Di Rodolphe Karpe, Product Marketing Manager, Fluid Control and Pneumatics, Europa presso Emerson.
Con l’esplosione delle vendite di birre artigianali, della domanda di nuove miscele di vino e delle distillerie internazionali sul mercato, il settore delle bevande alcoliche è in grande crescita. Questa proliferazione ha offerto ai consumatori maggiori possibilità di scelta rispetto a ogni epoca del passato e ha ampliato il mercato delle bevande alcoliche, sia a livello di singola area geografica che in tutto il mondo. Sia i birrifici delle piccole città, che i produttori di vini di nicchia che i grandi marchi globali da milioni di Euro l’anno, devono accertarsi che i prodotti mantengano gli stessi livelli di qualità e gusto per restare al passo con la domanda, nonostante una pronunciata variabilità.
Il segreto per soddisfare ogni volta le aspettative dei clienti è il controllo del processo di fermentazione. Per garantire qualità, coerenza e gusto dei vari stili e aromi di bevande, diventa fondamentale un controllo preciso della temperatura durante il processo di fermentazione. Per controllare con precisione i parametri di riscaldamento e/o raffreddamento, i serbatoi di controllo devono essere dotati del sistema di valvole ideale per l’applicazione. Troppo spesso la durata delle valvole si rivela più breve del previsto e si evidenziano altri problemi di prestazioni che possono causare fluttuazioni di temperatura, con la conseguenza di una compromissione della qualità delle bevande e di spese impreviste in termini di tempo e denaro preziosi.
Ostacoli più frequenti che rendono difficile l’aggiornamento dei sistemi dei serbatoi I produttori di bevande alcoliche di solito controllano le temperature dei serbatoi e, quindi, il processo di fermentazione, utilizzando sistemi a glicole o ammoniaca. A seconda del sistema, è importante anche selezionare valvole certificate per la gestione del materiale appropriato.
Nei sistemi con glicole propilenico, ad esempio, questo liquido non tossico scorre lungo i rivestimenti termici che circondano i serbatoi di fermentazione. In un circuito chiuso, il glicole viene pompato e raffreddato in un refrigeratore prima di tornare a scorrere di nuovo lungo i rivestimenti. Il glicole raffreddato abbassa quindi la temperatura dei serbatoi e del loro contenuto.
Poiché la fermentazione è un processo così vitale, non sorprende che i produttori di bevande cerchino di sfruttare ogni opportunità per instal- lare o aggiornare i propri sistemi di raffreddamento e riscaldamento dei serbatoi. Queste modifiche, tuttavia, presentano sfide e problemi da risolvere. Molti stabilimenti, in particolare gli impianti più piccoli, dispongono di uno spazio fisico limitato. Di conseguenza, i sistemi di serbatoi devono essere posizionati il più vicino possibile l’uno all’altro per ottimizzare lo spazio e l’ingombro e consentire un facile accesso durante la manutenzione, rendendo necessaria una progettazione dei serbatoi innovativa ma costosa. Altre sfide sono: – Costi energetici elevati. L’energia è uno dei maggiori costi generali nell’industria alimentare, inclusa la produzione di bevande alcoliche. Poiché la fermentazione è conside- rata un ambiente umido, i produttori di bevande devono predisporre ulte- riori misure di sicurezza elettrica.
– Tempi di installazione e manutenzione. A seconda delle dimensioni e del numero di serbatoi, la manodopera necessaria per la posa di tuba- zioni e cablaggio può essere dispendiosa sia in termini di tempo che di denaro. Inoltre, la manutenzione e l’aggiornamento diventano sempre più complessi, con un conseguente incremento dei potenziali tempi di inattività. – Possibile perdita di prodotto. Per le cantine vinicole in particolare, qualsiasi problema che comprometta i lotti durante periodi di fermentazione prolungati equivale ad anni di tempo perso, oltre ai materiali impiegati e agli altri costi. Oltre a garantire un controllo preciso della temperatura, la selezione delle valvole più idonee può risolvere i pro- blemi e le sfide associati all’installazione, alla manutenzione e all’aggiornamento dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento del processo di fermentazione. Se si scelgono le valvole giuste, è possibile ridurre gli ingombri, risparmiare energia e ottimizzare la produttività. Come scegliere le valvole che con- sentono di vincere le sfide della fermentazione
Che si passi troppo tempo a lavorare su tubi e condutture o che si stia avviando solo ora un’attività con risorse e spazio limitati, Emerson può aiutare a scegliere il prodotto di automazione dei fluidi più idoneo per soddisfare le esigenze specifiche dell’applicazione. Oltre ad affidabilità e durata, i nostri prodotti possono offrire la durata prevista più lunga del settore, ottimizzando i tempi di attività durante ogni prezioso minuto del processo di produzione delle bevande.
