Italian
Separatore a scarico continuo con ugelli serie DPFX: Recupero di lievito di birra da liquido di scarto della birra
Contesto del cliente
Un consolidato gruppo di birrifici dell'Europa orientale con tre siti produttivi e una produzione annua combinata di 1,2 milioni di ettolitri ha cercato di ottimizzare la gestione dei sottoprodotti della fermentazione. Ogni ciclo di produzione genera liquido di scarto della birra contenente dal 8 al 15% v/v di sospensione di lievito in eccesso. In precedenza, questo flusso veniva parzialmente sedimentato: il surnatante veniva scaricato nelle acque reflue, mentre il fango addensato veniva trasportato via con costi significativi. La direzione ha identificato un'opportunità per convertire questo rifiuto in entrate attraverso un efficiente recupero del lievito.
La sfida
Il liquido di scarto della birra esausta presentava diverse sfide. La concentrazione di lievito variava tra i lotti (dal 5 al 25% v/v), richiedendo attrezzature flessibili in grado di gestire un'alimentazione fluttuante. Il lievito recuperato necessitava di una concentrazione ≥60% v/v per essere commercialmente valido: una concentrazione insufficiente significava costi di trasporto dell'acqua eccessivi. Essendo una struttura alimentare, le superfici a contatto con il prodotto richiedevano standard igienici con capacità CIP. Il sistema necessitava di un funzionamento continuo parallelamente alla fermentazione 24 ore su 24, 7 giorni su 7, escludendo attrezzature a batch con frequenti arresti per lo scarico dei solidi.
La soluzione: Separatore a scarico continuo con ugelli serie DPFX
Dopo aver valutato diverse tecnologie, il birrificio ha selezionato il separatore a scarico continuo con ugelli serie DPFX di Juneng Machinery, scelto per la sua combinazione unica di funzionamento continuo non-stop, elevata capacità di concentrazione e design igienico.
Configurazione chiave del sistema:
- Modello: DPFX-360Y con diametro del tamburo di 360 mm, 5.000 giri/min, forza centrifuga di 5.000 G
- Portata: 5-8 m³/h per unità (due unità in parallelo per ridondanza)
- Ugelli: 6 ugelli intercambiabili in carburo di tungsteno, diametro 0,8 mm ciascuno
- Materiale: Acciaio inox alimentare SS316L, finitura elettrolucidata (Ra ≤ 0,8 μm) su tutte le superfici a contatto con il prodotto
- Sistema CIP: Pulizia in loco integrata con cicli automatici di lavaggio caustico/acido
- Controllo: PLC Siemens con touchscreen HMI da 10 pollici, controllo della velocità VFD, integrazione SCADA
Scarico continuo con ugelli - Come funziona
A differenza dei separatori a scarico batch che interrompono il flusso di alimentazione per espellere i solidi, il DPFX scarica il lievito concentrato continuamente attraverso ugelli fissi alla periferia del tamburo. L'alimentazione entra nel tamburo rotante a 5.000 giri/min e viene distribuita in dischi conici ravvicinati. Sotto una forza centrifuga di 5.000 G, le cellule di lievito più dense sedimentano verso l'esterno lungo le superfici dei dischi verso la parete del tamburo, mentre il liquido chiarificato fluisce verso l'interno ed esce tramite una pompa centripeta. La sospensione di lievito concentrato viene espulsa continuamente attraverso ugelli periferici calibrati per corrispondere alla velocità di carico dei solidi. Ciò consente un'elaborazione ininterrotta 24 ore su 24, 7 giorni su 7, una concentrazione costante della crema di lievito e una manipolazione delicata a basso taglio che preserva l'integrità cellulare.
