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Funcionamiento de una enfriadora de sistema abierto
Hola
Estamos creando nuestra destilería y hemos decidido reciclar el agua de refrigeración por varias razones.
Tenemos un enfriador de 5 toneladas y dos tanques de vino de 1.600 galones que formarán el sistema y un intercambiador de calor de tubo y tubo para romper nuestros macerados. El alambique es de 300 galones. La idea es hacer circular el agua de un tanque al condensador o intercambiador de calor mientras la enfriadora enfría el otro tanque para el día siguiente. Funcionaremos como un sistema abierto, haciendo circular el agua del tanque al tanque a través del enfriador.
Me pregunto si otros han hecho un sistema similar. ¿Algún problema inesperado?
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24 respuestas
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Es posible que desee jugar un poco para ver si es más eficiente sólo para recircular todos los 3200 galones (cadena de margarita los tanques) frente a un solo paso 1600 galones.
1600 galones y 5 toneladas es más que suficiente para el alambique de 300 galones. Nosotros utilizamos enfriadores de tamaño similar (4,5 toneladas) y un tanque de 800 galones. Dos veces seguidas es un poco dificil, pero una vez al dia funciona muy bien. Los enfriadores funcionan todo el tiempo y ayudan a controlar el aumento de la temperatura, el tanque suele volver a nuestro punto de ajuste de 55f a medianoche.
Ya no pasamos demasiado frío, la condensación en el tanque no aislado es un verdadero dolor durante los húmedos meses de verano y cuando estamos macerando.
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Parece que hay muchas ideas fijas en torno a este tema. Todas implican un dimensionamiento insuficiente del enfriador. Lo que esto hace es introducir una variable que no necesita en su proceso.
Esto significa que la temperatura de los medios de refrigeración no es constante durante todo el funcionamiento, y que siempre hay que lidiar con las limitaciones de tiempo para tratar de compensar la falta de capacidad. Esto supone una gran pérdida de tiempo y de esfuerzo. Si se enfoca desde una perspectiva industrial, hay otras configuraciones posibles que ni siquiera requieren la disposición de refrigeración secundaria, que es también un coste adicional y más cosas que pueden ir mal. Las ventajas y desventajas podrían ser objeto de un examen minucioso. El calor puede recuperarse de cualquier medio de refrigeración. No estoy convencido de que hacer las cosas de la manera más barata realmente ahorre algo a largo plazo y cuesta mucho trabajo y esfuerzo junto con una temperatura inconsistente del medio de refrigeración. Algo a considerar.
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Nuestros controles del desflegmador y del condensador de producto basados en PID compensan completamente el aumento de temperatura del depósito durante el funcionamiento. Mantenemos los puntos de ajuste como una roca. El controlador aumenta el caudal durante el funcionamiento para compensar las temperaturas más altas (delta-t reducido).
Sobredimensionar sus condensadores es una buena opción si está planeando recircular el refrigerante o utilizar un sistema de reutilización de agua de un solo paso (refrigeración con agua de la ciudad que se reutilizará para otros fines) - Aumentar el delta-t significa que puede exprimir más BTU de refrigeración de cada galón de agua.
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He realizado sistemas pequeños y grandes similares a este escenario.
Cuando usted está estrellándose, usted tendrá una gran cantidad de agua caliente en función del agua de salida del intercambiador de calor, refrigeración todavía no tan caliente, pero más fácil de calcular.
Ofrezco enfriadores híbridos de agua/glicol para exteriores que se adaptan muy bien a una recuperación de agua limpia como la que usted describe. Estoy leyendo para enviar uno de estos a San Francisco para una destilería más pequeña y una gran unidad de 60 toneladas para una destilería en Charleston que utiliza un enfriador separado y tanque de acero inoxidable para enfriar el agua de la ciudad para su todavía y guarda toda su agua caliente similar a lo que usted describe.
Puedo enviarte información sobre el refrigerador Virga si quieres.
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¿Silk está bombeando directamente desde su tanque o está utilizando la bomba del enfriador para bombear al condensador?
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Starcat la razón por la que fui con 1.600 tanques es tener una gran fuente de agua (2x más de lo necesario para una carrera) a la misma temperatura. Nuestro sistema se tire desde el tanque de agua fría y la descarga en el tanque de retorno para evitar cambios de temperatura durante el funcionamiento.
