TORNADO Nuova Tecnologia per la Pre-refrigerazione e Catena Del Freddo

La storicità della struttura e l’esperienza hanno consacrato la ditta BRANCATO come un’azienda promotrice nel settore, oggi leader indiscussa in ambito nazionale ed internazionale.

L’azienda ha sempre focalizzato gran parte delle proprie risorse sulla ricerca ed innovazione tecnologica; l’ultima innovazione immessa sul mercato è il “TORNADO” che ha riscosso un altissimo gradimento da parte degli operatori del settore.

“ La ricerca conferma che abbassare la velocità di respirazione immediatamente dopo la raccolta è essenziale, per conservare la qualità dei prodotti freschi e così evitare il decadimento e diminuire le fisiopatie di microrganismi batterici .”

Da un attento studio e da una minuziosa ricerca nasce TORNADO, l’ultima Impianti e Tecnologie per la conservazione e la maturazione in atmosfera modificata (A.M.) dei prodotti ortofrutticoli.

Il funzionamento si basa sul principio fisico-dinamico dell’aria nell’ambiente della cella (Sistema Californiano Forced air- cooling):

Il TORNADO è un procedimento perfezionato per incrementare e dirigere la circolazione forzata dell’aria nelle celle frigorifere mediante un’apparecchiatura mobile che non necessita d'installazione e che può essere immediatamente utilizzata evitando di costruire nuove celle ad abbattimento rapido o ammodernare impianti frigo già esistenti . Poiché utilizzato all’interno di una cella tradizionale ne aumenta le prestazioni, consentendo l’abbattimento rapido della temperatura dei prodotti.

Il funzionamento del TORNADO è molto semplice :

E’ dotato di una tenda avvolgibile idonea alla formazione e la chiusura di un tunnel formatosi da due file parallele contenenti prodotti, già confezionati e posti su palletts.

Il TORNADO aspira l’aria per mezzo di due elettro-ventole, generando un veloce flusso d'aria forzata che attraversando gli imballaggi contenenti i prodotti, crea una depressione all’interno del tunnel e così accelera il raffreddamento di essi, adeguandoli alla temperatura impostata nella cella frigo, in tempi drasticamente ridotti.

Dopo alcune ore che il raffreddamento del prodotto è stato interamente ed uniformemente completato, la macchina si ferma automaticamente e riparte non appena la temperatura aumenta mantenendola costante.

il TORNADO può anche essere collegato col l'impianto frigo tramite il contatto ausiliare del teleruttore posto all'interno del quadro elettrico e quindi avviare e riavviare il compressore in relazione alla temperatura della polpa del prodotto e non della cella .Con questa tecnica si rallenta il processo di maturazione e quindi l'invecchiamento limitando l’avvizzimento del prodotto.

A bordo macchina vi è un quadro elettrico corredato da due termometri digitali e due sonde; una può controllare l’aria dentro il tunnel – flusso secondario – l’altra invece, viene infilata dentro la polpa di un frutto (nel punto più caldo) oppure entrambi su ogni fila nella polpa dei frutti una a destra l'altra a sinistra. L’aria fredda – flusso primario – è spinta dall’esterno all’interno del tunnel attraversando contemporaneamente le due file (disposte in parallelo) dei prodotti accatastati ed è rimandata in alto verso l’ evaporatore, in prossimità del quale, di norma, dovrebbe essere posto il bulbo del termostato che regola i set point della temperatura (minima e massima).

Il flusso d’aria secondario è tipico del “Tornado ” poichè lo troviamo all’interno del tunnel e ne rappresenta la principale caratteristica.

Il flusso d’aria primario lo otteniamo normalmente dalla mandata dell’evaporatore dopo che l‘aria ha investito il pacco evaporatore, primo scambio termico ( Delta T1).

Invece, i l flusso dell’aria secondario ( DELTA 2 ) si riscontra dentro il tunnel e rappresenta la temperatura media fra il flusso d‘aria primario della cella e la temperatura del prodotto. L’aria viene aspirata dalle ventole del “TORNADO ” e spinta in direzione dell’evaporatore per riprendere prontamente con forza e velocità il ciclo.

Pertanto grazie alla maggiore velocità dell’aria ed alla depressione creata con la forza d’aspirazione all’interno del tunnel, il flusso dell’aria secondario permette un più intimo contatto col prodotto (contatto convettivo negativo) riducendo almeno di 1/3 il tempo di raffreddamento.

I Costi e i Consumi del TORNADO : perché usarlo

Il raffreddamento rapido con aria forzata TORNADO, ( rispetta l'ambiente it's Green) rappresenta un eccellente e semplice attrezzo di lavoro per preservare la qualità dei prodotti freschi con un minimo investimento, risparmiando sensibilmente anche sull’energia elettrica ed evidentemente non utilizza gas fluoruranti anzi può limitare l'impiego.

