Notizie utili per l`acquisto vasi vinari in acciaio

L'ENOTECNICO
•
OTTOBRE 1984
903
Notizie utili per l'acquisto
vasi vinari
in acciaio inossidabile
Giovanni Boranga
Direttore tecnico della Cantina Sociale di Custoza
Cenni storici
L
I impiego massiccio
dei vasi inox nel
campo enologico,
inizialmente frenato dal costo quasi proibitivo, é oggi
in pieno sviluppo grazie ai
notevoli vantaggi derivanti
dalla elevatissima versatilità
e al bassissimo costo di
esercizio, in grado di bilanciare la ormai lieve maggior
spesa d'impianto.
Oggi, anzi, i vasi vinari in acciaio inossidabile si possono
considerare tra le strutture
portanti dell'industria enologica tecnologicamente
più avanzata, in virtù delie
prestazioni di cui si sono dimostrati capaci.
Occorre però conoscere
profondamente le caratteristiche del materiale, del
manufatto e delle attrezzature ausiliarie dì cui questi recipienti possono essere dotati nonché le sostanze
chimiche e gli agenti in grado di danneggiarli, per usufruire totalmente delle loro potenziali prestazioni.
Maurer e Strauss (1) presentarono all'Esposizione di
Malmòe (2) del 1912 un
particolare tipo di Acciaio
Legato Speciale, lega di
ferro-nichel-cromo, che,
avendo la sorprendente
prerogativa di non arrugginire (di non essere quindi
ossidabile), fu chiamato Acciaio inossidabile.
Studi e ricerche successive
portarono alla realizzazione
di numerosi tipi di acciaio
inox, distinti in tre gruppi
metallografici:
a - acciaio inox a struttura
Martensitica
b • acciaio inox a struttura
Austenitica
e - acciaio inox a struttura
Ferritica
11 funzionali del laboratorio Ricerche Metallutgiche della famosa Ditta
Krupp di Essen.
2) città svedese del Baltico.
Tratto da: •Fondamenti di tecnici enologica-, Inedito.
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II materiale
Per conoscere l'acciaio inossidabile dal punto di vista enologico è necessario analizzare:
1 - tipi di acciaio inossidabile usati in enologia;
2 - la composizione chimica degli acciai inox di uso enologico;
3 - le caratteristiche principali dell'acciaio inossidabile;
4 - le caratteristiche collaterali;
5 - le caratteristiche tecnologiche dei lamierati inox.
a OTTOBRE 1984
AGENTI
OSSIDANTI
AGENTI
RIDUCENTI
L
T
^struggono
la Damerà
recinti Calla
camera
AA
camera di ossigeno
"'cieco la re adsorbito
superficie dell acciaio
1 • Tipi di acciaio inox usati in enologia:
m campo enologico vengono utilizzati di norma acciai a
struttura austenitica, i più costosi purtroppo, quasi tutti
catalogati nella Tabella AlSI (3) con la numerazione 300.
Più precisamente si tratta degli acciai:
~ AlSI 304 e AlSI 304L (4) di limitata resistenza alla SO2;
~ AISI 316 e AlSI 316L di buona resistenza alla SO2.
Per autopassivazione s'intende invece la capacità di una
superficie metallica di ricreare autonomamente la barriera protettiva ogni qualvolta questa viene distrutta.
Negli acciai inossidabili la barriera protettiva si rigenera
automaticamente usufruendo dell'ossigeno molecolare
dell'aria oppure della cessione di ossigeno da parte di
sostanze ossidanti.
Ciò spiega come gli acciai inossidabili resistano magnificamente agli agenti ossidanti mentre siano attaccabili dalle sostanze acide fortemente riducenti quali ad es. gli
idracidi - l'acido cloridrico in particolare - e gli alogeni in
generale.
2 • Composizione chimica degli acciai Inox «enologici".
Condizioni che favoriscono oppure ostacolano la passività dell'acciaio inossidabile.
CARBONIO
AlSI 304
AlSi 304L
AiSI 316
AlSI 316L
0,08%
0.03%
0.08%
0,03%
CROMO
MCHB
18-20% 8-10,5%
18-20% 8-12 %
16-18% 10-14 %
16-18% 10-14 %
MOLIBDENO
fBWO
70-71%
68-74%
2-3% 65-72%
2-3% 65-72%
il Ferro è il componente di base e la sua percentuale
vana, in funzione della presenza degli altri componenti,
secondo la «curva» di Tammann (5).
Osservazioni.
Gli acciai L (low carbon-basso carbonio) più costosi degli
acciai inox normali, si prestano molto bene alla saldatura
anche a spessori elevati, infatti la bassissima presenza di
carbonio, prevenendo la formazione e la precipitazione
dei carburi, esclude ogni possibilità di corrosione intercristallma
il Molibdeno è invece utilizzato, nonostante il suo altissimo costo, in quanto capace - anche a bassissime concentrazioni - di migliorare in modo altamente significativo
la passività dell'intero complesso legato.
3 - Caratteristiche principali dell'acciaio inox:
sono:
a - l'austeniticità
b - l'autopassivazione
La passività è favorita:
D dal decapaggio, cioè dal lavaggio della superficie metallica con acido nitrico concentrato o altro detergente, per la rimozione della scaglia di impurezze che la
ricopre.
Tali impurezze, di natura metallica diversa dall'acciaio,
possono infatti funzionare da micro-pile dando luogo
a corrosioni elettrochimiche;
D dalla finitura, cioè dal grado di levigatura della superficie. Migliore è la finitura - ad es. quella 2BA - minore
è la rugosità superficiale;
a
dallo skinpassaggio vale a dire dal costipamento superficiale provocato da una leggera laminazione a
freddo come avviene per i laminati con finitura 2B e
2BA.
