Raffreddamento del latte

Raffreddamento ad acqua ghiacciata BUCO nell'industria lattiero-casearia

L'acqua ghiacciata a 0,5ºC ha una capacità di raffreddamento molto elevata, il che significa che il calore può essere trasportato a portate relativamente basse rispetto ad altri refrigeranti. Nei nostri sistemi ad acqua ghiacciata si ottengono coefficienti di trasferimento del calore molto elevati (fino a 2000 W/m² K), mentre le temperature dell'acqua ghiacciata vicine a zero gradi (0,5ºC) possono essere raggiunte senza compromettere l'integrità fisica dell'apparecchiatura e senza la necessità di sofisticati metodi di regolazione e controllo per evitare il congelamento dell'acqua, come invece richiesto da altri sistemi.

Ilraffreddamento con acqua ghiacciata nell'industria lattiero-casearia è il metodo più igienico, efficace e sicuro per abbassare la temperatura dei prodotti lattiero-caseari nelle condizioni igieniche richieste dall'industria alimentare. L'acqua ghiacciata ha una capacità di raffreddamento molto elevata, il che significa che il calore può essere trasportato a velocità di flusso relativamente basse rispetto ad altri mezzi di raffreddamento. I parametri termodinamici e le proprietà tecniche del ciclo dell'acqua sono favorevoli e consentono di ottenere coefficienti di trasferimento del calore molto elevati. La produzione di acqua fredda e il raffreddamento con questa acqua hanno comunque il limite fisico del punto di congelamento dell'acqua. Da un lato, si vuole lavorare con l'acqua a temperature il più possibile vicine tecnicamente al suo punto di congelamento per abbassare il più possibile la temperatura del prodotto da raffreddare, ma dall'altro i problemi di formazione del ghiaccio aumentano man mano che ci si avvicina allo zero. La nota anomalia per cui l'acqua ha il volume specifico più basso a +4ºC fa sì che il suo volume aumenti al momento del congelamento, il che a sua volta può avere effetti distruttivi sui componenti dell'impianto (rottura di tubature, scambiatori di calore, pompe, ecc.) Inoltre, la formazione di ghiaccio è associata a un aumento del consumo energetico, poiché il ghiaccio agisce come strato isolante e riduce i coefficienti di trasferimento del calore. La produzione di acqua ghiacciata con un Refrigeratori Falling Film di BUCO permette di raggiungere temperature il più possibile vicine a zero gradi Celsius, ma insensibili alla formazione di ghiaccio.

Refrigeratori Falling Film per raffreddamento diretto

Il Refrigeratori Falling Film di BUCO soddisfa i requisiti di cui al punto precedente. Si ottengono coefficienti di trasferimento del calore molto elevati (fino a 2000 W/m2 K). È resistente alla possibile formazione di ghiaccio. Poiché l'acqua scorre all'esterno delle piastre dello scambiatore di calore, la formazione accidentale di ghiaccio non provoca alcun danno. È possibile raggiungere temperature prossime a zero gradi (0,5ºC) senza compromettere l'integrità fisica dell'apparecchiatura e senza la necessità di sofisticati metodi di regolazione e controllo per evitare il congelamento dell'acqua, come richiesto da altri sistemi. È molto facile da pulire. Tutte le superfici da pulire sono facilmente accessibili, anche durante il funzionamento. Ad esempio, è possibile utilizzare attrezzature ad alta pressione. È molto sensibile alla contaminazione. È quindi molto adatto per il raffreddamento dell'acqua di processo nei circuiti. Questo raffreddatore a film cadente ha il vantaggio di eliminare i costi di regolazione e controllo. Per raggiungere un certo grado di sicurezza, gli scambiatori di calore a piastre funzionano in pratica solo a temperature inferiori a +2°C con una notevole quantità di tecnologia di controllo e regolazione, mentre con il raffreddatore a film cadente BUCO si possono raggiungere senza problemi +0,5°C. Le temperature vicine a zero gradi contribuiscono a garantire un'elevata qualità con un migliore controllo della crescita batterica.

