Chuyển đến nội dung chính
CƠ KHÍ.NET
Báo giá
Máy & thiết bị

Đồng đỏ hay inox 304 cho tháp chưng cất rượu: khác nhau ở dẫn nhiệt, mùi lưu huỳnh và vệ sinh

Nguyễn Đỗ Tùng · 12 phút đọc

Biên soạn có hỗ trợ công cụ · nguồn dẫn kèm · cập nhật

Đồng dẫn nhiệt gấp khoảng 27 lần inox 304, nhưng tốc độ một mẻ do công suất nhiệt và thiết kế quyết định. Bài so hai vật liệu theo nguồn trích và chỉ ra vì sao nhiều tháp ghép cả hai.

Đồng đỏ dẫn nhiệt gấp khoảng 27 lần inox 304 (390 so với 14,4 W/m·K) [1], và được dùng ở bầu, cột nơi hơi rượu tiếp xúc hợp chất lưu huỳnh [3]. Inox 304 bền và dễ vệ sinh hơn nên hay làm thân nồi [4]. Nhiều tháp kết hợp cả hai vật liệu trong cùng một thiết bị [5].

Kết luận trên đúng khi so hai vật liệu ở cùng độ dày, cùng thiết kế tháp và cùng nguồn nhiệt. Con số dẫn nhiệt chỉ nói về kim loại, không nói về cả cái tháp: thời gian một mẻ do công suất bếp và thiết kế quyết định, nên chọn đồng hay inox không tự làm mẻ nhanh gấp nhiều lần.

Bảng đối chiếu đồng đỏ và inox 304 trong tháp chưng cất rượu

Đầu mụcĐồng đỏInox 304Nguồn
Dẫn nhiệt gần nhiệt độ phòngkhoảng 390 W/m·K (đồng điện phân)khoảng 14,4 W/m·K ở 20 °C[1]
Phản ứng với hợp chất lưu huỳnh trong hơicó phản ứng; kết quả nghiên cứu không đồng đều giữa các hợp chấttrơ hơn; thường thêm đệm đồng để bù[3][4]
Thành phầnđồng, vật liệu nguyên chất hoặc hợp kim đồngkhoảng 18–20% crom và 8–11% niken[2]
Độ bền hình dạngmềm hơn, có thể biến dạng sau nhiều nămcứng hơn, bền hơn theo thời gian[4]
Vệ sinhcần quy trình riêng, nhiều bước hơnrửa nước ấm và nước rửa chén hoặc giấm[4]
Giá vật liệucao hơnthấp hơn[4]
Điểm yếu cần biếtbám màu, cần đánh sạch định kỳăn mòn rỗ trong môi trường chứa clorua ấm[2][4]
Cách Thiết bị Thái An ghép trong tháp T100chỏm cầu và cột bằng đồng đỏ, thân bồn inox 304toàn tháp inox 304, thân bồn hai lớp[5][6]

Hai cột chỉ so đặc tính vật liệu từ các nguồn trích. Chúng không phải kết quả thử trên một tháp cụ thể.

Dẫn nhiệt: con số nói gì và không nói gì

Bảng dẫn nhiệt kỹ thuật cho đồng khoảng 401 W/m·K ở 0 °C và 392 W/m·K ở 127 °C; đồng điện phân khoảng 390 W/m·K; inox loại 304 khoảng 14,4 W/m·K ở 20 °C [1]. Chia ra, đồng dẫn nhiệt tốt hơn inox 304 cỡ hai mươi bảy lần ở nhiệt độ gần phòng [1].

Nhưng nhiệt trong tháp đi theo chuỗi: từ nguồn nhiệt qua đáy nồi vào lỏng, từ lỏng bốc hơi lên cột, từ hơi qua thành cột ra ngoài, rồi vào bộ ngưng. Dẫn nhiệt của kim loại chỉ là một mắt xích. Các mắt xích khác như công suất điện trở, lớp bảo ôn, diện tích truyền nhiệt và dòng nước làm mát thường quyết định tốc độ một mẻ nhiều hơn vật liệu.

Có một bằng chứng gần gũi: hai model T100 của cùng nhà sản xuất, một bằng đồng đỏ ở bộ phận trên, một bằng inox 304 toàn tháp, đều ghi công suất điện 9 kW và thời gian chưng cất 3,5–4 giờ mỗi mẻ [5][6]. Nếu vật liệu tự quyết định tốc độ thì hai dòng này đã phải khác nhau. Đây chỉ là thông số nhà sản xuất công bố, không phải số đo độc lập.

Dẫn nhiệt cao có hai tác dụng thực tế. Thứ nhất, thành đồng truyền nhiệt đều hơn nên ít điểm nóng cục bộ. Thứ hai, thành đồng ở đỉnh cột mất nhiệt ra ngoài nhanh hơn, tức là ngưng thêm hơi trên thành cột và góp phần hồi lưu. Cả hai là suy luận từ tính chất vật liệu, bài không có số đo trên tháp thật cho từng tác dụng.

