MANGIMIFICI
Guida all’efficienza energetica nei mangimifici

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MANGIMIFICI

Introduzione

Grazie alla meccanizzazione dei processi, l’industria mangimistica oggi vanta una gestione ottimizzata del ciclo produttivo e una qualità di controllo efficace, ma le aziende devono costantemente individuare le modalità più innovative per immettere sul mercato nuovi prodotti consumando meno risorse. Analogamente a quanto accade nell’industria alimentare, infatti, anche il settore dei mangimifici deve dare il proprio contributo nella dinamica demografica che vede un costante aumento della popolazione mondiale, a fronte della diminuzione delle materie prime. Le previsioni stimano che la crescita della classe media determinerà un incremento della domanda di prodotti di origine animale del 70% nel 2050 e proprio i mangimi saranno determinanti nella riduzione dell’impronta ambientale degli allevamenti.

L’energia gioca un ruolo fondamentale nell’abilitare tecniche produttive che si articolano in molti processi sequenziali. In essi entrano in gioco diversi macchinari elettrici e l’erogazione di vapore, indispensabili per:

  • migliorare le proprietà chimico-fisiche e nutrizionali degli alimenti per animali,
  • garantire un’elevata digeribilità e la sicurezza dei mangimi lungo tutta la vita commerciale,
  • ridurre gli sprechi con attenzione alla sostenibilità.

In questa guida analizziamo i processi produttivi dell’industria dei mangimifici, indicando le tecnologie che favoriscono l’innovazione e l’efficienza energetica , abbattendo i consumi e i costi energetici.

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MANGIMIFICI

I numeri dell’industria dei mangimi

Nonostante la forte dipendenza dall’estero per l’approvvigionamento di materia prima, la produzione italiana di mangimi copre quasi interamente il fabbisogno nazionale (oltre il 95%) con prodotti destinati a tutte le principali specie animali allevate (bovini, suini, avicoli, conigli, ovini, equini, pesci). A fronte di un fabbisogno di mangimi di 21 milioni di tonnellate, circa 14 milioni sono prodotti dall’industria mangimistica vera e propria (422 stabilimenti dislocati prevalentemente in Emilia Romagna, Lombardia, Piemonte e Umbria), altri 4-5 milioni sono autoprodotti presso le aziende di allevamento e la quota restante è costituita da materie prime somministrate direttamente in allevamento (cereali, sottoprodotti dell’industria agro-alimentare, foraggi).

Il settore dei mangimifici italiani è in salute, mostrando di saper stare al passo con l’innovazione dei mercati. Lo testimoniano numeri in crescita sia nei volumi produttivi sia nei ricavi. Secondo i dati riportati da Assalzoo, Associazione nazionale tra i produttori di alimenti zootecnici, nel 2017 il valore della produzione nazionale di mangimi si è mantenuto sopra i 6 miliardi di euro, con un aumento dell’1% rispetto all’anno precedente. Poco più che stabile anche la stima produttiva per il 2017, quantificata in 14.272 migliaia di tonnellate di prodotto contro le 14.226 del 2016. Il sotto-settore più importante dei mangimi è rappresentato dagli alimenti per volatili, che da soli valgono il 40% della produzione, seguito dall’alimentazione per bovini che risulta stabile, mentre risultano in netta crescita i mangimi per ovini (+5%) e quelli per l’alimentazione ittica (+3%). Grazie alle sue capacità di innovazione, il settore mangimistico ha contribuito notevolmente al miglioramento degli indici di conversione (kg di alimento/kg di latte, carne, uova) e alla trasformazione sostenibile degli allevamenti animali. Se nel 1950 per ogni kg di mangime consumato venivano emessi 7 kg di CO2, oggi se ne produce solamente uno. La sfida per il comparto è continuare a puntare sull’innovazione dei processi e delle tecnologie, per supportare nuovi prodotti, aumentare l’efficienza produttiva, la sostenibilità e la competitività economica dell’intero comparto zootecnico.

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Processi produttivi e consumi energetici nei mangimifici

La produzione dei mangimi per animali si basa sulla miscelazione omogenea di diverse componenti con proprietà nutritive complete e bilanciate (proteine, carboidrati grassi, sali minerali e vitamine). La complessità di produzione dipende dalle componenti che vengono miscelate, dalle loro caratteristiche fisiche e dalle tecnologie utilizzate. La catena dei processi per arrivare al prodotto finito è molto articolata e richiede grandi quantità di energia elettrica e termica: si calcola che in Italia per ogni tonnellata di mangime prodotto siano necessari in media 20 kWh elettrici e 55 kWh termici (con una produzione media per azienda che, nel 2017, è stata di circa 34.000 tonnellate/anno).