La passività è ostacolata:
D dalle abrasioni accidentali oppure provocate per motivi estetici quali la «fiorettatura» e la «satinatura»;
• dall'azione fondente della saldatura che può modificare la struttura del ferro y (10);
a dal contatto con composti chimici aìogenati quali ad
es. Cloro, Zolfo, ecc. e derivati, capaci di distruggere
la barriera protettiva (grazie al loro potere riducente)
e di corrodere il metallo;
D dal contatto con metalli non austenitici (rame, ferro,
zinco, ecc.) in grado di provocare corrosioni elettrochimiche per formazione di micropile.
a • Austenitìcìtà:
nel senso più ampio per austeniticità (6) s'intende la capacità del ferro y (7) - dotato di struttura reticolare cubica
a facce centrate - di mantenere in soluzione solida a
temperatura ambiente notevoli quantità di carbonio, cromo, nichel, molibdeno ed altri elementi.
Oall'austeniticità derivano:
- una elevata inerzia chimica (8);
- il potere antimagnetico.
4 - Caratteristiche collaterali dell'acciaio Inox:
gli acciai inossidabili austenitici presentano caratteristiche
collaterali di rilevante importanza enologica.
b - Autopassivazione:
in modo semplicistico si può definire la passività come */a
capacità di resistenza alla corrosione» di un determinato
materiale.
La passività degli acciai inossidabili deriva dalla barriera
protettiva prodotta dall'ossigeno adsorbito.
Inoltre hanno-.
Q conducibilità termica inferiore all'acciaio al carbonio
(11) (circa la metà) ma ben quaranta volte superiore alla
vetroresina;
n coefficiente di dilatazione termica molto superiore all'acciaio al carbonio.
Sono infatti:
D legalmente ammessi al contatto con gli alimenti da
tutte le legislazioni dei mondo-,
D resistenti alle normali concentrazioni enologiche di
SO2 (i'AISI 316 molto più dell'AlSI 304);
• antimagnetici.
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D OTTOBRE 1984
Andamento del coefficiente percentuale di ritentività
del Micrococcus aureus su superfici nuove di diversi
materiali in funzione di una serie di lavaggi con
detergente e con risciacquo a circa 70 °C.
% ritentività batterica
numero Lavaggi
% ritentività batterica
Si noti come il comportamento dell'acciaio inox è
praticamente lo stesso sia con superfici nuove che con
superfici usate e, in quest'ultimo caso, denuncia la
minore ritentività batterica.
vetro
Andamento del coefficiente percentuale di ritentività
del Micrococcus aureus su superfici usate di diversi
materiali in funzione di una serie di lavaggi con
detergenti e con risciacquo a circa 70 °C.
plastica B
plastica C
plastica A
porcellana A
usurata naturalmente
acc inox
numero Lavaggi
-Tratto dal depliant Ditta Vianello inox S p A - Donada»
Infine l'eventuale cessione di cromo avviene allo stato
trivalente Cr+++ e n o n del venefico cromo esavalente
3) AISI - AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE.
4) L - LOW carbon (basso carbonio).
5 - Caratteristiche tecnologiche dei lamierati inox:
la qualità ed il valore commerciale delle lamiere inox dipendono:
• dal tipo di acciaio. In enologia, come abbiamo visto, si
usano gli acciai austenitici AISI 304 - AISI 304L - AISI
316 - AISI 316L. Le fonderie più qualificate (Fiat - Falk ILSSA - Viola - Acciaierie di Bolzano - Dalmine - Breda Cogne - Terninoss) stampano sulle lamiere il marchio
di fabbrica, il tipo dell'acciaio e i riferimenti tecnologici
più importanti.
D dalla scelta, vale a dire del grado di perfezione del
materiale.
Esistono commercialmente due livelli di scelta.
1 a qualità, commercializzata dalle acciaierie, corrispondente al materiale perfetto;
2a qualità quando il materiale presenta lievi imperfezioni superficiali.
5) Gustav Tammann (1861-1938), professore di mettallografia all'Università di Cottinga. diede un contributo fondamentale alla conoscenza delle
leghe metalliche.
6) dal nome dell'inglese Robert Austen che mise in luce questa particolare
proprietà del ferro nei confronti del carbonio Solo DIÙ tardi questa scoperta fu. per analogia, utilizzata per altri elementi.
7) leggere «ferro gamma»
8) per inerzia chimica s'intende «la capacità di un determinato materiale di
mantenere inalterato il proprio stato grazie al basso grado di reattività
chimica».
9) barriera molecolare di ossigeno legato oer adsorbimento alla superficie
metallica.
10) infatti nei punti di saldatura é utile rigenerare la passività per via
chimica aspergendo la superficie saldata con un'apposita pasta decapante
e passivante.
11) l'acciaio al carbonio è il materiale che noi comunemente chiamiamo
•ferro»
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a dalla finltura, cioè dal grado di levigatura della superificie. La finltura normale è numerata da 1 a 8. In
campo enologico é prevalentemente usata la 2B (B bnght, brillante), ottenuta per skinpasasggio con cilindri lucidi. Migliore è la 2BA (BA - bright annealed) ii cui
aspetto è quasi perfettamente speculare.
G dal decappaggio, che deve essere perfetto in quanto
la superficie del lamierato non deve presentare la minima traccia di impurezze metalliche.
O dal tipo di laminazione. Infatti la laminazione a freddo
(quale lo skinpassaggio) migliora la finltura. La riduzione della rugosità superficiale consente una più facile
samficabiìità de) recipiente ed ostacola l'adesione dei
tartaro sulle pareti del vaso.
