Alimentazione del vuoto ad alta efficienza energetica per gli stabilimenti per la lavorazione della carne

Un concetto di confezionamento integrato che garantisca igienicità, affidabilità, rapidità ed efficienza è una parte importante della moderna produzione di insaccati e prodotti a base di carne. Questo è il motivo per cui gli stabilimenti innovativi di lavorazione della carne sono impegnati costantemente ad ottimizzare i processi produttivi e ad integrare nel miglior modo possibile le linee di confezionamento nel processo complessivo. La scelta dei sistemi di generazione del vuoto corretti influenza in modo decisivo l'affidabilità e l'efficienza economica del confezionamento. A seconda delle dimensioni dello stabilimento e delle quantità da produrre, esistono diverse opzioni di alimentazione del vuoto. Di seguito vengono illustrate nei dettagli queste alternative e vengono offerti spunti di riflessione, al fine di trovare la migliore soluzione possibile relativamente alla tecnologia ed ai costi.
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Il confezionamento sottovuoto di carne ed insaccati offre un vantaggio fondamentale: l'eliminazione dell'aria riduce drasticamente il contenuto di ossigeno, rallenta l'attività dei batteri che richiedono ossigeno e, di conseguenza, incrementa in modo significativo la durata di conservazione. Inoltre, il confezionamento sottovuoto è igienico e consente di presentare i prodotti in modo attraente. Sul mercato esiste un'ampia gamma di macchine confezionatrici sottovuoto per soddisfare qualsiasi requisito. A prescindere dalla loro progettazione e dalle loro dimensioni, le macchine hanno una cosa in comune: tutte richiedono che venga generato del vuoto per soddisfare i requisiti per il confezionamento sottovuoto. Questo si può ottenere con una pompa per vuoto integrata o separata, oppure, fra le altre alternative vi sono i sistemi di alimentazione del vuoto centralizzati a cui sono collegate diverse confezionatrici.

Pompa per vuoto integrata
Normalmente, la pompa per vuoto è integrata o allestita a parte nelle immediate vicinanze per tutte le macchine confezionatrici sottovuoto, siano esse a campana, termosigillatrici o termoformatrici. Le pompe per vuoto rotative a palette lubrificate ad olio sono utilizzate quasi esclusivamente per questo scopo (fig. 1). Questo tipo di pompa, sviluppata appositamente per l'industria del confezionamento da Busch Vacuum Pumps and Systems negli anni sessanta del secolo scorso, è stata a lungo lo standard nel confezionamento sottovuoto e un'azione di sviluppo continuo assicura che la sua tecnologia sia sempre all'avanguardia, con milioni di esemplari in funzione in tutto il mondo. La generazione più recente di queste pompe per vuoto è ottimizzata con riferimento all'energia, in modo tale da consentire un risparmio energetico del 20%.



Fig. 1: La pompa per vuoto rotativa a palette   R 5 RD 0360 A è una taglia della generazione più recente di pompe per vuoto per il confezionamento


La pompa per vuoto, integrata o installata separatamente dalla macchina confezionatrice, è il modo più semplice e comune per generare il vuoto richiesto per il confezionamento. I corti collegamenti tra la camera del vuoto, la stazione di saldatura e la pompa per vuoto garantiscono la rapida rimozione dell'aria dalla confezione. Anche le macchine termoformatrici di maggiori dimensioni e con volumi elevati di confezionamento possono essere dotate di un booster per vuoto. La combinazione di pompe per vuoto rotative a palette e booster consente di raggiungere il grado di vuoto desiderato in minor tempo. In pratica, ciò significa cicli più rapidi e, quindi, una maggiore quantità di prodotti confezionati per unità di tempo. Se sono in funzione diverse macchine termoformatrici, occorre prendere in considerazione almeno una centralizzazione parziale dell'alimentazione del vuoto.

Centralizzazione parziale
Con la centralizzazione parziale (fig. 2), le pompe per vuoto rotative a palette vengono tolte dal reparto di confezionamento effettivo ed integrate in un sistema pre-vuoto centralizzato per tutte le confezionatrici in una stanza separata.  I booster per vuoto senza olio e con tenuta a secco vengono installatidirettamente nelle macchine confezionatrici e collegate per mezzo di tubazioni al sistema di tecnologia pre-vuoto centralizzato. Con la centralizzazione parziale le pompe per vuoto rotative a palette vengono tolte dal reparto di produzione, evitando così il pericolo di emissioni di nebbie d'olio. Un sistema parzialmente centralizzato è sempre utile quando da due ad un massimo di cinque macchine termoformatrici sono in funzione l'una vicina all'altra in un'area. Con un numero superiore, i costi di investimento sarebbero troppo elevati, a causa dell'installazione dei booster per vuoto nelle singole macchine, pertanto è consigliabile centralizzare completamente l'alimentazione del vuoto.


Fig. 2: Centralizzazione parziale dell'alimentazione del vuoto


Alimentazione del vuoto centralizzata
•  Efficienza economica
La centralizzazione completa dell'alimentazione del vuoto (fig. 3 e 4) rappresenta in genere un'opzione economicamente valida quando ci sono sei o più macchine confezionatrici. Solitamente, si può ragionevolmente presumere che per un'alimentazione del vuoto centralizzata siano richieste molte meno pompe rispetto a una configurazione di pompe singole poste direttamente accanto alle linee di confezionamento. Se l'alimentazione del vuoto viene successivamente convertita da sistema decentralizzato a uno centralizzato, le pompe esistenti possono essere integrate nel nuovo sistema centralizzato, con una conseguente riduzione dei costi di investimento. Non bisogna sottostimare i costi energetici fortemente inferiori resi possibili dai booster per vuoto. Diminuiscono anche i requisiti di potenza che deve avere il il sistema di condizionamento poiché tutte le pompe si trovano in un altro ambiente e questo, a sua volta, migliora in modo evidente il consumo energetico complessivo dell'ambiente di produzione, punto questo ulteriormente a favore di un sistema centralizzato.


