Охлаждение винных заводов

Для австралийских виноделов, как крупных, так и мелких, строгий температурный контроль во время ферментации является решающим для создания хорошего вина. Строго регулируемые холодильные установки позволяют вину каждого сезона достичь качества, необходимого для того, чтобы оно попало в магазины, бары и, в конце концов, на обеденные столы по всей стране.

Виноделие является очень крупной отраслью в Австралии. В 2003-04 году внутренние продажи и экспорт вина составили почти 4.5 млрд. долларов США, по данным Статистического бюро Австралии.

Одним из крупнейших винных заводов Австралии является Buronga Hill Winery, где производится около 100 млн. литров вина ежегодно.

По словам инженера-механика в Buronga Hill, контроль температуры во время ферментации может повлиять на то, что у вас получится в результате производства – хит продаж или самый дешевый продукт винных магазинов.

Поддержание правильной температуры наиболее важным становится в период сбора урожая. Потребление мощности достигает максимума, и холодильные установки часто работают с максимальной нагрузкой. Если пиковые требования по охлаждению превышают мощность компрессора, что иногда все-таки случается, и возникает риск потерять весь урожай.

Некоторым винным заводам приходится следить за объемами поступления урожая, чтобы не превысить холодопроизводительность своих установок. Если холодопроизводительности не хватает, невозможно контролировать процесс ферментации, а это означает, что, по сути, все ваше вино будет испорчено.

Особенно это представляет опасность для небольших заводов, где ресурсы обычно используются по максимуму во время сбора урожая.

Чтобы избежать такой беды, температура строго контролируется и стабилизируется с помощью отдельных блоков управления для каждой охлаждаемой емкости. Контроллер отслеживает температуру емкости, а когда достигается верхний предел заданной температуры, открывается клапан и начинается охлаждение.

Когда виноград уже готов к превращению в вино, он проходит несколько этапов ферментации. Первый этап – это охлаждение “сусла”.

Сусло охлаждается до температуры ниже 0°C – этот процесс называется холодная стабилизация с использованием непосредственного испарения. Температура вина опускается до –5°C, намного ниже температуры, при которой оно будет представлено на рынке, чтобы предотвратить образование кристаллов сульфата меди после разлива в бутылки.

Для предотвращения кристаллизации виноделы обычно добавляли в свое вино винный камень, но сейчас этот метод заменяется новым процессом электродиализа, который в Buronga Hill скоро начнут применять.

Технологии ферментации отличаются для производства белого и красного вина. Нагрузка на системы охлаждения больше при производстве красного вина.

Красное вино ферментируется обычно пять дней, а белое около 10 -12 дней. При ферментации плоды отдают одинаковое количество тепла, но если ферментация проходит в два раза быстрее, тепловая нагрузка в два раза больше.

Разное вино по-разному охлаждается, разница в основном в конструкции емкостей. Площадь теплообмена для красного вина должна быть больше, чем для белого.

В разных винодельнях есть свои способы решения этих вопросов.

Некоторые виноделы предпочитают ферментировать красное вино при более высоких температурах. Они могут даже нагревать его до 40°C, что значительно стимулирует процесс ферментации. Затем в этом случае вино им необходимо быстро охладить иначе оно слишком быстро ферментируется. При температуре 40°C оно может находиться лишь 12 часов в сутки, затем его необходимо охладить до 20°C. Это дает значительную нагрузку на холодильную установку.

Рабочий диапазон холодильной установки в Buronga Hill достаточно широк. На заводе две установки, одна из которых работает при мощности 3800кВт. Вторая установка, которая была введена в эксплуатацию в сезон 2004 года, сначала работала на 50% мощности – 1900кВт.

На первом этапе монтажа вторая установка состояла из двух компрессоров общей мощностью 1900 кВт. Машинное отделение завода было спроектировано с возможностью дальнейшего размещения дополнительных двух компрессоров и монтируемых на крыше наружных блоков (конденсаторов) для обеспечения полной холодопроизводительности в 3800 кВт.

Первая установка состоит из двух компрессоров мощностью 950 кВт, а также меньшего компрессора мощностью 350 кВт, используемого только непосредственного охлаждения (DX).

Обе установки работают на аммиаке. Необходимая холодопроизводительность для производственного процесса обуславливала использование аммиака в качестве хладагента. На винных заводах Австралии аммиак давно используется в качестве хладагента.

Охлаждение на заводе за год составляет примерно 65% от всего объема потребляемой энергии, а в период сбора урожая все объемы потребления увеличиваются.

При таких объемах потребления энергии в пиковые периоды производства, не удивительно, что виноделы ищут новые энергоэффективные технологии.

На заводе в Buronga Hill ищут способ рекуперации избыточного тепла от холодильной установки.

Из-за теплого климата в Buronga Hill нет необходимости в обогреве в целом. На заводе есть градирни, как в большинстве винных заводов, аммиак конденсируется в холодильной установке и тепло через градирни и отводится в атмосферу. В будущем вместо отвода тепла в атмосферу планируется его рекуперация.

Аккумулирование тепловой энергии – это еще одна технология, которую рассматривают на заводе Buronga Hill.

Ситуация на заводе сильно отличается от обычного кондиционирования зданий. Кондиционируемое здание имеет потребность в охлаждении в течение дня, а природа виноделия требует постоянной нагрузки днем и ночью из-за процесса ферментации. В жаркий день потребность в охлаждении будет немного отличаться, но эта разница будет не такой, как при кондиционировании зданий.

Примерно три месяца в год занимает период сбора урожая, когда нагрузка на систему охлаждения максимальная – 100% при правильной комплектации системы. Остальную часть года заводу необходимо лишь 30% холодопроизводительности.

В течение 9 месяцев в году заводу не нужна полная мощность, потому в этот период можно экономить средства на аккумулировании тепловой энергии путем проведения необходимого охлаждения в ночное время.

Есть различные технологии использования энергии на винных заводах во всем мире, в основном, во Франции, но не все они предлагают убедительные преимущества использования энергии.

По материалам EcoLibrium