Aria compressa per il settore alimentare per la produzione di erbe e spezie

La crescente domanda nel campo della sicurezza alimentare obbliga il settore di riferimento ad utilizzare impianti di aria compressa all'avanguardia in grado di fornire aria pulita e secca. Negli impianti di aria compressa del settore dei prodotti alimentari, la normativa internazionale ISO 8573.1 è la più utilizzata come Codice di condotta della BCAS/BRC. Questa normativa viene rispettata anche nella progettazione di nuovi impianti di aria compressa per il produttore di erbe e spezie Koninklijke Euroma di Wapenveld. L'elevata richiesta riguardava non solo la qualità dell'aria compressa ma anche l'efficienza energetica. ALUP Kompressoren ha accettato la sfida di confermare tutto ciò.

Impianto ALUP presso Euroma

Ron Snoeren (ALUP) e Rene de Vries (Euroma)

Umidità, contaminazione e olio

In linea di principio, vi sono tre pericoli quando si utilizza l'aria compressa nel settore alimentare: l'umidità, la contaminazione e l'olio. Non appena l'aria viene compressa, la concentrazione di particelle di sporco aumenta non meno del 700%. Poiché l'aria aspirata contiene sempre polvere e altre particelle (talvolta anche sostanze chimiche) questo fenomeno deve essere seriamente preso in considerazione. Oltre a ciò, l'umidità in combinazione con un aumento della temperatura è un terreno di coltura ideale per i batteri. Di conseguenza, l'essiccazione dell'aria compressa, subito dopo la compressione, è un secondo punto cui prestare attenzione. Per questo è possibile utilizzare essiccatori a refrigerazione o essiccatori ad adsorbimento. Quindi, è necessario prendere in esame il lubrificante/liquido di raffreddamento usato con i compressori lubrificati a olio e a iniezione di olio e cosa deve essere filtrato. Per ovviare a questo problema, è possibile utilizzare compressori a vite oil-free, ma ciò implica una riduzione dell'efficienza energetica. Questi ultimi hanno una maggiore efficienza energetica rispetto ai compressori oil-free senza iniezione di acqua e l'ulteriore vantaggio che le particelle di sporco nell'aria aspirata vengono in parte eliminate dall'acqua iniettata. L'investimento è di poco superiore, tuttavia è la scelta giusta per le applicazioni critiche di aria compressa, poiché le particelle di sporco sono sempre presenti nell'aria aspirata. È sempre consigliabile applicare un sistema di filtraggio a valle del compressore, per rimuovere l'umidità residua, le particelle di sporco e di olio dall'aria compressa. Per situazioni estremamente critiche, sono disponibili filtri a carboni attivi che eliminano le ultime particelle di olio e filtri sterili che eliminano i batteri dall'aria compressa. In qualsiasi situazione è possibile realizzare una soluzione personalizzata tenendo conto di molteplici aspetti.

Produzione presso Euroma

René de Vries, capo del reparto tecnico, spiega i passi fatti nella produzione con questo noto produttore. "Trattiamo erbe e spezie provenienti da vari paesi in tutto il mondo. La prima operazione riguarda un trattamento a vapore ad alta pressione, una tecnica sviluppata dalla stessa Euroma. In questo modo le spezie vengono decontaminate in modo naturale invece che, come era normale fino a quel momento, trattando i prodotti con ossido di etilene o radiazione gamma. Dopo il trattamento a vapore, a seconda del prodotto finale desiderato, seguono operazioni quali macinatura, pesatura, miscelazione e imballaggio. Che siano miscelate o meno con altri ingredienti.

Aria compressa per prodotti alimentari

"Durante la produzione, abbiamo uno sguardo molto attento sull'impatto energetico e ambientale dei processi applicati", afferma René de Vries. "Seguiamo, tra le altre cose, le linee guida stabilite dalla BCAS (British Compressed Air Society) e dalla BRC (British Retail Consortium). Sono stati installati alcuni compressori piuttosto vecchi che funzionavano correttamente, ma la potenza non è stata distribuita in modo ottimale in quanto sarebbero potuti essere molto più efficaci ed efficienti dal punto di vista energetico. Abbiamo inoltre avuto problemi di umidità nel sistema di tubazioni. Sebbene non abbia raggiunto i prodotti, ha contribuito ad aumentare il livello di umidità dello stabilimento. Sostituendo il sistema di aria compressa abbiamo voluto risolvere tutti questi problemi. Abbiamo chiesto ad alcuni fornitori di fare un'offerta per un impianto di compressori completamente nuovo. Grazie anche all'interessante proposta di assistenza formulata, il vincitore è stato ALUP Kompressoren."

