Ahorro de energía y agua en el llenado de cerveza

Que la cerveza presente bajos niveles de oxígeno es la prueba de calidad de cualquier cervecería. Para conseguirlo, se adoptan varias medidas entre las que se encuentran evacuar las botellas de vidrio antes de llenarlas. Hasta ahora, esta tarea la realizaban principalmente bombas de vacío de anillo hidráulico. No obstante, las variantes de compresión en seco son mucho más eficientes porque reducen la demanda eléctrica en un 25 por ciento y la demanda de agua prácticamente a cero. Esta tecnología lleva mucho tiempo asentada en otros sectores de la industria alimentaria. Entonces, ¿por qué no utilizarla también en el llenado de cerveza? El problema radica en los diminutos restos de cerveza que permanecen en la válvula después del llenado. Cuando se evacúa la botella siguiente, estos restos son aspirados hacia la bomba. Las bombas de anillo hidráulico toleran relativamente bien este tipo de contaminación, no así sus equivalentes de compresión en seco, que no la soportan en absoluto. Durante mucho tiempo no fue posible solucionar este problema. A principios del siglo XXI, Krones también intentó solucionarlo sin éxito. Pero como los ingenieros nunca apartan de su mente un problema sin resolver, las bombas siguieron evolucionando y, como el tema de ahorrar agua se convirtió en algo fundamental, Krones retomó el tema. Y esta vez con éxito.

Sin espuma de cerveza en la bomba

Para entender la solución y sus ventajas, conviene echar un breve vistazo al funcionamiento de las bombas: 

Si hablamos de la bomba de anillo hidráulico, dentro de un cilindro lleno de agua gira un rodete excéntrico. El agua forma un anillo que sella la cámara de bombeo hacia el exterior. Dicho anillo de agua, también llamada agua de sellado, actúa al mismo tiempo como refrigeración. Los restos de cerveza procedentes de la mezcla aspirada de aire y líquido son eliminados con el agua de sellado. El consumo de agua es elevado porque continuamente entra agua de sellado nueva. 

En el caso de la bomba de vacío de compresión en seco, giran en sentido contrario dos husillos helicoidales. El espacio entre ellos es muy reducido. Durante el funcionamiento, la cámara seca de bombeo alcanza unos 140 grados Celsius y debe refrigerarse externamente. La presencia de espuma de cerveza aquí supondría un problema real porque se secaría sobre los husillos calientes y por su distancia reducida la bomba acabaría bloqueándose.

Es aquí precisamente donde entra en juego la solución de Krones, ya que garantiza que no lleguen restos de cerveza a la bomba. Un separador de espuma los elimina generando un movimiento giratorio en la mezcla aspirada de aire y líquido, similar a un tornado. Este efecto ciclónico hace que los componentes gaseosos asciendan, donde terminarán siendo aspirados. Los componentes líquidos, como los restos de cerveza, son impulsados por la fuerza centrífuga hacia el exterior contra la pared de la carcasa para descender luego hacia abajo.

También se utilizan separadores de espuma en las bombas de anillo hidráulico cuando estas no funcionan con agua fresca corriente, sino con el agua de sellado en circuito cerrado. Es en este caso cuando los restos de cerveza se acumulan en el agua y la bomba se convierte en un “enorme batidor de espuma”, como explica Hannes Deubzer, del Departamento de Gestión Técnica del Producto para Reequipamientos de Krones. Sus fotos de “cómo no debería hacerse” de la charla preliminar muestran de forma muy gráfica el aspecto que puede llegar a tener. En las bombas de vacío de compresión en seco, sin embargo, incluso los restos más diminutos de espuma de cerveza provocan problemas, y la tecnología de separación utilizada hasta ahora no era lo suficientemente eficaz. Por ello, Krones la mejoró y adaptó nuevamente, allanando así el camino para esta tecnología.

Para máquinas nuevas y reequipamientos

Krones ofrece actualmente un grupo de bombeo con bomba de vacío de compresión en seco como equipamiento opcional para el llenado de productos sensibles al oxígeno. Además de la bomba, dicho grupo incluye el separador de espuma, la tecnología de válvulas y un armario eléctrico, todo ello montado sobre un bastidor con superficie de montaje compacta. En el caso de la bomba, Krones apuesta por la tecnología de la empresa Leybold de Colonia, Alemania, mientras que todos los demás componentes son de Krones.

¿Cuánta agua y energía pueden ahorrarse?

