Gelateria, consumo di acqua di processo ed economizzatore

In gelateria il consumo di acqua ma anche di energia elettrica è notevole.

La maggior parte delle attrezzature hanno un tipo di raffreddamento ad acqua, in particolare pastorizzatori, mantecatori o macchine combinate.
Ad esempio, una combinata ha un’impronta idrica diretta di circa 10 litri (0,01 m³) per produrre 1 litro di gelato.
In realtà il consumo di acqua totale è poi maggiore in quanto le macchine vanno anche lavate dopo ogni tot di cicli per non avere contaminazioni di colori e/o di gusto inoltre, c’è il consumo d’acqua della lavastoviglie, della pulizia generale, ecc.
Il costo medio residenziale, in Italia che è meno caro, è circa 1,55 euro/m³ (rapporto Blue Book 2011, pubblicato da Utilitatis), per utenza produttiva potrebbe arrivare anche a 5 euro.

In gelateria, negli anni scorsi, il costo dell’acqua in­cideva poco oggi invece, è sempre più fra le voci dei costi di produzione poiché il 90% circa dell’acqua fatturata viene utilizzata in laboratorio per raffreddare pastorizzatori, mantecatori, abbattitori, celle frigorifere e, raramente, ve­trine/banchi espositivi. I consumi idrici sono molto cospicui:
– un mantecatore di me­die dimensioni consuma me­diamente 350 litri/h (0,35 m³/h)
– una vetrina frigorifera da 12 gusti consuma circa 120-180 litri/h (0,12-0,18 m³/h)
– un pastorizzatore da sessanta litri (in fase di abbassamento della temperatura) consuma 600 litri/h (0,6 m³/h)

Le macchine prevedono attacchi di ingresso e di uscita dell’acqua per il raffreddamento, quasi sempre l’alimentazione dell’acqua avviene direttamente dalla rete idrica (acquedotto) e l’uscita viene scaricata senza altro utilizzo. Evidentemente c’è un notevole spreco di risorse idriche, per loro natura scarse anche se in Italia non abbiamo di questi problemi (almeno per ora e non dappertutto).
Per ridurre i consumi d’acqua di processo si fa uso quindi alternativamente di:
– torre di evaporazione
– chiller
– economizzatore

Conosco qualche gelatiere che, avendo un laboratorio più grande, si è attrezzato inviando l’acqua di raffreddamento a una torre evaporativa (torre di raffreddamento), così da ridurre la temperatura utilizzando l’aria esterna e l’effetto di raffreddamento adiabatico dovuto all’evaporazione.
Le torri evaporative, tuttavia, presentano alcuni inconvenienti:
– sono dotate di pacchi alveolari bagnati dall’acqua in cui si può avere proliferazione batteriche o generazione di muffe
– hanno comunque un consumo d’acqua, pari alla quantità che si fa evaporare per ottenere l’effetto adiabatico
– la riduzione della temperatura dipende in larga misura dalla temperatura dell’aria esterna

Relativamente all’ultimo punto, in estate vorrà dire che l’acqua di raffreddamento che rientra alle macchine di produzione (mantecatrice/combinata), potrebbe non raggiungere la temperatura media dell’acqua di rete (10-18°C). Pertanto, se l’acqua di raffreddamento torna dalla torre a una temperatura più alta (ad esempio 24°C) vorrà dire che la condensazione delle macchine avverrà ad una temperatura più elevata riducendo l’efficienza energetica (elettrica in questo caso).
Assumendo che ad ogni grado di temperatura di condensazione superiore si abbia 5% di perdita di efficienza energetica delle macchine del laboratorio avremo 70-30% di aumento dei consumi elettrici.
Se una macchina, lavorando con acqua di rete a 18°C, assorbe 10 kWh elettrici, ricevendo invece acqua a 24°C assorbirà 13 kWatt: +30% di consumo di energia elettrica anche se con bassi consumi di acqua (ridotti del 90/95%). Ovviamente la torre ha poi un suo consumo energetico marginale.

Il chiller (refrigeratore o gruppo frigorifero) è una macchina termica che sfruttando la compressione e l’espansione di gas frigorigeni consente di sottrarre calore a un fluido, molto spesso acqua.
Si possono avere chiller:
– raffreddati ad aria
– raffreddati ad acqua
Un chiller è una macchina termica che consuma notevoli quantità di energia, soprattutto relativamente all’elettricità richiesta per il funzionamento del compressore. Il rendimento di un chiller, ossia la sua resa frigorifera espressa in KW, o in Kcal/h, è inoltre strettamente dipendente da due fattori:
– temperatura dell’acqua in uscita
– temperatura ambiente
Essendo il suo rendimento strettamente dipendente dalle temperature di evaporazione e di condensazione.
In pratica, un chiller consuma meno se deve dissipare calore (energia termica) a temperatura più alte che a temperature più basse. Inoltre, un chiller è più efficiente a temperature ambientali basse (entro certi limiti) che a temperature alte.

L’economizzatore d’acqua consente di raffreddare, recuperare e riutilizzare l’acqua di condensazione in uscita dalle macchine che raffreddano permette così anche un risparmio di energia elettrica del 10-30%. Inoltre, ha un ingombro ridotto, non necessita di unità esterne, non impatta sul clima interno e sull’inquinamento acustico.