Generazione del vuoto ad alta efficienza energetica per il confezionamento del cibo

I produttori del settore alimentare considerano sempre più spesso i risvolti economici della generazione del vuoto ad alta efficienza per il confezionamento del cibo. Le macchine confezionatrici a campana, le termosigillatrici o le termoformatrici impiegano la tecnologia del vuoto per confezionare i cibi freschi in modo igienico e per una lunga durata.

Più un'azienda si avvale di questo tipo di macchine e maggiori sono i tempi di attività, più diventa importante valutare il consumo energetico e i costi d'esercizio nella generazione del vuoto. A riguardo è fondamentale considerare l'intero processo di confezionamento e non solo la tecnologia del vuoto.


La generazione  del vuoto
La pompa per vuoto è il cuore dei sistemi di generazionedel vuoto delle macchine per il confezionamento ed ha il compito di estrarre l'aria dalla camera da vuoto assicurando che nella fase del confezionamento successiva alla sigillatura si formino il massimo vuoto o la minima pressione possibili. Dopodiché nella confezione viene immesso un gas che crea un'atmosfera protettiva. Generalmente per generare il vuoto nel confezionamento si usano le pompe rotative a palette. Con la serie di pompe per vuoto R 5, Busch Vacuum Pumps and Systems è stata per oltre 50 anni un punto di riferimento internazionale nel settore delle macchine confezionatrici e continua tuttora a svilupparne e perfezionarne la tecnologia. L'ultima serie prodotta da Busch, la R 5 RD, è stata presentata per la prima volta alla IFFA 2016 di Francoforte. Queste pompe per vuoto richiedono il 20 percento in meno di potenza del motore rispetto ai modelli della stessa categoria.

Ad esempio, una macchina termoformatrice equipaggiata con la R 5 RD 0360 A (fig. 1) che funziona a due turni e 10 cicli al minuto garantisce un risparmio annuo di circa EUR 1.500 sul costo dell'elettricità (tariffa dell'elettricità = 0,18 Euro/kWh).


Fig.1: L'R 5 RD 0360 A è la prima delle nuove pompe per vuoto rotative a palette R 5 ad alta efficienza energetica di Busch presentate dall'azienda alla IFFA 2016

La nuova serie di pompe per vuoto rotative a palette R 5 è stata ideata appositamente per il confezionamento sottovuoto del cibo ed è facile da pulire grazie alle superfici lisce, alla collocazione delle linee dell'olio solo all'interno e all'assenza di alette di raffreddamento nel corpo esterno. Poiché gli elementi che richiedono manutenzione sono montati tutti su un lato operativo e c'è un solo separatore aria/olio da sostituire, le operazioni di manutenzione sono state ridotte significativamente, con un conseguente risparmio sui costi.

Riduzione del carico termico
In generale le pompe per vuoto generano calore dissipatoche può incidere negativamente sul microclima delle areedi produzione e confezionamento o sui sistemi di condizionamento installati al loro interno. Il calore dissipato può essere non solo ridotto drasticamente, ma anche riutilizzato. Le pompe per vuoto rotative a palette R 5 possono essere equipaggiate con scambiatori di calore (optional).

Lo scambiatore di calore olio/acqua montato nelle pompe per vuoto rotative a palette R 5 può ridurre sensibilmente il calore dissipato, abbattendo i costi energetici del condizionamento dell'aria. Lo scambiatore di calore può essere inoltre utilizzato per produrre acqua calda, che a sua volta può essere usata durante il funzionamento..

Se quattro macchine di confezionamento dotate di pompa per vuoto rotativa a palette R 5 con una potenza motore di 5,5 kW sono in funzione nella stessa sala, l'energia richiesta complessivamente per il raffreddamento è di circa 6,0 kW. Se le pompe per vuoto si servono di uno scambiatore di calore questo valore scende a circa 1,5 kW. Considerando un tempo di esercizio di 4.500 ore/anno e un prezzo approssimativo di 0,18 Euro/kWh, si ottiene un risparmio di circa 3.700 Euro sui costi energetici.

In questo esempio non viene considerato l'uso dell'acqua calda.

Procedure di controllo del confezionamento
Ci sono molti modi per rendere più economico il processo di confezionamento servendosi di tecnologie intelligenti per la generazione di vuoto: dall'ottimizzazione del sistema di controllo, al controllo della frequenza, all'uso di un serbatoio di vuoto. Per questo Busch ha sviluppato il cosiddetto "VacuumAudit". Un addetto specializzato in tecnologia del vuoto esamina il sistema di alimentazione del vuoto direttamente presso la sede del cliente e lo analizza, segnalando al cliente gli aspetti che offrono un potenziale di risparmio. 

L'obiettivo è quello di sviluppare una soluzione personalizzata per la generazione del vuoto che consenta di ottenere un'efficienza energetica ottimale.


Fig.2: Il sistema centralizzato per il vuoto di Busch in una grande azienda di lavorazione carni

Generazione del vuoto centralizzata
Tutte le aziende che utilizzano diverse macchine termoformatrici, termosigillatrici o confezionatrici a campana per il confezionamento del cibo dovrebbero considerare l'opportunità di servirsi di un sistema centralizzato per il  vuoto. Busch è il maggior produttore del mondo di questo tipo di sistemi (fig. 2) e vanta un'esperienza unica nel settore. Con l'adozione di un sistema centralizzato per il vuoto ci si puo' aspettare un  risparmio fino al 50% sul costo dell'energia, perché questo richiede un numero inferiore di pompe per vuoto rispetto ai sistemi decentralizzati. Inoltre, il controllo delle prestazioni può essere adattato con precisione alle esigenze del processo generale. In genere le macchine confezionatrici non funzionano tutte a pieno regime, per cui le pompe per  vuoto installate non sono sempre in funzione. I sistemi centralizzati garantiscono la massima affidabilità e sicurezza perché tutti i componenti rilevanti sono progettati in modo ridondante. Se una pompa per vuoto si guasta o richiede un intervento di manutenzione, la potenza di vuoto complessiva resta intatta. I sistemi per il vuoto centralizzati Busch possono essere equipaggiati con diverse pompe;oltre alle pompe per vuoto rotative a palette R 5 lubrificate ad olio si possono usare come componenti le pompe per vuoto a lobi a secco Mink o le pompe per vuoto a vite COBRA. Per ridurre i costi di acquisto si possono integrare nel sistema le pompe per vuoto già disponibili. La fig. 3 illustra un esempio pratico. 

Centralizzando la generazione del vuoto un produttore di carni ha ottenuto un risparmio energetico annuo pari a 151.000 Euro.


Fig.3: Confronto tra i costi energetici per la generazione del vuoto centrale e locale


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