Modalità costruttive
dei vasi vinari inox
La sequenza costruttiva dei vasi vinari in acciaio inossidabile a sezione circolare prevede:
G la formazione delle «virole» mediante calandratura e
saldatura delle lamiere;
G la formazione de! fasciame mediante assiemaggio delle virole;
dall'apposita guaina plastica (12) applicata dalle acciaierie, in modo da ridurre al minimo il pericolo di
abrasioni che diminuiscono ia passività ed il valore
estetico del manufatto.
Naturalmente la «fiorettatura» e la «satinatura», di valore esclusivamente estetico, rappresentano una rinuncia sul piano della qualità tecnologica.
Morfologia
dei vasi vinari inox
I recipienti inox sono di norma:
•
a sezione: circolare; ellittica; paraltelepipeda (molto costosa e quindi rara);
G con asse principale: verticale; orizzontale;
G con appoggi costituiti da: gambe; basamento metallico facente corpo unico con il fasciame; basamento in
cemento armato (o muratura); staffe (per i serbatoi
orizzontali); pallet metallico:
G di capienza: da pochi litri a 10.000 - 20.000 hi;
13 ia formazione e l'installazione degli appoggi metallici,
quando previsti;
Q con fondo: inferiore sagomato in modo da favorire lo
svuotamento totale del recipiente; superiore a falde
inclinate o bombato per facilitare le operazioni di
riempimento ed impedire la formazione di pericolose
sacche di aria;
l i il montaggio degli accessorii
3 con fasciame: liscio, nervato (13).
G l'applicazione delle eventuali attrezzature ausiliare;
Considerazioni sui vari tipi di appoggio dei vasi vinari
inox verticali:
è utile analizzare quest'aspetto morfologico e costruttivo
per le implicazioni enologiche ed economiche che ne possono derivare:
C la preparazione e la saldatura dei fondi;
G il decapaggio e la passivazione delle saldature;
G il controllo idrostatico;
G il lavaggio finale.
Particolare rilievo assume il metodo di saldatura in quanto modalità sconvenienti possono alterare l'omogeneità
della lega
! metcdi di saldatura più usati, tutti ottenuti per fusione
dei lembi in protezione di gas inerte (Argon oppure miscela di Argon ed altri gas), sono:
~ i! TIC (Tungsten inert gas), vantaggioso nella saldatura
dei manufatti con spessore compreso tra 0,4 e 3
mm.
É tuttavia utilizzabile fino a 6 mm. di spessore.
Nei casi più favorevoli e fino ad un massimo d 4 mm.
di spessore, si può avere con questo sistema la saldatura dei lembi senza apporto di materiale;
G il PLASMA (gas Argon ionizzato a 30.000°Q. anch'esso
senza riporto di materiale, utilizzabile per gli spessori
compresi tra 3 e 10 mm. Pur essendo il migliore dei
sistemi di saldatura industriale, è il meno usato. È
invece usatissimo per il taglio.
D MIC (metal inert gas) usato soprattutto per i grandi
spessori, con il quale si ha in ogni caso l'apporto di
materiale di saldatura costituito dall'elettrodo a filo
del sistema. È sempre meno usato per la qualità, non
sempre buona, del cordone di saldatura. Per chi volesse documentarsi in modo approfondito su questo
argomento, si consiglia la lettura del capitolo 8 di «Gli
acciai inossidabili» di Gabriele Di Caprio (ed. Hoepli).
Particolare rilievo meritano le modalità di maneggio
delle lamiere che devono essere lavorate protette
G Appoggio su gambe:
usatissimo per le piccole capienze; l'appoggio su gambe è attuato oggi fino alla media capienza (600 hi) per
evidenti motivi economici e meccanici.
Esso richiede infatti costose strutture portanti, in
grado di sopportare la concentrazione dei pesi.
Esso consente:
G la movibilità del vaso:
G la facile e perfetta coibentazione del recipiente poiché anche il fondo inferiore, cioè la parte più soggetta alle perdire di frigorie, è rivestibile con facilità con il
manto coibente;
G la perfetta scolabilità del recipiente grazie alla sagoma
bombata o conico-rovesciata del fondo inferiore al
cui vertice é applicata la valvola di scarico totale.
L'appoggio su gambe è la soluzione più costosa in
quanto necessita di spessori notevolmente superiori
rispetto agli altri tipi.
a Appoggio su basamento metallico:
questo tipo di appoggio, di impiego abbastanza recente, è oggi molto diffuso nei serbatoi di piccola,
media e grande capienza (100 - 1500 hi).
Dal punto di vista strutturale il basamento metallico è
costituito da un telaio (14): «a tela di ragno» oppure «a
raggerà» di sostegno del fondo inferiore, sagomato a
cono rovesciato e fornito di numerosi appoggi, saldato al fasciame in modo da formare corpo unico.
La distribuzione dei pesi avviene cosi in maniera pressoché uniforme, con notevole risparmio di materiale.
