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IMPIANTI E STRUTTURE

Prof. Massimo Lazzari. IMPIANTI E STRUTTURE. Corso di Laurea in PAAS. Andamento della carica batterica in funzione della temperatura e del tempo. TECNOLOGIE PER LA REFRIGERAZIONE DEL LATTE ALLA STALLA. Fabbisogni consegnare il latte entro 2 ore dalla mungitura oppure

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IMPIANTI E STRUTTURE

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Presentation Transcript

  1. Prof. Massimo Lazzari IMPIANTI E STRUTTURE Corso di Laurea in PAAS

  2. Andamentodellacaricabatterica in funzionedellatemperatura e del tempo

  3. TECNOLOGIE PER LA REFRIGERAZIONE DEL LATTE ALLA STALLA Fabbisogni consegnare il latte entro 2 ore dalla mungitura oppure refrigerare il latte fino a 4°C nell’arco di 2-3 ore

  4. Scelte tecnologiche • refrigerazione in bidoni • serbatoi refrigeranti • prerefrigeratori + serbatoi refrigeranti • refrigerazione istantanea • prerefrigerazione + refrigerazione istantanea

  5. Serbatoi refrigeranti • vasca • gruppo frigorifero Componenti accessori: agitatore termostato termometro unità di controllo lavaggio automatico

  6. Vasca • forma: cilindrica verticale, parallelepipeda, emicilindrica • cilindrica orizzontale • tipo: apertochiuso • volume nominale: 100 ÷ 32.000 litri (dm3)

  7. Gruppo frigorifero Condensatore compatto, unità frigo montata solidale alla vasca • remoto, dislocato a distanza Compressore tipo:alternativo, scroll potenza: in funzione di - volume nominale della vasca - sistema di refrigerazione - prestazioni di refrigerazione 0,20-0,25 kW/100 dm3 VN tank per 2 mungiture 0,11-0,19 kW/100 dm3 VN tank per 4 mungiture

  8. Gruppo frigorifero Evaporatore • a nido d’ape • a placche • tubolare, a serpentina singolo o multipli a seconda del VN

  9. Sistemi di refrigerazione diretti indiretti

  10. Sistemi diretti o ad espansione diretta (RD) • il calore viene ceduto direttamente dal latte al fluido refrigerante • il termostato controlla il gruppo frigorifero e l’agitatore in base alla temperatura del latte • refrigerazione del latte e funzionamento del gruppo frigorifero sono contemporanei

  11. Sistemi indiretti o ad aspersionedi acqua ghiacciata (RI) • il calore è veicolato da un fluido intermedio (acqua gelida) • il termostato aziona il sistema di circolazione dell’acqua e l’agitatore del latte • refrigerazione del latte e funzionamento del gruppo frigorifero sono sfalsati nel tempo • il gruppo frigorifero crea la riserva di acqua ghiacciata durante il periodo intermungitura (16-18 h/d)

  12. on 0 10 20 30 40 on 1M 0 10 20 30 40 50 Temperatura (°C) Temperatura (°C) 1M off off S 1M 2M 2M S S 2M 20:00 1:00 6:00 11:00 16:00 21:00 2:00 7:00 12:00 17:30 21:00 2:30 7:30 12:30 17:30 22:30 3:30 8:30 ore ore Comparazione prestazioni Tempo di funzionamento impianto frigorifero °T mandata compressore °T latte °T ambiente RD 5 h/d RI 17 h/d

  13. Comparazione prestazioni * il range di valori si riferisce a vasche con VN = 200÷1000 l

  14. 35 RD temperatura (°C) RI 4 60 120 180 tempo (min) Vantaggi dei refrigeratori indiretti curva di refrigerazione • rapidità iniziale refrigerazione 3510°C • funzionamento non contemporaneo alla mungitrice  riduzione picchi carico elettrico • funzionamento notturno  minor spesa con tariffe differenziate

  15. Componenti accessori Agitatore refrigerazione funzionamento continuo conservazione funzionamento ciclico (2-3 min/13-15 min pausa) singolo, multipli regime di rotazione 30-32 giri min-1 (max 50) motore elettrico indipendente

