Sintesi: Dove l’artigianato incontra l’innovazione
La Bäckerei Maurer è una panetteria al dettaglio a conduzione familiare che prepara pane e altri prodotti, che vengono poi refrigerati o congelati per la successiva distribuzione alla propria rete, ossia presso 42 panetterie-caffetterie in tutta la Germania. In totale, Maurer si avvale di 400 collaboratori, 70 dei quali lavorano nei due impianti di produzione dell’azienda. Maurer è orgogliosa dell’approccio tradizionale adottato per la panificazione (“einfach, gutes Brot”) e lavora di notte per consegnare i prodotti ai negozi che aprono ogni mattina alle 6.
L’impianto più nuovo, che ha ampliato la superficie di produzione passando da 2.500 ad un totale di 6.000 m2, comprende una vasta zona di preparazione, 25 celle frigorifere e 4 magazzini per merci congelate, tutti raffreddati mediante un sistema in cascata studiato per durare almeno 20 anni. Il progetto doveva tenere conto dei requisiti dei regolamenti F-Gas e pertanto l’azienda si è rivolta al proprio partner esperto in refrigerazione, Ice COOL, che in collaborazione con ECR e Climalife Holland ha individuato una soluzione a basso GWP. Solstice® ze (HFO-1234ze) di Honeywell, con GWP <1, secondo la 5a revisione IPCC, è stato associato a CO2 per creare il primo sistema in cascata industriale di questo genere. Per Maurer, l’impianto rappresenta anche la soluzione ideale per rispettare l’impegno assunto in termini di efficienza energetica e basso impatto ambientale.
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Contesto: Rispondere alla sfida
Per Maurer, l’elemento decisivo nella scelta del sistema di refrigerazione è stato non soltanto la possibilità di soddisfare le future normative, ma anche di implementare una strategia che contenesse i consumi energetici e consentisse all’azienda di raggiungere gli obiettivi stabiliti in campo ambientale.
Il progetto del sistema di refrigerazione si è rivelato di cruciale importanza nello sviluppo del nuovo impianto di produzione della panetteria. Maurer ha collaborato assiduamente con Ice COOL, azienda specializzata in soluzioni personalizzate per lo sviluppo di sistemi di refrigerazione igienici, ecologici e ad elevato rendimento energetico per la panificazione.
Sono stati dedicati 6 mesi alla preparazione di questo challenge, che consisteva nel progettare un sistema in cascata che funzionasse efficacemente e si adattasse ai diversi profili di pressione dei refrigeranti, grazie alla stretta collaborazione con ECR.ECR-Nederland BV è molto conosciuta per la realizzazione di soluzioni personalizzate, in particolare applicando una potente modellizzazione in 3D inserita in un intero pacchetto progettuale conforme alla PED e ad altre normative. Questo approccio è stato sfruttato per fare sì che Maurer potesse valutare le prestazioni del sistema e approvare il progetto globale.
L’opzione Solstice® ze è stata sottoposta ad ECR da Climalife Holland, la divisione olandese del leader europeo nella distribuzione di refrigeranti. In precedenza, Climalife aveva preso parte a numerose prove sul campo sul Solstice® ze e ne aveva sottolineato il carattere innovativo come soluzione a più basso GWP orientata al futuro. Un grande vantaggio è il fatto che il Solstice® ze non è considerato un gas fluorurato ad effetto serra e pertanto non è incluso nelle assegnazioni di quote che limiteranno l’immissione sul mercato degli HFC dopo il 2015. Il progetto del sistema è stato ottimizzato alla pressione minima del Solstice ze rispetto al refrigerante tradizionale R-134a. Siccome il Solstice® ze è leggermente infiammabile, Ice Cool ha controllato la conformità ATEX con un ente certificato, secondo cui, dato il bassissimo rischio del Solstice ze nel sistema in oggetto, non sono necessarie ulteriori misure ATEX.
Implementazione del progetto: installazione di una “prima” nel settore
Maurer ha commissionato il sistema di refrigerazione/congelamento nel novembre del 2013, dopo che Climalife ed ECR avevano concluso un’approfondita valutazione del Solstice® ze nell’ambito del progetto Ice COOL.
Il risultato è stato il primo impianto in cascata industriale che coniuga il Solstice ze per il controllo della media temperatura e la CO2 per la bassa temperatura.