Spesso il telaio viene:
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D copriboccaporta per i vasi coiventati;
D duomo(caminetto);
D chiusino a passo d'uomo e a tenuta di gas sul duomo;
D valvola a sfera di scarici titale;
D valvole a sfera di sfecciamento;
• termometro;
D assaggiavino;
• tubo di livello;
• tubiera (interna oppure esterna) di rimontaggio;
D valvola di sicurezza a pressione-depressione a funzionamento meccanico o idraulico;
D golfaridisollevamentO;
D supporti per passerelle o scale;
D sfera di lavaggio;
Sono invece accessori speciali:
D la valvola di sicurezza ed il manometro delle autoclavi
(17);
D
Luglio 1979 foto C. Boranga
«a sinistra un basamento metallico con telaio t u t t o inox "a raggerà", a
destra scorcio ai un appoggio su gambe- (per gentile concessione ditta
Techno-Qvidac S.p.A - Silea).
a - riempito parzialmente oppure totalmente con materiale coibente (poliuretano o polistirolo espansi) sia per aumentare la portata del fondo sia per isolare termicamente il vaso dal pavimento;
la sfera di lavaggio.
La qualità degli accessori è importante per cui non sono
accettabili compromessi che diminuiscano la qualità delle
prestazioni: ad esempio tuttele parti metalliche devono
essere inox e le guarnizioni ingomma oplastica del tipo
adatto al contatto con gli alimenti.
b - chiuso ermeticamente con una lamiera inox di fondo
saldata alla fascia laterale dell'appoggio, a formare una
scatola chiusa a tenuta stagna, per migliorare ia resistenza meccanica e la durata del materiale coibente
Questo tipo di appoggio, di costo inferiore al precedente,
consente la totale e perfetta movibìlità, coibentazione e
scolabilità del recipiente.
D Appoggio su basamento in cemento armato:
era, fino a gualche anno fa, il tipo di appoggio più
diffuso ed economico.
Oggi é quasi esclusivamente usato per le grandi e
grandissime capienze (1.000 - 20.000 hi).
Lo zoccolo di cemento armato o muratura deve essere, per forma e pendenze, perfettamente adattato al
«fondo piano» del serbatoio in modo da consentire lo
svuotamento totale del recipiente.
Serbatoio ed appoggio sono resi solidali mediante la
saldatura di apposite piastre di collegamento preventivamente annegate nel cemento.
Dal punto di vista enologico questo tipo di basamento
determina:
•Tratto dal depliant ditta Vianeilo inox S.p A - Donada»
•
12) tale membrana deve essere tuttavia eliminata rapidamente poiché, se
esposta per lungo tempo ad alte temperature, può incollarsi alla superficie metallica
la pratica (15) inamovibilità del serbatoio;
D grosse difficoltà per la coibentazione del fondo inferiore;
D una scofabilità talvolta difficile ed imperfetta soprattutto nei recipienti di grande diametro.
•
Appoggio su struttura pallet metallica.
usato per (e piccolissime capienze (5-15 hi), idonee al
trasporto carenato, questo tipo di appoggio é praticissimo per i recipienti usati per la sistemazione delle
rimanenze (16).
Accessori dei vasi vinari inox
I vasi inox sono di norma dotati dei seguenti accessori:
D
boccaporto frontale a passo d'uomo;
131 per irrobustire il manufatto le lamiere vengono sottoposte ad una
speciale calandratura che forma un risalto anulare costituente la nervatura il notevole risparmio economico compensa gli effetti negativi dello
stiramento delle lamiere
14) t u t t o il materiale costituente il telaio deve essere anch'esso di acciaio
inox, mai di ferro o altro, per evitare i danni della corrosione galvanica
15) in quanto il serbatoio può essere usato solo se poggiarne sul basamento
16) molto spesso nelle grandi cantine succede cne per travaso o vendita
rimangano frazioni, dell'ordine di 5 - 10 hi, di non facile sistemazione
troppo grandi per essere collocate in damigiana, troppo piccole per i
normali vasi di cantina Di qui l'utilità di questi vasi
17) le autoclavi sono recipienti usati per la preparazione dei vini frizzanti e
spumanti. Devono essere pertanto resistenti ed attrezzate per l'esercizio
delle alte pressioni (fino a 12 atm).
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Attrezzature ausiliari
dei vasi inox
I vasi vinari in acciaio inossidabile si prestano molto bene
ad essere equipaggiati con le seguenti attrezzature:
A - / vasi normali con.D dispositivo di termoregolazione;
• manto coivente di isolamento termico;
D apparato di compensazione a gas inerte (Azoto CO 2 >;
B - / tini meccanizzati («fermentimi con:
• apparecchiatura di macerazione, generalmente del tipo a:
- rimontaggio e diffusione del mosto-vino;
- riciclo della vinaccia (ormai abbandonato);
- immersione del cappello (follatura meccanica);
• attrezzatura per l'evacuazione della vinaccia dopo la
svinatura;
D apparato di refrigerazione per scorrimento di acqua
fredda per il condizionamento termico della fermentazione (o altro sistema idoneo);
C - ie autoclavi con:
a apparati di condizionamento ed isolamento termico;
Q elettroagitatore per le autoclavi di grande capienza;
Q generatore elettrico di calore per il riscaldamento del
vino e la lisi termica dei lieviti;
D - / vasi per la vendita del vino sfuso con:
D attrezzatura di sempre-pieno oppure, in miglior alternativa, l'apparato di condizionamento ed isolamento
termico abbinato all'apparato di compensazione a gas
inerte.
L'ENOTECNICO
o
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E COStitUltO:
a dall'attrezzatura di aspersione dell'acqua, disposta sulla parte superiore del vaso;
n dalla grondaia di raccolta posta ai piedi del serbatoio;
• da un eventuale dispositivo di ricupero e riciclo.
Dal punto di vista pratico è impotante che l'acqua aspersa avvolga l'intero fasciame (senza ruscellare) in «film sottile» in modo da esaltare al massimo il processo evaporativo che costituisce l'effetto refrigerante più importante.
infatti la resa pratica di questo apparato é inversamente
proporzionale al grado di umidità dell'aria: tanto maggiore quanto minore è l'umidità ambientale.
