa acqua il giorno successivo e non usciranno bolle, vedrai solo le normali temperature termiche dell'acqua calda. L'aria è scomparsa per sempre.
Pertanto, se provaste a gasare subito l'acqua appena esce da un rubinetto o da una sorgente, otterreste un risultato pessimo.
L'acqua in questo caso è già satura di aria (che è disciolta in essa, più il liquido è freddo più gas accetterà prima di saturarsi) e come sapete quando un liquido è saturo di un gas, se si mette del gas in più esso, il gas non si dissolve: viene respinto.
Quindi, cosa succede quando apri una bottiglia d'acqua che è stata scarsamente gassata senza previa deaerazione? Avrai un lampo di CO2 e poi l'acqua diventerà rapidamente piatta. Non è un grande risultato per i tuoi sforzi di marketing e per i tuoi clienti!
Per rimediare a questa situazione, qualsiasi acqua che deve essere gassata, da sola o in preparazione per essere miscelata con frutta e altri ingredienti per produrre una bibita analcolica, deve essere trattata per estrarre prima l'aria disciolta nell'acqua prima di poterla carbonatare. Esso.
Ciò avviene aggiungendo una seconda colonna prima dell'unità colonna di carbonatazione.
L'acqua viene fatta scendere dall'alto all'interno di un tubo forato in acciaio inossidabile, alloggiato all'interno della colonna principale, in una configurazione a ciambella (tubo in tubo), e la pompa del vuoto, posizionata nella parte superiore della colonna disaeratrice, estrae l'acqua aria dall'acqua, che viene poi aspirata dalla colonna da una pompa secondaria, ed inviata all'unità di gasatura.
La tua acqua è ora pronta per essere miscelata con altri ingredienti, gassata e refrigerata per preparare la tua bevanda analcolica preferita.
Se vuoi saperne di più sulle riempitrici, clicca sul link sottostante:
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