Il concetto di sostenibilità per un’azienda lattiero-casearia è ampio e abbraccia molteplici aspetti: rispetto per l’ambiente, impatto sociale nella sua accezione più ampia, redditività economica e qualità dei prodotti. Il tema della sostenibilità è quindi parte delle pratiche industriali ed è affrontabile anche con l’impiego di impianti di produzione integrati e modulari, e con diversi approcci tecnologici per il risparmio energetico.
Modularità degli impianti
Gli impianti di produzione integrati e modulari offrono all’azienda flessibilità operativa, in termini di volumi di produzione e di adattamento alla varietà di prodotti richiesti dal mercato. Sono inoltre un sistema efficiente per garantire standard qualitativi elevati e per ridurre sprechi e resi. La modularità è applicabile a interi stabilimenti, linee di produzione e singoli macchinari. Nel caso degli stabilimenti la costruzione ricorre a unità prefabbricate, progettate per essere implementate, rimosse o riconfigurate in base alle esigenze. Le linee di produzione, se sottoutilizzate, possono essere eliminate o destinate a un diverso impiego, contribuendo a migliorare l’efficienza complessiva dell’impianto. Un elemento cruciale è poi rappresentato dai singoli macchinari, ogni modulo che compone la macchina può essere configurato, aggiunto, integrato o sostituito in funzione delle necessità produttive. Tra le possibilità di personalizzazione c’è, per esempio, il cambio automatico dei sistemi di pompaggio per trattare prodotti con viscosità diversa, la sostituzione degli ugelli delle stazioni di dosaggio o l’adattamento ai formati più comuni dei contenitori. Ugualmente, le confezionatrici sono in grado di gestire diversi tipi e formati di materiali di confezionamento, sterilizzarli se necessario, riempirli, sigillarli e trasferirli al confezionamento secondario. Anche la stazione di disinfezione dei contenitori può essere personalizzata in base alle specifiche esigenze del prodotto, con un crescente ricorso a tecnologie fisiche per ridurre o eliminare l’impiego di disinfettanti chimici.
Le nuove generazioni di macchinari sono progettate anche in modo da consentire cambi di formato rapidi attraverso configurazioni digitali, senza l’utilizzo di strumenti manuali, che permettono cambi di prodotto veloci grazie alla memorizzazione e regolazione automatica dei parametri di funzionamento.
Oltre a ottimizzare i processi produttivi in termini di efficienza, gli impianti modulari si dimostrano in genere più sostenibili, riducendo il numero complessivo di attrezzature operative per ogni linea e migliorando l’efficienza energetica. Grazie alla modularità, i singoli componenti delle macchine o delle linee possono essere aggiornati o riparati separatamente, prolungando la durata complessiva dell’impianto. A questa razionalizzazione delle risorse si aggiunge il concetto di progettazione igienica integrata, garantendo un uso più efficiente delle risorse idriche ed energetiche.
La manutenzione predittiva degli impianti
La manutenzione predittiva permette alla azienda di prevenire eventuali guasti alle attrezzature e intervenire nei tempi necessari. I dati sono raccolti da sensori in grado di monitorare caratteristiche delle macchine, quali vibrazioni, temperatura, umidità, pressione, rumorosità, e consumi energetici superiori alla norma. I dati, trasmessi a un gestionale centralizzato, sono analizzati per ricavarne informazioni utili a programmare una tempestiva azione correttiva prima del verificarsi di un guasto. Si riducono così i tempi di inattività delle linee e si prolunga la vita utile delle attrezzature. Consumando meno energia i macchinari di classe energetica superiore riducono i costi operativi e sono quasi tutti dotati di funzionalità avanzate come diagnostica integrata e controllo da remoto.
Le pompe di calore
L’elettrificazione è una delle soluzioni scalabili per decarbonizzare l’energia usata nell’industria lattiero-casearia. Le pompe di calore sono ancora poco diffuse perché le loro caratteristiche tecniche ne limitano la applicabilità a usi entro limiti massimi di temperatura. È possibile scegliere tra pompe di calore a compressione e pompe ad assorbimento. Un particolare tipo di pompa di calore ad assorbimento è il trasformatore di calore che anziché impiegare una fonte di calore esterna sfrutta il calore di scarto ossia il calore residuo generato dal processo industriale che non utilizza tutta l’energia fornita.
La refrigerazione
L’efficientamento energetico del sistema di produzione del freddo si può ottenere regolando i parametri del ciclo termodinamico per aumentare la resa frigorifera pur mantenendo l’assorbimento pressoché costante. Soluzioni più avanzate ipotizzano un efficientamento basato sul calore e sul freddo dei fluidi di processo. Questi fluidi sono spesso scaldati e raffreddati con risorse esterne con un considerevole impatto su consumi energetici. Lo studio di fattibilità può essere condotto applicando la Pinch Analysis, per ottimizzare complesse reti di scambiatori caratterizzati da carichi termici e di raffreddamento con diversi step di temperatura. Si cerca di ridurre al minimo le interazioni in termini di calore fornito o sottratto al sistema e di massimizzare la rigenerazione interna. L’ottimizzazione prevede anche l’accoppiamento delle correnti calde e fredde per minimizzare la differenza “media” di temperatura. La diminuzione dei carichi termici limita il consumo di combustibile, mentre la riduzione dei carichi di raffreddamento limita i problemi di interazione con l’ambiente, per esempio, di utilizzo di acqua di raffreddamento.