Solo una cascata di acqua gelida può avere un effetto
refrigerante maggiore di quello evaporativo sopra esposto.
La precisione del sistema è, come premesso, molto aleatoria.
2° sistema: Circuito del liquido termoregolatore obbligato
-aperto»
Questo sistema, un tempo molto usato, è oggi in via di
totale abbandono poiché surclassato da quello a circuito
obbligato chiuso forzato.
il circuito obbligato aperto è il classico sistema ad intercapedine, cioè costituito «dallo spazio formato da due lamiere parallele distaccate delta misura costituente lo
spessore dell'intercapedine stessa».
E definito «obbligato» perché il fluido è costretto a scorrere nell'intercapedine, «aperto» poiché il circuito deve
essere in ogni punto a pressione atmosferica per ridurre
al minimo le cause di implosione (18) dato che qualsiasi
motivo che generi la sovrapressione del liquido termoregolatore può determinare lo sfondamento della parete
interna dell'intercapedine, cioè l'implosione del fasciame
del serbatoio.
Descrizione delie attrezzature
ausiliari applicabili
ai recipienti inox
A - Sistemi di condizionamento termico:
la crescente importanza delle attrezzature di condizionamento termico ci induce ad illustrare, in dettaglio, i sistemi in uso.
Parleremo delle modalità di condizionamento termico del
singolo vaso, escludendo quindi il sistema «a cella» dove la
temperatura é uguale per tutti i recipienti presenti.
il condizionamento va inteso come apporto di frigorie
oppure di calorie avente lo scopo di mantenere costante
una temperatura all'interno del vaso vinario.
Le tecniche di condizionamento termico sono basate su
tre sistemi:
1 - sistema; irrorazione del fasciame del vaso con acqua in
film sottile;
2° sistema: circuito del liquido termoregolatore (acqua
oppure soluzione idroglicolata) obbligato «aperto»;
5" sistema circuito del liquido termoregolatore obbligato
«chiuso» forzato.
1° sistema: Irrorazione del fasciame del vaso con acqua in
film sottile.
E un sistema molto semplice, prevalentemente usato,
per la scarsa precisione, sui «fermentini» per asportare le
calorie di fermentazione e sui serbatoi inox alloggiati all'aperto per attenuare gli effetti del calore solare.
«in alto, serbatoio "polmone" del liauido termoregolatore e scorcio dell'impianto di distribuzione» Cantina Sociale di Custoza.
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Questo sistema è ormai tecnologicamente obsoleto per
Quattro ragioni:
D per la minima resistenza all'implosione;
• per l'imperfetta distribuzione del liquido termoregolatore all'interno dell'intercapedine;
• per la necessità di utilizzare circuiti aperti, cioè interrotti da pozzetti di raccolta, sfiati, ecc.
• per la onerosa ed ormai incompetitiva prassi costruttiva che prevede la calandratura separata delle due
lamiere, l'applicazione dei distanziatori ed infine l'assemblaggio manuale dei componenti.
3° sistema: Circuito del liquido termoregolatore obbligato
chiuso forzato.
È oggi, per i moltecplici vantaggi che offre, il più conveniente.
Esso è costituito da un circuito chiuso, formato dalla
fascia (19) termica e dalle tubiere di collegamento con il
serbatoio «polmone», all'interno del quale scorre, in pressione, il fluido termoregolatore.
Può essere realizzato in due modi:
a - mediante semitubo saldato al fasciame,
b - con lamiera sagomata facente corpo unico con la
parete del recipiente,
a - Circuito a semitubo saldato.realizzato una decina di anni fa, questo dispositivo é costituito da un semibuto (20), avvolto a serpentina in numerose spirali, saldato al fasciame.
La superficie utile per lo scambio termico é costituita
dalla striscia di fasciame racchiusa dai lembi del semitubo.
Il liquido termoregolatore viene immesso nella serpentina
attraverso la testata più bassa della spirale, cioè fatto
salire dal basso verso l'alto, per evitare la formazione di
fastidiose bolle d'aria.
In uscita il liquido termocondizionatore é rinviato al serbatoio «polmone» per essere nuovamente riportato alla
temperatura originaria e quindi riciclato.
b - Circuito a lamiera sagomata:
questo sistema, ideato molti anni fa negli Stati Uniti, è da
alcuni anni utilizzato in Italia in numerose versioni, spesso
molto diverse tra loro.
La versione americana è realizzata saldando due lamiere:
- una piana, di rilevante spessore, costituente il fasciame
del vaso,
- l'altra, più sottile {-H 1,5 mm), sagomata in modo da
presentare dei rilievi, di forma vagamente piramidale,
dove i lati della base, leggermente ricurvi, sono lunghi
circa 10 cm e l'altezza é di 2-3 millimetri.
La saldatura delle due lamiere avviene «a punti» in corrispondenza dei vertici di base della «piramide» ed in «continuo» nei due lati perimetrali delle lamiere.
Nelle testate della fascia cosi ottenuta sono inseriti i dispositivi di immissione e di ricupero del fluido termoregolatore.
Il fluido immesso a pressione scorre liberamente, per cui
solo in corrispondenza dei punti di saldatura lo scambio
termico è impedito.
Questo tipo di struttura, a doppia lamiera saldata, oltre
ad acquisire un'eccellente resistenza all'implosione e quindi a permettere il flusso del liquido termoregolatore a
pressioni relativamente elevate (-5- 2 e più Atm), consente la formazione della virola termica con un solo passaggio alla calandra, con intuibili elevati risparmi rispetto ai
sistemi precedentemente illustrati.