Un problema perenne degli scambiatori di calore a piastre è la contaminazione dell'acqua. A livello internazionale, questo problema rappresenta una difficoltà nel flusso di processo in caso di contaminazione dell'acqua di processo. In pratica, è molto vantaggioso e consigliabile redigere un diagramma del fabbisogno di acqua fredda e pianificare l'impianto di generazione di energia sulla base di questo diagramma, tenendo conto dei seguenti punti: Il consumo minimo (consumo di base) aumenta. Più alta è la percentuale di questo consumo di base rispetto al consumo totale, meno ha senso accumulare ghiaccio. L'accumulo riduce la capacità installata dell'unità di raffreddamento. I componenti necessari per lo stoccaggio del ghiaccio aumentano notevolmente il valore dell'investimento (serbatoi, pompe, evaporatore, ecc.). La produzione e l'accumulo di ghiaccio richiedono temperature di evaporazione più basse rispetto alla produzione diretta di acqua ghiacciata, con un forte impatto sul consumo energetico. I Silo industriali della batteria del ghiaccio BUCO offrono un'eccellente opportunità per soddisfare le moderne esigenze del mercato in tutti gli aspetti della produzione di acqua ghiacciata. In questi sistemi, l'evaporatore a piastre si trova in alto e il serbatoio dell'acqua ghiacciata in basso. Nei tipici evaporatori a piastre, la temperatura di evaporazione deve essere mantenuta al di sopra di 0°C per motivi di sicurezza; nei Refrigeratori Falling Film di BUCO, la temperatura di evaporazione può essere mantenuta a -3/-4°C. L'area di trasferimento può quindi essere molto più piccola.

Produzione di acqua ghiacciata attraverso lo stoccaggio del ghiaccio per il raffreddamento – Perché utilizzare una Batteria del ghiaccio industriale?

Un metodo molto diffuso per la produzione di acqua ghiacciata è l'accumulo di ghiaccio; particolarmente interessante quando il consumo di acqua ghiacciata è soggetto a forti fluttuazioni. I picchi di consumo possono essere compensati dalle unità di raffreddamento accumulando ghiaccio nei periodi di basso consumo. Il sistema di stoccaggio del ghiaccio tradizionalmente applicato durante le ore notturne ha oggi un'applicabilità limitata per i seguenti motivi: crescente sensibilità dei costi energetici Tecnologie sempre più complesse nei processi produttivi. La tendenza a un uso più efficiente delle attrezzature di capitale. Aumento dei requisiti ambientali e di sicurezza. Gli attuali impianti di lavorazione del latte richiedono una produzione di acqua fredda altamente flessibile, temperature generalmente inferiori a +1°C, bassi costi di produzione e un contenuto minimo di refrigerante (ammoniaca). La pratica di produrre e immagazzinare ghiaccio per ottenere acqua ghiacciata sfruttando le tariffe notturne ridotte non è più valida. Oggi è necessario adattarsi a processi produttivi complicati, evitare i picchi di consumo, sfruttare le fasce orarie non di punta e, soprattutto, ottimizzare i costi di investimento e di esercizio. In parole povere, questo significa che, oltre all'accumulo notturno, si deve tenere conto anche dell'accumulo diurno e del raffreddamento diretto di notte e di giorno, cioè ottimizzare il sistema trovando la soluzione migliore tra raffreddamento diretto e produzione di ghiaccio e consumo di giorno e di notte. Per trovare la soluzione più favorevole, il consumo di acqua fredda deve essere analizzato in dettaglio in base all'ora del giorno e al giorno della settimana. Sulla base della nostra esperienza pratica, possiamo fare le seguenti osservazioni: Di solito ci sono grandi differenze tra le ore dello stesso giorno. Le differenze tra i consumi diurni e notturni diminuiscono nei caseifici moderni. Esiste un certo consumo minimo durante le 24 ore del giorno. Possono esserci notevoli differenze tra i singoli giorni della settimana. È consigliabile pianificare e costruire la produzione di acqua fredda con riserve sufficienti, poiché il consumo in genere aumenta rapidamente non appena l'impianto viene messo in funzione. Nei nostri Silo industriali della batteria del ghiaccio BUCO è possibile produrre alternativamente acqua ghiacciata o ghiaccio in scaglie. Per produrre ghiaccio, l'acqua viene pompata dal fondo del silo industriale della batteria del ghiaccio al distributore d'acqua sopra l'evaporatore; l'acqua scorre lungo l'esterno delle piastre verticali dell'evaporatore in una pellicola e forma il ghiaccio. Una volta raggiunto lo spessore prestabilito (6-8 mm), viene avviato il sistema di sbrinamento a gas caldo (a questo scopo il circuito di raffreddamento è suddiviso in tre zone). Il ghiaccio viene rilasciato, cade sul fondo del silo e galleggia nell'acqua. Questo processo viene mantenuto fino al raggiungimento della miscela acqua-ghiaccio e del livello di riempimento programmati. A questo punto il silo del ghiaccio è pieno e pronto ad avviare il processo di fusione del ghiaccio per produrre acqua ghiacciata.