I motori
Un’efficace riduzione degli sprechi energetici si ottiene sostituendo i grandi motori con motori più piccoli, scelti o progettati in funzione di specifici processi. Le nuove tecnologie con sensori intelligenti e IoT facilitano questo percorso di efficientamento. Uno dei vantaggi è potere controllare la velocità secondo le reali esigenze di ogni applicazione, evitando di lavorare sempre alla massima potenza quando non sia indispensabile. I motori perdono efficienza a causa di attrito, ventilazione, effetto Joule negli avvolgimenti di statore e di rotore. Nei motori ad alta efficienza queste perdite sono limitate dai materiali utilizzati e da alcuni accorgimenti costruttivi.
Il regolamento (UE) 2019/1781 stabilisce le specifiche per la progettazione ecocompatibile dei motori elettrici e dei variatori di velocità. Il regolamento si appoggia alla Norma Internazionale IEC 60034-30, che definisce 4 classi di rendimento (IE) sulla base dell’efficienza nel trasformare l’energia elettrica in meccanica: IE1 (efficienza standard), IE2 (efficienza elevata), IE3 (efficienza premium), IE4 (efficienza super-premium). Ogni classe di efficienza equivale a una minore perdita energetica del 18% circa. Anche l’uso di azionamenti a velocità variabile aiuta a ridurre i consumi energetici.
La miscelazione
Il miscelatore è scelto in funzione di particolari necessità produttive che comprendono: tipo di ingredienti da miscelare e di prodotti da ottenere, spazio disponibile, velocità, sicurezza e consumo energetico. Con riferimento a quest’ultimo, esistono differenze tra miscelatori a corpo fisso o a corpo rotante. I primi in genere consumano più energia. Per contro sono in grado di lavorare maggiori quantità di prodotto per ogni ciclo lavorativo. Nei miscelatori a corpo rotante l’efficienza di miscelazione è migliorata, ma il processo è più lento e minore è la quantità lavorabile ad ogni ciclo. Un vantaggio è l’impiego di poca energia rispetto alla loro capacità. In base al flusso generato, gli agitatori si dividono in: assiali, radiali o tangenziali. Gli ultimi sono utilizzati quando sono richieste ridotta turbolenza e miscelazione del prodotto medio-bassa, permettendo un buon scambio di calore tra i prodotti coinvolti.
Energie rinnovabili
Le spese energetiche costituiscono una quota non marginale dei costi di produzione nell’industria lattiero-casearia. Per ridurli è possibile intervenire su strutture e modalità di lavoro e adottare tecnologie in grado di trasformare l’energia da una forma all’altra in modo più efficiente. L’approccio passivo prevede interventi mirati alla contrazione dei costi energetici ottimizzando l’esistente intervenendo su illuminazione, riduzione delle dispersioni termiche di stabili e impianti, riqualificando le centrali termiche. L’approccio attivo comporta interventi più radicali per coprire il proprio fabbisogno energetico con l’autoproduzione, la sostituzione degli impianti e il loro monitoraggio continuo in vista di una progressiva ottimizzazione. In entrambi i casi, le strategie di intervento e il piano energetico devono considerare fattibilità tecnica, insieme all’analisi economico-finanziaria degli investimenti. Quando possibile, la diagnosi degli edifici dovrebbe seguire le indicazioni della norma UNI CEI EN 16247 versione 2022 che illustra le procedure e la documentazione da produrre per l’esecuzione di una diagnosi energetica, nello specifico rispettivamente ai requisiti generali (parte 1), edifici (parte 2), processi (parte 3) e reti di trasporto (parte 4).
Le strutture e il personale
L’efficientamento energetico degli edifici prevede in primis l’isolamento termico di ambienti riscaldati confinanti con l’esterno o con ambienti non riscaldati, interventi su impianti di riscaldamento e raffrescamento, produzione di acqua calda, illuminazione, serramenti e la successiva manutenzione proattiva corredata di opzioni di ottimizzazione. Tramite l’interconnessione dei sistemi elettronici e informatici, nell’industria lattiero-casearia la domotica interviene nell’automazione di processi e controlli semplificando l’utilizzo di macchine, attrezzature di produzione e impianti. Per garantire una parziale o totale indipendenza dai fornitori di energia, sempre più aziende ricorrono a fonti energetiche alternative meglio se rinnovabili, per esempio con impianti fotovoltaici. In tutti i casi, è fondamentale coinvolgere attivamente il personale nei progetti di sostenibilità impartendo una formazione che porti a condividere le best practice aziendali e induca a adottare comportamenti virtuosi e proattivi. Per esempio, risultano indispensabili gli incontri che istruiscono manutentori e operatori di macchina sui set point ottimali delle linee. Un ulteriore strumento per la formazione e la sensibilizzazione degli operatori è la certificazione del sistema di gestione dell’energia, secondo la norma ISO 50001:2018, in una prospettiva di miglioramento continuo della performance energetica.