Hợp chất lưu huỳnh và vai trò của đồng

Lên men sinh ra một số hợp chất lưu huỳnh gây mùi khó chịu. Đồng phản ứng với các hợp chất này nên được dùng ở những chỗ hơi tiếp xúc nhiều [4]. Một nghiên cứu về vị trí đặt đồng trong nồi chưng whisky mạch nha đã đăng ở Journal of the Institute of Brewing, dùng nồi thí nghiệm để xem phần nào của thiết bị có tác động lớn nhất lên mùi vị, và một số nhà máy sau đó lắp bộ ngưng bằng đồng và bằng inox thay đổi được cho những phong cách rượu khác nhau [3].

Điều quan trọng: tài liệu thứ cấp mô tả kết quả không đồng đều, tức đồng làm giảm một số hợp chất lưu huỳnh nhưng không phải tất cả, và có hợp chất không giảm. Trang tổng hợp của Scotch Whisky Research Institute không nêu số liệu so sánh trực tiếp đồng với inox [3]. Bài này vì vậy không đưa phần trăm giảm lưu huỳnh nào.

Từ đó rút ra cách hiểu thận trọng: đồng đỏ có lợi về mùi ở những chỗ hơi chạm kim loại lâu, và nhà vận hành vẫn kiểm soát mùi bằng nguyên liệu, men, nhiệt độ lên men và cắt đầu–đuôi. Một nguồn thương mại nói đệm đồng trong cột inox cũng loại được hợp chất lưu huỳnh [4]; đây là nguồn bán hàng, dùng để tham khảo hướng chứ không phải bằng chứng đo.

Inox 304 là gì và bền ở đâu

Inox 304 là thép không gỉ austenit chứa khoảng 18–20% crom và 8–11% niken, khối lượng riêng 7.900 kg/m³ [2]. Nó được dùng rộng rãi cho thiết bị chế biến thực phẩm [2]. Chống ăn mòn tốt trong khí quyển và nhiều môi trường, nhưng bị rỗ và ăn mòn kẽ hở khi gặp clorua ở nhiệt độ ấm, và nứt do ứng suất ăn mòn trên khoảng 60 °C [2]. Với môi trường khắc nghiệt hơn, người ta chuyển sang inox 316 [2].

Với tháp rượu, các điểm cần lưu ý cho inox 304 là nước làm mát hoặc nước rửa nhiễm clorua, mối hàn và khe giữa các mặt bích. Nước sạch, xả kỹ sau mỗi mẻ và không để dung dịch rửa chứa clo đọng lâu là những thói quen bảo vệ vật liệu. Mức clorua nước chịu được cụ thể có số liệu ở nguồn trích [2], nhưng điều kiện làm việc của tháp khác bảng thử, nên không nên coi con số đó là ngưỡng an toàn cho thiết bị của bạn.

Nhờ dễ vệ sinh và bền hình dạng, inox 304 thường được chọn cho thân nồi, nơi lỏng và bã nằm lâu và cần cọ rửa [4]. Thân hai lớp có bảo ôn giữ nhiệt tốt hơn và bề mặt ngoài ít nóng hơn; đó là lựa chọn thiết kế, không phụ thuộc loại kim loại.

Kết hợp hai vật liệu trong một tháp

Mô hình phổ biến là phần dưới, nơi lỏng và bã nằm, làm bằng inox 304, còn các bộ phận trên cùng hơi tiếp xúc như chỏm, cột hoặc bộ phận hơi làm bằng đồng đỏ. Thiết bị Thái An mô tả đúng cách ghép đó ở model T100 bằng đồng: chỏm cầu và cột tháp đồng đỏ, thân bồn chứa inox 304 bảo ôn hai lớp [5]. Model T100 inox của cùng nhà sản xuất dùng inox 304 cho toàn tháp [6].

Cách ghép này giải quyết cả hai mặt: phần dễ ăn mòn và cần cọ rửa dùng vật liệu bền, phần ảnh hưởng đến hương vị dùng vật liệu có phản ứng với lưu huỳnh. Cái giá là hai kim loại khác nhau phải nối với nhau bằng mặt bích hoặc mối hàn đặc biệt, cần nhà sản xuất nêu rõ cách xử lý chỗ nối để tránh ăn mòn điện hóa.

Vệ sinh và bảo dưỡng

Nguồn thương mại mô tả inox rửa bằng nước ấm với nước rửa chén hoặc giấm, còn đồng cần quy trình nhiều bước hơn, trong đó một công thức dùng hỗn hợp giấm, muối, bột mì để lên bề mặt khoảng nửa giờ rồi rửa sạch và có khi lặp lại [4]. Quy trình đúng cho từng thiết bị là của nhà sản xuất; bài này không thay hướng dẫn đó.