Durante il periodo di fusione, il Silo industriale della batteria del ghiaccio è collegato al processo di produzione dell'industria. L'ingresso al consumo si trova al di sopra del livello del ghiaccio, mentre il ritorno viene condotto sul fondo del silo collegandosi a un distributore. In questo modo si ottiene una circolazione forzata dal basso verso l'alto attraverso l'intera area di ghiaccio in sospensione. L'acqua di ritorno viene raffreddata a circa 0°C a contatto con i pezzi di ghiaccio. Per una migliore distribuzione dell'acqua di ritorno, nel silo viene insufflata aria compressa. Il ghiaccio in sospensione ha una superficie di fusione molto più ampia di quella dei serpentini di stoccaggio, il che significa che la capacità massima di fusione, cioè la capacità di produzione istantanea di acqua ghiacciata, è molto elevata. Questo aspetto è di grande importanza perché comporta un'elevata flessibilità del sistema nell'assorbire improvvise fluttuazioni della temperatura di ritorno delle utenze. I principali vantaggi di questi silos possono essere riassunti come segue: Grazie all'ampia superficie di ghiaccio nel periodo di fusione, si ottiene un'elevata flessibilità di funzionamento. Il contenuto di Nh3 richiesto è molto basso. È solo circa 1/8 della quantità richiesta per lo stoccaggio convenzionale di ghiaccio in cisterna. Poiché questi Silo industriali della batteria del ghiaccio BUCO offrono la possibilità di produrre e immagazzinare ghiaccio, sbrinare ad alta velocità e raffreddare direttamente, è possibile programmare un sistema di controllo per alimentare le linee di consumo esattamente come richiesto. Utilizzando il raffreddamento diretto, la capacità del sistema può essere ampliata con un investimento minimo. Questo non è possibile con nessun altro sistema di stoccaggio.

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La temperatura di evaporazione durante il periodo di congelamento è pressoché costante con i sistemi Buco citati in precedenza (-6°C e -10°C), mentre con lo stoccaggio convenzionale del ghiaccio in cisterna le temperature devono diminuire con l'aumentare dello spessore del ghiaccio (-15/-17°C con spessori di ghiaccio compresi tra 35 e 50 mm). Le conseguenze dell'utilizzo di un Silo industriale della batteria del ghiaccio BUCO sono unità di raffreddamento più piccole e consumi più bassi rispetto alla tradizionale conservazione del ghiaccio a serpentina. Anche la pulizia dei nostri sili industriali della batteria del ghiaccio BUCO è molto semplice. Questi sili sono caratterizzati da semplicità di montaggio e smontaggio e possono quindi essere spostati senza grandi sforzi.

