Perché il vapore è il vettore energetico ideale per il settore alimentare
Per individuare il generatore di vapore più indicato serve un attento progetto basato sull’analisi dell’assetto produttivo dell’azienda alimentare. Viessmann supporta il progettista nel trovare la configurazione più vantaggiosa per il cliente.
Il vapore è un vettore energetico ampiamente utilizzato nell’ambito dell’industria alimentare e delle bevande, grazie ad alcune caratteristiche specifiche:
- è sterile, quindi efficace nei processi di sanificazione delle linee produttive e dei contenitori alimentari;
- è erogato a temperature elevate, ben superiori ai 100 °C, e consente di raggiungere le temperature di regime più velocemente; per questo motivo viene utilizzato in molti processi di cottura nei salumifici e nei caseifici, dove può venire insufflato direttamente oppure fatto confluire nell’intercapedine di recipienti a doppio fondo, assicurando una distribuzione uniforme del calore;
- viene utilizzato per l’umidificazione degli ambienti dove è necessaria un’atmosfera controllata;
- è un fluido vantaggioso dal punto di vista delle prestazioni e del risparmio energetico, essendo caratterizzato da un’altissima efficienza nel trasporto dell’energia termica e non avendo bisogno di pompe per essere trasportato verso l’utenza, grazie al suo stato in pressione.
Quali elementi considerare nella scelta di un generatore di vapore per l’industria alimentare?
Come per qualsiasi generatore di vapore industriale, anche nel settore alimentare la scelta corretta parte dal dimensionamento su pressione di esercizio e producibilità richieste dal processo produttivo. Consulta la guida completa ai criteri di scelta di un generatore di vapore industriale per l’approfondimento su rendimento, dimensionamento termico e componenti di efficientamento. Nel settore alimentare, a questi criteri si aggiungono requisiti specifici legati alla qualità e purezza del vapore a contatto, anche indiretto, con gli alimenti.
A livello tecnologico un generatore di vapore di ultima generazione deve essere caratterizzato da questi elementi:
- Caldaia a tre giri di fumo: consentono un migliore rendimento stagionale e minori emissioni allo scarico. Ricordiamo che i limiti di legge di alcune Regioni italiane prevedono emissioni NOx inferiori a 50 mg/Nm3 per la combustione con metano.
- Isolamento integrale: è indispensabile per evitare perdite termiche (ed economiche) e mantenere alto il rendimento; i generatori di ultima generazione prevedono l’isolamento non solo del corpo caldaia, ma anche della cassa fumi, delle porte e degli allacciamenti idraulici.
- Sistemi per il recupero energetico: l’utilizzo di dispositivi come i recuperatori e gli economizzatori (dotazioni standard o opzionali) permette di recuperare il calore sensibile dai fumi e dalle condense degli scarichi, contribuendo a elevare il rendimento globale dell’impianto fino al 5-7%.
- Sistemi per il trattamento dell’acqua: secondo la norma UNI EN 12953-10 (per i generatori a tubi da fumo) l’acqua di alimentazione dei generatori di vapore deve subire trattamenti chimico-fisici per ridurre il rischio di incrostazioni e corrosione che possono compromettere il funzionamento del sistema.
Sostituzione del generatore di vapore: gli errori da evitare
Dimensionamento nel settore lattiero-caseario: 10/12 bar di pressione di bollo, a fronte di processi che ne richiedono una frazione. È il valore che si incontra più spesso negli impianti sostituiti in questo comparto, ed è purtroppo la controprova pratica di quanto illutrato nella nostra guida generale al dimensionamento dei generatori di vapore: un valore di targa ereditato dal vecchio impianto ma mai ricalcolato sul fabbisogno reale.
La sostituzione del generatore, in questi casi, raramente esaurisce l’intervento: le tubazioni di distribuzione, dimensionate a loro volta sul vecchio esercizio, vanno verificate e spesso ridotte di sezione insieme al nuovo impianto.
Vincolo aggiuntivo specifico del comparto alimentare: il limite di emissioni NOx applicabile allo stabilimento condiziona direttamente la configurazione del corpo macchina, un vincolo che si somma — e talvolta prevale — sui criteri generali di dimensionamento.
Il valore aggiunto dei generatori di vapore Viessmann
La gamma di generatori di vapore a tre giri di fumo Viessmann Vitomax HS a media ed alta pressione (da 6 a 30 bar) è indicata per tutti i processi dell’industria alimentare. Efficienza ai massimi livelli (fino al 96%) e componenti di alta qualità caratterizzano le macchine, corredate da tutte le funzionalità accessorie: dispositivi per il recupero del calore, per il trattamento dell’acqua e soluzioni per l’automazione e il controllo.
Accanto alla qualità costruttiva, inoltre, Viessmann offre un valore aggiunto che oggi non si può sottovalutare: la capacità di affiancare il progettista di impianti industriali per la costruzione di una soluzione che sia realmente conveniente rispetto alle esigenze del cliente. Non viene fornita una macchina standard, ma dimensionata correttamente e con l’allestimento accessoristico più idoneo, in grado di apportare concreti vantaggi per l’azienda.
Domande frequenti
Quali sono i fattori chiave da considerare per scegliere la taglia e la tipologia di un generatore di vapore per uso alimentare?
La scelta deve basarsi sull'analisi dettagliata del profilo di consumo dello stabilimento, valutando la portata di vapore richiesta nei picchi di lavorazione e la pressione di esercizio necessaria per le utenze. È fondamentale considerare la dinamicità del carico: per processi con forti e repentini sbalzi di richiesta (come i cicli di sterilizzazione) sono indicati i generatori a grande volume d'acqua, mentre per richieste stabili o rapide partenze si può optare per generatori a bassa reattività o a circolazione forzata.
Qual è la differenza fondamentale tra l'utilizzo di vapore indiretto e vapore diretto (pulito o culinario) nei processi alimentari?
Il vapore indiretto viene utilizzato all'interno di scambiatori termici o camicie di cottura senza entrare in contatto con il cibo. Il vapore diretto viene invece iniettato direttamente nel prodotto (ad esempio per la ricottura o la sterilizzazione). In questo secondo caso, il vapore deve essere rigorosamente "pulito" o "culinario", ovvero privo di trascinamenti di sali, agenti chimici anticorrosivi o condense, richiedendo l'uso di specifici generatori o di filtri e separatori in acciaio inox dedicati.
Come influisce la qualità dell'acqua di alimento sulle prestazioni e sulla sicurezza del generatore di vapore?
Un'acqua di alimento non correttamente trattata provoca incrostazioni calcaree e fenomeni corrosivi all'interno del corpo caldaia. Le incrostazioni agiscono da isolante termico, riducendo drasticamente lo scambio e aumentando i consumi di combustibile, oltre a surriscaldare pericolosamente i tubi da fumo. Per questo motivo, l'impianto deve sempre includere un sistema di addolcimento, un gruppo di dosaggio dei condizionanti chimici idonei all'uso alimentare e un degasatore termico per eliminare i gas disciolti (O2 e CO2)
Quali tecnologie consentono di massimizzare l'efficienza energetica di una centrale termica a vapore industriale?
Per abbattere i consumi di combustibile e ridurre le emissioni è strategico installare un economizzatore (scambiatore fumi-acqua) a valle del generatore per preriscaldare l'acqua di alimento sfruttando il calore residuo dei gas di scarico. Altre soluzioni ad alta efficienza includono il recupero delle condense termiche per ridurre il fabbisogno di acqua fredda di reintegro, l'isolamento termico avanzato di tutte le linee e l'adozione di sistemi di spurgo automatico della salinità per minimizzare le dispersioni di calore.
