Acerca de Chivas Brothers

Tradicionalmente, el whisky de malta se destila por lotes en alambiques de cobre. Después de llenar la caldera de un aparato de destilación con el mosto fermentado, esta se calienta con vapor de agua. Las calderas de vapor alimentadas con gas natural o carbón suministran el calor de proceso necesario para ello. "La destilación dura normalmente varias horas y consume mucha energía", explica Gregor Schumm, responsable de ingeniería de procesos de Piller Blowers & Compressors.

Además de los costes energéticos muy altos, la alimentación de las calderas de vapor con combustibles fósiles conlleva elevadas emisiones de CO₂. Desgraciadamente, la mayor parte de la energía utilizada para el proceso de destilación se disipa principalmente al medio ambiente a través de los circuitos de refrigeración durante la condensación del alcohol.

"Tras analizar el proceso de destilación en relación con nuestro objetivo de lograr una destilación climáticamente neutra hasta 2026, surgió la idea de utilizar la tecnología de compresión mecánica de vapor (MBV) de gran eficacia para complementar nuestra compresión térmica de vapor (TBV) utilizada habitualmente", afirma Neil Fraser, director técnico de Chivas Brothers.

La recuperación de calor mediante la tecnología de bombas de calor permite a Chivas Brothers recuperar la energía del vapor de alcohol que antes se perdía a través de las torres de refrigeración y utilizarla para calentar los alambiques, reduciendo considerablemente las emisiones de dióxido de carbono.

"Nuestro circuito de bomba de calor por compresión se basa en dos componentes principales: un condensador vertical y un sistema de compresor formado por tres VapoFans de PILLER en una fila", explica el director técnico de Chivas Brothers, Neil Fraser. En la nueva configuración, el calor latente de los vapores del producto que salen del alambique se recupera mediante el condensador vertical. Este intercambiador de calor produce vapor a baja presión cuya temperatura es unos grados inferior a la temperatura de condensación del producto.

La clave para lograr un alto rendimiento es evitar el subenfriamiento y las pérdidas de presión en ambos lados. Por ello, los evaporadores de película descendente son ideales para la recuperación del vapor procedente de la condensación. En este caso, el generador de vapor suministra entre de 1500 a 1600 kg/h a unos 80 grados centígrados. Este vapor a baja presión se comprime mediante un sistema VapoFan de tres etapas y, a continuación, se introduce a mayor presión y mayor temperatura en el evaporador del aparato de destilación para su calentamiento. "Con 90 kW de energía eléctrica, un alambique proporciona alrededor de 1 MW de potencia calorífica en el evaporador", añade Gregor Schumm de PILLER. La inyección de agua integrada de los VapoFans satura el vapor que se utiliza a continuación para calentar el alambique y aumenta la eficiencia.

Gracias a su gran flexibilidad en el funcionamiento y al accionamiento por convertidor de frecuencias de los VapoFans, la tecnología de bombas de calor de PILLER basada en la compresión mecánica de vapor satisface perfectamente los requisitos de Chivas Brothers. "El sistema de bomba de calor se adapta a las condiciones del proceso constantemente cambiantes durante la destilación y proporciona la compresión necesaria en cada fase del proceso", subraya Gregor Schumm. 

Partiendo de una diferencia de temperatura elevada en todo el proceso al principio del lote, la velocidad se reduce hacia el final, con lo que se condensa cada vez más agua en el generador de vapor. El contenido de agua mayor en la corriente de cabeza aumenta la temperatura del destilado y permite una mayor presión de saturación en la entrada del sistema de compresor.

"La adaptación continua a los requisitos del proceso aumenta aún más la eficacia. El lote comienza con un COP de 9 y termina con un COP de 20, lo que da como resultado un COP medio de 12", afirma el ingeniero de procesos Oscar Sgrott de PILLER. El COP de una bomba de calor se define como la relación entre la potencia calorífica térmica suministrada (kW_th) y el consumo de potencia eléctrica (kW_el). Tan pronto como el lote ha sido destilado después de unas horas, los VapoFans se apagan en dos minutos y están listos para el siguiente lote. La compresión a demanda, combinada con máquinas MBV de alta eficiencia, da lugar a cifras de COP notables. Neil Fraser, de Chivas Brothers, menciona otra gran ventaja para Chivas Brothers: "El agua como refrigerante directamente en la unidad de proceso es la forma ideal de combinar la seguridad del producto y del medio ambiente con la alta eficiencia de una bomba de calor."

En 2021 se puso en marcha con éxito un proyecto piloto de la tecnología MBV en la destilería Glentauchers de Mulben, Escocia. El proyecto, financiado en parte por el Fondo Escocés de Transformación Energética Industrial, permitirá un ahorro de energía del 88 % en un solo alambique. Debido a este éxito, Chivas Brothers decidió instalar otras dos bombas de calor MBV en los alambiques del emplazamiento de Glentauchers.

La puesta en común de los datos del proyecto piloto con PILLER permitió mejorar la selección y el diseño de los ventiladores y, en última instancia, alcanzar el COP medio de 12 entre la fase 1 y la fase 2. Hasta la fecha, las instalaciones junto con la tecnología TBV en los alambiques han reducido casi a la mitad (48 %) el consumo de energía total en la destilería Glentauchers de Chivas Brothers, cerca de Keith, en Speyside (Escocia), reduciendo así las emisiones de dióxido de carbono en un 53 %.

A pleno rendimiento, las emisiones de dióxido de carbono se redujeron de 8.290 toneladas de CO₂ a 3.970 toneladas de CO₂ al año. Debido a que la tecnología MBV se considera un paso importante hacia el ambicioso objetivo de Chivas Brothers de lograr una destilación de whisky climáticamente neutra hasta 2026, la empresa ha anunciado recientemente una inversión de más de 60 millones de libras en los próximos tres años para alcanzar su objetivo de destilación climáticamente neutra como parte de sus resultados financieros para el ejercicio 2023 en septiembre.