Soluzioni per ridurre l'impronta carbonica nella produzione di soft drink in un ambiente di investimenti limitato

I consumatori moderni vogliono soluzioni a basse emissioni di carbonio e che generino meno rifiuti. In che modo i produttori di soft drinks, costretti ad affrontare margini di profitto ridotti e una concorrenza spietata, possono ridurre il consumo energetico e conseguire risultati maggiori con minore sforzo? Ti spieghiamo come far quadrare il cerchio, riducendo al contempo i costi.

La sostenibilità è un imperativo strategico in tutti i settori della produzione alimentare, incluse il settore delle bevande. I produttori si trovano a dover affrontare la sfida di ridurre l'utilizzo di energia e gli sprechi, preservando allo stesso tempo i margini di profitto e rimanendo competitivi. Tutto questo oggi è possibile grazie a nuove soluzioni innovative.

Soft drink su una pietra coperta di muschio

Ridurre i costi energetici con la miscelazione intelligente

Quando si cerca di risparmiare energia nella preparazione dei soft drink, è necessario iniziare dalla miscelazione. La scelta della giusta tecnologia può fare un'enorme differenza sui costi operativi e sull'efficienza della produzione.

In questo caso, la soluzione più intelligente è scegliere un miscelatore a getto radiale (RJM), che mescola gli ingredienti più velocemente e con maggior efficienza energetica rispetto alle alternative convenzionali. A differenza dei miscelatori tradizionali, che si affidano alla tecnologia assiale e agli agitatori meccanici, il miscelatore a getto radiale utilizza la turbolenza per la miscelazione del prodotto.

“Il vortice di un getto assiale crea un campo di miscelazione asimmetrico che spinge tutto il prodotto nella stessa direzione, il che riduce l'efficienza di miscelazione”, spiega Thomas Eggler, Design Engineering Manager di Tetra Pak.

“Un miscelatore a getto radiale non utilizza alcuna forza meccanica e si avvale invece della turbolenza del liquido stesso per mescolare il prodotto. Tale processo evita l'attrito, assicura una miscelazione omogenea ed è eccezionalmente veloce, da quattro a sei volte più rapido rispetto alle soluzioni convenzionali”.

Infatti, un miscelatore a getto radiale mescola una bevanda standard in 2-6 minuti dopo l'aggiunta dell'ultimo ingrediente, rispetto ai 20 minuti dei miscelatori tradizionali. Il processo di miscelazione è reso ancora più efficiente dalla presenza di un ugello a doppio stadio anziché a singolo stadio, il che dimezza il consumo energetico complessivo.

“La miscelazione consuma fino alla metà dell'energia utilizzata in un impianto di soft drink, quindi una riduzione del 50% del consumo di elettricità derivante dalla miscelazione rappresenta un enorme vantaggio in termini di costi, oltre a esercitare un effetto positivo per l'impronta ambientale”, afferma Eggler.

Risparmio di energia persino durante la miscelazione di ingredienti viscosi

La miscelazione di ingredienti ad alta viscosità come gomme e alcuni addensanti e stabilizzatori viene solitamente eseguita con l'ausilio di una pompa a elevata forza di taglio.

Le pompe a elevata forza di taglio sfruttano una grande potenza per la dissoluzione di ingredienti difficili, ma tale processo presenta un alto utilizzo di energia. La nuova tecnologia rende ora possibile mescolare ingredienti ad alta viscosità e mantenere al contempo basso il consumo energetico.

Ciò è possibile grazie a un'unità di miscelazione automatica (AMD), un piccolo dispositivo collegato a un miscelatore a getto radiale che sfrutta la forza di taglio per rompere le piccole formazioni di polvere che solitamente si trovano nelle gomme e ingredienti simili.

La combinazione di un'unità AMD a un miscelatore a getto radiale evita la necessità di installare una pompa a elevato sforzo di taglio, che può costare fino a cinque volte di più dell'opzione AMD, commenta Thomas Eggler.

“L'utilizzo di un'unità AMD al posto di una pompa a elevato sforzo di taglio riduce il consumo energetico di circa il 60%.* In uno scenario di produzione standard, stimiamo che tale unità consenta un risparmio di 9.800 euro all'anno sui costi dell'elettricità e una riduzione dell'impronta ambientale di circa 48.000 tonnellate di CO2 ”.

