Cómo automatizar el control de temperatura en nuestra sala de fermentación.
La forma más común de controlar la temperatura dentro de los fermentadores es con la ayuda de sistemas de refrigeración. El proceso de fermentación es uno de los más delicados en cervecería y donde se crean muchos de los sabores y defectos de la cerveza, por lo que es muy importante lograr control de este proceso ¿Pero cómo se monta y automatiza este sistema?
La fisionomía de un fermentador
Los estanques fermentadores contemporáneos están hechos de acero inoxidable y tienen forma cilindro-cónica, con el cono en la parte inferior.
Sobre la estructura principal tenemos una o más chaquetas delgadas. Estas chaquetas permiten la circulación de líquido, en un compartimiento separado pero que permite intercambios de temperatura con el interior del fermentador.
Sobre ésta se construye una última capa más gruesa de material aislante. De esta forma, el intercambio de temperatura ocurre (prácticamente) exclusivamente entre el líquido circulante y el interior del fermentador, y no con el ambiente exterior.
En uno o más puntos se sitúa una sonda lo suficientemente profunda para tomar lecturas de temperatura del líquido interior.
(Foto: Plano esquemático de fermentador con chaqueta refrigerante y chaqueta de aislación).
El Chiller.
Un chiller - o enfriador de agua - es un equipo que enfría algún líquido. Dentro de sus componentes están: bomba, compresor, condensador, evaporador y refrigerante (muy similar al refrigerador de tu cocina).
El objetivo principal del chiller es enfriar un refrigerante para poder usarlo como medio para controlar la temperatura de nuestra cerveza dentro del fermentador. La temperatura del refrigerante puede configurarse como parte de los parámetros del equipo y pueden llegar a temperaturas bajo cero inclusive.
En cervecería, dicho refrigerante es parte de un sistema cerrado, es decir, el mismo líquido da vueltas por un circuito una y otra vez, por las tuberías, estanques de acumulación y estanques fermentadores, para luego volver al inicio y comenzar otra vez.
Como refrigerante puede usarse cualquier líquido. Sin embargo, por sus propiedades anti-congelantes se suele usar una solución de glicol, para así trabajar a temperaturas sub-cero y no tener problemas de congelación en componentes.
Es importante dimensionar la capacidad de refrigeración de nuestro chiller. Si no consideramos este punto, es posible que no podamos llegar a las temperaturas bajas que deseamos, controlando lenta y pobremente las temperaturas, y así afectando el proceso de fermentación. Más adelante escribiremos un artículo sólo dedicado a esto.
¿Cómo se mide la temperatura dentro del fermentador?
Técnicamente cualquier lector digital puede hacer esta función. A nivel industrial lo más común y estándar es usar una termocupla PT-100. Una PT-100 es un sensor de temperatura.
Consiste en un alambre de platino que relaciona su temperatura y resistencia eléctrica para obtener sus mediciones. Este sensor se inserta en la sonda de temperatura y es el que mide y transmite la información.
¿Quién y cómo se controla la temperatura dentro del fermentador?.
Una fermentación controlada requiere cierta temperatura en un determinado momento. Para mantener estos parámetros se permite circular el refrigerante por las chaquetas solo cuando se necesite (cuando la temperatura sea mayor a la deseada).
Para esto, se utilizan válvulas eléctricas, también llamadas válvulas solenoides o electroválvulas. Lo usual es que estas válvulas se encuentren normalmente cerradas y cuando se les haga pasar corriente, éstas se abran, dejando circular el refrigerante por la chaqueta del fermentador.
Pero, ¿quién lo controla?
El encargado es un controlador de temperatura. Es un aparato electrónico que lee las señales provenientes de la PT-100 y dependiendo del set up del cervecero, envía - o no - la señal en forma de corriente a la electroválvula para que se abra.
En éste se lee la información y se configuran los parámetros de automatización. Usualmente se utiliza uno por cada fermentador. De esta forma se tiene control independiente uno del otro. Es muy común verlos en paneles de control, como en la imagen:
Los controladores normalmente tienen dos parámetros de set up:
- Temperatura objetivo: Es la temperatura que se busca mantener en determinado momento.
- Tolerancia: Es la tolerancia a desviaciones que se permite antes de gatillar una acción.
Ejemplo práctico:
Se busca fermentar a 19,0ºC. Damos 0,3ºC de tolerancia. La PT-100 mide 22,0ºC. La temperatura es mayor al objetivo: se acciona (abre) la electroválvula y comienza a fluir refrigerante por la chaqueta y por contacto, la cerveza comienza a enfriarse.
Luego, otra lectura arroja 19,3ºC: la electroválvula sigue abierta. Se lee 19,0ºC: electroválvula sigue abierta. Se lee 18,7ºC: la electroválvula se cierra y deja de circular refrigerante por la chaqueta.
La fermentación genera calor y la temperatura vuelve a subir a 19,0ºC; la electroválvula sigue cerrada. Se llega a 19,3ºC: se vuelve a abrir la electroválvula y a enfriar el fermentador.
De esta forma, y con este set up, de manera automatizada el fermentador estará siempre dentro del rango entre 18,7 y 19,3ºC, aunque no estemos todos los días revisando la temperatura, en especial los fines de semana o días ausentes de la fábrica.
Importancia de automatizar el control de temperatura.
- La fermentación es un proceso sumamente delicado. Es donde muchos de los defectos de la cerveza pueden y suelen aparecer.
- El control de temperatura es crucial y, dado que las levaduras no duermen y se mantienen “trabajando”, el poder automatizar este control se vuelve necesario.
En BRIGHT tenemos disponibles chillers y nuestros fermentadores contienen chaquetas refrigerantes, sonda con PT-100, electroválvula. Además, podemos desarrollar proyectos especiales para tus necesidades. Envíanos tus consultas a Contacto. Te invitamos a comentar y compartir esta nota. Permanece atento a los próximos artículos que iremos publicando.