Si possono individuare otto differenti fasi produttive, dal ricevimento delle materie prime alla miscelazione, dalla pellettatura alla sbriciolatura e rivestimento finali, prima del confezionamento (si veda il grafico sottostante, tratto da uno studio del progetto europeo Tesla, Transfering Energy Save Laid on Agorindustry). Tutte le fasi sono energivore, ma quelle caratterizzate dai maggiori consumi sono la macinazione e, soprattutto, la pellettatura.

Fasi produttive dei mangimifici

  • Macinazione.
    Lo scopo della macinazione è quello di rendere simili tra loro le dimensioni delle particelle componenti di una formula, favorendo l’ottenimento di un composto omogeneo. A seconda del tipo di materia prima, vengono utilizzati diversi impianti. Esistono processi che iniziano con la pre-macinazione separata dei diversi componenti ed altri che iniziano con il pre-dosaggio, in cui le componenti vengono dosate e miscelate prima di essere macinate. Se il primo metodo deve utilizzare diverse macchine e silos per ciascuna materia, il secondo è più energivoro a causa delle diverse fasi di dosaggio.

  • Pellettatura.
    Con la pellettatura il mangime viene trasformato in un composto solido chiamato pellet. Questa trasformazione dei mangimi ha molti vantaggi; primo fra tutti è la densificazione (circa il 40%), che genera un aumento della capacità di stoccaggio, una riduzione dei costi di trasporto e una migliore conservazione. Tuttavia, richiede un investimento economico elevato e costi energetici aggiuntivi: questo processo, infatti, è responsabile del 50-60% dei consumi elettrici e dell’80-90% del consumo di vapore.
Lo studio condotto all’interno del progetto Tesla evidenzia come il 60% del consumo complessivo di energia nei mangimifici sia elettrico e il 40% termico.
  • Consumi elettrici
    Nei mangimifici l’elettricità viene utilizzata per i motori dei diversi macchinari (circa il 90% del consumo complessivo di energia elettrica), per la produzione di aria compressa e per l’illuminazione degli edifici. In alcuni casi, può essere utilizzata anche per il riscaldamento di liquidi contenuti in silos di stoccaggio e, in rare eccezioni, per la produzione di vapore.

  • Consumi termici 
    Il consumo termico è dovuto principalmente alla pellettatura e al processo di trattamento termico preliminare. Il dispositivo che consuma più energia termica è la caldaia per la produzione di vapore.

 

In particolare (si veda il grafico sottostante), il processo di pellettatura è responsabile del 33,6% del fabbisogno energetico complessivo, la generazione di vapore del 36% mentre la macinazione assorbe il 12% dell’energia consumata.

Consumi energetici nei mangimifici

Nella legenda in rosso sono riportati i consumi termici, in blu i consumi elettrici.

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Gli impianti energetici nei mangimifici

Accanto alle esigenze per il riscaldamento e  l’illuminazione dei diversi locali, i principali sistemi a supporto dei processi dell’industria mangimistica sono i generatori di vapore, i sistemi ad aria compressa, i motori elettrici. È fondamentale, quindi, assicurarsi che lo stabilimento abbia in dotazione impianti moderni ed efficienti per contenere i consumi e i costi energetici e, in caso contrario, provvedere alla loro riqualificazione/sostituzione.

  • I generatori di vapore
    Generalmente in un mangimificio si utilizzano caldaie a tubi di fumo con una capacità vicina a 5 ton/ora, producendo vapore a una pressione effettiva di 6-10 bar. Il combustibile utilizzato è prevalentemente gas naturale o Gpl, ma per le unità più piccole si impiega anche gasolio. Negli ultimi tempi si sta diffondendo, inoltre, l’utilizzo di caldaie a biomassa.

  • Sistemi ad aria compressa
    Hanno un ruolo fondamentale. Il consumo elettrico di un sistema ad aria compressa rappresenta mediamente il 6-7% del consumo di elettricità complessivo di un mangimificio. In genere, un compressore con potenza dai 18 ai 75 kW è sufficiente per soddisfare tutte le esigenze di un impianto.

  • I motori elettrici
    In un mangimificio il consumo elettrico dei motori rappresenta più del 90% del consumo elettrico totale: essi sono utilizzati, infatti, per quasi tutti i processi (macinazione, sbriciolatura, miscelazione e per i sistemi di ventilazione e ad aria compressa). Le potenze dei motori variano da pochi kW a qualche centinaio di kW. Si tratta prevalentemente di motori a induzione che lavorano in modo asincrono e non sempre sono presenti invertitori di frequenza. Dotarsi di motori elettrici efficienti fa la differenza: i costi complessivi di un motore elettrico nel suo ciclo di vita, infatti, sono per il 96% legati all’energia utilizzata, mentre il costo di acquisto rappresenta solo il 2,5% della spesa totale.

