Studio CFD delle condizioni climatiche di una cella frigorifera di sgocciolamento : ottimizzare la diffusione dell'aria per il raffreddamento delle derrate.
EOLIOS ha tracciato un quadro delle condizioni climatiche di una cella frigorifera di sgocciolamento : il rimescolamento dell'aria poteva essere migliorato per favorire il raffreddamento delle derrate. L'obiettivo dello studio è ottimizzare la diffusione dell'aria nella cella, con l'aiuto della simulazione CFD.
Le celle frigorifere dell'industria della carne mirano a porre i prodotti in condizioni di temperatura adatte e a mantenere un'umidità relativa favorevole, sia per ridurre la perdita di peso sia per limitare l'alterazione microbica.
Tutta la sfida : conciliare un rimescolamento sufficiente per permettere il raffreddamento e l'omogeneizzazione, con un'agitazione dell'aria abbastanza debole da evitare una perdita d'acqua eccessiva.
L'essenziale. Studio CFD di una cella frigorifera di sgocciolamento (industria della carne), in ambiente a 0 °C, per raggiungere un raffreddamento al cuore di 4 °C. La simulazione rivela due anelli di ricircolo che lasciano carcasse insufficientemente rimescolate al centro, con stagnazione delle calorie. EOLIOS progetta un sistema di diffusione su misura per omogeneizzare il rimescolamento fino al cuore delle carcasse, senza aumentare la perdita d'acqua.
Lo sgocciolamento si caratterizza per un'evacuazione massiccia di calorie accompagnata da una leggera evaporazione. Mira ad abbassare rapidamente la temperatura superficiale delle carcasse, prevenendo la proliferazione dei germi e riducendo la perdita d'acqua per evaporazione. La temperatura ambiente è di circa 0 °C e le carcasse vi restano 4-6 ore.
L'aria ha una doppia funzione : assicurare il rimescolamento e veicolare il freddo. Un buon raffreddamento deve permettere di ottenere una bassa temperatura al cuore (target : 4 °C), che dipende dalla temperatura iniziale della derrata, dalla sua massa, dalla temperatura di sgocciolamento e di stoccaggio — e che determina la durata di conservazione.
Una buona disposizione delle carcasse favorisce la ventilazione e la penetrazione del freddo. Al contrario, numerose scaffalature senza carcasse — soprattutto sull'asse — sono sfavorevoli : l'aria tende a concentrarsi nelle zone vuote. Le file di carcasse creano una maggiore resistenza, riducendo l'efficacia del rimescolamento in queste zone.
I movimenti d'aria si compongono di due anelli opposti trascinati dalla diffusione dei ventilatori dell'evaporatore. Questi anelli generano velocità elevate su un asse verticale al centro della cella e a livello del suolo. Per contro, al cuore della zona delle carcasse (centro degli anelli di ricircolo), le velocità dell'aria sono molto più deboli. Il sollevamento dell'aria, legato alle differenze di densità, rientra del resto nell'effetto stack termico.
Il circuito chiuso descritto dall'aria trascinata dai ventilatori dell'evaporatore. Utile per rimescolare il volume, lascia al suo centro una zona lenta dove l'aria stagna: è lì che le carcasse sono raffreddate peggio.
Non tutte le carcasse sono rimescolate alla stessa velocità : quelle situate al centro degli anelli risultano insufficientemente rimescolate. Questo rimescolamento ridotto comporta una stagnazione delle calorie sulla superficie delle carcasse, diminuendo gli scambi convettivi. I fenomeni di ricircolo provocano anche un riavvolgimento delle calorie nelle zone a bassa velocità, da cui un leggero aumento delle temperature localmente.
Alla fine, EOLIOS ha progettato un sistema su misura per migliorare le condizioni di raffreddamento delle derrate nella cella frigorifera, garantendo un rimescolamento omogeneo fino al cuore delle carcasse.
Da ricordare. Nello sgocciolamento, più rimescolamento non è sempre meglio: bisogna raggiungere il cuore delle carcasse senza seccarne la superficie. La CFD localizza le zone lente e mira la diffusione dove manca, invece di aumentare la portata globale.
Raffreddamento al cuore, rimescolamento e perdita d'acqua: le risposte alle domande che si pongono industriali e gestori del freddo prima di uno studio CFD.
Lo sgocciolamento è la fase di raffreddamento rapido dopo la macellazione: le carcasse trascorrono 4-6 ore in ambiente a 0 °C per abbassare la loro temperatura superficiale e frenare la crescita microbica. La CFD verifica che il flusso d'aria raggiunga il cuore delle derrate, come nei nostri altri studi di cella frigorifera.
L'aria descrive due anelli di ricircolo trascinati dall'evaporatore. Al loro centro, le velocità dell'aria calano: le carcasse vi sono insufficientemente rimescolate, le calorie stagnano in superficie e la temperatura al cuore scende più lentamente.
No. Troppa agitazione dell'aria secca le carcasse e aumenta la perdita di peso. La sfida è conciliare un rimescolamento sufficiente per raffreddare con una velocità abbastanza bassa da limitare l'evaporazione; la simulazione aiuta a trovare questo equilibrio zona per zona.
Una buona disposizione favorisce la penetrazione del freddo. Al contrario, scaffalature vuote sull'asse lasciano concentrare l'aria nelle zone libere, mentre le file piene creano resistenza e riducono il rimescolamento. La CFD testa queste configurazioni prima dell'esercizio.
Mappe di velocità dell'aria e di temperature, l'identificazione delle zone lente e la progettazione di un sistema di diffusione su misura che garantisce un rimescolamento omogeneo fino al cuore delle carcasse, senza aumentare la perdita d'acqua.
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Studio CFD di una cella frigorifera di sgocciolamento (industria della carne) : analisi degli anelli di ricircolo e delle zone a basso rimescolamento che rallentano il raffreddamento al cuore, e progettazione di un sistema di diffusione su misura per omogeneizzare il rimescolamento limitando al contempo la perdita d'acqua.
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