Recupera la polvere e riduci lo spreco di prodotto

La polvere è una sfida costante nel trattamento delle polveri di ingredienti secchi. Oltre a costituire un rischio professionale, è anche una fonte costosa di sprechi di prodotto.

In genere, la polvere che fuoriesce nell'aria durante la miscelazione della bevanda viene intrappolata in un filtro di estrazione e infine smaltita. Ma esiste una tecnologia che ne consente il recupero e il riutilizzo.

Un sistema di estrazione e recupero può aspirare la polvere dalla tramoggia di alimentazione e lavarla con acqua in un serbatoio, dove viene recuperata e restituita al processo di miscelazione.

“Un sistema di estrazione della polvere con un'efficienza simile al nostro aspira circa lo 0,8% della polvere. Ipotizzando il prezzo medio della polvere, ciò si traduce in una media di 21.500 euro in un anno”, spiega Thomas Eggler.

Riduci la necessità del serbatoio scegliendo un miscelatore più veloce

Infine, la scelta del giusto miscelatore ti consente di ridurre la quantità di serbatoi di raccolta necessari nella tua linea di preparazione. Abbiamo già spiegato che un miscelatore a getto radiale mescola molto più velocemente rispetto a un miscelatore con agitatore meccanico convenzionale. La velocità aggiuntiva del miscelatore a getto radiale ti permette di operare con un solo serbatoio di raccolta, invece dei soliti due.

Come è possibile? Durante la produzione, un serbatoio di raccolta di 20.000 litri si svuota in un'ora e 40 minuti, ipotizzando una velocità di linea di 12.000 litri all'ora. Nel frattempo, un secondo serbatoio di miscelazione dotato di agitatore meccanico impiega due ore per prepararsi alla produzione. Ciò significa che il serbatoio di raccolta si svuoterà prima che sia pronto il serbatoio di miscelazione sostitutivo. Quindi, è necessario un secondo serbatoio di raccolta per assicurare una produzione a ciclo continuo.

Un miscelatore a getto radiale ti permette di approntare un nuovo serbatoio di miscelazione in un'ora e 30 minuti. Dato che è una durata inferiore rispetto all'ora e 40 minuti che impiega il serbatoio di 20.000 litri per svuotarsi, non occorre un terzo serbatoio di raccolta. Tale risparmio di tempo non è vantaggioso solo per il bilancio, ma anche per l'ambiente.

Usa meno acqua e detergente durante la pulizia

La presenza di un serbatoio in meno all'interno del sistema riduce la quantità di cleaning in place (CIP) necessaria, generando ulteriori risparmi. L'utilizzo di un miscelatore che evita gli spruzzi diminuisce ulteriormente il consumo di acqua e l'uso del detergente.

La soluzione più facile è l'utilizzo di un iniettore orizzontale con un miscelatore a getto radiale. Questa combinazione permette agli ingredienti di essere introdotti direttamente nella miscela, sotto la superficie. A differenza delle soluzioni convenzionali, che provocano schizzi e lasciano residui, questa genera un processo più pulito che richiede una pulizia meno frequente.

Per una maggiore efficienza, il miscelatore a getto radiale può essere dotato di un ugello a doppio stadio. Gli ugelli a doppio stadio, consigliati nella miscelazione di ingredienti ad alta viscosità o che galleggiano, offrono la possibilità di eseguire una Cleaning in Place (CIP) a volume elevato attraverso l'ugello superiore.

“Questa rappresenta una soluzione decisamente efficace per la rimozione di agglomerati appiccicosi come paste o concentrati e, ancora una volta, consente un risparmio diretto di tempo”, spiega Thomas Eggler.

Secondo i nostri dati, un miscelatore a getto radiale con un ugello a uno o due stadi ridurrà l'uso della soda caustica di oltre il 50% in un serbatoio da 25.000 litri e farà risparmiare al produttore 7.000 euro all'anno in una configurazione di produzione standard.

 

* Tetra Pak Preparation system B con pompa in linea a elevato sforzo di taglio da 59 kW e Tetra Pak Preparation system B con unità di miscelazione automatica da 22 kW, entrambi in funzione per 8 ore al giorno, 330 giorni all'anno, a 0,1 €/kWh

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