La configurazione in cascata ha inoltre consentito a Maurer di rispettare l’impegno assunto in termini di bassi consumi energetici e ridotto impatto ambientale. Infatti, nell’ambito della configurazione del sistema viene attentamente monitorato il rendimento energetico totale. Da un punto di vista tecnico, associare il Solstice® ze e la CO2 in un’unica configurazione rappresentava una sfida, dato che la CO2 è un fluido ad alta capacità molto rapido, mentre il Solstice® ze impiega più tempo a raggiungere il livello stazionario a causa della minore capacità. Grazie a questo connubio di competenze, si è però giunti ad offrire una soluzione che non soltanto soddisfa le esigenze di Maurer ma possiede anche un grande potenziale nell’intero settore alimentare.
In questo sistema, il Solstice® ze viene utilizzato per l’espansione diretta sul lato alta pressione fino a temperature di evaporazione di -10 ºC e -15 ºC,evaporazione di -10 ºC e -15 ºC, alimentando sia le celle frigorifere sia l’area di lavoro dove vengono preparati i prodotti. La CO2 viene invece utilizzata sul lato bassa pressione per i magazzini per merci congelate e il processo di abbattimento necessario per alcuni impasti speciali. Le valvole di espansione elettroniche vengono impiegate sia per le operazioni a media temperatura sia per quelle a bassa temperatura.
I circuiti comprendono anche due condensatori Güntner Microx (volume di 2×20 l) con ventilatori a commutazione elettronica, uno scambiatore di calore Alfa Laval per il recupero del calore da 300 kW e un raffreddatore a secco per il raffreddamento del gas di scarico della CO2.
Prospettiva per il settore: Offrire una soluzione a basso GWP
La scelta di Maurer di utilizzare Solstice® ze di Honeywell riflette la crescente domanda del mercato alimentare e delle bevande di utilizzare refrigeranti con un basso GWP, un’elevata efficienza energetica e ridotte emissioni di carbonio. Con un GWP < 1, questo refrigerante è un’alternativa all’R-134a. È ideale per refrigeratori, distributori, sistemi a cascata di CO2, essiccatori d’aria e
RISULTATI
- La partnership ha portato con successo all’implementazione del primo sistema in cascata industriale Solstice® ze/CO2 per la refrigerazione e il congelamento.
- Le prestazioni di refrigerazione sono molto soddisfacenti nonostante la diversità di temperature necessarie per la produzione e gli uffici, garantendo pertanto l’alta qualità richiesta dall’attività.
- Oltre a ridurre le emissioni dirette del 99,9% e quelle indirette grazie ad un migliore CoP, l’impianto rappresenta una soluzione orientata al futuro con elevati standard di sicurezza.
«Dopo un anno di lavoro, l’impianto funziona in piena sicurezza, come previsto, e ci aiuta a raggiungere gli obiettivi ambientali prestabiliti, rappresentando al contempo una soluzione a lungo termine, che in futuro soddisferà i requisiti normativi sui refrigeranti poiché non richiede ulteriori investimenti per il rinnovo del sistema. ».
TOBIAS MAURER, DIRETTORE GENERALE
“Grazie alla lunga esperienza acquisita con HFC, ammoniaca R-290 e CO2, abbiamo testato il Solstice® ze e ne abbiamo constatato il migliore coefficiente di prestazione (CoP). Nel prendere in considerazione il costo totale di possesso e le problematiche di malfunzionamento/sicurezza, riteniamo che il Solstice® ze sia una soluzione perfetta per impianti come questo. Attualmente stiamo valutando il Solstice® ze come soluzione per la refrigerazione del lato alta pressione nei supermercati in associazione con la CO2 per il lato bassa pressione.”
UDO J. VAN DER MEER, ECR-NEDERLAND BV
“Abbiamo dovuto seguire una curva di apprendimento per ottimizzare il rendimento dell’intero impianto, in quanto il Solstice® ze e la CO2 non sono la combinazione più semplice da realizzare a causa delle diverse capacità e velocità nel raggiungere il livello stazionario. Ora però siamo soddisfatti e crediamo che un sistema in cascata formato da Solstice® ze e CO2 rappresenti una scelta valida, affidabile ed efficiente nell’ambito di una corretta gestione delle condizioni progettuali e di sicurezza.”
PETER WEHRENS, ICE COOL