Mostkoelers voor de productie van whisky

Achtergrondinformatie over het project voor mostkoelers voor whisky

Een Schots bedrijf, wereldleider in de productie van whisky, nam contact op met SACOME voor het ontwerpen en produceren van een koeler van 250 m³/u voor most (mostkoelers voor whisky).

Het koelen van most na maceratie en vóór het fermentatieproces bij de productie van sterke drank of alcoholische dranken met een hoog alcoholpercentage is een essentieel onderdeel van het proces, aangezien bij hoge temperaturen het fermentatievermogen afneemt, er verlies van verdampte alcohol optreedt en het aroma afneemt.

Daarom heeft ons technisch personeel zich volledig ingezet voor het ontwerp van de mostkoelers voor whisky, waarbij veel aandacht is besteed aan de speciale ontwerpvoorwaarden, het hoge gehalte aan zwevende deeltjes (korrels, stenen, stro…), de noodzaak van een nauwkeurige temperatuur van de most bij de uitgang van de koeler en de strikte reinigingsvoorwaarden van de warmtewisselaar na de productiecycli. Deze aspecten maken de buisvormige oplossing het meest geschikt.

In de volgende paragrafen gaan we dieper in op ons ontwerp van buisvormige warmtewisselaars voor het koelen van most, waarmee de belangrijkste distilleerderijen in Schotland werken.

De oplossing: warmtewisselaars met gegolfde buizen

Bij SACOME hebben we een groot aantal warmtewisselaars met gegolfde buizen ontworpen en geproduceerd voor de belangrijkste distilleerderijen in Schotland en in alle gevallen werken deze apparaten momenteel op volle capaciteit.

In dit specifieke project was het nodig om most van 63 ºC tot 20 ºC te koelen als voorbereiding op de fermentatie onder verschillende bedrijfsomstandigheden. Het proces was verdeeld in 4 secties, afhankelijk van de vloeistof die werd gebruikt om het product te koelen (in dit geval torenwater, zoet water en koud water).

Het systeem werkt in principe met de most die door de binnenste gegolfde buizen door de 4 secties stroomt, terwijl de bedrijfsvloeistof door de behuizing van de buisvormige warmtewisselaars stroomt. Het is belangrijk om te benadrukken dat het ontwerp het mogelijk maakt om de mantelzijde van de secties 1, 3 en 4 aan te sluiten, met als doel alleen koud water te gebruiken als koelmiddel in seizoenen waarin de omgevingstemperatuur dit toelaat, wat een aanzienlijke kostenbesparing oplevert.

Bovendien moeten we de voordelen benadrukken van het gebruik van multibuiswarmtewisselaars met gegolfde buizen voor dit soort producten, aangezien de toename van de turbulentie leidt tot minder vervuiling, een hogere overdrachtssnelheid en een grotere homogeniteit van het product bij de uitgang van de koeler.

Mostkoelers voor de productie van whisky
Warmtewisselaars voor het koelen van most bij de productie van whisky
Mostkoelers voor de productie van whisky

Thermische berekeningen van mostkoelers voor whisky

Anderzijds hielden onze technici rekening met de bestaande beperking van de uitgangstemperatuur van het zoetwater, aangezien dit water voor verschillende processen wordt gebruikt en het niet naleven van deze vereiste tot energieverlies zou leiden. Evenzo moet bij het ontwerp rekening worden gehouden met het feit dat de procesapparatuur in productiecycli van 30 tot 45 minuten moet werken. Om de 2 à 3 cycli moeten de binnenbuizen worden gereinigd met water van 85 °C en bovendien moet dit proces 2 à 3 keer per week worden herhaald met een warme reinigingsoplossing.

Deze mostkoeler is ontworpen voor het verwerken van debieten tussen 150 m³/u en 250 m³/u, waarbij uitgangstemperaturen tussen 20 °C en 22 °C worden bereikt. De debieten en temperaturen van de bedrijfsvloeistoffen variëren ook (voor zoet water kan het debiet bijvoorbeeld variëren tussen 120 m³/u en 150 m³/u met temperaturen tussen 5 °C en 19 °C).