Le versioni italiane, a cominciare da quella proposta dalla
ditta Cadalpe che, per quanto mi risulta (21), è stata la
•Fascia Termica ditta Cadalpe 5 p A • vazzola»
prima a realizzare questo tipo di circuito, si differenziano
dalla versione americana e, tra loro, solamente dal diverso disegno del circuito stampato e dalle modalità di distribuzione, di circolazione e di ricupero de! fluido.
Da questa diversità nasce peraltro l'esigenza di una prassi
valutativa in grado di mettere in luce sia l'efficienza tecnologica sia i costi d'impianto e di gestione di ciascuna
soluzione proposta.
In effetti soluzioni diverse offrono, quasi sempre, rendimenti tecnici ed economici diversi.
Esiste infatti il rischio che, a fronte di una superficie termica nominale, facilmente rilevabile misurando le dimensioni esterne del dispositivo di scambio, la superficie effettiva - cioè quella che veramente realizza lo scambio
termico - sia, per la formazione di correnti di flusso preferenziali oppure di sacche d'aria ovvero per insufficienti
quantità o pressione del liquido termoregolatore, notevolmente inferiore.
Per avere quindi un parametro di valutazione valido per
qualsiasi soluzione adottata, è necessario che le Case costruttrici eh intendono concorrere alla fornitura di questo
tipo di vasi vinari, precisino per iscritto:
• la portata (espressa in litri/ora) e la pressione di esercizio (in atm.) di soluzione idroglicolata al 36% in volume
di glicole etilinico inibito necessarie per attivare totalmente una virola termica di 9 mq (22).
D il valore del coefficiente di scambio termico K (23),
tenendo conto che il L °t (24) tra il liquido termoregolatore ed il vino del recipiente non sia maggiore di
2°C.
In sede di controllo, prima dell'installazione, è facile controllare i dati forniti misurando i valori di portata e pressione con manometro, contatore di litri e cronometro, e
la superficie effettiva di scambio controllando, all'interno
(16) cioè l'effetto distruttivo delle pressioni che agiscono dall'esterno verso l'interno (pressioni centripete) I serbatoi sono resistentissimi alle pressioni centrifughe, debolissimi all'implosione.
(19) altri sinonimi sono: tasca, virola termica, serpetina. ecc.
(20) cioè un tubo di acciaio inossidabile 0 60-70 mm tagliato a meta
(21) nel 1978, scartata l'idea di utilizzare la struttura di fabbricazione statunitense per il costo proibitivo, la Cadalpe é stata la prima, tra le Case da
me interpellate, a realizzare valida struttura alternativa
1221 cioè la fascia termica, alta 1.00 m t . di un serbatoio di 0 3,00 mt
t23) si può considerare buono un < compreso tra 150-180.
(24) L (delta) °t é il simbolo tecnologico del differenziale termico.
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L'ENOTECNICO
a
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D ai fini qualitativi, l'incidenza dette saldature;
• ai fini economici, il maggior impiego di materiale che,
a parità di rendimento, qualche soluzione richiede.
Per quanto riguarda la qualità del manufatto è preferibile
il sistema che, allo stesso livello di prestazione, offre la
minima presenza di saldature.
in effetti la saldatura costituisce:
D un punto debole agli effetti della ermeticità (25);
a una possibilità di azione, in taluni casi, della corrosione
intercristaltina sugli acciai a normale tenore di carbonio.
Per quanto concerne invece il maggior impiego di materiale, appare evidente l'incidenza negativa sul costo del
manufatto: più peso significa maggior costo,
Facciamo un esempio per meglio illustrare i concetti:
a un serbatoio della capienza di hi. 600, 0 3.000 mm,
con 18 spire di semitubo ha uno sviluppo di circa 320
mt. lineari di saldatura.
Lo stesso serbatoio con tre fascie termiche di 9 mq
ciascuna ne ha solo 60 mt.
D per formare 18 spire, occorrono alcune decine di chili
di semitubo in più delta lamiera sagomata necessaria
per realizzare 27 mq di fascia termica.
•tratto dal depliant ditta AZZIMI S.p.A. - Soresina»
del serbatoio, con termometro (o con le mani) la zona
interessata dal fluido termoregolatore.
il rilevamento è più facile usando acqua calda.
L'esatta conoscenza dei valori di portata, pressione e
scambio termico, é condizione indispensabile per calcolare:
H il preciso dimensionamento dell'impianto (tubiere,
pompe, valvole, serbatoio polmone, ecc;
Z gli ingombri e la predisposizione dei passaggi e delle
luci necessari all'esecuzione dell'impianto stesso;
Z il costo d'impianto;
13 il costo di esercizio.
Questi dati servono, in definitiva, per arrivare ad una valutazione economica globale.
B * Manto coibente:
è il conosciutissimo rivestimento utilizzato per rendere
isotermici (26) i recipienti.
Un tempo i materiali coibentanti più usati erano: sughero,
lana di vetro e lana di roccia.
Fino a qualche tempo fa, ed ancora oggi per certi dettagli, era usatissimo il polistirolo espanso.
Oggi giorno è preferito il poliuretano espanso a cellula
semichiusa sia per la elevata capacità coibentante, doppia
rispetto al polistirolo, sìa per la sua stabilità a lungo termine.
Altro materiale, molto interessante, é il potistirene espanso estruso, migliore per coibenza e stabilità dei precedenti.
Lo spessore del manto coibente è in funzione:
Q del materiale <cm. 5 di poliuretano espanso equivalgono pressapoco a cm. 10 di polistirolo);
• della densità del materiale (35 kg/mc di poliuetano
coibentano meglio di 20 kg/mc);
• del t °t tra la temperatura esterna ambientale e quella interna del vaso (27).
