Válvulas Utilizadas en Cervecerías

Mantener la cerveza fluyendo, o no fluyendo, cuando es necesario es crucial para el funcionamiento de cualquier fábrica de cerveza. Para ello, se utilizan válvulas, que se consideran el interruptor de encendido y apagado de una fábrica de cerveza. Tanto si dispone de una sala de cocción como de una instalación casera, el control preciso del flujo entre los tanques y los pasos de elaboración garantiza una cerveza de alta calidad. Comprender las diferentes válvulas utilizadas en las aplicaciones cerveceras y seleccionar las correctas para cada tipo de flujo mantendrá su cerveza limpia, consistente y con el sabor deseado para que las masas la disfruten.

¿Qué es una válvula?

Una válvula es un componente mecánico que controla y regula un líquido, una mezcla o un gas (a menudo llamado medio) abriendo, abriendo parcialmente o cerrando el paso del flujo. El flujo se desplaza a través de la válvula desde una zona de alta presión a otra de baja presión, de lo contrario, se bombea en la dirección prevista. En función de las características del flujo (medio, viscosidad, temperatura, etc.), algunos tipos de válvulas son más adecuados que otros. El método de control de la válvula y los componentes mecánicos internos cambian de un tipo de válvula a otro. Por ejemplo, normalmente se utilizaría una válvula diferente para regular una línea de gas (válvula de aguja o de bola) frente a una línea de producto de cerveza (válvula de mariposa).

Automático frente a manual

El proceso de control de una válvula puede hacerse de forma manual o automática, dependiendo de la sofisticación de la cervecería, la válvula y la electrónica. Normalmente, una cervecería artesanal o una instalación casera tendrá válvulas manuales. Se controlan simplemente girando una palanca o pomo desde la posición cerrada (perpendicular a la tubería) a la abierta (paralela a la tubería). Una válvula de mariposa o de bola es fácil de usar y, debido al movimiento de 90 grados, es fácil que haya un indicador visual de apertura o cierre. A menudo, hay mecanismos de bloqueo para bloquear la válvula en la posición deseada. Los mecanismos de bloqueo pueden variar, pero suelen ser una manilla de tracción, una manilla de posición o una corredera de bloqueo para una tuerca. Las válvulas automáticas se controlan eléctrica o neumáticamente y suelen estar conectadas a un controlador lógico programable (PLC). De este modo, el cervecero tiene el control total de la sala de cocción desde una ubicación centralizada y puede automatizar todo el proceso de elaboración de la cerveza.

Válvulas directas frente a válvulas de servicio

La industria de procesamiento de alimentos y bebidas divide las válvulas en dos clasificaciones diferentes: las de contacto directo y las de servicio. Una válvula de contacto directo entra en contacto directo con la bebida durante el proceso de elaboración (un ejemplo es el brazo de trasiego). Una válvula de servicio de utilidad no entra en contacto directo con el producto (un ejemplo es una válvula de gas para un quemador). Conocer el paso en el que se implementa una válvula ayudará a determinar el tipo de válvula, el material necesario y si la válvula necesita ser limpiada regularmente.

Tipos de válvulas utilizadas en las cervecerías

A lo largo del ciclo de elaboración de la cerveza, numerosos líquidos y gases diferentes entran y salen de los tanques. Dependiendo del paso y del diseño del equipo de la cervecería, se utilizan diferentes válvulas para mover el flujo de forma correcta y segura. Normalmente, en los equipos de una fábrica de cerveza encontrará una mezcla de válvulas de mariposa, bola, globo, compuerta, retención, aguja, diafragma y solenoide. Cada válvula tiene sus propias ventajas y desventajas para diferentes medios.