Opgemerkt moet worden dat deze variaties een grotere moeilijkheid inhouden voor de thermische berekeningen (er werden meer dan 20 verschillende bedrijfsomstandigheden gecontroleerd). Uiteindelijk bestond de warmtewisselaar uit 16 multitubulaire modules die op een frame waren gemonteerd, zodat ze gemakkelijk konden worden afgetapt (er werd ook een systeem van aftapkleppen toegevoegd). Een belangrijk aspect was het ontwerp van de uitbreidingsvoegen in de behuizing van elke module, aangezien er vermoeiingsanalyses werden uitgevoerd voor een levensduur van 20 jaar.

Voor de thermische berekeningen van de warmtewisselaar hebben we de nieuwste versie van HTRI gebruikt, een organisatie waarvan we sinds 1998 lid zijn. Het mechanische ontwerp van de apparatuur voldoet aan de BRITISH STANDARD 5500 Category 2 voor een ontwerpdruk van 16 barg.

Proces: basisstappen in de productie van whisky

Voorbereiding

Voor de productie van whisky geven de belangrijkste distilleerderijen de voorkeur aan nieuwe soorten gerst die in Schotland worden geteeld, omdat deze veel zetmeel bevatten en weinig eiwitten. Zodra het graan gedroogd is, wordt het verzameld en opgeslagen om het product te drogen, voordat het vervolgens wordt gemout.

Maceratie

De gemalen mout wordt in een ronde weekketel, een zogenaamde “mash tun”, geplaatst en met heet water gemengd, zodat de enzymen in de mout het zetmeel omzetten in een suikerhoudende vloeistof, most, die uit de ketel wordt verwijderd voor fermentatie. Het afvalmateriaal wordt hop genoemd.

Fermentatie

De most wordt in grote vaten (gistingsvaten) gepompt, waar gist aan wordt toegevoegd. Door een krachtige gisting wordt de suiker omgezet in alcohol. De resulterende vloeistof wordt gegiste most of ‘wash’ genoemd.

Distillatie

De most wordt tweemaal gedistilleerd in grote koperen ketels om ‘high wines’ of ‘nieuwe whisky’ te produceren. Bij de eerste distillatie in de ketels verdampt de alcohol en scheidt zich van het water, waardoor een vloeistof ontstaat die ‘low wines’ wordt genoemd. Dit distillaat wordt vervolgens overgebracht naar de ‘low wines’-ketels om brandewijn te produceren.

Veroudering

Na de distillatie wordt aan de geproduceerde likeur of “high wine” water toegevoegd en wordt deze gerijpt in vaten van wit eikenhout. De duur van de rijping kan variëren, maar bedraagt over het algemeen tussen de 2 en 5 jaar, en kan oplopen tot 10 en 15 jaar.

Botteling

Na de rijpingsfase wordt de whisky tot het gewenste alcoholpercentage teruggebracht door toevoeging van zacht water. Vervolgens wordt de whisky zorgvuldig gefilterd en met automatische machines gebotteld in flessen die worden verzegeld en geëtiketteerd. Ten slotte worden de flessen verpakt voor verzending.

De buiskoeler is nodig tussen de maceratie- en fermentatiefase..

Warmtewisselaars voor het koelen van most bij de productie van whisky

Specificaties van de most voor de productie van whisky

Een van de belangrijkste aspecten bij het ontwerp van dit soort apparatuur voor de productie van whisky is kennis van de eigenschappen van het product. Dankzij onze ruime ervaring in tal van projecten voor de belangrijkste distilleerderijen wereldwijd, hebben we bij SACOME een grondige kennis van het gedrag van de wort en beschikken we zelfs over reologische tests die zijn uitgevoerd in soortgelijke projecten. Daarnaast beschikken we ook over referenties en eigenschappen van andere producten die afkomstig zijn van de whiskyproductie, zoals bijvoorbeeld gefermenteerde most (“wash”).