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Este es el diseño básico de mi sistema. Los comentarios son bienvenidos.
Mi equipo es similar al de Golden Beaver. Tengo un ingeniero de procesos de la universidad local que diseña y construye el panel de control. Se trata de hacer funcionar un destilador de 300 galones y un destilador de acabado de 150 galones al mismo tiempo. El enfriador es de 6 toneladas. Los tanques de agua son de 1600 galones. El enfriamiento del mosto es un proceso separado que no funcionará con la destilación. Se trata de un intercambiador de calor tubo en tubo. Hoy estamos bombeando una mezcla de glicol y agua a través del enfriador de mosto y tenemos que vigilarlo ya que excede la capacidad del enfriador y puede sobrecalentar el glicol y apagar el enfriador. Creemos que 1600 galones de agua a 55 grados harán el trabajo para un macerado de 300 galones (en realidad unos 380 galones ya que el fabricante sobredimensiona su material).
Esa es la idea... mantener el agua fría a 50-55 grados en todo momento. El depósito de agua caliente es de acero inoxidable, el de agua fría es de polietileno y está aislado. El proceso vierte el agua de proceso de salida (tibia/caliente) en el inoxidable, y el sistema la utiliza como agua de entrada al depósito de agua refrigerada según sea necesario. Si se agota el agua del depósito de agua caliente, el sistema inyecta agua municipal en el circuito.
No utilizar la bomba del enfriador en este diseño para otra cosa que no sea el bombeo de glicol a través del intercambio de calor.
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A cuantos grados se va a enfriar el tanque caliente durante la noche. Con un enfriador de 5 toneladas, usted estará buscando un poco de desequilibrio allí, especialmente si usted está pelando con el tanque de 300 Gal.
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Acabamos de terminar la instalación de nuestro sistema de agua de refrigeración.
Tuvimos que cambiar la tubería del enfriador (flujo inverso) para lograr nuestro objetivo de utilizar la bomba del enfriador para accionar el sistema. Gracias a Advantage Engineering por toda su ayuda y orientación.
El agua se alimenta desde uno de los tanques de 1.500 galones a la bomba de refrigeración, que hace circular el agua a través del intercambiador de calor y luego hacia el proceso. Tenemos la posibilidad de seleccionar el condensador de alambique, los fermentadores enchaquetados o ambos al mismo tiempo, o los tres al mismo tiempo para recibir el agua refrigerada.
La temperatura del agua en nuestro tanque de prueba bajó de 83 F a 45 F durante la noche resultando en charcos de agua por todas partes. Ahora tendremos que envolver las tuberías y enchaquetar los depósitos para evitar este problema.
Nuestro caudal es de 11 gpm a 40 PSI.
Espero que todo lo que necesitamos es un tanque de 1.600 para gestionar nuestras necesidades de refrigeración para que pueda cubrir el otro tanque en un fermentador.
Gracias a todos por sus aportaciones.
@Patio29Dadio gracias por la idea del conector hidráulico...
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Recientemente he puesto en marcha una destilería en el sur de Illinois. Tengo un enfriador de 5 toneladas y he pensado en un sistema similar a este. Creo que es una gran idea a menos que haya alguna posibilidad de que el condensador se agriete y permita la entrada de glicol en el producto. Eso sería mortal. El riesgo de eso parecería bajo pero una consideración. Yo utilizo una bomba de aire que hace circular el agua desde un tanque exterior hasta el destilador y viceversa. Creo que tiene una gran idea. Puede ajustar la temperatura del agua.
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Hemos quitado el tanque de glicol y conectado el enfriador a "flujo inverso".
El agua sale de la parte inferior del tanque de almacenamiento y fluye hacia el enfriador (condensador) y luego hacia el sistema. La línea de retorno descarga en la parte superior del tanque.
Se trata de un sistema más eficiente basado en el uso de glicol y un menor desgaste del refrigerador.
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Estamos hablando de propilenglicol, ¿correcto? Y no etilenglicol, que no debería utilizarse nunca. PG se considera GRAS y se encuentra comúnmente en los alimentos, EG es anticongelante automotriz / industrial, es de hecho venenoso, y nunca debe ser utilizado en una planta de alimentos.