Il Tornado permette di utilizzare gli impianti frigoriferi con maggiore intensità, riducendo il totale dei costi di gestione, raffreddando il carico dei prodotti in un tempo più breve, necessitando così di minore energia per togliere il calore sviluppato dalla traspirazione dei prodotti e ottimizzando la compensazione delle frigorie disperse attraverso i muri, il soffitto ed il pavimento della struttura della cella. Esso garantisce più potenza frigorifera che con tale metodo è concentrata.

Un processo d’esempio assai importante è stato l’uso del TORNADO nel caso della maturazione e conservazione delle banane, che ha permesso agli specialisti di apprezzare le sue qualità per il risparmio di manodopera , perché si evita di manipolare i cartoni e quindi le doppie fasi lavorative dei cartoni stipati (sbancalamento) ottenendo in tempi più brevi (3- 4 gg.) in maniera uniforme la temperatura , grado di maturazione e colore desiderato, evitando condensazione sul prodotto e aumentandone lo shelf life.

Come avviene il sistema di refrigerazione con aria forzata ?:

Il raffreddamento con aria forzata rappresenta uno dei metodi per rimuovere velocemente il calore del campo dai prodotti freschi appena raccolti. La maggior parte dei frutti e vegetali può essere sottoposta all’aria forzata fredda. L’alta capacità dell’elettroventole del “ Tornado” è utilizzata per aspirare l’aria refrigerata attraverso il prodotto. Il risultato è un rapido ed uniforme raffreddamento, dovuto al contatto forzato-convettivo per l’alta velocità dell’aria raffreddata con il prodotto caldo. Ciò non avviene in una cella frigorifera senza “ Tornado” dove il prodotto viene semplicemente piazzato in cella e le ventole lentamente e non in maniera uniforme, provocano un contatto con l’aria fredda principalmente attraverso la conduzione ed un naturale contatto convettivo.

Esiste un vecchio detto che dice: non puoi mai avere abbastanza frigorie in una cella frigorifera.

Questo certamente si riferisce più al sistema di refrigerazione con aria- forzata.

Perché quando il raffreddamento comincia immediatamente, dopo che il prodotto viene piazzato in cella, la discesa della curva del raffreddamento è cosi rapida inizialmente che l’ammontare della refrigerazione propriamente richiesto all’inizio del raffreddamento è enorme. Spesso è molto di più del necessario oppure di quanto i produttori possano permettersi in termini di costi.

Il tempo di raffreddamento in 7/8

Il tempo di raffreddamento in 7/8 è un termine industriale ( molto usato in America) che indica il tempo necessario per rimuovere 7/8 ( 87, 5% ) della differenza della temperatura fra quella di partenza del prodotto e la temperatura media di raffreddamento (aria refrigerata nel caso del raffreddamento con aria forzata). Questo è un metodo conveniente per indicare quando il prodotto è arrivato praticamente alla temperatura media di raffreddamento. Il tempo di 7/8 viene misurato dal momento che il prodotto viene sottoposto all’aria fredda forzata ( v. fig. 1)

Fig. 1: Tipica relazione tempo-temperatura del prodotto

Per esempio, se una pesca a 32°C viene raffreddata usando aria a 0°C, essa raggiungerà la temperatura di 4°C in 9 ore, il tempo di raffreddamento in 7/8 è di 9 ore. Quindi, la differenza di temperatura tra il prodotto in entrata (32°C) e l’aria (0°C) sarà di 28°C alla fine del processo di raffreddamento. Il tempo di raffreddamento in 7/8 corrisponde teoricamente a tre volte della metà del tempo di raffreddamento. Per cui, la stessa pesca che impiega 9 ore per raggiungere la temperatura di 4° C, impiegherebbe solo 3 ore per raggiungere i 16°C.

Formula della velocità di raffreddamento iniziale.

La formula di refrigerazione in Kcal/h necessita di essere adattata tutte le volte che bisogna calcolare l’iniziale potenza frigorifera.

Kcal/h = (*)1.5 x (T1 –T2)x M x CP :T

T 1=Temp. Iniziale del prodotto

T2 =Temp.finale del prodotto

M = Kg. di prodotto da raffreddare

CP = calore specifico del prodotto (di solito 0, 9Kcal/Kg.°C)

T =Tempo di raffreddamento

(*) 1.5 rappresenta un coefficiente di calcolo per bilanciamento termico, normalmente applicato dai progettisti responsabili del settore freddo industriale che devono tenere conto non solo della dispersione di calore dell’ambiente della cella ma anche di tutte le dispersioni di calore e le perdite causate dai cosiddetti “ servizi” (entrata ed uscita dalla cella di vari operatori, dal calore apportato dalle persone e chiusure imperfette ecc..)