Las bombas de vacío de compresión en seco consumen aproximadamente un 25 por ciento menos de electricidad que las bombas con tecnología de anillo hidráulico para idéntica capacidad de bombeo. Pero lo realmente interesante es el consumo de agua. Con una bomba de anillo hidráulico el agua de sellado se descarga en el sistema de evacuación de aguas residuales y se reemplaza continuamente por agua fresca. Este elevado consumo disminuye si el agua de sellado se mantiene en circuito cerrado. Pero incluso así, el agua deberá cambiarse regularmente por la acumulación de restos de cerveza. En alternativa, la bomba de vacío de compresión en seco solo necesita agua de refrigeración, que además puede reutilizarse. Así pues, su consumo de agua se limita a un máximo de 10 litros por hora. En comparación con la bomba de anillo hidráulico, esto equivale a “prácticamente cero”, según Hannes Deubzer. En este cálculo ya está incluida el agua requerida para la limpieza, y es que, aunque no llegue espuma de cerveza a la bomba, aun así, esta deberá limpiarse ocasionalmente. A pesar del separador de espuma, al interior de la bomba llegan aerosoles, es decir, partículas líquidas suspendidas en el aire que se secan sobre los husillos calientes. Un sistema automático integrado de lavado inyecta pues agua en la bomba durante un segundo cada media hora, la cual se evaporará limpiando así los husillos. Cada lavado consume dos litros de agua. Además, con cada ciclo CIP se realiza automáticamente una limpieza completa de la bomba con 50 litros de agua limpia. 

El potencial absoluto de ahorro dependerá de las condiciones locales, explica Hannes Deubzer: “El consumo de agua varía, por ejemplo, según la temperatura del agua fresca. Si la cervecería dispone de agua de un pozo, necesitaría mucha menos agua para la refrigeración”. En una cervecería de Europa occidental, donde Krones reequipó bombas de vacío de compresión en seco dentro del marco de un proyecto piloto, el consumo de agua se redujo un 99 por ciento, pasando de más de 2.000 litros de agua a apenas diez. 

¿Mejores valores de oxígeno gracias a la nueva bomba?

En el llenado de cerveza rige una regla básica: menos oxígeno equivale a mayor calidad del producto. Por esta razón, los productos sensibles al oxígeno, como la cerveza, también se benefician de estos valores de oxígeno mejorados que ofrecen las bombas de vacío de compresión en seco. Estas generan generalmente un vacío más profundo que las variantes de anillo hidráulico. Las botellas de vidrio son evacuadas más intensamente, quedando menos oxígeno en la cerveza. Para las máquinas nuevas que combinan la última generación de válvulas de llenado HES con la bomba de vacío de compresión en seco, Krones está en condiciones de garantizar efectivamente una menor absorción de oxígeno durante el proceso de llenado en comparación con el sistema de llenado anterior. 

La situación es menos clara en los reequipamientos. En estos casos, el mejor vacío generado por la bomba no llega automáticamente hasta la botella. La eficacia dependerá del estado de mantenimiento de la máquina, especialmente de las juntas. El servicio técnico de Krones puede revisar la máquina antes del reequipamiento y optimizar los parámetros de llenado. Sin embargo, en una máquina nueva, el diseño de todos los conductos de unión entre la bomba y la válvula de llenado está optimizado para la bomba de vacío de compresión en seco, algo que no sucede en las máquinas ya existentes.

Observamos que algunos clientes han conseguido reducir prácticamente a cero su consumo de agua gracias al cambio, independientemente de cuál fuera su consumo anterior. Merece la pena plantearse el cambio sobre todo si el sistema de vacío actual se refrigera con agua fresca. Hannes DeubzerTechnical Product Management Retrofits

¿Cuándo merece la pena el cambio?

En conjunto, las bombas de vacío de compresión en seco son una tecnología superior para el llenado. Los clientes optan por esta solución por su menor consumo de agua y electricidad, a menudo motivados también por sus propios objetivos de sostenibilidad. En las máquinas nuevas también influye la menor absorción de oxígeno y, por tanto, la mejor calidad de la cerveza. En el análisis de costes totales se incluyen, entre otros factores, los costes de electricidad, agua y aguas residuales en cada centro, así como el consumo de agua fresca para la refrigeración. El análisis para los reequipamientos es similar. Estos deberán revisarse a fondo, ya que implica sustituir una bomba de anillo hidráulico plenamente funcional. 

Para ayudar en esta decisión, Krones ofrece la valoración de un cálculo individualizado del retorno de la inversión para cada presupuesto de reequipamiento. El potencial de ahorro, especialmente en agua, es elevado en cualquiera de los casos, subraya Hannes Deubzer: “Observamos que algunos clientes han conseguido reducir prácticamente a cero su consumo de agua gracias al cambio, independientemente de cuál fuera su consumo anterior. Merece la pena plantearse el cambio sobre todo si el sistema de vacío actual se refrigera con agua fresca”.