Flusso di processo
| Fase | Operazione | Parametri chiave |
|---|---|---|
| 1. Raccolta dell'alimentazione | Sospensione di lievito esausta dai fondi dei fermentatori raccolta in serbatoio tampone da 10 m³ con agitatore | Temp. alimentazione: 2-6°C Conc. lievito: 8-15% v/v |
| 2. Pre-filtrazione | Filtro a filo a cuneo da 500 μm in linea rimuove detriti di luppolo e trub | Filtro: 500 μm Retro-lavaggio automatico |
| 3. Separazione | DPFX-360Y a 5.000 giri/min separa i solidi di lievito tramite scarico continuo con ugelli | 5.000 G Alimentazione: 5-8 m³/h |
| 4. Raccolta del lievito | Crema di lievito concentrata (60-75% v/v) conservata in serbatoio isolato da 5 m³ con camicia di raffreddamento | Scarico: 60-75% v/v Conservazione: 2-4°C |
| 5. Ciclo CIP | Automatico: risciacquo a caldo → lavaggio caustico → risciacquo WFI → lavaggio acido → risciacquo finale | Durata: 45 min Ogni 48 ore |
Risultati e dati di prestazione
| Parametro | Prima (Serbatoio di sedimentazione) | Dopo (Separatore DPFX) |
|---|---|---|
| Tasso di recupero del lievito | 55-65% | ≥ 97% |
| Solidi concentrati di lievito | 10-14% v/v | 60-75% v/v |
| Carico COD acque reflue | 35.000-50.000 mg/L | 2.500-3.500 mg/L (riduzione del 93%) |
| Sovrapprezzo mensile acque reflue | €12.500 | €1.800 (riduzione dell'85,6%) |
| Ricavi dal sottoprodotto di lievito | €0 (smaltito come rifiuto) | €8.000-12.000/mese |
| Costo smaltimento rifiuti | €3.200/mese | €0 (tutto il lievito venduto) |
| Uptime del sistema | N/A (processo batch) | >98% (continuo 24/7) |
Vantaggi chiave
- Nuovo flusso di entrate: Crema di lievito (60-75% v/v, proteine 45-48%) venduta a €180-260/ton, generando €8.000-12.000 mensili. L'elevata concentrazione minimizza il peso dell'acqua di trasporto per una logistica economica.
- Riduzione dei costi delle acque reflue: Il recupero del lievito al 97%+ ha ridotto il COD del 93%. Il sovrapprezzo mensile è sceso da €12.500 a €1.800, garantendo un ROI completo entro 11 mesi.
- Costi di smaltimento zero: Eliminato il precedente trasporto di fanghi (€3.200/mese) - tutto il lievito ora venduto come prodotto anziché smaltito.
- Funzionamento continuo 24/7: Lo scarico con ugelli consente una produzione non-stop che corrisponde al programma di fermentazione. Due unità con ridondanza N+1; la seconda subentra durante i cicli CIP.
- Design igienico CIP: Superfici elettrolucidate in SS316L con CIP validato garantiscono <10 CFU/100cm², soddisfacendo gli standard alimentari per co-prodotti.
- Elevata vitalità cellulare: Lo stack di dischi a basso taglio preserva oltre il 95% dell'integrità delle cellule di lievito, mantenendo il valore proteico e vitaminico B per applicazioni mangimistiche.
Testimonianza del cliente
"Il separatore a ugelli DPFX ha completamente trasformato la gestione dei rifiuti del nostro birrificio. Un costoso problema di smaltimento è diventato una linea di prodotti redditizia che genera oltre €100.000 all'anno. Il funzionamento continuo è impeccabile: lo impostiamo e ce ne dimentichiamo. Il ritorno sull'investimento in meno di un anno ha superato le aspettative e abbiamo ordinato una terza unità per il nostro nuovo stabilimento."
— Direttore Tecnico, Gruppo Birrifici dell'Europa Orientale
Conclusione
Il separatore a scarico continuo con ugelli serie DPFX si è dimostrato ideale per il recupero di lievito di birra, fornendo costantemente crema di lievito ad alta concentrazione con un recupero superiore al 97% e un vero funzionamento non-stop 24/7. Convertendo una passività di scarto in un flusso di entrate annue a sei cifre, il sistema ha raggiunto il pieno ROI in meno di un anno, garantendo al contempo una riduzione del COD del 93%. I separatori a ugelli DPFX di Juneng Machinery coprono da 3 a 40 m³/h, adatti dai birrifici artigianali ai gruppi di birrificazione multinazionali. Contattate il nostro team di ingegneri per uno studio di fattibilità personalizzato.