Guida al riempimento in contropressione (isobarico)

Il momento del riempimento

• A questo punto la bottiglia viene riempita praticamente solo di CO2 pressurizzata, diciamo da 2,2 a 3,0 bar di pressione.
• Il gas è stato pompato nella bottiglia per riempirla di CO2 e abbiamo eliminato l'ossigeno nocivo.
• La valvola in cima al serbatoio di riempimento viene sfiatata per consentire la fuoriuscita dell'ossigeno.
• In questo modo si pressurizza anche la bottiglia alla pressione di riempimento. L'ingresso di CO2 viene quindi chiuso.
• La valvola di riempimento viene aperta, consentendo alla birra di fluire nella bottiglia. La pressione viene lentamente rilasciata dallo sfiato, consentendo alla CO2 di fuoriuscire e alla birra di entrare e sostituire la CO2 nella bottiglia. Poiché la bottiglia rimane pressurizzata durante il riempimento, la formazione di schiuma è ridotta al minimo. Una volta riempita la bottiglia, la valvola di alimentazione del liquido viene chiusa.
• La pressione residua viene rilasciata dallo sfiato e la bottiglia viene tappata. Per alcuni prodotti, prima della tappatura (ad esempio per l'imbottigliamento della birra) viene indotta una piccola schiumatura mediante un sottile spruzzo di acqua calda. Questa piccola schiuma sposta l'ossigeno che può essersi depositato nel collo della bottiglia tra il riempimento e la tappatura.
• Una volta tappate, le bottiglie vengono generalmente lavate esternamente con un getto d'acqua fine all'uscita della riempitrice per rimuovere eventuali residui zuccherini o appiccicosi che possono essersi depositati sulla superficie esterna della bottiglia. Se non vengono rimossi, questi sedimenti diventano presto secchi e appiccicosi e scoloriscono la bottiglia e l'etichetta.
• Poiché a questo punto la bottiglia è riempita, si verifica solo una piccola quantità di schiuma quando il tappo viene messo e sigillato.

Refrigerazione del prodotto per evitare la formazione di schiuma durante il riempimento in contropressione (isobarico)

Qualsiasi variazione di pressione in un prodotto gassato, mentre viene riempito in una bottiglia o in un altro contenitore, causerà inevitabilmente un'espansione del gas in esso contenuto e la creazione di schiuma (bolle di gas nel prodotto). Quanto più caldo è il prodotto, tanto più grave sarà l'effetto della schiuma.

Alcuni prodotti sono più sensibili di altri alla creazione di schiuma; in generale, maggiore è il livello di proteine in una bevanda, maggiore è la sensibilità alla creazione di schiuma. La birra è più sensibile dell'acqua gassata; alcune birre sono più sensibili di altre, sempre a seconda del livello di proteine contenute nella birra. Questo è uno dei motivi principali per cui i microbirrifici hanno difficoltà iniziali a stabilizzare le condizioni di riempimento dei loro prodotti quando iniziano a imbottigliare, poiché i lotti di birra artigianale spesso variano nel livello di proteine da una formulazione all'altra e da un lotto all'altro.

Anche le bevande analcoliche ad alto contenuto di zucchero soffrono della stessa condizione, ad esempio i prodotti a base di Cola sono notoriamente sensibili alla creazione di schiuma a causa del loro elevato contenuto di zucchero, e anche il Kvass, nell'Europa dell'Est, è una bevanda di segale maltata ad alto contenuto di proteine e soggetta a schiumare facilmente durante il riempimento.