Altri fattori (es. isolazione diretta) possono aggiungersi ai
principali,
il fondo del serbatoio, punto di maggior perdita di frigorie, deve essere coibentato in maniera particolarmente
efficace.
Accessorii
il sistema a circuito obb'igato chiuso forzato è, ovviamente, munito di strumenti di regolazione manuali oppure
automatici.
Di particolare interesse è quello automatico realizzato
mediante valvola «miscelatrice», sonde termiche e dispositivo elettronico di comando e controllo.
Questo meccanismo completa in modo eccellente il dispositivo termoregolatore poiché consente di mantenere
praticamente costante - con oscillazioni insignificanti - la
temperatura interna del vaso miscelando, nella giusta misura, il liquido termoregolatore in arrivo dal serbatoio
"polmone» con quello in uscita dalla tasca in modo che il
fluido che entra nella fascia termica abbia la temperatura
necessaria per annullare l'azione dei fattori che tendono
a modificare la temperatura interna del vaso.
Il manto coibente va protetto con un ulteriore rivestimento, perfettamente aderente alla coibentazione, di solito costituito da:
• intonaco di impasto cemento-amianto, verniciato lavabile;
Q lamina di alluminio;
• vetroresina;
• lamiera di acciaio inox, spesso satinata o fiorettata.
Il rivestimento in lamiera inox, esteticamente perfetto, è
però il più costoso.
Osservazioni:
nella scelta per l'acquisto di serbatoi termocondi2ionatì,
altri a spetti da valutare sono:
Nei serbatoi termocondizionati
teressare:
G la sola fascia termica;
manto coibente può in-
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•
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ir
•Disegno Qi serbatoio termo-condizionato totalmente coibentato e rivestito con lamiera di acciaio inossidabile, su basamento inox fortemente
termoisolato» Ditta Cadalpe S.p.A. - vazzola
D tutto il serbatoio, compreso il basamento (se del tipo
metallico o su gambe) ed il tetto.
Considerazioni:
al costo attuale delle frigorie (circa 0,04 lire nelle consuete modalità d'impiego enologico) è importante che la
fascia termica sia perfettamente coibentata per ridurre
al minimo le perdite di frigorie verso l'esterno.
A mio avviso però è ancora più conveniente, nonostante
il maggior costo, la coibentazione di tutto il recipiente
poiché i vasi così attrezzati si possono considerare perfetti in quanto, oltre a conservare il vino in stato di quiete
(28), assumono una elasticità operativa ineguagliabile.
infatti possono essere indifferentemente utilizzati come:
• contenitori perfettamente isotermici nella stabilizzazione a freddo dei vini;
D tini per la fermentazione termoguidata;
• serbatoi di conservazione a temperatura determinata
e costante, in funzione del tipo di vino e comunque
delle necessità.
C • apparato di compensazione a gas inerte:
è l'apparato che permette lo svuotamento dei vasi con
sostituzione del liquido evacuato con gas inerti (Azoto e
C0 2 , singoli o miscelati).
È costituito da:
D bombola del gas;
D riduttore di pressione da 200 ad 1 Atm. ;
D microriduttore di pressione da 1 a 0,01 Atm.;
D riscaldatore per la CO2.
D valvola di sicurezza idraulica del circuito;
D circuito di erogazione;
• valvola di intercettazione sul serbatoio;
• valvola di sicurezza meccanica di pressione-depressione sul recipiente.
Il sistema é agibile solamente se ogni elemento del circuito e del vaso è a perfetta tenuta di gas (29).
L'apparato di compensazione a gas inerte é particolarmente utile:
• nelle operazioni di imbottigliamento;
D nella vendita del vino sfuso;
D nelle condizioni di massima asepsi «enologica» (30)
D • apparato di -sempre-pieno-:
ideato da una nota Casa costruttrice di vasi in PRFV,
questa attrezzatura è stata recenemene adottata anche
dai costruttori di vasi metallici.
L'apparato di sempre-pieno è costituito da:
• un serbatoio con fasciame perfettamente cilindrico
privo del fondo superiore,
• coperchio mobile provvisto di guarnizione periferica
gonfiabile;
D attrezzatura per il gonfiaggio e sgonfiaggio della guarnizione;
• apparato di sollevamento del coperchio mobile
Caratteristiche dei vasi inox
Le caratteristiche principali dei recipienti inox sono:
D peso: rilevante. Ad es. serbatoi con basamento metallico da:
(25) le perdite nei tank metallici sono quasi sempre dovute a «000 di
saldatura
(26i cioè che aiuta a mantenere uguale iiso-uguale) la tempera interna del
vaso.
(27) ad es il serbatoio «polmone* della soluzione idroglicoiata a -1ODC deve
essere coibentato con spessori molto maggiori dei vasi vinan che. solo
nella stabilizzazione a freddo, lavorano a -5°C
128) poiché le correnti convettive, originate da livelli termici differenti,
sono praticamente insignificanti
(29) anche la più piccola perdita provoca, in breve tempo, lo svuotamento
delle bombole e l'infiltrazione dell'aria nell'impianto
(50) non assoluta ovviamente, bensì relativa al campo enologico
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•
n
G
G
a
a
D
•
•
D
Q
•
G
G
3
O.