La misurazione innanzitutto

"Abbiamo misurato dettagliatamente l'uso di aria compressa nell'arco di una settimana", afferma Ron Snoeren, Sales Engineer della ALUP Kompressoren. "Abbiamo esaminato il consumo medio, ma anche e soprattutto il consumo massimo, perché quest'ultimo determina la capacità massima che deve essere fornita. Per risolvere il problema sono necessari, in parte, compressori di dimensioni maggiori, ma quando i picchi di consumo non durano troppo a lungo, è possibile ovviare in modo ottimale con serbatoi buffer. Poiché gli edifici di produzione sono collocati a una certa distanza (con tubazioni poste al di sotto della strada), ci hanno consigliato di posizionare un serbatoio buffer in entrambi i luoghi. Per i compressori abbiamo scelto una distribuzione della capacità di 3x37 kW, nella forma di due compressori Largo a velocità fissa e un Allegro con velocità a richiesta e controller di frequenza. Questa configurazione consente di eseguire sempre i compressori nella rispettiva "gamma ideale". In questo modo, inoltre, l'installazione risulta estremamente affidabile e, durante gli interventi di manutenzione dei compressori, l'aria compressa è sempre disponibile.

Aria assolutamente secca

L'umidità è un tabù nel settore alimentare. Dopo una consultazione con il dipartimento di qualità di Euroma, si è deciso di raggiungere il punto di rugiada più basso possibile. Ciò è possibile solo con un'unità di adsorbimento, per cui la scelta è stata facile. Quindi, per garantire un'aria pulita e inodore, a valle dell'unità di adsorbimento è stato posto un filtro a carboni attivi in grado di fornire un'aria compressa secca, inodore, pulita e completamente priva di olio.

Risparmio energetico

Nel costo totale di proprietà di un impianto di aria compressa, i costi dell'energia sono pari al 75%. Il restante 25% è costituito dai costi di acquisto e manutenzione. Attraverso il monitoraggio, la gestione delle perdite e l'ottimizzazione del sistema, in molti casi il consumo di energia correlata all'aria compressa può essere sensibilmente ridotto.

Controllo delle perdite

Una seconda e importante opportunità di risparmio è rappresentata dal controllo delle perdite. Grazie al rilevamento delle perdite di aria compressa, alla relativa riparazione e al monitoraggio delle tubazioni, si può ottenere un risparmio energetico di diverse dozzine di punti percentuali. Il rilevamento delle perdite è estremamente semplice ed è pertanto incomprensibile il motivo per cui in molti stabilimenti venga effettuato in misura così ridotta.

Ulteriore ottimizzazione

Una volta configurato il sistema con le dimensioni adeguate e definito dal punto di vista tecnico è possibile procedere con l'ottimizzazione. E quindi passare alla riduzione della pressione di esercizio in piccoli passi. Ogni bar di riduzione della pressione significa costi energetici inferiori del 7%. Oltre a questo, il recupero del calore è un modo eccellente di ottenere un ritorno dell'investimento nell'impianto. "All'interno del panorama del nostro obiettivo di elevata durata, un impianto di aria compressa a consumo energetico ridotto è la soluzione perfetta", afferma René de Vries. "In collaborazione con una società di installazione, abbiamo calcolato il costo totale di proprietà (TCO, Total Cost of Ownership) in base al recupero di energia per mezzo di scambiatori di calore su tutti e tre i compressori. Questi scambiatori di calore sono inclusi nel circuito di raffreddamento dell'olio e, di conseguenza, sfruttano il calore proveniente dall'olio. Con questo calore recuperato, innanzitutto abbiamo riscaldato l'acqua come fase preliminare per la produzione di vapore ma successivamente si è dimostrato molto più redditizio riscaldare un magazzino adiacente. Ciò significa bollette del gas nettamente ridotte durante l'intera vita utile dell'impianto. L'investimento complessivo (costi hardware e di installazione) del nuovo riscaldatore di aria del magazzino viene quindi completamente restituito nel futuro prevedibile."