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PG es correcto y lo necesita con inhibidor. "Dowfrost" es una especificación conocida, pero usted puede conseguir un equivalente de Chemworld que es igual de bueno.
https://www.chemworld.com/Inhibited-Propylene-Glycol-p/glacier-55.htm
Usted necesita fijar BRIX con un refractómetro para cubrir debajo de su gama del evaporador y temperatura al aire libre si usted está corriendo un refrigerador empaquetado con el glicol bien al aire libre en ambiente bajo. 29 BRIX le llevará a unos -6F con un límite de viscosidad justo. Si tiene una enfriadora en una sala de máquinas con condensador remoto, la situación es diferente. El glicol es estrictamente para la protección contra la congelación y en realidad se pierde algo de eficiencia tanto en la transferencia de calor como en el bombeo cuando se utiliza, pero la ventaja supera con creces la complejidad añadida de un sistema HX de glicol a agua en muchos casos.
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Sólo dejamos correr el agua, nunca enfriamos por debajo de 55f. Funciona bien para nosotros. Pero - nuestros refrigeradores están en el interior - no hay riesgo de congelación.
También nos permite descargar los tanques si es necesario.
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Si trabaja con un sistema completamente abierto (sin intercambiador de aislamiento para separar los flujos interior/exterior), entonces la PG mínima es 30% o, de lo contrario, las bacterias crecerán más rápidamente. El % máximo es la temperatura baja exterior ambiente o la temperatura baja de funcionamiento de la enfriadora menos 15 grados para tener en cuenta el refrigerante que pasa a través de la enfriadora, que tiene que estar más frío que la temperatura de funcionamiento del glicol para que la enfriadora haga su trabajo. En el sur, utilizo 30-35% y en el norte 40-45%, principalmente por razones de coste.
Si tiene alguna pregunta en particular, llámeme.
Mike G 678-773-2794
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Gracias por compartir esta información tan útil.
Nuestros productos son fabricados por el primer desarrollador en Taiwán que tiene una gama de maquinaria y tecnología para plásticos. Hoy en día, Ya hemos atraído a muchos inventores extranjeros que les ayudan a ampliar sus equipos de línea de producción.
Ofrecemos una gran variedad de enfriadores industriales de agua/aire que se adaptan a la industria de fabricación de plásticos.
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Los enfriadores del tipo que se utilizan para este tipo de servicio generalmente tienen una temperatura de evaporador saturado que puede ser definitivamente inferior a 30F. El uso de agua corriente en ese lado del sistema puede ser arriesgado y es mejor consultar las mejores prácticas del fabricante.
Enfriadores diseñados para el enfriamiento del clima por lo general funcionan con una temperatura Evap alrededor de 40F, y están hechos para funcionar con agua directamente en el intercambiador de calor DX. No he encontrado ningún sustituto para la exactitud de un refractómetro en conseguir entonces la concentración en el rango correcto.
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Silk City, ahora que me he metido más en el tema de los enfriadores, me están recomendando utilizar un enfriador de 10 toneladas (o 10 CV o 100.000 BTU por hora, ¿es lo mismo?) para un alambique de 100 galones con un condensador de escopeta de 6″, pero parece que está utilizando un enfriador y un depósito más pequeños para un alambique más grande, ¡y funciona! ¿Qué tamaño de alambique utiliza una vez al día y cómo determinó el tamaño del enfriador?
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Enfriador de 10 toneladas demasiado grande- más como un 2 HP.
Uso 10 HP para una olla de 500 Gal, luego añado si tengo cargas de fermentador, más depósito si tengo enfriamiento de macerado.
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Así MG ¿realmente cree que el choque enfriar 90 galones de maíz agrietado / molido puré en 1-2 horas es posible con sólo un enfriador de 2 HP? Supongo que se necesitaría un depósito de seguro- tal vez 300 galones? ¿Qué hay de despojar a los 90 galones de mosto de maíz fermentado en una olla todavía con 6″ condensador- también es posible con 2HP? Creo que hice algunos cálculos y se requiere como 30,000 btu / horas por lo que parecía que necesitaría más grande.
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Sí al depósito para estrellarse. Si su funcionamiento calcula 30,000 Btu/hr, usted puede ir hasta un 2.5 o 3 HP. Si estiras el tiempo de funcionamiento bajando el calor, podrías hacerlo con un 2 HP, hay un estilo diferente para la mayoría de los enfriadores, 2 HP es el corte para los tamaños más pequeños y 3HP para los tamaños más grandes que son sin duda más fuertes. La diferencia de coste podría ser de hasta 3.000 dólares.
