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

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

2 Andamento della carica batterica in funzione della temperatura 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: aperto chiuso volume nominale: 100 ÷ 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 singolo o multipli a seconda del VN
Gruppo frigorifero Evaporatore a nido d’ape a placche tubolare, a serpentina singolo o multipli a seconda del VN

9 Sistemi di refrigerazione
indiretti diretti

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 aspersione di 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 Comparazione prestazioni
20: : : : : : : : :00 Temperatura (°C) ore 1M 2M S on off Tempo di funzionamento impianto frigorifero °T mandata compressore °T latte °T ambiente RD 5 h/d 17: : : : : : : : :30 Temperatura (°C) ore 2M 1M S on off RI 17 h/d

13 Comparazione prestazioni
Diretti Indiretti potenza specifica kW/100 l VN consumo energetico Wh/l latte * Prezzo 0,16 25-15 = 0,09 30-20 ++ * il range di valori si riferisce a vasche con VN = 200 ÷1000 l

14 Vantaggi dei refrigeratori indiretti
35 4 180 60 120 tempo (min) temperatura (°C) RD RI 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 giri min (max 50) motore elettrico indipendente

16 Dispositivi di misura e regolazione
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

17 Prestazioni di refrigerazione (EN 13732:2003)
Numero di mungiture 2 tank progettato per refrigerare 50% del volume per volta 4 tank progettato per refrigerare 25% del volume per volta 6 tank progettato per refrigerare 16,7% del volume per volta Temperatura ambiente Classe PT - Temperatura prestazione ST – Temperatura sicurezza A 38 °C 43 °C B 32 °C C 25 °C

18 Prestazioni di refrigerazione EN 13732:2003
Tempo di refrigerazione Classe Tempo massimo di refrigerazione di una mungitura da 35°C a 4°C 2 ore I 2,5 ore II 3 ore III 3,5 ore Una vasca da litri classe 4 B II è capace di refrigerare 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
Volume Nominale serbatoio Lmax: produzione giornaliera max di latte n: n° giorni di conservazione (1, 2, 3) 1,10: coefficiente maggiorativo sicurezza 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 ↑ CU Latte refrigerato (l/anno) Fattore moltipl. costi fissi 1,00 0,75 0,50 0,25 36.500 23.375 18.250 5.125 1 1,32 2 4 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 che fare quando mancano i dati
la classe di prestazione deve essere indicata sulla targa identificativa dell’impianto oltre a marca e modello e 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 Réfrigération du lait à la ferme et organisation des transports
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

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 PULIZIA DEI SERBATOI REFRIGERANTI

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