Tabla 1: Válvulas utilizadas en cervecería

Tipo de válvula	Funcionalidad	Ventajas	Disadvantages	Ejemplo de aplicación
Válvula de bola	Al girar la manija de la válvula, ésta hace girar una bola giratoria (con un orificio) para abrir/cerrar la válvula.	Flujo sin obstrucciones, baja caída de presión, buena estanqueidad y durabilidad	Posibles problemas higiénicos debido a la bola flotante	Líneas de gas, piedra de carbonatación, línea de agua, o para medios más gruesos (mosto).
Válvula de mariposa	Al girar la manilla de la válvula, un vástago interno hace girar el disco, o la oblea, de la posición de cierre a la de apertura.	Buen diseño higiénico, buenas propiedades de sellado y fácil de limpiar	No es adecuado para alta presión y tiene un flujo obstruido debido al vástago	Línea de limpieza in situ (CIP), brazo de soplado, brazo de trasiego y soplado de fondo de un tanque.
Válvula de globo:	Cuando se enrosca el pomo se mueve el vástago y el émbolo hacia arriba/abajo para abrirlo/cerrarlo.	Buenas propiedades de regulación del flujo	Pérdida de carga elevada debido a la trayectoria del flujo	A menudo se utiliza en una entrada/salida de agua o en una mezcla.
Válvula de compuerta	Cuando el pomo se enrosca, mueve una compuerta, o cuña, hacia arriba/abajo perpendicular a la tubería para abrirla/cerrarla.	Fácil de manejar y con un flujo sin obstáculos	Difícil de regular el flujo y no está pensado para aplicaciones de alta presión	A menudo se utiliza en una entrada/salida de agua.
Electroválvula normalmente cerrada (NC)	Una bobina eléctrica crea un campo electromagnético que obliga al émbolo a subir para abrir el paso del flujo. Cuando se corta la electricidad, un muelle fuerza el cierre del émbolo.	Tiempo de respuesta rápido, fiable y normalmente cerrado por razones de seguridad.	No es bueno para flujos contaminados o muy viscosos	Proceso de embotellado automatizado o para líneas de gas/glicol por razones de seguridad.
Válvula de aguja	Cuando se enrosca la manivela, un émbolo con punta de aguja se mueve hacia arriba y hacia abajo para controlar el flujo.	Control preciso del caudal y una elevada pérdida de carga máxima.	Posibles problemas higiénicos debido a las roscas internas	Líneas de gas y de agua para obtener la temperatura de la huelga.
Diafragma	Cuando el pomo se enrosca, mueve el vástago y el diafragma hacia abajo para robarlo contra el cuerpo de la válvula.	Buen control del flujo y es una solución higiénica.	Pérdida de carga elevada debido a la trayectoria del flujo	Se utiliza a menudo en los intercambiadores de calor.

Consideraciones sobre el diseño de las válvulas

Además de asegurarse de que está utilizando el tipo correcto de válvula, hay que tener en cuenta numerosas consideraciones de diseño para esa válvula, ya que se utilizan en una fábrica de cerveza para líneas contaminadas a menudo calientes. Para comparar las válvulas de bola y las válvulas de mariposa, lea nuestro artículo de comparación de válvulas de mariposa y válvulas de bola.

Material de la válvula

La carcasa de la válvula suele ser de acero inoxidable, ya que no se deteriora con las altas temperaturas, soporta los agentes de limpieza más agresivos, es duradera y no deja un sabor metálico en el producto final. Para los conductos de agua o un circuito de refrigeración, también es adecuada una carcasa de latón. La junta de la válvula suele ser de EPDM (monómero de etileno propileno dieno), ya que puede soportar temperaturas de hasta 130°C, pero para temperaturas superiores se recomienda el PTFE (teflón). Obtenga más información en nuestro artículo sobre materiales para sistemas de elaboración de cerveza.

Conexiones de válvulas

Las tres conexiones principales de las válvulas son la roscada, la de brida y la tri-cepo. Una conexión roscada será la más común, pero normalmente no se prefiere desde una perspectiva de diseño higiénico en una línea con fluidos perecederos, ya que las roscas pueden ensuciarse y la válvula no es fácil de retirar de la línea. Una conexión de brida atornillada es una conexión más limpia, ya que no hay roscas, pero el proceso de desmontaje requiere mucho tiempo. Para una línea que necesita una limpieza frecuente, a menudo se utiliza una conexión tri-cepio. Esto permite un buen sellado entre las conexiones a la vez que permite un rápido desmontaje para limpiar la válvula.

Limpieza de válvulas

Para garantizar que el producto final sea el deseado, todos los componentes que entran en contacto con el producto deben limpiarse con frecuencia para evitar la acumulación de contaminantes. Las roscas, los giros de las válvulas, las juntas, los vástagos de las válvulas y las bolas flotantes pueden albergar contaminantes que afectarían al producto final. Asegurarse de que sus válvulas se desmontan fácilmente de la línea, pueden desmontarse completamente por sí mismas y se limpian adecuadamente garantizará que el producto final sea el anunciado. Por ejemplo, la figura 3 muestra una válvula de bola de 3 piezas para permitir un desmontaje y limpieza adecuados.