Refrigerazione sostenibile per una catena del freddo orientata al futuro

22 aprile 2024

L'importanza di una gestione di qualità della catena del freddo non deve essere sottovalutata. Garantire che gli alimenti deperibili siano sicuri e di alta qualità nel luogo di consumo è una responsabilità enorme per chi gestisce le strutture della catena del freddo. All'avanguardia nella fornitura di tecnologie di refrigerazione sicure e sostenibili per magazzini frigoriferi e centri di distribuzione, GEA aiuta i clienti a ridurre il consumo energetico e le emissioni di carbonio delle loro strutture.

Le strutture della catena del freddo svolgono un ruolo fondamentale nella salvaguardia della salute pubblica, impedendo il deterioramento dei prodotti deperibili. Se un prodotto non viene mantenuto alla giusta temperatura, può subire un deterioramento a livello di texture, scolorimento, ammaccature e crescita microbica. Più grande è la struttura, maggiore sarà l'impatto di qualsiasi variazione di temperatura. Tuttavia, si stima che circa un terzo dei prodotti deperibili in tutto il mondo non raggiunga il consumatore a causa di un'inadeguata conservazione o distribuzione. Inoltre, la produzione alimentare dovrà aumentare drasticamente, dato che la popolazione terrestre continua a crescere. Ridurre al minimo le perdite dopo la raccolta dei prodotti non è mai stato così importante.

Nel frattempo, cresce l'attenzione per pratiche sostenibili nei processi della catena del freddo. Le aziende danno priorità a pratiche ecologiche, come l'uso di combustibili alternativi, veicoli elettrici e fonti di energia rinnovabili, per ridurre le emissioni di carbonio e minimizzare l'impatto ambientale delle loro attività.

Puntare in alto per quanto riguarda la capacità di conservazione e la riduzione dell'impronta carbonica

Le più recenti strutture per la catena del freddo affrontano queste sfide utilizzando un design verticale. L'utilizzo dello spazio in verticale - a volte fino a 50 metri di altezza e 100 o più metri di larghezza - per impilare i prodotti consente di ottenere una maggiore capacità di stoccaggio in un ingombro ridotto, con strutture verticali che possono ospitare più di 100.000 pallet. Poiché i magazzini verticali utilizzano normalmente un sistema di stoccaggio e prelievo automatizzato (AS/RS), che prevede l'impilamento robotizzato degli articoli, l'unico movimento all'interno del magazzino è quello di abbassamento e sollevamento della gru di impilamento. Ciò consente di ridurre al minimo la turbolenza dell'aria in questo spazio e di garantire un flusso d'aria più naturale all'interno dell'edificio mantenendo così più costante la temperatura. 

Oltre alla possibilità di mantenere tutte le merci a una temperatura uniforme, il modello verticale automatizzato contribuisce a ridurre il consumo energetico. Nel modello tradizionale di cella frigorifera, l'infiltrazione di aria esterna attraverso la struttura e le aperture delle porte dell'edificio può talvolta incidere per circa il 50% sul fabbisogno di refrigerazione. Ciò richiede potenza ai compressori che devono funzionare simultaneamente ai condensatori. È inoltre necessario un sistema di riduzione dell'ossigeno, che comporta un ulteriore costo.

Utilizzando un modello "cold lake" con scaffalature alte e controlli rigorosi, la filtrazione dell'aria esterna e la turbolenza dell'aria interna sono ridotte al minimo, per cui si evitano maggiori costi di refrigerazione per compensare gli sbalzi di temperatura. Per GEA e per molti clienti che operano nel settore della refrigerazione, questo modello, insieme alla digitalizzazione e all'automazione, rappresenta senza dubbio il futuro della catena del freddo.

La riduzione del consumo energetico comporta anche una riduzione delle emissioni. GEA è orgogliosa di supportare il suo cliente Magnavale nello sviluppo di uno dei magazzini frigoriferi verticali più efficienti d'Europa. Con i suoi 47 metri di altezza, il sito di Lincolnshire, Regno Unito, sarà il più alto magazzino frigorifero verticale del Paese e sarà alimentato al 100% da fonti rinnovabili, con un impianto di refrigerazione GEA completamente ad ammoniaca. 

