Strategie di miglioramento dell’efficienza energetica nell’industria alimentare

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Effetto della sostituzione del desurriscaldatore con un pre-riscaldatore aria-vapore sull’efficienza energetica di sistemi di cogenerazione.

I processi industriali, compresi quelli alimentari, richiedono energia termica in forma di vapore saturo. In particolare, i sistemi di cogenerazione utilizzano una caldaia per produrre tale vapore che viene, successivamente, espanso in una turbina a condensazione ed estrazione.

Il vapore estratto viene inviato al processo, mentre il rimanente viene condensato in un condensatore. La frazione estratta è surriscaldata e, di conseguenza, viene generalmente miscelata con acqua di raffreddamento in uno scambiatore a contatto diretto noto come desurriscaldatore.

Quest’ultimo sistema non è, però, considerato ottimale dal punto di vista dell’efficienza energetica. In questo contesto, lo scopo di uno studio recente, effettuato da un ricercatore tailandese (Chantasiriwan, 2020), è stato quello di valutare la possibilità di sostituire il desurriscaldatore con un pre-riscaldatore aria-vapore nei sistemi di cogenerazione.

La performance della configurazione proposta è stata, quindi, confrontata con quella della configurazione convenzionale. Le simulazioni, condotte utilizzando modelli matematici sviluppati ad hoc, indicano che il sistema di cogenerazione modificato è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a quello tradizionale poiché, a parità di condizioni di esercizio, il primo è in grado di erogare una potenza maggiore (fino al 2.5%) rispetto al secondo.

Concludendo, è importante evidenziare il risultato ottenuto, dal momento che la corretta gestione dell’energia consente il contenimento dei costi e, contemporaneamente, migliora la produttività e limita l’impatto ambientale dei processi industriali.

Miglioramento dell’efficienza energetica nell’industria alimentare: tendenze, barriere ed opportunità

L’industria alimentare esercita un ruolo importante nell’ambito del consumo dei combustibili fossili e dell’emissione di anidride carbonica. Valutare le sfide per il futuro è fondamentale poiché la crescita prevista della domanda degli alimenti non sarà proporzionale a quella della disponibilità dell’energia.

L’obiettivo di uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori internazionali (Clairand et al., 2020), è stato quello di analizzare le differenti strategie energetiche applicabili al settore alimentare. In particolare, tra le opzioni di risparmio energetico, vengono illustrati: il recupero del calore disperso, nuovi cicli termodinamici, l’applicazione di processi non termici e di tecniche di riscaldamento non convenzionali.

Secondo gli autori, inoltre, l’utilizzo delle risorse rinnovabili e dei sistemi di stoccaggio è, ormai, cruciale per la fornitura di energia elettrica o termica nei periodi di punta. Infine, nello studio sono presentate anche nuove tendenze come la valorizzazione dei rifiuti (waste-to-energy), la gestione flessibile della domanda (demand response) e l’Industria 4.0. Tuttavia, l’implementazione di queste strategie è, ad oggi, ancora piuttosto limitata.

Concludendo, gli autori evidenziano la necessità di politiche adeguate in grado di incoraggiare maggiormente gli utenti, che non sono propensi a cambiare i loro processi, ad adottare nuovi strumenti di efficienza energetica.

Riferimenti bibliografici: Chantasiriwan, Energy Reports, 6, 2020, 752-757, J.M. Clairand et al., IEEE Access, 8, 2020, 48015-48029.

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