L’evaporatore ibrido: un passo decisivo verso la sostenibilità

L’evoluzione degli evaporatori: dalla tradizione all’ibrido

Se esiste un filo conduttore che guida l’intera storia del Gruppo CFT è sicuramente rappresentato dalla lavorazione del pomodoro. Da sempre leader in questo settore, CFT ha sviluppato linee complete di concentrazione, totalmente automatizzate, per la produzione di concentrati e semi-concentrati di pomodoro “Cold Break” e “Hot Break”.

Non è una coincidenza quindi che la storia del gruppo sia profondamente legata alla nascita ed evoluzione degli evaporatori. Partendo dall’ideazione del primo evaporatore di Rossi & Catelli, brevettato nel 1957, nel corso degli anni è stata progettata e realizzata un’ampia gamma di tecnologie di evaporazione utilizzate in tutti i settori dell’industria alimentare, specialmente del pomodoro, dove è necessario eliminare l’acqua dalla materia prima per garantire un prodotto finale con elevati valori di concentrazione.

Con l’obiettivo di garantire massima efficienza energetica, flessibilità di produzione e un eccellente grado di conservazione delle caratteristiche organolettiche del prodotto trattato, CFT ha recentemente studiato alcune soluzioni di “evaporazione ibrida”, che confermano il suo impegno nella costante ricerca di innovazione.

Si tratta di un passo avanti importante nella storia dell’evaporazione, che non sarebbe potuto accadere senza le tappe fondamentali che l’hanno preceduto: dall’evaporatore tradizionale Venus a quello più recente denominato Mixflow.

L’evaporatore Venus

Il Venus è un evaporatore tradizionale a triplo effetto con tecnologia basata sul principio della circolazione forzata del prodotto verso il basso e sul posizionamento dello scambiatore di calore direttamente sopra la camera di espansione.

Grazie alle sue caratteristiche strutturali, la temperatura media di circolazione del prodotto è minimizzata garantendo alti valori di colore e consistenza.  Il Venus risulta così essere il migliore evaporatore per la produzione di concentrati di pomodoro ad alta viscosità.

Il pre-evaporatore Apollo MVR

Nel 2003 nasce l’Apollo MVR (Mechanical Vapour Recompression), evaporatore a film cadente: si tratta della prima tecnologia MVR applicata alla concentrazione del pomodoro che consente di risparmiare fino al 98% di vapore grazie alla ricompressione meccanica dei vapori acidi.

Questo evaporatore può estrarre da 10 t/h fino a 80 t/h di acqua evaporata garantendo massima affidabilità e delicatezza nel trattamento del prodotto. Infatti, grazie ai ridotti tempi di permanenza e ai minimi ΔT tra i vapori di riscaldamento e il prodotto, è in grado di preservare al meglio le caratteristiche organolettiche della materia prima trattata. In questo modo, l’Apollo MVR consente una notevole riduzione dei costi operativi e un significativo miglioramento della qualità e della capacità di produzione.

L’evaporatore Mixflow MVR

L’evaporatore Mixflow, appartenente all’ultima serie di evaporatori progettati e prodotti da CFT, è un’unità di concentrazione adatta per l’evaporazione a più effetti mediante circolazione mista. Può essere progettato in diverse configurazioni di effetti multipli: il doppio effetto è molto usato per puree concentrate di frutta, mentre il triplo effetto è la versione più comune.

Una nuova soluzione: l’evaporatore ibrido

Analizzate le peculiarità dei singoli evaporatori CFT, vale la pena focalizzarsi sulla loro flessibilità di utilizzo soprattutto in maniera combinata. La combinazione di queste tecnologie può essere infatti strumentale per frazionare il processo di evaporazione fino ad ottenere prodotti ad alta viscosità, ad alta concentrazione e polposi nel modo più opportuno. Inoltre, una soluzione ibrida che sfrutta i punti di forza delle singole tecnologie offre notevoli vantaggi in termini di efficienza energetica.