Fig. 3: Centralizzazione completa dell'alimentazione del vuoto


•  Igiene
L'assenza di tutti i generatori di vuoto nel reparto di produzione e/o di confezionamento elimina il pericolo di contaminazione del cibo da olio sotto forma di aerosol. Inoltre, non è necessario che i dipendenti entrino nel reparto di confezionamento per interventi di manutenzione o riparazione, assicurando così un'ulteriore protezione di questa zona ed elevati requisiti igienici. È quindi possibile creare delle condizioni di camera bianca (clean room) nell'area circostante le linee di confezionamento.

•  Metodo di funzionamento
L'aria viene estratta dalle singole camere di confezionamento in due fasi per poter funzionare alle massime frequenze del ciclo sulle linee di confezionamento. A tale fine, viene utilizzato il gradiente della pressione critica e si ottiene così l'evacuazione più rapida possibile.

Ciò richiede un'unità di aspirazione per basso vuoto per l'evacuazione iniziale e un'unità di aspirazione per medio vuoto per l'evacuazione alla pressione di confezionamento. Alle macchine confezionatrici sono collegate le valvole di inversione con le unità di controllo corrispondenti che monitorano la transizione da basso vuoto a medio vuoto.

Per le macchine termoformatrici, la stazione di formatura viene fornita utilizzando un'unità di aspirazione per la termoformatura sottovuoto. Ciò garantisce che il filmriscaldato in precedenza venga aspirato nel vassoio di formatura e prendala forma desiderata.

Questa suddivisione in varie stazioni del vuoto è necessaria da un lato perché le funzioni di stampaggio e di saldatura richiedono gradi di vuoto diversi e, dall'altro, perché l'evacuazione in due fasi della camera di saldatura necessita di una capacità di aspirazione notevolmente inferiore. Le tubazioni fungono da polmone del vuoto, necessario per mantenere la pressione di confezionamento a livello costante anche quando tutte le macchine confezionatrici funzionano con lo stesso numero di cicli.

Il sistema del vuoto centralizzato è interamente automatico: attiva i singoli moduli del vuoto nel caso in cui serva più vuoto e/o li disattiva se la domanda è inferiore. Se si guasta una pompa nelle unità di basso vuoto, medio vuoto e termoformatura, entra automaticamente in funzione quella di riserva, garantendo in tal modo la massima affidabilità operativa per l'alimentazione del vuoto alle macchine confezionatrici.

•  Manutenzione
Un sistema di alimentazione del vuoto centralizzato ha un design modulare che rende possibile scollegare i singoli moduli a fini della manutenzione. In questo caso, entra automaticamente in funzione un'unità di riserva, per consentire di svolgere gli interventi necessari senza che ciò incida sulla produzione delle macchine confezionatrici. Nel sistema centralizzato, le singole pompe per vuoto rotative a palette sono sottoposte a carichi di lavoro molto inferiori rispetto alle unità singole e quindi si allungano gli intervalli di manutenzione. L'installazione del sistema centralizzato al di fuori dell'area di produzione favorisce anche la manutenzione, in quanto non è necessario interrompere i processi operativi e non si violano le norme igieniche.

• Integrazione nel sistema di controllo del processo
I sistemi centralizzati di alimentazione del vuoto si prestano ottimamente a essere integrati nel sistema di controllo del processo operativo, il che significa che l'impianto del vuoto può essere controllato e monitorato da un PC. È possibile individuare facilmente qualsiasi indicazione di un guasto imminente ed intervenire prontamente sulle macchine interessate. I parametri tecnici necessari possono essere richiamati in qualsiasi momento e le pressioni nelle linee del vuoto vengono visualizzate in forma grafica. Ciò consente di valutare e archiviare tutti i dati relativi ai processi e, ai reparti responsabili del controllo qualità e delle riparazioni, di ricevere informazioni estremamente utili.



Fig. 4: Sistema per il vuoto centralizzato per 30 linee di confezionamento con macchine termoformatrici


Riepilogo
In sistemi che utilizzano due o più macchine confezionatrici sottovuoto, l'operatore o il responsabile delle operazioni deve considerare in che modo viene generato il vuoto. Non si deve dimenticare che anche la produzione, ad esempio, con insaccatrici o zangole, richiede vuoti che possono essere analogamente forniti da un'alimentazione del vuoto centralizzata. I diversi livelli di vuoto e velocità di pompaggio nelle diverse applicazioni del vuoto richiedono che uno specialista esamini la situazione effettiva e proponga poi soluzioni personalizzate. Da decenni, Dr-Ing. K. Busch GmbH aiuta i propri clienti in tutto il mondo a progettare e realizzare alimentazioni del vuoto centralizzate. Busch è il primo produttore mondiale di pompe per vuoto per il confezionamento e i suoi esperti offrono una consulenza di primissimo livello e sono in grado di calcolare con precisione qual'è la soluzione economicamente e tecnicamente più idonea per i singoli casi.


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