Nguyên tắc thực hành chung: xả nước sạch ngay sau mẻ, để thiết bị khô trước khi cất, không dùng chất tẩy mạnh chưa được nhà sản xuất cho phép và kiểm tra bề mặt đồng trước mẻ kế tiếp. Với hai vật liệu, ghi lại lịch vệ sinh giúp phát hiện sớm nơi bám cặn.

Mẹo sai: "đồng dẫn nhiệt gấp hàng chục lần inox nên tháp đồng nấu nhanh gấp hàng chục lần". Hệ số dẫn nhiệt của đồng và inox 304 cách nhau cỡ hai mươi bảy lần [1], nhưng hai model T100 đồng và inox của cùng hãng đều ghi 9 kW và 3,5–4 giờ mỗi mẻ [5][6]. Tốc độ mẻ do công suất nhiệt và thiết kế quyết định.

Mẹo sai: "tháp đồng là đồng nguyên khối từ đáy đến đỉnh". Model T100 bằng đồng của Thiết bị Thái An chỉ dùng đồng đỏ cho chỏm cầu và cột, còn thân bồn là inox 304 [5]. Khi nghe chữ "tháp đồng", nên hỏi bộ phận nào bằng đồng.

Bảng quyết định chọn vật liệu theo ưu tiên

Ưu tiên của người nấuHướng chọnĐiều cần hỏi nhà cung cấp
Mùi sạch, ít hợp chất lưu huỳnhbộ phận hơi chạm bằng đồng, hoặc đệm đồng trong cột inox [3][4]bộ phận nào bằng đồng, độ dày và loại đồng
Dễ vệ sinh, ít bảo dưỡngthân và nồi inox 304 [4]độ dày thành, chất lượng mối hàn, hồ sơ vật liệu
Ngân sách vật liệu hạn chếthân inox 304, có thể thêm đệm đồng [4]đệm đồng tháo lắp được không, thay thế thế nào
Chống ăn mòn khi nước có cloruainox 304 chỉ với nước sạch, xem xét inox 316 [2]thông số nước làm mát yêu cầu
Muốn thử cả hai phong cách rượubộ ngưng hoặc bộ phận thay được [3]bộ phận nào thay được, vận hành chế độ nào

Bảng chỉ giúp đặt câu hỏi. Quyết định cuối nên dựa trên hồ sơ vật liệu do nhà sản xuất cấp và mẻ chạy thử.

Nguồn và giới hạn

Giới hạn: nguồn [4] là nhà bán thiết bị, nguồn [5] và [6] là tài liệu của nhà sản xuất cũng là nhà cung cấp, đều chỉ dùng để tham khảo hướng và thông số công bố. Nguồn [3] không nêu số liệu so sánh trực tiếp đồng với inox. Không xác định được từ bài này: phần trăm giảm hợp chất lưu huỳnh khi dùng đồng, lượng đồng hòa vào rượu qua mỗi mẻ, và tuổi thọ thực tế của từng vật liệu trong thiết bị cụ thể.

Câu hỏi thường gặp

Tháp chưng cất rượu nên chọn đồng đỏ hay inox 304? Chọn theo ưu tiên: bộ phận hơi chạm bằng đồng nếu quan tâm mùi lưu huỳnh [3][4], thân và nồi bằng inox 304 nếu quan tâm vệ sinh và độ bền [4]. Nhiều tháp ghép cả hai [5].

Đồng dẫn nhiệt tốt hơn inox bao nhiêu lần? Khoảng 27 lần ở nhiệt độ gần phòng, tính từ 390 W/m·K của đồng điện phân và 14,4 W/m·K của inox 304 [1]. Con số này không tự chuyển thành mẻ nhanh gấp 27 lần [1].

Tháp đồng có phải toàn bộ bằng đồng không? Không phải với model T100 đồng được trích: chỏm cầu và cột bằng đồng đỏ, thân bồn inox 304 [5]. Cần hỏi từng bộ phận khi đặt máy.

Inox 304 có làm rượu có mùi lưu huỳnh không? Không xác định được từ bài này. Nguồn tham khảo cho rằng đồng phản ứng với hợp chất lưu huỳnh [4], nhưng kết quả nghiên cứu không đồng đều giữa các hợp chất [3], và mùi còn do men và nguyên liệu quyết định.

Inox 304 có bị ăn mòn không? Có trong một số điều kiện: nó bị rỗ và ăn mòn kẽ hở khi gặp clorua ở nhiệt độ ấm [2]. Dùng nước sạch và xả kỹ giảm rủi ro này.

Đồng cần vệ sinh khác inox thế nào? Nguồn thương mại cho thấy đồng cần quy trình nhiều bước hơn, như dùng hỗn hợp giấm, muối, bột mì [4]. Hướng dẫn chính thức là của nhà sản xuất từng thiết bị.

Có thể dùng đệm đồng trong cột inox không? Một nguồn thương mại nói được và cho kết quả loại hợp chất lưu huỳnh [4]; bài này không có số đo xác nhận mức hiệu quả.

Đọc tiếp

Thuộc chuyên trang: Máy & thiết bị›Thiết bị xưởng