Raffreddamento ad acqua ghiacciata: Controllo efficiente della temperatura con i sistemi ad acqua ghiacciata

Introduzione: Il ruolo dell'acqua ghiacciata nel raffreddamento industriale e degli edifici

I sistemi di raffreddamento ad acqua ghiacciata offrono un raffreddamento affidabile, efficiente e preciso sia nei processi industriali di produzione di alimenti e bevande che nella climatizzazione degli edifici. Soprattutto laddove le basse temperature e l'igiene sono essenziali, come nella produzione alimentare o negli ambienti farmaceutici, i sistemi ad acqua refrigerata offrono un equilibrio ideale tra prestazioni e consumo energetico. Con temperature di esercizio vicine a 0 °C, consentono un raffreddamento ottimale dei processi con un impatto ambientale minimo.

Che cos'è il raffreddamento ad acqua ghiacciata? Definizione e funzione

Per acqua refrigerata si intende l'acqua raffreddata a una temperatura compresa tra 0,5 °C e 1 °C mediante sistemi basati su evaporatori, come i Refrigeratori Falling Film o gli evaporatori a piastre Pillow Plate. L'acqua refrigerata circola in un circuito chiuso o aperto, assorbendo il calore dai prodotti o dagli ambienti tramite scambiatori di calore e ritornando all'unità di raffreddamento per essere nuovamente raffreddata.

Questo metodo di raffreddamento indiretto riduce al minimo il volume del refrigerante e consente un controllo preciso del processo.

Vantaggi e caratteristiche principali del raffreddamento ad acqua refrigerata

  • Temperature estremamente basse senza rischi di congelamento

  • Elevata efficienza energetica grazie al trasferimento di calore per contatto diretto

  • Raffreddamento costante e uniforme

  • Igienico e facile da pulire, ideale per le applicazioni alimentari

  • Bassa richiesta di refrigerante nei sistemi indiretti

  • Integrazione con sistemi di stoccaggio del ghiaccio o di recupero del calore

  • Controllo semplificato e compatibilità con l'automazione

Refrigeranti e tipi di sistema

A seconda dei requisiti di processo, vengono utilizzati diversi refrigeranti:

  • Ammoniaca (NH₃) e CO₂ per un raffreddamento naturale e sostenibile.

  • HFC per sistemi compatti dove lo spazio è limitato

  • Miscele di glicole e acqua per circuiti protetti dal gelo.

Le modalità di funzionamento comprendono sistemi a pompa, a gravità o a espansione diretta.

Progetti di sistema: Loop di acqua refrigerata aperti o chiusi

  • I sistemi aperti comportano l'esposizione diretta all'acqua e sono facili da pulire (ideali per gli alimenti).

  • I sistemi chiusi proteggono dalla contaminazione e sono adatti alle applicazioni tecniche di raffreddamento.

Ciascuno di essi presenta vantaggi specifici a seconda delle esigenze di igiene, manutenzione e integrazione.

Servizi di ingegneria e pianificazione

I nostri esperti progettano sistemi di raffreddamento personalizzati in base ai profili di carico e alle esigenze di temperatura specifiche:

  • Calcolo del carico e dimensionamento del sistema

  • Ottimizzazione del COP per il risparmio energetico

  • Selezione dell'evaporatore e dinamica del flusso

  • Integrazione nei sistemi di processo o di impianto

  • Efficienza dei costi grazie alla progettazione basata sul TCO

Riepilogo tecnico Raffreddamento ad acqua ghiacciata

CaratteristicheSpecifiche tecniche
Intervallo di temperaturaDa 0,5 °C a 1 °C
RefrigerantiNH₃, CO₂, HFC, miscele glicole-acqua
EvaporatoriEvaporatori a film cadente, Le piastre Pillow Plate
Tipi di sistemaCircuiti d'acqua aperti o chiusi
ApplicazioniAlimentare, bevande, farmaceutico, HVAC
Opzioni di controlloBasato sulla temperatura o sul COP
Livello di igieneConformi al CIP, in acciaio inox, lucidabili
EfficienzaPrestazioni elevate, basso consumo energetico

Raffreddamento del prodotto: Utilizzo di acqua ghiacciata o ghiaccio

Nell'industria alimentare, oltre al raffreddamento ad acqua per la produzione di ghiaccio, utilizziamo acqua di rete refrigerata (acqua per il ghiaccio). Questo aiuta a controllare le temperature nel processo di produzione. Controllando le temperature, possiamo tenere sotto controllo la crescita dei microrganismi o creare uno shock termico. Questo shock da acqua fredda a 0,5°C è importante per le fasi successive della lavorazione degli alimenti.