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Le misure per migliorare l’efficienza energetica

Oltre alla dotazione di impianti efficienti, vi sono diverse misure che possono essere attuate ai fini del un risparmio energetico nei processi produttivi e nel funzionamento degli impianti ausiliari. L’adozione di queste soluzioni va valutata caso per caso perché ciascun mangimificio rappresenta uno specifico caso. Il tempo di ritorno di un investimento può variare molto a seconda dei suoi costi, dell’operatività dell’impianto, delle sue dimensioni, del costo dell’energia, della posizione dello stabilimento. Solo con una Diagnosi Energetica sarà possibile valutare le inefficienze e decidere qual è l’azione migliore da intraprendere. Ecco qualche elemento da considerare per l’efficientamento degli impianti energetici più importanti nei mangimifici.

 

Ottimizzazione nella produzione di vapore

È opportuno effettuare verifiche periodiche sul funzionamento del generatore di vapore, soprattutto sul controllo della portata. L’installazione di sistemi di recupero del calore dai prodotti della combustione (economizzatori e condensatori) consente di risparmiare il 5-10% di energia. Il buon isolamento dell’intero impianto (compresi tubi e valvole) e la manutenzione dei materiali isolanti è un’operazione di importanza critica per evitare fughe termiche.

Efficienza nei sistemi ad aria compressa

L’aria compressa è una forma di energia dai molteplici impieghi in ambito industriale. L’efficienza energetica di questi sistemi può essere migliorata attraverso alcune misure, tra cui fondamentale è l’individuazione e la riparazione delle perdite (sempre presenti e proporzionali alla pressione del sistema), che rappresenta l’azione a più elevato potenziale di risparmio energetico. La perdita di capacità di un compressore in un impianto in buono stato di manutenzione deve essere mantenuta al di sotto del 10%. Bisogna progettare bene il dimensionamento delle tubazioni (le perdite di carico sono una funzione della lunghezza della tubazione) e il posizionamento dei compressori. La presenza di inverter (fondamentali per il risparmio quando le richieste d’aria del processo sono variabili durante il giorno o la settimana) e di un volume di stoccaggio dell’aria possono ridurre la richiesta energetica fino al 30%. Dai compressori è anche possibile recuperare calore per il riscaldamento degli ambienti.

Efficienza dei motori elettrici e inverter

Per ottenere il miglior risparmio potenziale, l’ideale sarebbe l’ottimizzazione dell’intero sistema dei motori elettrici. Fondamentale dotarsi dei motori nella migliore classe di efficienza possibile (l’ultima è la IE5) e dimensionati nel modo corretto, perché la massima efficienza si ottiene quanto un motore lavora tra il 60 e il 100% del pieno carico. La regolazione della velocità di un motore tramite l’uso di inverter o variatori di velocità (variable speed drives, VSD), può portare ad importanti risparmi sui consumi, fino a dimezzarli, perché si adatta il consumo reale ai fabbisogni effettivi del processo.

 

 

APPROFONDIMENTO

Le tecnologie che consentono alle aziende dell’industria e dei servizi di fare efficienza energetica nella produzione di calore.

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Un caso di successo

PROGETTO

Gruppo Veronesi

gasgas

GENERATORE DI VAPORE

PROGETTO

Gruppo Veronesi

gasgas

GENERATORE DI VAPORE

Il Gruppo Veronesi è una delle realtà di maggior rilievo in Europa nel settore dell’alimentazione zootecnica e nella produzione di carni. Dalla fondazione della Veronesi, nel 1952, alla costruzione del primo mangimificio nel 1958 fino all’acquisizione del marchio Negroni del 2002, il Gruppo ha conosciuto una continua crescita e si è affermato come uno dei nomi più importanti dell’industria agroalimentare italiana.

Le esigenze
Dalla qualità dell’alimentazione degli animali deriva una buona qualità delle carni. Proprio per garantire il costante miglioramento qualitativo del mangime prodotto, l’azienda è da sempre alla ricerca delle soluzioni più avanzate in grado di migliorare i processi. Per il sistema di generazione del vapore, fondamentale nei processi di essiccazione, sterilizzazione e pressatura del mangime presso lo stabilimento di Ospedaletto Euganeo (PD), Veronesi era alla ricerca di un sistema performante e particolarmente efficiente.

La soluzione Viessmann
Per soddisfare le esigenze dello stabilimento di Ospedaletto è stato scelto il generatore di vapore Viessmann Vitomax 200 HS, un moderno generatore da 8 t/h di vapore a 16 bar, allestito con tecnologie di recupero energetico (economizzatore) e con un grado di rendimento complessivo che arriva 95%. Il sistema è dotato di strumentazione conforme alla direttiva PED (Pressure Equipment Directive), consentendo l’esonero dal presidio continuativo del conduttore patentato fino a 72 ore.

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