  16. termometro termostato asta graduata sistemi elettromeccanici con avvio manuale sistemi elettronici per monitoraggio temperatura, controllo dell’unità frigo e dell’agitatore, ritardo 1° mungitura, gestione allarmi centralina controllo impianto lavaggio automatico unità programmabili con controllo integrato refrigerazione, lavaggio, misura quantità di latte, monitoraggio remoto Dispositivi di misura e regolazione

  17. Prestazioni di refrigerazione (EN 13732:2003) Numero di mungiture Temperatura ambiente

  18. Prestazioni di refrigerazione EN 13732:2003 Tempo di refrigerazione Una vasca da 10 000 litri classe 4 B II è capace di refrigerare 2 500 litri di latte da 35 a 4°C in max 3 h ad una temperatura ambientale di 32°C. NB: i test sono eseguiti in " condizioni standard" • i dati di collaudo devono essere riportati su una targa fissata alla vasca

  19. Prestazioni di refrigerazione EN 13732:2003 Congelamento del latte: non vi deve essere alcuna formazione di ghiaccio né durante la refrigerazione né durante la conservazione Accumulo di ghiaccio: la riserva di ghiaccio nei sistemi indiretti deve essere sufficiente a a garantire la refrigerazione di una mungitura senza ulteriore azionamento del gruppo frigorifero Isolamento termico:quando il latte a 4°C è conservato nel tank di refrigerazione ad una temperatura ambiente pari a PT, l’aumento medio di temperatura dopo 12 ore deve essere al massimo di 3°C. la norma EN13732 definisce anche i requisiti progettuali, costruttivi, igienici ed i metodi di collaudo dei serbatoi refrigeranti

  20. Dimensionamento serbatoio Lmax: produzione giornaliera max di latte n: n° giorni di conservazione (1, 2, 3) 1,10: coefficiente maggiorativo sicurezza • Volume Nominale serbatoio • Coefficiente di utilizzazione L: produzione giornaliera media di latte CU medio annuale > 0,6÷0,8 per avere un buon sfruttamento dell’impianto se CU ↓ i costi di refrigerazione ↑ Influenza del CU sui costi fissi di refrigerazione per litro latte- tank 200 litri, 4 mungiture (fonte FAO)

  21. Criteri scelta serbatoio • Classe di prestazione coerente con l’uso • TP in funzione della temperatura ambientale del sito • Numero di mungiture in funzione del conferimento: 2 mungiture  conferimento giornaliero 4 mungiture  conferimento ogni 2 giorni 6 mungiture  conferimento ogni 3 giorni a parità di volume nominale la potenza del gruppo frigorifero decresce nel passare da 2 a 4 e 6 mungiture • Tempo di refrigerazione correlazione positiva fra durata della refrigerazione e tasso di moltiplicazione microbica

  22. la classe di prestazione deve essere indicata sulla targa identificativa dell’impianto oltre a marca e modelloe n° serie anno fabbricazione tipo e quantità di fluido refrigerante potenza gruppo frigorifero che fare quando mancano i dati ?

  23. Calcolo del tempo di refrigerazione▼Classe di prestazione Ql = quantità di calore da asportare dal latte P = potenza dell’unità frigorifera kW COP = coefficiente di prestazione frigorifera 1/3600 = fattore conversione da kJ a kWh (ore) (kJ) Vl = volume di una mungitura cs= calore specifico latte 3,9 kJ/l °C Δt = salto termico latte °C 1,05 = coeff. magg. refrigeraz. vasca Esempio VN = 1400 l, P= 2,9 kW

