En la actualidad, los métodos más utilizados para la separación del turbio caliente son el Whirlpool y el sedimentador cilindro cónico. A continuación, se describen estos métodos y su funcionamiento.
El turbio del mosto caliente, conocido como turbio caliente, está compuesto por partículas grandes de 30 a 80 µm. Estas partículas son algo más pesadas que el mosto y tienden a sedimentar bien y firmemente si se les da suficiente tiempo. Es crucial extraer el turbio caliente ya que no solo carece de valor para la fabricación de cerveza, sino que también es perjudicial para su calidad. Los efectos negativos del turbio caliente incluyen:
- Obstaculizar la clarificación del mosto.
- Recubrir la levadura.
- Aumentar la cantidad de sedimento rico en turbio en la fermentación, lo que incrementa la merma.
- Contener ácidos grasos de la malta.
- Dificultar la filtración de la cerveza si no se separa a tiempo.
Métodos modernos de separación de turbio caliente:
Whirlpool
Este método es considerado uno de los procesos más elegantes y económicos. El whirlpool es un recipiente vertical cilíndrico sin piezas interiores y con fondo plano, donde el mosto se introduce tangencialmente mediante bombeo desde la caldera. Esto genera un flujo rotatorio que causa que el turbio caliente se sedimente formando un cono en el centro del recipiente, mientras que el mosto es extraído.
Principio de operación del whirlpool:
Diseño del recipiente
El Whirlpool es un recipiente vertical cilíndrico sin piezas interiores y con fondo plano. Su diseño permite que el mosto circule de manera controlada.
Introducción del mosto
El mosto caliente se introduce tangencialmente en el recipiente mediante bombeo. Esta entrada tangencial es clave para generar un flujo rotatorio dentro del Whirlpool.
Generación del flujo rotatorio
La entrada tangencial del mosto crea un flujo rotatorio en el interior del Whirlpool. Este flujo provoca que las partículas de turbio caliente se muevan hacia el centro del recipiente debido a la fuerza centrífuga.
Sedimentación del turbio
Conforme el flujo rotatorio continúa, las partículas más pesadas del turbio caliente comienzan a sedimentar en el centro del recipiente, formando un cono de turbio en el fondo del whirlpool.
Extracción del mosto clarificado
El Whirlpool cuenta con dos tubos de salida laterales en el cilindro y dos salidas en el fondo, ubicadas lo más cerca posible a la pared del cilindro y a 180 grados una de la otra. Las salidas laterales están diseñadas para disminuir el tiempo de extracción del mosto. Aproximadamente 10 minutos después de que el mosto se ha bombeado al whirlpool, la primera salida lateral se abre, permitiendo que el mosto clarificado se extraiga sin turbio, ya que el turbio ha sedimentado más allá de esta primera salida. Luego se abre la segunda salida lateral para continuar la extracción. Finalmente, se utilizan ambas salidas del fondo abiertas para que la superficie del líquido descienda uniformemente y no romper el cono de turbio formado. Durante esta etapa, es crucial disminuir el caudal de salida para no romper el cono de turbio. Si el caudal es demasiado rápido, el líquido descenderá más rápidamente fuera del cono que dentro, dispersando y rompiendo el cono de turbio.
Remoción del turbio
Una vez que se ha extraído el mosto clarificado, el turbio sedimentado en el centro del recipiente puede ser removido. Esta remoción puede realizarse manualmente o mediante un sistema automatizado, dependiendo del diseño específico del whirlpool.
Tiempo de ocupación
El tiempo de ocupación del Whirlpool debe estar por debajo de los 60 minutos. Esto es fundamental para minimizar la carga térmica al mosto, evitar la formación de DMS (dimetil sulfuro) a partir de su precursor, que no será retirado, y para ahorrar tiempo en el proceso.
Sedimentador cilindro cónico
El sedimentador cilindro cónico es otro método efectivo para la separación del turbio caliente. Este sistema utiliza un diseño cilíndrico con una base cónica que facilita la sedimentación de las partículas más pesadas hacia el fondo, donde pueden ser fácilmente removidas. El sedimentador también tiene dos tubos de salida laterales en el cilindro, y una única salida en la parte inferior del cono que también se utiliza como entrada del mosto.
Principio de operación del Sedimentador Cilindro Cónico:
Introducción del mosto
El mosto caliente se introduce casi siempre por la parte inferior del cono, prescindiendo del efecto rotativo del mosto.
Sedimentación del turbio
Al igual que en el Whirlpool, las partículas más pesadas del turbio caliente comienzan a sedimentar hacia el fondo cónico del recipiente.
Extracción del mosto clarificado
Las salidas laterales se utilizan primero para reducir el tiempo de extracción, abriendo la primera después de unos 10 minutos, seguida por la segunda. Durante toda la extracción lateral del mosto, el turbio se va retirando periódicamente desde el fondo del cono.
Uso de medidor de turbidez
Se utiliza un medidor de turbidez para monitorizar la extracción del turbio a la salida del cono, asegurando que no se retire mosto en exceso junto con el turbio. La extracción del turbio comienza 10 minutos después del bombeo del mosto al sedimentador y se realiza durante toda la extracción lateral del mosto, de forma intermitente, monitoreando la turbidez.
Recuperación del turbio
El turbio extraído se puede recuperar enviándolo a la entrada del filtro de mosto durante la filtración del mosto. Este procedimiento también puede aplicarse al turbio del whirlpool, enviándolo al filtro de mosto durante la filtración del mismo. Para esto es necesario tener un tanque de turbio para almacenarlo y poderlo usar en la siguiente filtración de mosto.
Tiempo de ocupación
El tiempo de ocupación del sedimentador cilindro cónico también debe estar por debajo de los 60 minutos para minimizar la carga térmica al mosto, evitar la formación de DMS y ahorrar tiempo en el proceso.