In dit opzicht is het belangrijk om de aard en het gedrag van dit product te benadrukken, waarvan de complexiteit speciale berekeningen vereist. Daarom kan alleen een bedrijf dat gespecialiseerd is in dit soort toepassingen tot een optimale oplossing komen.

Anderzijds maakt het gehalte aan zwevende deeltjes het noodzakelijk om bij het ontwerp van de mostkoelers rekening te houden met een aantal aspecten om problemen, zoals verstopping van de binnenbuizen, te voorkomen.

Mostkoelers voor de productie van whisky

Ontwerp van de buisvormige warmtewisselaar voor het koelen van most

Voor dit project hebben we onze buiswarmtewisselaar S-TFM-I geleverd, waarvan we hieronder de belangrijkste kenmerken beschrijven:

Multitubulaire geometrie

De multitubulaire geometrie bestaat uit een bundel buizen: de most wordt verwerkt in de binnenste buizen en de bedrijfsvloeistof (water) aan de buitenkant. De binnenste buizen hebben een geschikte diameter om verstoppingen te voorkomen.

Intercambiador de Calor multitubo de haz tubular no extraíble.

Gegolfde buizen van de warmtewisselaar

In onze warmtewisselaars met gegolfde buizen zijn de binnenbuizen van de warmtewisselaar gegolfd om de turbulentie van het product te vergroten, wat resulteert in een vermindering vanhet risico op vervuiling en een verhoging van de thermische efficiëntie.

Intercambiadores de Calor de tubo corrugado SACOME

Buisvormige flensplaat

De buisplaat met flens maakt het gemakkelijk verwijderen van de verloopstukken mogelijk voor inspectie en reiniging van de binnenbuizen.

Intercambiadores de calor con placa bridada para enfriamiento de malta

Samen

In tegenstelling tot andere geometrieën (zoals platenwarmtewisselaars) zijn de onderhoudskosten van onze buiswarmtewisselaars minimaal, aangezien de afdichtingen het enige vervangbare materiaal zijn.

Zelflozende werking aan de buizenkant

Een belangrijke vereiste is de afvoerbaarheid van het product. In dit verband werd een geschikte leidingindeling ontworpen en werd rekening gehouden met excentrische verloopstukken. Daarnaast werd een systeem van afvoerkleppen opgenomen.

Enfriadores de mosto para whisky

Geschikte buisdikte

Het water dat buiten de binnenbuizen stroomde, bevatte een bepaalde hoeveelheid chloriden. Om corrosieproblemen te voorkomen, moest daarom worden gekozen voor een grotere dikte van deze buizen.

In dit verband is het erg belangrijk om de behuizingen te legen tijdens het reinigen bij hoge temperaturen.

Niet-verwijderbare buizenbundel

Aangezien de bedrijfsvloeistof in dit geval water is en de klant geen speciale inspectie van de behuizing nodig had, hebben we gekozen voor buiswarmtewisselaars met een niet-verwijderbare buizenbundel.

Frame

Vanwege het grote aantal benodigde serie-eenheden en de aanwezigheid van verschillende secties, werd een op maat gemaakt ontwerp gemaakt voor het benodigde frame.

Enfriadores de mosto para whisky montados en bastidor

Het project in cijfers

Procesdebiet

Ontwerptemperatuur

Ontwerpdruk

Inlaattemperatuur van de most

Uitgangstemperatuur van de most

Geschatte afmetingen van het frame

Heeft u warmtewisselaars nodig voor het koelen van most?

Onze technische afdeling biedt u de nodige ondersteuning.

SACOME
Privacyoverzicht

Deze site maakt gebruik van cookies, zodat wij je de best mogelijke gebruikerservaring kunnen bieden. Cookie-informatie wordt opgeslagen in je browser en voert functies uit zoals het herkennen wanneer je terugkeert naar onze site en helpt ons team om te begrijpen welke delen van de site je het meest interessant en nuttig vindt.