In collaborazione con il cliente, GEA ha sviluppato una soluzione di refrigerazione su misura per la nuova struttura, che è stata progettata con la capacità di raggiungere meno 28 gradi Celsius, in modo da poter essere utilizzata per conservare un'ampia gamma di prodotti, tra cui pesce e gelati. Con simulazioni interne di fluidodinamica computazionale (CFD) GEA ha illustrato il flusso d'aria e il profilo di temperatura in base al principio "cold lake", dimostrandone l'efficienza superiore rispetto ai metodi di refrigerazione convenzionali.

Hub energetico più intelligente con combinazione di riscaldamento e raffreddamento

Le installazioni di GEA in progetti di magazzini frigoriferi verticali, come il sito di Magnavale nel Lincolnshire, rappresentano un'interessante tendenza emergente nel settore della catena del freddo. Con la crescita della popolazione, è fondamentale garantire la protezione dell'ambiente, la stabilità finanziaria e l'efficienza energetica. Al di là della semplice conservazione e distribuzione degli alimenti, alcuni dei più recenti impianti della catena del freddo combinano la refrigerazione con il recupero del calore, nell'ambito di un concetto più ampio di hub energetico.

Presso lo SmartParc SEGRO di Derby, nel Regno Unito, gli alimenti vengono distribuiti ai consumatori più velocemente e in condizioni di maggior freschezza rispetto al passato. Lavorazione, confezionamento e logistica degli alimenti (e potenzialmente di altri prodotti) sono riuniti in un'unica sede, in una posizione comoda e di facile accesso alle principali reti di trasporto. Per massimizzare l'efficienza e condividere le risorse, SmartParc ha fatto installare da GEA un impianto di riscaldamento e refrigerazione centralizzato, la cui manutenzione è affidata ai tecnici dell'azienda. Il calore di scarto dell'impianto di refrigerazione viene recuperato e potenziato con una pompa di calore ad ammoniaca. Viene quindi ridistribuito in tutto il sito per il riscaldamento, riducendo notevolmente il consumo di elettricità e le emissioni di carbonio.

Soluzione naturale con rapido ritorno sull'investimento

Con un numero crescente di Paesi in tutto il mondo che vietano l'uso di alcune sostanze chimiche nocive per l'ambiente, l'installazione di un sistema di refrigerazione basato su refrigeranti naturali con pompa di calore è in grado di garantire il futuro degli impianti dei clienti per molti decenni. Poiché l'ammoniaca è uno dei refrigeranti più economici disponibili e ha una lunga durata rispetto ai refrigeranti sintetici, l'investimento manterrà un'alta efficienza energetica per diversi anni. 

Quando il Godden Food Group in Australia si è trasferito e ha costruito un magazzino coibentato da 27.000 m3, GEA è stata la scelta più ovvia per la fornitura di un sistema di refrigerazione sicuro ed economico, in grado di fornire un servizio sostenibile anche in futuro. GEA ha raccomandato un sistema di refrigerazione centralizzato ad ammoniaca a bassa carica per i significativi risparmi a lungo termine sui costi energetici che si sarebbero potuti ottenere. 

Il vantaggio principale di un sistema di refrigerazione centralizzato con ammoniaca a bassa carica è il bassissimo contenuto di ammoniaca, circa quattro o cinque volte inferiore rispetto a un sistema convenzionale con sovralimentazione di liquido. La perdita di pressione nella tubazione di refrigerante del sistema è molto più bassa, il che lo rende molto efficiente dal punto di vista energetico (ed è qui che si ottiene la maggior parte del risparmio). 

L'impianto di Godden Food funziona esattamente come previsto, risparmiando circa due terzi dell'energia di un sistema basato su idrofluorocarburi raffreddato ad aria. L'azienda prevede di recuperare l'intero costo del nuovo impianto in otto anni con spese di manutenzione del sistema previste intorno al 2% del costo del capitale iniziale all'anno, molto più basse rispetto a sistemi equivalenti a freon. Considerando che tale tecnologia con una corretta manutenzione garantirà un funzionamento affidabile per 30-40 anni, si tratta di un ritorno sull'investimento molto rapido e molto convincente.

Riduzione dei rifiuti, dell'impronta carbonica e dei costi

Poiché un'alta percentuale del consumo energetico delle celle frigorifere è legata al raffreddamento e al riscaldamento, evitare che il calore in eccesso venga disperso nell'ambiente consente di risparmiare energia e ridurre i costi operativi per i clienti di GEA. Ottimizzando l'efficienza delle celle frigorifere grazie a soluzioni su misura per le singole esigenze, gli alimenti vengono mantenuti freschi e sicuri per i consumatori in modo sostenibile e a lungo.