La compressione a cascata
(Articolo estratto da una pubblicazione sulla rivista "Surgelati" ANNO 11 Nr 5/05)
FRIGO TECNICA è L'azienda fortemente impegnata nella riduzione dell'impatto ambientale e nel risparmio energetico
“Le sfide della competizione di mercato, ormai estesa a livello mondiale, -esordisce Antonio Ciarrocchi, vice presidente di Frigo Tecnica Internazionale – spingono sempre di più verso un aumento di efficienza ed un miglioramento della qualità dei prodotti specialmente per i mercati occidentali. D’altro canto gli attuali stili di vita stanno favorendo i consumi di prodotti surgelati, veloci da preparare e disponibili tutto l’anno perciò si sta consolidando un trend di aumento della domanda che comunque non deve far pensare che il mercato riuscirà a trainare da solo la produzione. È necessario, infatti, investire continuamente in innovazioni di prodotto e di processo per consolidare o accrescere le quote di mercato.
Nel mondo è nota la versatilità e la qualità che la produzione italiana è in grado di proporre specialmente nel settore della produzione alimentare in cui ci è riconosciuta una posizione di primo piano. Frigo Tecnica Internazionale, azienda che opera in Italia da oltre 25 anni e si è affermata in Italia nelle tecnologie di trattamento e conservazione dei prodotti surgelati, ritiene utile presentare agli operatori del settore le tendenze ed i nuovi sviluppi nelle tecnologie di trattamento e conservazione dei prodotti surgelati e informarli sui prodotti innovativi già disponibili.”
La direzione del lavoro del gruppo di ricerca ed innovazione di Frigo Tecnica mira a perseguire risultati quali la riduzione dell’impatto ambientale, il risparmio energetico, il miglioramento della qualità del prodotto surgelato, aumento della sicurezza degli operatori..
L’azienda ha recentemente progettato un impianto frigorifero a cascata operante con anidride carbonica e ammoniaca, che permette di raggiungere temperature di evaporazione più basse rispetto ai sistemi maggiormente diffusi in Italia nel settore agroalimentare.
Per ottenere temperature nel tunnel di surgelazione dell’ordine di -52°C, la soluzione più valida, sia dal punto di vista impiantistico che da quello energetico, è offerta da un ciclo di compressione meccanica “ cascata” si tratta di due circuiti a compressione di vapori concatenati nel quale il fluido agente a bassa temperatura è l’anidride carbonica e quello in alta pressione, ammoniaca per il sistema di smaltimento del calore.
Il raffreddamento per la condensazione dell’ammoniaca nella grande maggioranza dei casi avviene con acqua riciclata su apparecchio evaporativi per cui la temperatura di condensazione si aggirerà tra 35°C e 38°C.
L’intero processo si potrà così rappresentare su due diagrammi pressione-entalpia idealmente sovrapposti, su cui sono tracciati i cicli dell’anidride carbonica e dell’ammoniaca concatenati.
Il funzionamento del sistema di refrigerazione proposto può essere così descritto: i vapori di CO2 prodotti dallo scambio termico vengono raccolto da un apposito separatore, aspirati dal compressore e compressi in uno scambiatore di calore in cui, tramite evaporazione di ammoniaca, vengono condensati e drenati di nuovo nel separatore.
Dal separatore CO2 un’apposita pompa provvede ad inviare CO2 liquida alle utenze, i vapori derivanti dallo scambio termico tornano al separatore, dove il ciclo ricomincia.
Come sorgente fredda del sistema viene utilizzata NH3 che evapora nello scambiatore per condensare la CO2.
I vapori di NH3 prodotti dallo scambio termico vanno in un separatore da cui vengono aspirati da un apposito compressore e compressi in un condensatore.
Il liquido condensato viene inviato per differenza di pressione al separatore per alimentare lo scambiatore di calore che funge da condensatore della CO2 e da evaporatore dell’ammoniaca. I vapori dell’ammoniaca generati dallo scambio di calore vengono aspirati dal compressore ed il ciclo inizia nuovamente.
Con questa soluzione impiantistica si ottengono notevoli benefici, come l’aumento della qualità del prodotto surgelato: l’abbassamento della temperatura della sorgente fredda dai tradizionali -40°C ai 52°C, diminuendo i tempi di surgelazione aumenta le qualità organolettiche del prodotto riducendo la formazione dei microcristalli di ghiaccio che possono lacerare i tessuti cellulari dei prodotti stessi riducendo la loro consistenza e qualità durante il successivo rinvenimento e cottura. E ancora, l’aumento della capacità produttiva degli impianti di surgelazione: con temperature di evaporazione più basse di circa dieci gradi centigradi rispetto agli impianti tradizionali si ha un aumento della capacità produttiva delle linee di surgelazione di circa il 15%.
Il risparmio energetico: a fronte di un aumento della capacità produttiva si ha un buon rendimento energetico dell’impianto che porta ad un risparmio sull’incidenza dei costi di esercizio dell’impianto sul prodotto di circa il 3-5%a fronte di una miglior qualità di surgelazione.
L’aumento della sicurezza degli operatori: le sale di lavorazione frequentate da personale non qualificato nella conduzione di un impianto frigorifero dove vengono posizionate le apparecchiature di processo compresa la sezione di surgelazione sono attraversate dai condotti che convogliano il fluido frigorigeno all’utenza. Negli impianti tradizionali confrontabili con l’impianto in oggetto il fluido utilizzato in questi condotti è ammoniaca liquida in bassa pressione, che in caso di fuoriuscita accidentale è tossica e può bruciare in presenza di aria. La soluzione che si propone utilizza invece anidride carbonica, che non è tossica per gli operatori e non è infiammabile.
Inoltre, a pressione atmosferica quando liberata dalla forma liquida la metà circa evapora e il resto diventa solido sotto forma di neve (“ghiaccio secco”) rallentando i fenomeni di perdita del fluido dell’impianto.
L’ammoniaca è un fluido naturale che non contribuisce all’abbattimento della fascia dell’ozono e all’effetto serra, mentre l’anidride carbonica ha un impatto ambientale trascurabile e di gran lunga inferiore rispetto ai fluidi refrigeranti concorrenti.
Frigo Tecnica Internazionale, conclude Antonio Ciarrocchi, sta realizzando un impianto frigorifero a cascata con ammoniaca e anidride carbonica al servizio di magazzini per prodotti surgelati dell’”Interporto di Venezia” che sarà il primo utente in Italia ad avere questa tecnologia avanzata applicata allo stoccaggio merci surgelate di grandi dimensioni, ed è pronta a fornire queste tecnologie a tutti gli operatori del settore dei prodotti surgelati sia per lo stoccaggio di surgelati sia per fornire linee di lavorazione.