 

  • Diluizione di concentrati nella produzione di succhi, bibite, salse e condimenti.
  • Nella produzione del pane, ad esempio, l'acqua viene spesso raffreddata per portare l'impasto alla giusta temperatura e consentire così una fermentazione controllata.
  • La miscelazione di ingredienti secchi con acqua ghiacciata permette di mantenere la giusta temperatura e di regolare la consistenza nella produzione di gelati, sorbetti e pasticcini. Il raffreddamento è anche una fase importante nella preparazione di dessert come mousse o creme, per ottenere la consistenza e la struttura desiderate.
  • Preparazione di prodotti farmaceutici.
  • Raffreddamento di prodotti deperibili come zuppe e brodi.
  • Nell'industria degli insaccati, per evitare un aumento della temperatura durante il processo di miscelazione degli ingredienti.
  • Lavorazione di frutti di mare per il raffreddamento o il mantenimento della temperatura.

Il raffreddamento ad acqua vicino al punto di congelamento con acqua ghiacciata a 0,5°C viene utilizzato per mantenere freschi gli alimenti durante la produzione, ad esempio nella cottura o nella lavorazione della carne. L'acqua refrigerata aiuta a regolare la temperatura, che a sua volta controlla i processi di fermentazione, limita la crescita dei microrganismi e garantisce la sicurezza alimentare.

Le tecniche di raffreddamento sono utilizzate anche per preservare la freschezza dopo il raccolto. Un metodo è l'idrorefrigerazione, che aiuta a preservare le proprietà di frutta e verdura durante lo stoccaggio e il trasporto.

Un raffreddamento rapido ed efficace è essenziale per garantire la qualità e la durata di conservazione dei frutti di mare. Subito dopo la cattura, le delicate creature marine vengono raffreddate tra il ghiaccio (ghiaccio tritato) per abbassare immediatamente la temperatura a circa 0 °C senza perdere tempo. Il ghiaccio non serve solo a regolare la temperatura, ma lava delicatamente i pesci mentre si scioglie, preservando le loro mucose naturali e l'umidità della pelle.

Il ghiaccio a scaglie è il metodo preferito per conservare il pesce fresco. Il pesce viene posizionato su di esso e mantenuto a una temperatura di poco inferiore a 0 °C. La presenza del ghiaccio è molto importante perché inibisce la crescita di microrganismi che accelererebbero il deterioramento e allo stesso tempo impedisce al pesce di seccarsi. Tuttavia, è importante che il pesce non venga conservato troppo freddo; una temperatura troppo bassa può portare a bruciature da congelamento, che influiscono negativamente sull'aspetto e sul sapore del pesce. Tecniche di pre-raffreddamento o pre-raffreddamento dell'acqua. E l'uso di ghiaccio industriale. Le tecniche di preraffreddamento che possono essere utilizzate per eliminare rapidamente il calore dal prodotto includono:

  • Il raffreddamento con acqua ghiacciata a 0,5°C, noto anche come hydrocooling, raffredda rapidamente i prodotti. L'acqua fredda estrae il calore dai prodotti e ne abbassa efficacemente la temperatura. Questo metodo non solo raffredda rapidamente, ma aumenta anche il trasferimento di calore alla superficie del prodotto, rendendolo molto efficace. Le più importanti tecniche di idrocooling sono utilizzate per frutta, verdura, pesce, carne, piatti pronti e salse.
  • Nel raffreddamento a ghiaccio, il ghiaccio viene applicato direttamente sotto e sopra il prodotto. Le più importanti tecniche di idrocooling nel campo di applicazione sono: frutta, verdura, pesce, carne.

Cogliete l'opportunità di sperimentare perché l'hydrocooling raffredda 15 volte più velocemente dell'aria grazie a una tecnologia avanzata. Vi garantiamo che rimarrete stupiti dalla velocità, dalla precisione e dalla convenienza che il nostro hydrocooling all'avanguardia offre per specifici tipi di frutta o verdura.