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Hola,
Estoy a punto de poner en marcha una microdestilería en una zona rural de Sicilia, al sur de Italia.
He pedido a un ingeniero que calcule el tamaño de un sistema similar, pero la potencia del enfriador y las dimensiones de los tanques son mucho mayores en comparación con los números que estoy leyendo aquí, 3 veces mayores.
¿Podría alguien echar un vistazo?
Utilizaré un alambique de 600 litros (150 galones).
Los números que obtuve del alambique fabricado son los siguientes:
Agua del condensador en: 20C /68F
Agua del condensador fuera: 70C / 158F
1500 litros/ 398 galones por hora de agua recirculada en el condensador
Teniendo en cuenta que destilaremos dos veces al día durante la temporada de cosecha, debería considerar 16 horas de uso al día.
398*16= 6300 galones de AGUA CALIENTE para enfriar CADA DÍA
¿qué nos falta?
Gracias.
Hugo
Gallardo (2).pdf
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Parece que tienes un error de cálculo y no has proporcionado los datos completos de tu instalación.
Por ejemplo, no me queda claro a qué velocidad va a conseguir alcohol...
Voy a calcular (aproximadamente) a mí mismo de sus datos. Y resulta que usted tiene un error de alrededor de dos veces.
Los resultados de mi programa de cálculo:
El volumen de un tanque con cerveza (macerado) = 600 litros.
Supongamos que la fuerza del macerado = 9%.
La relación de reflujo se toma igual a = 1,8
Los resultados del cálculo del alambique:
tasa de retirada de alcohol = 12,064 litros por hora.
potencia absorbida por el depósito 600 litros = 20 kW (68240 BTU).
Temperatura del refrigerante (agua) a la entrada del frigorífico t1, Celsius = 20,0
Flujo de agua a través del sistema de refrigeración Q, litros por minuto = 25,0, esto corresponde a = 1500 litros por hora.
Diferencia de temperatura media entre el vapor de alcohol y el refrigerante dtav, Celsius = 70,82
La superficie mínima de refrigeración requerida (calculada) F, centímetros cuadrados = 795,0 (es la superficie de todos los tubos del refrigerador de carcasa y tubos).
Temperatura del agua de salida del sistema de refrigeración t1 ', Celsius = 31,2
Conclusión del cálculo: a una entrada de 20 Celsius y una capacidad de 12 litros de alcohol por hora, el agua corriente que fluye a 1500 litros por hora, se calienta sólo 31,2-20 = 11,2 grados Celsius.
Bien, supongamos que el agua de refrigeración fluye 10 litros por minuto o 600 litros por hora, a una temperatura de entrada de 20 grados.
Entonces tenemos:
La superficie mínima de refrigeración requerida (calculada) F, centímetros cuadrados = 898,0 (es la superficie de todos los tubos del refrigerador de carcasa y tubos).
Temperatura del agua de salida del sistema de refrigeración t1 ', Celsius = 47,9
Conclusión del segundo cálculo: con una entrada de 20 Celsius y una capacidad de 12 litros de alcohol por hora, el agua corriente que fluye a 600 litros por hora se calentará sólo 47,9-20 = 27,9 grados Celsius.
Este es un cálculo para un condensador de alcohol (alcohol) cuando un alambique funciona con un depósito de 600 litros y una potencia de 20 kW de energía suministrada, la producción de alcohol es de 12 litros por hora.
Hugo, ¿tienes un cálculo completo de tu instalación? Me refiero a un cálculo completo del trabajo de instalación por día. Mi opinion: para una potencia de calefaccion de 20kW, yo no construiria una unidad de refrigeracion tan grande y cara como la tuya. Esto es mucho dinero....Un radiador de refrigeración de camión + ventilador + bomba de agua con control de velocidad es suficiente.
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Alex muchas gracias por tu respuesta y por la explicación.
Debería haber estudiado más física en la escuela, me acabas de hacer un hombre muy feliz.
Me olvidé de mencionar en mi post anterior un "pequeño detalle", voy a destilar con una sola pasada a través de una columna de 4 platos, por lo que una vez que el agua salga del condensador irá al desflegmador y eso aumentará seguro la temperatura, pero según tus cálculos aunque la temperatura final del agua fuera de 70C después de salir del desflegmador 600 litros/agua x hora seguirá estando bien, ¿no?
Gracias.
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