La risposta alla formazione di schiuma durante il riempimento è duplice:

• Se si forma schiuma, raffreddare maggiormente il prodotto. La maggior parte delle birre è meglio riempita a 2 C dai serbatoi di stoccaggio e raggiunge i 3-4 C in bottiglia.
• Stabilizzare le oscillazioni delle variazioni di pressione tra il serbatoio di stoccaggio, il carbonatore (se utilizzato per carbonare il prodotto) e la macchina di riempimento.
• A tale scopo si utilizzano due tipi di strumenti: una valvola modulante all'interno del raccordo di alimentazione della riempitrice per regolare costantemente il flusso di prodotto in pressione verso la riempitrice (questo metodo è tuttavia riservato alle riempitrici ad alta velocità di fascia alta, in quanto costoso) oppure una pompa pneumatica di alimentazione del prodotto che assicura un'alimentazione regolare e a pressione costante della birra o di altri prodotti schiumosi alla riempitrice. Anche questa è una soluzione piuttosto costosa (in genere una pompa pneumatica costa fino a 7 volte una pompa centrifuga a vite di capacità equivalente), ma risolve molti problemi e consente una produzione agevole a operatori inesperti o a principianti del processo di riempimento.
• Aggiunta di una valvola di non ritorno all'ingresso della riempitrice per evitare "onde" di prodotto che oscillano avanti e indietro dal carbonatore alla riempitrice.

Deaerazione dell'acqua prima della produzione di bibite o acqua gassata

Da non confondere con la pre-evacuazione dell'aria dalle bottiglie prima del riempimento, la de-aerazione dell'acqua è una parte essenziale del processo di carbonatazione della maggior parte delle bevande a base di acqua.

Mentre la birra, il vino e il sidro sono tutti saturi, in misura minore o maggiore, di CO2 come parte del loro processo di produzione (il vino, la birra e il sidro producono alcol dalla fermentazione degli zuccheri e rilasciano anidride carbonica nell'aria), le bibite o l'acqua gassata non sono sature di CO2.

L'acqua è normalmente satura di aria. Se non mi credete, fate bollire dell'acqua per cuocere il riso o la pasta. Le bolle che vedete uscire non sono vapore, ma bolle d'aria che si espandono e fuoriescono dall'acqua. Provate a far bollire di nuovo la stessa acqua il giorno dopo e non usciranno bolle, ma solo le normali termiche dell'acqua calda. L'aria è sparita per sempre.

Pertanto, se si cercasse di carbonare l'acqua appena uscita dal rubinetto o da una sorgente, si otterrebbe un risultato molto scarso.

L'acqua in questo caso è già satura di aria (che è disciolta in essa, più freddo è il liquido più gas accetterà prima di diventare saturo) e come si sa quando un liquido è saturo di un gas, se si mette del gas in più, il gas non si scioglie - viene respinto.

Disaeratore e carbonatore con capacità di 1000 litri all'ora

Cosa succede quando si apre una bottiglia d'acqua che è stata carbonata male senza una precedente deaerazione? Si avrà un lampo di CO2 e poi l'acqua diventerà rapidamente piatta. Non è un gran risultato per i vostri sforzi di marketing e per i vostri clienti!

Per ovviare a questa situazione, l'acqua che deve essere gassata, da sola o in preparazione alla miscelazione con frutta e altri ingredienti per produrre una bevanda analcolica, deve essere trattata per estrarre l'aria disciolta nell'acqua prima di poterla gassare.

Ciò avviene aggiungendo una seconda colonna prima dell'unità della colonna di carbonatazione.

Questa unità di preparazione è chiamata UNITÀ DEAERATORE ed è costituita da una colonna che estrae l'aria presente nell'acqua per mezzo di una pompa a vuoto.

L'acqua viene fatta scendere dall'alto all'interno di un tubo forato in acciaio inossidabile, alloggiato all'interno della colonna principale, in una configurazione a ciambella (tubo nel tubo) e la pompa del vuoto, posizionata nella parte superiore della colonna di disaerazione, estrae l'aria dall'acqua, che viene poi aspirata dalla colonna da una pompa secondaria e inviata all'unità di carbonatazione.

L'acqua è ora pronta per essere miscelata con altri ingredienti, gassata e raffreddata per ottenere la vostra bevanda analcolica preferita.

Salute!

Giovanni Solferini

Amministratore delegato, Sistemi di riempimento IC

Link utili:

• Macchine automatiche per l'imbottigliamento della birra
• Macchine per l'imbottigliamento della birra semiautomatiche