Funzione di produzione di ghiaccio combinata per il raffreddamento del latte

Le funzioni combinate di produzione di ghiaccio, accumulo e raffreddamento diretto nel campo della refrigerazione sopra menzionate non sono le uniche di questi silos per ghiaccio BUCO. È possibile realizzare anche altre varianti.

Utilizzo dei serbatoi esistenti per il raffreddamento del latte

In altri casi, sono stati utilizzati i serbatoi esistenti. Ad esempio, quando i sistemi convenzionali coil-in-tank sono in cattive condizioni, ma i serbatoi sono ancora in buone condizioni. Le serpentine convenzionali vengono rimosse in modo che l'intero serbatoio sia disponibile per lo stoccaggio di ghiaccio e acqua ghiacciata. Questo è stato fatto in diversi stabilimenti Nestlé in Francia. A questo scopo, i Refrigeratori Falling Film e i fabbricatori di ghiaccio BUCO sono stati collocati sopra il vecchio serbatoio di stoccaggio del ghiaccio a serpentina. L'acqua di ritorno viene prima fatta passare attraverso il refrigeratore Falling Film e la sua temperatura viene abbassata a circa 1°C. L'acqua di ritorno viene quindi immessa nel serbatoio di stoccaggio del ghiaccio. Subito dopo, viene immessa nei fabbricatori di ghiaccio BUCO, dove viene prodotto il ghiaccio. Dopo lo sbrinamento, il ghiaccio cade nel serbatoio e viene distribuito nella vasca grazie alla circolazione forzata. Il ghiaccio rimane in sospensione nell'acqua del serbatoio fino a quando non viene sciolto sotto forma di acqua ghiacciata a 0,5 °C. In diversi stabilimenti Gervais-Danone in Francia, queste combinazioni di produzione di acqua e ghiaccio sono utilizzate anche per aumentare la flessibilità del flusso di processo odierno.

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I seguenti aspetti di un sistema di refrigeratori Falling Film e di batterie del ghiaccio industriale sono da sottolineare:

• Refrigeratore lattiero-caseario per il raffreddamento del latte caldo proveniente dal processo di mungitura con acqua che raffredda l'acqua ghiacciata fino a 0,5 °C.
• Unità di raffreddamento ad acqua della tecnologia di refrigerazione per il raffreddamento più rapido del latte fino al punto di congelamento.
• Con questo refrigeratore per caseifici è possibile un'efficiente evaporazione di CO2 nell'industria del raffreddamento del latte.
• Capacità di raffreddamento estremamente elevata per carichi di picco nel raffreddamento del latte.
• Elevata efficienza grazie all'opzione di raffreddamento diretto del latte
• Completamente in acciaio inox, obbligatorio per il raffreddamento del latte
• Facilità di ispezione, poiché i sistemi di evaporazione non sono immersi nell'acqua in questo refrigeratore per caseifici.
• Possibilità di utilizzare quasi tutte le geometrie dei serbatoi di stoccaggio nel sistema di raffreddamento del latte
• Possibilità di utilizzare i serbatoi di stoccaggio esistenti
• Produzione di ghiaccio o acqua ghiacciata per il raffreddamento diretto ad acqua, che è più efficiente dal punto di vista energetico.
• Serbatoio di stoccaggio per la produzione di acqua ghiacciata con una temperatura di 0,5°C, completamente in acciaio inossidabile.
• Il più basso contenuto di refrigerante di questa unità di refrigerazione
• Ricircolo dell'olio efficiente e sicuro per il raffreddamento di questo refrigeratore per caseifici.
• Sistemi di evaporazione aperti e facilmente accessibili per l'industria lattiero-casearia
• Efficienti sistemi di stoccaggio del ghiaccio per il raffreddamento del latte, facili da ispezionare e pulire
• Possibilità di utilizzare i serbatoi esistenti con questi sistemi di stoccaggio del ghiaccio per il raffreddamento del latte
• Generate acqua ghiacciata per raffreddare il latte con il nostro sistema di stoccaggio del ghiaccio a refrigerazione che sfrutta le tariffe elettriche notturne a basso costo.

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