Come esempio; qual è la capacità richiesta per raffreddare Kg. 2275 di fragole da 28°C a 4°C in 2 ore , usando aria fredda a=°C ( 7/8 del tempo di due ore )?

Usando la formula di sopra, la potenza iniziale frigorifera del raffreddamento sarebbe (nel caso peggiore):

1.5x (28-4)x2275x0, 9:2=

73710:2=36.855 Kcal/h (42, 84 Kw/h)

Questa é quasi la potenza necessaria per 17 Tonnellate di prodotto. Infatti è una regola pratica che per una tonnellata occorrono circa 2.5 KW ( 2.150 Kcal/h) basata su un tempo di raffreddamento di circa 22 ore.

Una misura usata nel settore industriale.

• 1 Kcal/h =1.163 Watts./
• 1 watt = 0, 86 Kcal/h

Nella maggior parte dei casi in fase di progettazione si tiene conto del periodo di maggior produzione o traffico e quindi si impigano più delle frigorie necessarie.

Comunque, se gli agricoltori e operatori commerciali impareranno ad accettare che la temperatura della cella aumenterà inizialmente in maniera insignificante quando il prodotto viene piazzato sul Tornado con il sistema ad aria forzata, perché esso recupererà gradualmente, loro potrebbero progettare una cella frigorifera con un più basso livello di refrigerazione. Con una buona gestione il buon senso suggerisce di calcolare per circa 2/3 la massima refrigerazione all’ inizio del processo di raffreddamento:

42, 84 KW x 2/3 = 28, 57 KW.

( 36.850 Kcal/h X 2/3= 24.566 Kcal/h)

Questa potenza frigorifera è per poco più di 11 Tonns. di prodotto, pressappoco il quantitativo richiesto per il carico termico necessario per smaltire il calore del prodotto durante il raffreddamento , come anche la dispersione termica attraverso la porta, i muri ed il soffitto. Il carico termico del prodotto dovrebbe rappresentare almeno l’80 % del carico totale della conservazione.

Il “Tornado” aspirando l’aria primaria fredda proveniente dalle ventole dell’ evaporatore, raffredda da ambo i lati le file delle pedane contenenti i prodotti, riversando l’aria nel tunnel la convoglia verso il soffitto in direzione dell’evaporatore(direttamente se posizionato sotto di esso) .In questo caso è conveniente che il bulbo del termostato che comanda il compressore sia posizionato in prossimità della bocca di mandata del “Tornado”.

Ciò è importante per mantenere la temperatura dell’aria il più vicino possibile al – Set Point - per aumentare la velocità di raffreddamento e stabilizzare con precisione la temperatura al di sopra della soglia minima fisiopatologia del prodotto specialmente alla fine del periodo di raffreddamento.

In ogni caso il dispositivo della macchina consente di fermare la ventilazione del” Tornado”, continuando nella sua funzione di monitorare le due temperature (flusso d’aria secondario cioè quella più calda all’interno del tunnel ) e temperatura all’interno della polpa del prodotto.

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VANTAGGI Tecnici- economici :

1) Raffreddamento rapido dei prodotti , 1/3 del tempo del raffreddamento rispetto alla stessa cella senza “Tornado”

2) Unico sistema collaudato per esaltare le prestazioni e sfruttare al massimo la potenzialità di una cella frigorifera, in alternativa ad ammodermanenti delle strutture ed investimenti non sempre giustificati.

3) Minore potenza frigorifera impegnata circa 1/3 in meno, sensibile risparmio energetico .

Vantaggi qualitativi sul prodotto:

• Uniforme temperatura del prodotto anche confezionato in vassoi o cartoni chiusi (ma forati)
• Può efficacemente raffreddare qualsiasi prodotto (non è così per l’idrocooling o il vacum).
• Limita la formazione dei micro-organismi dopo la raccolta e durante la manipolazione.
• Aumenta lo shelf-life durante la distribuzione, inserimento in più fasi nella catena del freddo.
• Evita lo stress da freddo, facilita il pre- raffreddamento e la conservazione.
• Evita la condensa , consente una minore e più agevole manipolazione del prodotto.

Controllo dell’impianto

Il Tornado può essere equipaggiato con un dispositivo di telecontrollo. Esso consente di registrare, stampare le temperature e/o scaricarle su un PC (tramite apposito software) al fine di tracciare un diagramma delle temperature , perfino lanciare un segnale in SMS ad un terminale remoto (telefonino GSM ) nel caso di anomalie o allarme. .

In pochi mesi parecchi Tornadi sono stati venduti e hanno riscosso un grande interesse da parte degli operatori.

Francesco Brancato

Dir. Tecnico R.& S.