Ingenti risparmi energetici per il processo di confezionamento

Maulburg, Germania Il portafoglio di prodotti offerti da Gartenfrisch Jung GmbH comprende insalate fresche e pronte per il consumo, piatti a base di verdure, erbe aromatiche e frutta fresca tagliata. L'azienda vanta una lunga tradizione ed è diventata il leader del settore tedesco dei cibi freschi pronti per il consumo grazie alla sua qualità ed esperienza. Dall'inizio del 2019, la fornitura di vuoto per le macchine per il confezionamento con sigillatrici di vaschette di questa azienda è stata eccezionalmente efficiente a livello energetico a seguito dell'installazione di un sistema per vuoto centralizzato di Busch Vacuum Solutions.
Fig: 1: una delle dodici linee utilizzate per il confezionamento dei prodotti pronti da consumare sulle sigillatrici di vaschette. Source: Busch Vacuum Solutions
Fig: 1: una delle dodici linee utilizzate per il confezionamento dei prodotti pronti da consumare sulle sigillatrici di vaschette. Source: Busch Vacuum Solutions

Gartenfrisch Jung produce cibi pronti per il consumo in un moderno impianto situato a Jagsthausen, città dello stato federale tedesco del Baden-Württemberg. Per poter fornire materie prime fresche tutto l'anno, l'azienda si affida ai propri coltivatori situati in Germania e Portogallo. La coltivazione in due zone climatiche differenti garantisce la possibilità di fornire l'intera gamma di prodotti durante tutto l'arco dell'anno. I prodotti vengono poi venduti agli utenti finali in Germania attraverso le catene di supermercati e discount. Le insalate pronte per il consumo vengono confezionate in ciotole con l'etichetta dell'azienda, ma anche per marchi conto terzi. La storia di Gartenfrisch Jung risale al lontano 1795. Quello che un tempo iniziò come un piccolo terreno agricolo si è oggi trasformato in un'azienda formata da coltivatori integrati e controllati di insalata e vegetali e da un altro ramo per la lavorazione di questi prodotti. In quanto attività a conduzione familiare, Gartenfrish Jung è stata tramandata di generazione in generazione sin dalla fondazione. L'esperienza acquisita negli anni è quindi aumentata costantemente e ha portato all'efficace sviluppo dell'azienda e a un elevato standard di qualità dei prodotti. Attualmente Gartenfrisch Jung lavora 120 tonnellate di cibo grezzo al giorno, equivalenti a 2.000 pallet, i quali vengono poi consegnati ai clienti mediante 80 veicoli refrigerati.

Le insalate pronte (fig. 1) vengono confezionate su dodici linee di confezionamento con macchine per il confezionamento con sigillatrici di vaschette. In passato, questi impianti erano dotati di una pompa per vuoto rotativa a palette ciascuno, mentre su una macchina erano installate due pompe. Queste 13 pompe per vuoto erano utilizzate per evacuare le vaschette al livello di vuoto necessario prima della sigillatura. Su tutte le dodici linee di confezionamento è attivo un esercizio su due turni. Le pompe per vuoto funzionano in esercizio continuo durante questi turni, tranne nelle pause. Durante un terzo turno, gli impianti di produzione vengono puliti mentre tutti i macchinari sono fermi.

Jochen Neff, responsabile della tecnologia presso Gartenfrisch Jung, era alla ricerca di una fornitura di vuoto alternativa, poiché il calore irradiato dalle 13 pompe per vuoto metteva a dura prova l'impianto di condizionamento degli impianti produttivi, i quali vengono raffreddati a una temperatura compresa tra 5 e 6 °C. Inoltre, le pompe per vuoto presentavano una potenza installata di oltre 50 kilowatt. Gli esperti di vuoto di Busch Vacuum Solutions hanno analizzato la situazione e consigliato una fornitura di vuoto centralizzata, installabile in una stanza non climatizzata esterna agli impianti di produzione.

