Il calore di processo per l’industria alimentare dal solare termico integrato
Molti comparti industriali, come l'alimentare, richiedono più del 50% del loro fabbisogno termico a una temperatura contenuta e spesso inferiore ai 100 °C. Una soluzione molto conveniente, grazie al meccanismo del conto energia termico - Super ammortamento al 140% (legge stabilità 2016) e completamente compatibile è quella che prevede l'utilizzo di collettori solari termici con diverse modalità di integrazione ai sistemi tradizionali in essere nello stabilimento.
La bolletta energetica di alcuni comparti industriali non è legata al solo consumo elettrico, che si può abbattere sensibilmente con un impianto fotovoltaico ma, come in questo settore specifico, dipende molto anche dal fabbisogno termico per la produzione di calore di processo.
Tale fabbisogno è spesso richiesto in un campo di temperature piuttosto contenuto e perciò perfettamente compatibile con un funzionamento efficiente dei collettori solari termici.
Il grafico che segue riporta la distribuzione percentuale in temperatura del consumo di calore totale per alcuni settori industriali.
Si può notare come alcuni comparti come quello alimentare (“Food and tobacco”), tra l’altro caratteristici del panorama industriale italiano, richiedano più del 50% del loro fabbisogno termico a una temperatura inferiore ai 100 °C.
Ciò implica che impianti solari termici con collettori piani, vale a dire che utilizzino la tecnologia piana vetrata, sono utilizzabili per soddisfare tale domanda di calore.
Il settore alimentare, in particolare, presenta numerosi sotto-processi interessanti per il solare termico, proprio perché necessitano di un contributo di energia termica in campi di temperature piuttosto contenuti, come riassunto nella tabella. Molti sono gli esempi operativi in Italia e in Europa di applicazione di impianti solari in questo comparto industriale.
- Le principali condizioni per la fattibilità di un tale impianto sono:
- la presenza di una domanda di calore a temperatura bassa o media
- una certa continuità della domanda stessa nel tempo
- la fattibilità tecnica di inserimento nel preesistente sistema di produzione e distribuzione del calore
- Riguardo quest’ultimo punto, lo schema tecnico semplificato riportato di seguito, mostra come esistano tre modalità di integrazione per il solare:
- l’azione in preriscaldamento (collegamento in serie con il sistema preesistente);
- la produzione in parallelo al generatore convenzionale;
- l’accoppiamento diretto con un sotto-processo.
La terza modalità, sebbene spesso difficilmente praticabile per ragioni impiantistiche, sarebbe la più interessante in un’ottica di massimizzazione dell’efficienza, perché è proprio sul singolo processo che si verificano le temperature minime nel sistema di distribuzione del calore.
Un esempio pratico:
Un caseificio artigianale italiano ha investito in un impianto solare termico, con un risparmio annuo di gas che ha portato un ritorno economico in 5 anni.
L’impianto fornisce calore ai seguenti processi: preriscaldo dell’accumulo esistente, pastorizzazione in centrifuga a 72 °C, riscaldamento della pre-cagliata a 40 °C, formatura e stufatura a 60 °C, preriscaldo in ricottura a 80 °C.
Un altro interessante campo di applicazione è quello dell’industria enologica. Un impianto localizzato nel nord Italia produce acqua calda sanitaria per il lavaggio delle superfici, il lavaggio delle bottiglie e il lavaggio di filtri e macchinari per il trattamento vini.
Una superficie di collettori pari a 60 m2 fornisce 31 MWh/anno di calore a temperature comprese tra i 35 °C e i 60 °C, contribuendo a coprire ben il 70% del fabbisogno termico per gli usi sopra elencati.