Il controllo della temperatura è fondamentale per la freschezza e la durata di conservazione di frutta e verdura. Controlla i processi di respirazione e il rilascio di etilene, che possono influenzare e accelerare la maturazione. Regolando con precisione le temperature, è possibile raccogliere i prodotti raccolti in condizioni ottimali e conservarne la freschezza più a lungo. In questo modo la frutta e la verdura rimangono succose, aromatiche, con una consistenza soda e un minore contenuto di fibre.

L'elevata capacità di trasferimento del calore dell'acqua ghiacciata a 0,5°C aumenta notevolmente l'efficienza del sistema di raffreddamento. Raffredda rapidamente la frutta da 30 a 2 gradi Celsius per ridurre l'attività di respirazione, prolungando il periodo di conservazione e prevenendo la perdita di qualità. Questo processo ci dà la flessibilità di raccogliere i frutti esattamente quando hanno raggiunto le caratteristiche di sapore ottimali. Il tempo di raffreddamento richiesto varia a seconda delle dimensioni e della natura della buccia del frutto e della quantità di acqua di raffreddamento che la attraversa.

Oltre ai vantaggi del raffreddamento rapido e della riduzione della respirazione, il sistema contribuisce anche all'igiene. Dopo la raccolta, la frutta viene lavata e disinfettata, rimuovendo i residui di prodotti fitosanitari, pesticidi e microrganismi dannosi come insetti, batteri o funghi (ad esempio Penicillium, Botrytis, Rhyzopus, Alternaria, Monilina). Vengono inoltre rimossi i solidi sospesi e le particelle più grandi, come polvere, rametti e foglie, che potrebbero influire sulle vendite e sul consumo. Il risultato è un prodotto alimentare di alta qualità per il consumatore.

 

Lo scopo della refrigerazione con ghiaccio tritato è quello di prolungare la durata di conservazione della materia prima senza modificarne sostanzialmente le proprietà e la qualità. A seconda del tipo di alimento, i moderni metodi di produzione del ghiaccio tritato lavorano con una superficie di contatto più ampia, con uno spessore del ghiaccio di 1,5-6 mm e una superficie di 2,5-5 cm²m. Questo racchiude in modo ottimale il prodotto e non causa alcun danno agli alimenti che ne vengono a contatto. Durante la refrigerazione, la temperatura del pesce viene rapidamente ridotta a un valore vicino al punto crioscopico (la temperatura alla quale l'acqua nel tessuto del pesce inizia a passare dallo stato liquido a quello solido). L'uso del ghiaccio abbassa la temperatura, riduce gli effetti biochimici e microbici e prolunga la durata di conservazione del pesce o della carne.

Il ghiaccio nell'industria deve soddisfare requisiti specifici, ed è proprio qui che entra in gioco BUCO Chip Ice. Le macchine per il ghiaccio BUCO producono esattamente il ghiaccio di cui avete bisogno, che si tratti di ghiaccio tritato prodotto con acqua salata o acqua dolce. L'obiettivo è sempre quello di ottenere prestazioni di raffreddamento ottimali con il minor consumo energetico possibile. La temperatura durante il processo di produzione, che si tratti di una temperatura del ghiaccio di -0,5°C o di -8°C, gioca solo un ruolo secondario, poiché il trasferimento di calore più efficace avviene a 0°C con 335 kj/kg. Sebbene il ghiaccio superraffreddato (T= -8°C) abbia una capacità di fusione superiore di circa l'8%, ciò comporta spesso un consumo energetico doppio rispetto alle tradizionali macchine per il ghiaccio a tamburo. Il ghiaccio tritato BUCO, invece, è ideale per il raffreddamento in quanto è particolarmente delicato per il pesce. I bordi morbidi e arrotondati dei frammenti di ghiaccio assicurano che la pelle sensibile del pesce rimanga illesa. Grazie al suo spessore di 6-8 mm, il ghiaccio si scioglie molto lentamente, il risciacquo con l'acqua di condensa consente lo sviluppo di un minor numero di microrganismi e la qualità del pesce viene preservata. La qualità della superficie del pesce non viene intaccata da segni di pressione o bruciature da congelamento. Il ghiaccio BUCO è quindi sinonimo di freschezza duratura e di massima qualità dei vostri frutti di mare.