L’evaporatore ibrido: Apollo MVR – Mixflow MVR – Venus

L’evaporatore ibrido per eccellenza è rappresentato dall’utilizzo combinato dell’Apollo MVR, Mixflow MVR e Venus. I tre elementi di questa combinazione possono essere così riassunti:

  • L’Apollo MVR risulta ideale per la fase di pre-concentrazione (da 5° a 8-10° Bx), preservando il colore e sapore del prodotto;
  • L’evaporatore Mixflow può trasformare il prodotto portandolo ad un grado di concentrazione più elevato (fino a 15-16° Bx);
  • Infine, l’ultima fase di concentrazione avviene grazie al Venus, l’unico evaporatore in grado di portare il pomodoro alla massima concentrazione richiesta.

I vantaggi

1. Efficienza energetica

La tecnologia MVR è applicabile fino alla concentrazione massima di circa 16° Bx, che corrisponde a quasi l’83% di acqua evaporata totale, e consente di abbattere notevolmente la curva del vapore consumato rispetto all’utilizzo del solo Venus.

L’efficienza del Venus, utilizzato singolarmente, è infatti molto inferiore rispetto alla combinazione delle tre tecnologie prese in esame. Nell’evaporatore tradizionale si parte da un’efficienza pari a 1:3, che rappresenta la quantità di vapore necessario (1 kg) per evaporare 3 kg di acqua; la soluzione di evaporazione ibrida consente invece di raggiungere un rapporto di efficienza superiore a 1:10, che si traduce in 1 kg di vapore per evaporare circa 10 kg di acqua. Questo risparmio in termini di vapore ha come conseguenza una drastica diminuzione del consumo di gas.

Grafici 1-2. Consumo di vapore di caldaia: Evaporatore Standard vs Ibrido
Consumo vapore di caldaia - evaporatore standard
Consumo vapore di caldaia - evaporatore ibrido

Nonostante la tecnologia MVR richieda un maggior dispendio in termini di elettricità, l’evaporatore ibrido rimane una soluzione nettamente più efficiente dal punto di vista energetico: l’incremento del 34% del consumo di energia elettrica per produrre una tonnellata di concentrato di pomodoro viene ampiamente controbilanciato dalla diminuzione del 71% di vapore di caldaia necessario per compiere la stessa operazione.

Grafici 3-4. Efficienza energetica: Evaporatore Standard vs Ibrido
Consumo vapore ed elettricità -evaporatore standard
Consumo vapore ed elettricità - evaporatore ibrido
2. Benefici fiscali e ambientali

La scelta di efficientare l’impianto attraverso la soluzione dell’evaporatore ibrido porta con sé altri notevoli vantaggi impliciti. In un mondo che spinge verso la sostenibilità in ogni settore, occorre tenere conto dei benefici, non solo ambientali, ma anche economici di una produzione attenta al pianeta. Pensiamo ai bonus governativi che supportano e premiano le aziende che adottano misure volte a ridurre le emissioni di gas serra e, dall’altra parte, le sanzioni, come la carbon tax, che penalizzano quelle che non rispettano l’ambiente.

3. Costi operativi ridotti

La natura stessa e la complessità dell’evaporatore ibrido portano con sé un investimento iniziale necessariamente maggiore rispetto all’installazione di un evaporatore a triplo effetto. Tuttavia, tale differenza nell’investimento di partenza viene recuperata in meno di quattro anni grazie ai ridotti costi di esercizio per mantenere l’impianto ibrido in funzione. Nel caso dell’evaporatore tradizionale, invece,le spese operativeaumentano in modo esponenziale con il passare degli anni, crescendo più velocemente nel tempo rispetto a quelle sostenute per gestire la soluzione Apollo MVR – Mixflow MVR – Venus.

Grafico 5. Costi di investimento e di esercizio: Evaporatore Standard vs Ibrido
Costo investimento - evaporatore standard e ibrido

Ulteriori combinazioni

Le tre tecnologie di concentrazione per evaporazione prese in esame, una volta installate, possono essere combinate come illustrato nei paragrafi precedenti per ottenere un prodotto altamente concentrato. In alternativa, è possibile variare le combinazioni, utilizzando queste tecnologie anche singolarmente o in coppia, per ottenere prodotti con gradi di concentrazione diversi, come la passata o la salsa di pomodoro.

Roberto Montani – Primary Process Manager

Gabriele Botti – Product Specialist