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Pastorizzare risparmiando energia, un’idea dall’Enea

L'Ente ha realizzato un sistema battezzato PA.CO2, capace di tagliare i consumi di oltre il 40%, grazie a CO2 e pompe di calore.

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Un macchinario per la pastorizzazione degli alimenti negli impianti di piccola taglia in grado di ridurre i consumi energetici del 70% nella fase di riscaldamento del processo e del 42% sull’intero ciclo, rispetto ai sistemi convenzionali.

Si tratta del sistema innovativo PA.CO2 (PAsteurization with CO2) realizzato nei laboratori dell’Enea, che impiega la CO2 come refrigerante e sfrutta l’energia dell’aria o dall’acqua, grazie ad una pompa di calore reversibile, in grado cioè sia di scaldare che di raffreddare il fluido trattato (vedi immagini, cortesia Enea, click per ingrandire).

Il processo di pastorizzazione, il principale trattamento termico che serve a distruggere gli organismi patogeni presenti in alimenti come latte, birra, vino, succhi di frutta, uova e conserve, è costituito da tre fasi: riscaldamento – che richiede di mantenere l’alimento per 15-30 minuti a temperature fino a 85 °C – il raffreddamento e la conservazione della miscela alimentare.

“I pastorizzatori di piccola e media taglia effettuano le fasi di raffreddamento e conservazione post-pastorizzazione con un ciclo frigorifero standard mentre la fase di riscaldamento, ossia la pastorizzazione vera e propria, viene svolta con apposite resistenze elettriche, che incidono fortemente sui consumi energetici complessivi”, sottolinea Raniero Trinchieri del Laboratorio Sviluppo Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia dell’ENEA.

“In questo contesto le pompe di calore reversibili possono essere impiegate nella pastorizzazione, con benefici sia in termini di efficienza e risparmio energetico, sia di compatibilità ambientale in quanto il principio di funzionamento è in grado di garantire nel riscaldamento un effetto utile superiore alla potenza elettrica assorbita”, conclude Trinchieri.

PA.CO2 è stato inoltre dotato di un sistema di controllo innovativo, che ottimizza il ciclo termodinamico in ogni condizione d’esercizio e consente di rendere l’intero processo di pastorizzazione più efficiente, con un risparmio energetico totale verificato di oltre 3 kWh per ciclo.

“Il valore aggiunto dell’innovazione sta nel fatto che una parte dell’energia trasferita proviene da fonte rinnovabile, essendo estratta dalla sorgente termica, aria o acqua. L’impiego poi di un refrigerante a basso impatto ambientale come la CO2 non è soggetto alle restrizioni imposte dalla recente normative sulla commercializzazione degli equivalenti sintetici”, commenta Luca Saraceno, ricercatore dello stesso laboratorio ENEA.

“Inoltre, il fluido di lavoro può raggiungere temperature notevolmente superiori a quelle ottenibili con tecnologie tradizionali, consentendo quindi di effettuare la pastorizzazione con tempi e consumi molto minori”, conclude Saraceno.

Per confermare le stime di performance e analizzare nuovi modelli di calcolo che dimostrano ulteriori riduzioni del fabbisogno energetico fino al 15%, ma anche ampliare gli ambiti applicativi dell’innovazione, nei prossimi mesi i ricercatori eseguiranno nuovi test nell’ambito di una nuova fase sperimentale i cui risultati sono attesi per il 2019.

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