È possibile scegliere tra le seguenti soluzioni di valvole, tutte idonee per sistemi che utilizzano glicole o ammoniaca: Valvole a due vie. Le valvole a due vie sono valvole di tipo tradizionale, comprovate e affidabili per i sistemi di riscaldamento e raffreddamento del processo di fermentazione. Queste elettrovalvole a portata elevata sono disponibili in una vasta gamma di valori nominali di pressione, dimensioni e materiali resistenti come ottone o acciaio inox, per una lunga durata e basse perdite interne. Molte sono a basso consumo di energia e montabili in qualsiasi posizione, per aumentare la flessibilità di installazione in configurazioni in spazi limitati o angusti. Cerca la certificazione IP65 per l’uso nei processi di fermentazione e in altri ambienti umidi.
Elettrovalvole. Le elettrovalvole offrono diversi miglioramenti dal punto di vista elettrico che ottimizzano il risparmio energetico e la durata. Cerca le valvole che incorporano circuiti di gestione dell’alimentazione e la soppressione delle sovratensioni elettriche, sia per l’elettrovalvola che per i controlli elettronici. Queste funzionalità comportano un risparmio ener- getico che consente di ridurre il costo totale di possesso del 14%. Inoltre, queste valvole accettano tensioni AC e CC senza sacrificare le specifiche di portata o pressione, aumentando le prestazioni in CC fino al 500%, in base agli standard di setto- re odierni. Poiché le caratteristiche di tensione CC della valvola ora sono simili ai valori di pressione e portata in AC è possibile eliminare le schede di uscita per la AC e semplificare il controllo, ridurre i costi di cablaggio e garantire ambienti di lavoro più sicuri per gli utenti che lavorano in CC.
Le elettrovalvole inoltre eliminano il ronzio associato alla tensione in AC e possono operare in una gamma di temperature di esercizio in CC e A.C. molto più estesa. Anche la durata del prodotto viene prolungata, grazie a un ridotto aumento della temperatura dell’elettrovalvola, in modo da soddisfare i requisiti per le approvazioni UL, CSA e CE e assicurare la conformità a RoHS 2. Valvole a sede inclinata. Le valvole a sede inclinata, a comando pneumatico e ad azione diretta sono ideali per i fluidi aggressivi e ad alta viscosità. Molti modelli sono caratterizzati da un design a flusso diretto e da una vasta gamma di opzioni avanzate, tra cui una Box di segnalazione, un po- sizionatore compatto per il controllo proporzionale e un limitatore di corsa. Queste valvole rappresentano l’alter- nativa ideale alle valvole a diaframma e a sfera. Consentono una chiusura ermetica in entrambe le direzioni e non contengono fori di sfiato, elimi- nando le possibili occlusioni da glicole e le fluttuazioni della temperatura del serbatoio correlate. Inoltre, costano un terzo delle valvole a sfera e durano fino a 10 volte di più. Molte valvole a sede inclinata sono progettate per gestire la contropressione, eliminando la necessità di installare valvole di non ritorno, e presentano un corpo robusto in acciaio inox in grado di resistere ai vapori di zolfo prodotti nei processi del settore vitivinicolo.
L’automazione migliora ulteriormen- te il controllo della temperatura Oltre selezione delle valvole più idonee, è importante considerare l’automazione dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento della fermentazione, per ottenere una precisione ancora maggiore della regolazione termica. Ad esempio, la piattaforma elettronica Fieldbus G3 rende questo processo rapido, semplice e indolore. La piattaforma G3 integra interfacce di comunicazione e funzionalità di ingresso/ uscita (I/O) nei manifold delle valvole pneumatiche, che consentono al PLC di attivare e disattivare le valvole in modo più efficiente, nonché di ottenere dati sulla temperatura dei canali dai sensori RTD (Resistance Temperature Detector, rilevatore a termoresistenza). Compatta e modulare, la piattaforma G3 offre una gamma di funzionalità innovative per migliorare le operazioni di fermentazione, tra cui un display grafico per una facile messa in opera e diagnosi dei guasti, oltre alla compatibilità con una vasta gamma di protocolli di comunicazione industriali, come Ethernet, PROFINET, DeviceNet e molti altri.
Le valvole più idonee installate in combinazione con la piattaforma di automazione G3 offrono una soluzione unica, in grado di vincere molte delle sfide che impediscono ai produttori di bevande alcoliche di implementare, espandere o aggiornare i propri sistemi di fermentazione. Oltre a ridurre l’ingombro, risparmiare energia e migliorare i tempi di attività fondamentali, questa combinazione garantisce la tranquillità che deriva dalla consapevolezza che le bevande prodotte, indipendentemente da stile, sapore o miscela, raggiungeranno i massimi livelli di qualità, coerenza e gusto.