Poiché livello di vuoto ideale per il confezionamento dei cibi pronti di Jung è di 400 millibar, Busch ha consigliato l'uso di pompe per vuoto a camme MINK. Questo tipo di pompe vanta il più elevato fattore di efficienza di tutte le pompe per vuoto meccaniche, risultato del principio operativo senza contatto, secondo il quale le parti mobili all'interno della pompa per vuoto non entrano in contatto le une con le altre. A sua volta, non è necessaria una lubrificazione a olio quindi vengono eliminati tutti i lavori di manutenzione legati all'uso dell'olio come fluido operativo. 
Busch ha progettato un sistema per vuoto con tre pompe per vuoto a camme a controllo di frequenza MINK (fig. 2), ciascuna delle quali dotata di un motore con prestazione d'esercizio nominale di 8 kilowatt. Tuttavia, una delle tre pompe per vuoto rimane esclusivamente in stand-by. Ciononostante, il sistema di controllo è programmato in modo da garantire che tutte e tre le pompe per vuoto abbiano lo stesso numero di ore di esercizio.


Fig. 2: sistema per vuoto con tre pompe per vuoto a camme MINK durante l'assemblaggio con i due serbatoi di vuoto sullo sfondo. Source: Busch Vacuum Solutions

La centralizzazione della fornitura di vuoto ha consentito di ridurre la potenza installata totale da 50,2 a 16 kilowatt (fig. 3), supponendo che due delle pompe per vuoto funzionino a 60 Hz, ovvero alla massima potenza. Questo corrisponderebbe a una riduzione del consumo di energia pari al 68%. Tuttavia, nella pratica Jochen Neff ha scoperto che solo una delle due pompe per vuoto a camme MINK è generalmente in uso e tende a funzionare a una velocità di rotazione ridotta. Dopo vari mesi di utilizzo, Jochen Neff ha rilevato un consumo energetico medio di quattro chilowattora per l'intera fornitura di vuoto. Ciò è principalmente legato al fatto che le dodici linee di confezionamento non funzionano sempre alla velocità massima e non tutte le macchine sono in funzione contemporaneamente. Il sistema di controllo basato sulla domanda regola quindi la velocità di rotazione in funzione della resa, pertanto il sistema fornisce solo le prestazioni effettivamente necessarie. In pratica, ciò equivale a risparmi energetici di oltre il 90% per la generazione di vuoto.


Fig. 3: confronto del consumo di energia per una fornitura di vuoto decentralizzata e centralizzata. Source: Busch Vacuum Solutions 

Il nuovo sistema per il vuoto centralizzato è stato installato nell'aprile del 2019 ed è operativo da allora. È collegato alle macchine per il confezionamento attraverso una rete di condutture. Due serbatoi di vuoto a monte con una capacità di 1.500 litri ciascuno assicurano che il livello di vuoto necessario sia disponibile nelle camere di confezionamento non appena viene richiesto dal ciclo di confezionamento. La rimozione delle 13 pompe per vuoto originali dalle aree di produzione ha ridotto la sollecitazione dell'impianto di condizionamento. Ciò significa che l'impianto di condizionamento potrebbe essere addirittura spento per mantenere la temperatura degli ambienti a un livello compreso tra 5 e 6 °C. I risparmi energetici conseguenti alla riduzione della resa della climatizzazione non sono stati misurati. Ciononostante, si può generalmente supporre che la modifica abbia determinato una notevole diminuzione dell'energia consumata dall'impianto di climatizzazione. 

Grazie al design ridondante del sistema per vuoto, è possibile eseguire la manutenzione su singole pompe per vuoto a camme MINK durante la produzione e il confezionamento. Le pompe per vuoto a camme MINK sono quasi esenti da manutenzione. Gli interventi sono limitati principalmente al cambio preventivo dell'olio per ingranaggi annuale, che viene effettuato da un tecnico dell'assistenza Busch. Con il sistema per vuoto centralizzato, Jochen Neff ha creato un sistema per vuoto altamente efficiente a livello energetico, affidabile ed economico per il confezionamento dei suoi prodotti pronti da consumare.


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