  24. Fonti bibliografiche Pazzona A. et al. (1999) Impianti di mungitura e refrigerazione del latte nell’allevamento ovino e caprino – Dimensionamento, costruzione e prestazioni, Ersat, Cagliari, p. 178 capitoli 14-20 FAO – Weber F.(1985) Réfrigération du lait à la ferme et organisation des transports Partie III - Refrigeration et conservation du lait en cuve http://www.fao.org/docrep/003/x6550f/X6550F00.htm#TOC http://www.delaval.com/Dairy_Knowledge/EfficientCooling/default.htm http://www.delaval.com/Products/Cooling/CoolingTanks/ http://www.japy.com/ http://www.westfalia-lt.de/ http://www.packo.com http://www.fic.com http://www.muel.com/

  25. riserva

  26. Refrigerazione in bidoni aziende con basse produzioni latte decentrate rispetto al punto di raccolta • serpentini ad immersione • evaporatori ad immersione • coni refrigeranti • punti critici • igiene • gravoso in termini di manodopera e fatica fisica

  27. più silenziosi, richiedono meno energia (circa -42% secondo uno studio fatto nel Vermont), maggior durata e più affidabili

  28. Serbatoi mobili Per aziende decentrate rispetto al circuito di raccolta del latte • serbatoi montati su telaio monoasse trainabile • RD con gruppo frigorifero compatto montato sul telaio  problemi di tenuta su percorsi accidentati • RI con unità frigorifera separata

  29. schema impianto di refrigerazione

  30. Controllo e manutenzione impianto  assicura le prestazioni nel tempo • evita stati di fermo impianto Unità frigorifera • controllare la pulizia della superficie di scambio del condensatore • verificare il funzionamento (rumorosità, vibrazioni) del ventilatore • controllare eventuali perdite dal circuito frigorifero Vasca di refrigerazione • verificare l’accuratezza di misura del termometro • rilevare il tempo di refrigerazione della prima mungitura • verificare il valore di stacco-attacco del termostato • controllare il funzionamento del timer dell’agitatore • controllare infiltrazioni di grasso dal motorino dell’agitatore o rumorosità • esaminare la superficie del latte per rilevare la presenza di schiuma, grumi di grasso, ghiaccio Il controllo della carica del fluido refrigerante e gli interventi su parti del circuito devono essere effettuati da personale specializzato

  31. PULIZIA DEI SERBATOI REFRIGERANTI • - depositi molli: grassi, albumine • - depositi duri: sedimenti minerali e metallici • DETERGENTI • - Alcalini (carbonato di sodio, polifosfati, silicati di sodio, fosfato trisodico, ecc.) per i depositi molli • - Acidi (a. nitrico, a. fosforico, ecc.) per i depositi duri • - Tensioattivi (saponi, oli solfonati) da addizionare ai precedenti • DISINFETTANTI • a base di cloro o iodio, da usare dopo il lavaggio o in miscela con i detergenti • Fattori che determinano l’efficacia del lavaggio: • - acqua • - azione meccanica • - temperatura • - concentrazione soluzione (0,5-1%) • - durata di azione • CICLO DI LAVAGGIO: • - prelavaggio con acqua tiepida o fredda • - lavaggio con acqua calda (60-70°C) e detergenti • - risciacquo con acqua fredda • Lavaggio alcalino giornaliero • Lavaggio acido quindicinale • MODALITA’ DI LAVAGGIO: • Manuale: spazzolatura superfici interne, agitatore, coperchio, superfici esterne • Automatico: • • Sistema di aspersione: • - fisso: sul fondo o sulla parete superiore (disformità nel lavaggio e nel risciacquo) • - dinamico: irrigatori rotativi, uggelli sull’agitatore, a gorgogliamento • • Dosaggio dei detergenti: • - automatico • - semiautomatico • • Accumulo, riscaldamento e dosaggio dell’acqua • • Programmatore di lavaggio: • comanda i diversi componenti (pompa risciacquo, ingresso/scarico acqua, ecc.) e determina la durata di ogni fase del ciclo

  32. Prerefrigerazione consente di raffreddare il latte a 2-3 °C al di sopra della temperatura dell’acqua

  33. Refrigerazione istantanea unità produzione ghiaccio

  34. Prerefrigerazione + refrigerazione istantanea 1a sezione scambio  prerefrigerazione 2a sezione scambio  refrigerazione istantanea

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