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.
Non tutto il vapore prodotto in uno stabilimento alimentare ha la stessa qualità, e la differenza dipende da quanto e come il vapore entra in contatto con il prodotto. Una distinzione in tre gradi, impiegata a livello internazionale nell’industria alimentare e farmaceutica, separa il vapore impiegato solo per riscaldamento indiretto da quello che tocca direttamente alimenti o superfici a contatto con essi.
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Grado di vapore |
Contatto con l’alimento |
Uso tipico |
Requisito principale |
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Vapore di servizio (tecnologico) |
Indiretto (scambiatori, camicie, serpentine) |
Riscaldamento, cottura indiretta |
Qualità standard per generatori industriali |
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Vapore pulito (culinario) |
Diretto, iniettato nel prodotto o sulle superfici |
Cottura diretta, sanificazione linee |
Filtrazione ≤5 micron, assenza di trascinamenti chimici |
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Vapore puro |
Diretto, massima purezza richiesta |
Processi critici ad alta sensibilità igienica |
Generato da acqua purificata in impianto dedicato |
Il grado di purezza richiesto cresce quindi in funzione del rischio di contaminazione: per il vapore diretto a contatto con l’alimento, lo standard statunitense 3-A Practice 609-03 richiede, tra l’altro, elementi filtranti con efficienza del 95% a 2 micron e l’assenza di contaminanti intrappolati, mentre le linee guida EHEDG sulla progettazione igienica forniscono i criteri costruttivi per i componenti a contatto con il prodotto, al fine di prevenire contaminazioni microbiche durante la lavorazione.
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. Nel settore alimentare, a questi criteri si aggiungono requisiti specifici legati alla qualità e purezza del vapore a contatto, anche indiretto, con gli alimenti.
Un generatore di vapore di ultima generazione deve inoltre includere un sistema per il trattamento dell’acqua: secondo la norma UNI EN 12953-10 (per i generatori a tubi da fumo), l’acqua di alimentazione deve subire trattamenti chimico-fisici per ridurre il rischio di incrostazioni e corrosione che possono compromettere il funzionamento del sistema. Per quanto riguarda le emissioni, è utile ricordare che i nuovi impianti installati in Italia devono rispettare il limite nazionale di 100 mg/Nm³ di NOx, stabilito dal D.Lgs. 183/2017: un vincolo che, nel comparto alimentare, si somma e talvolta prevale sui criteri generali di dimensionamento della macchina.
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.
È purtroppo la controprova pratica di quanto illustrato nell’ articolo generale ai generatori di vapore industriali: l’ utilizzo acritico di 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.
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.
Le macchine sono 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.
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.
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.
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, conforme ai requisiti della norma UNI EN 12953-10, un gruppo di dosaggio dei condizionanti chimici idonei all’uso alimentare e un degasatore termico per eliminare i gas disciolti (O₂ e CO₂).
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.