Da indagini di mercato si è rilevato che nel nostro paese il processo di concentrazione del pomodoro è alquanto rilevante per la quantità di acqua evaporata, pari a 1.8 milioni di tonnellate all’anno, ciò rende interessante l’applicazione della Compressione Meccanica del Vapore (CMV) in questo settore. Gli impianti termici tradizionali sono in genere a triplo effetto, con tendenza attuale verso il quattro effetti ed utilizzano degli scambiatori di calore a circolazione forzata con dei ∆T di scambio termico minimi di 10 °C, che possono salire anche a 20 °C (o più) nell’effetto finitore, in cui si tratta la concentrazione più elevata di pomodoro. La CMV, anche con questi ∆T, consente dei consistenti risparmi energetici ed economici, che vengono meglio evidenziati se utilizzata nella fase di preconcentrazione, dove viene asportata fino al 70% di acqua evaporata, e sono sufficienti 7°C di surriscaldamento. Il risparmio di energia è proporzionale al salto di temperatura che il compressore deve sopperire: 1) con 20 °C di ∆T la CMV assorbe ∼65 kWh elettrici /t d’acqua evaporata, da confrontarsi con i ∼250 kWh termici /t per un tre effetti tradizionale (con un risparmio di oltre 40% come energia termica primaria), mentre 2) con un ∆T dell’ordine di 7 °C, i consumi della CMV scendono a meno di 20 kWh elettrici /t, mentre un 4 effetti termico diminuirebbe solo a ∼185 kWh termici /t (oltre 75 % di risparmio come energia termica primaria); 3) con i 4-5 °C di ∆T, forniti dai più semplici ventilatori, i consumi elettrici scendono a 10-15 kWh elettrici /t d’acqua evaporata. Dal punto di vista economico nell’ipotesi plausibile di un rapporto 3:1 tra il costo del kWh elettrico e di quello termico il risparmio al punto 1) è del 20% che sale a quasi il 70% al punto 2) e supera l’80% al punto 3). Il presente rapporto descrive il progetto dell’impianto sperimentale di concentrazione mediante la compressione meccanica del vapore, applicata alla concentrazione del succo di pomodoro. L’obiettivo della sperimentazione è: – ottimizzazione del funzionamento a CMV di un impianto con condizioni simili a quelli termici risolvendo problemi impiantistici legati all’eliminazione degli incondensabili, alla acidità dei fumi

e allo sporcamento del compressore e dello scambiatore di calore, ai necessari lavaggi degli stessi, ecc. – di verificare la possibilità di operare con differenze di temperatura inferiori al minimo di 10 °C attuali sia a basse concentrazioni (dove si profila un certo mercato per dei preconcentratori, fino al 10% di concentrato) che a concentrazioni elevate (superiori al 20 % di concentrato). Tale riduzione aumenta i vantaggi della CMV e potrebbe permettere l’uso dei più semplici ventilatori al posto dei compressori; – di utilizzare e verificare degli scambiatori di calore più efficienti rispetto agli attuali; – di valutare possibili miglioramenti sulla qualità finale del prodotto; – di acquisire informazioni utili (problematiche impiantistiche, esercizio dell’impianto, coefficienti di scambio, pressioni e temperature di esercizio, ecc.) da potersi utilizzare per un successivo prototipo industriale; – di poter utilizzare l’impianto sperimentale in entrambe le versioni (termico e a CMV) per effettuare dei confronti e come impianto dimostrativo per la CMV. Viste le buone premesse, il CESI ha stipolato un accordo di collaborazione con la STAZIONE SPERIMENTALE PER L’INDUSTRIA DELLE CONSERVE ALIMENTARI (SSICA) di Parma, per effettuare una campagna sperimentale presso la Stazione stessa, adattando a CMV un impianto termico sperimentale esistente. Per favorire il trasferimento tecnologico, in tale attività vengono coinvolti anche dei costruttori di impianti del settore, che potranno utilizzare l’esito della sperimentazione per la progettazione di impianti a CMV, SSICA potrà facilitare i contatti con gli utilizzatori per la diffusione dei risultati. Per l’esecuzione delle prove dimostrative è stato scelto ed approvvigionato un compressore idoneo ed è stato progettato, costruito ed installato un nuovo evaporatore nonché il compressore di vapore. E’ stato progettato, costruito ed installato parte della struttura portante, il circuito primario (ricircolo prodotto), il circuito secondario (ricircolo vapore) ed il circuito di collegamento al sistema di estrazione incondensabili. In questo rapporto viene brevemente descritto l’impianto precedente e l’impianto modificato, compreso la strumentazione ed il sistema di acquisizione dati. Nella parte finale del rapporto si descrivono gli obiettivi e la procedura delle prove di caratterizzazione e di collaudo impianto, che sono: la verifica della corretta funzionalità della strumentazione ed il controllo dell’impianto; le valutazioni delle perdite attraverso le tenute e giunzioni; le dispersioni termiche; la messa a punto della procedura di prova e di arresto impianto, normale ed accidentale; e la valutazione dei bilanci di massa ed energia.