H
- hi 100 pesano Kg. 400 circa
- hi 250 pesano Kg. 600 circa
- hi 500 pesano Kg. 1500 circa
passività: quasi sempre eccellente soprattutto per i
recipienti in acciaio AlSi 316. La passività è invece precaria nei confronti dell'ac. cloridrico, degli idracidi e
degli alogeni in generale.
rifinitura.- eccellente nei tipi 2B e 2BA, paragonabile al
vetro;
sanificavate: facile e sicura grazie alla impermeabilità
e alla finltura delle superfici. Per la sanificazione si può
usare anche vapore acqueo surriscaldato;
ermeticità: totale,opacità: perfetta;
resistenza agli urti: elevata. In ogni caso i danni sono
facilmente riparabili;
disponibilità alle modifiche: totale;
dimensionabilità: limitata esclusivamente dai fattori
economici. I vasi vinari inox sono sagomabili in qualsivoglia modo;
resistenza alle scosse sismiche-. elevatissima;
resistenza agli sbalzi termici: totale nei limiti enologici;
conducibilità termica: buona. È tuttavia circa la metà
di quella dell'acciaio al carbonio, ma quaranta volte
superiore a quella della vetroresina;
resistenza all'usura: praticamente illimitata in condizioni ambientali e di uso normali;
longevità: elevatissima in quanto praticamente non
soggetti a usura;
valore economico nel tempo-, praticamente costante
grazie:
- all'altissima resistenza all'usura;
- alla progressiva espansione della richiesta del mercato.
H valore economico è particolarmente stabile in quanto più commerciabili, per i vasi:
- di piccola e media capienza, facilmente trasportabili;
- dotati di basamento metallico, su gambe o pallettizzati.
disponibilità: ovunque e totale. Si possono installare
senza problemi anche all'aperto;
versatilità: massima in quanto uno stesso recipiente si
presta, nel migliore dei modi, a più tipi di impiego
enologico;
costo di gestione: minimo grazie alla eccellente versatilità e alla facile, poco onerosa, manutenzione.
Impiego enologico
dei vasi inox
Dalle caratteristiche appena esaminate si desume che i
recipienti inox si prestano:
Nel migliore dei modi per:
G la vinificazione, specie se dotati dell'apparato di controllo termico;
G la conservazione dei vini bianchi, rosati e rossi leggeri,
particolarmente nei serbatoi termoregolabili;
G la stabilizzazione a freddo dei vini nei serbatoi isotermici o termoregolati;
D il trasporto del vino nei serbatoi coibentati;
D il deposito dei vini rossi superiori d'arrosto giunti al
punto ottimale d'invecchiamento;
D il deposito del vino pronto per l'imbottigliamento;
a la vendita del vino sfuso quando termoregolabili ed
L'ENOTECNICO a OTTOBRE 1984
equipaggiati dell'apparato di compensazione a gas
inerte;
Bene per:
D lo stoccaggio dei vini rossi corposi;
a l'uso ausiliario;
Non si prestano invece:
G all'invecchiamento dei vini rossi superiori d'arrosto;
G al deposito del mosto muto in quanto attaccabili, alle
alte concentrazioni, dalla SO2 (31).
Lavori di cantina
a - l'abbonimento dei recipienti inox: questi vasi non hanno alcun bisogno di essere abboniti per cui è sufficiente
un energico lavaggio con detersivo enologico (a base alcalina) per eliminare i residui di lavorazione e la sporcizia
accumulata nella sosta a magazzino e durante il trasporto.
b - la manutenzione dei vasi Vinari inox: la manutenzione
di questi vasi è facile, rapida, sicura e poco costosa.
Tutta l'attenzione deve essere invece rivolta:
- alla qualità e alla composizione delle sostanze detergenti;
- agli attrezzi usati per la pulizia.
i detergenti devono essere a base alcalina ed applicati per
irrorazione oppure con spazzole tanto morbide (meglio le
spugne) da non graffiare la superficie metallica.
Qualora fosse necessario sterilizzare il recipiente con prodotti a base di doro nascente è utile ricordare che:
- la soluzione deve essere comunque a bassissima concentrazione;
- il eloro deve essere opportunamente tamponato (minimo a pH 10);
- il tempo di contatto con la superficie metallica deve
essere breve;
E molto comoda ed utile la pulizia e sterlizzazione con
acqua calda e vapore surriscaldato (32).
Per non commettere gravi errori è consigliabile seguire le
prescrizioni del centro inox di Milano.
e - // risanamento dei contenitori inox: le operazioni di
risanamento sono te stesse previste per la manutenzione.
Devono essere però molto più accurate ed interessare
anche gli accessori e le eventuali attrezzature ausiliari che
possono, in qualche modo, venire a contatto con il vino.
Elementi tecnici
da inserire
nel contratto
d'acquisto
L'esperienza insegna che, oltre al concordato economico,
nel contratto d'acquisto di un vaso inox devono comparire, in modo chiaro ed inequivocabile, i seguenti elementi
tecnici:
1 - capienza, dimensioni e forma del vaso;
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o
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2 - spessore delle lamiere;
3 • peso totale (tolleranza ± 5%)
4 - tipo dell'acciaio (AISI 304 - AISI 316, alto o basso
carbonio);
5 - scelta delle lamiere (I3 - lla - III3 scelta commerciale);
D L. 4.145 al Kg per l'acciaio AISI 316.
Questo dato riveste particolarmente importanza per i
grandi serbatoi (da hi. 1.000 in su) per i quali l'incidenza
del materiale può raggiungere il 70-80% del costo finale del manufatto;
6 - tipo della finitura (2B - 2BA);
d) informarsi del prezzo degli accessori (valvole a sfera da
pieno oppure stampate, chiusino, usciolo, ecc);
7 - eventuali rifiniture estetiche (satinatura-fiorettatura);
8 - tipo della saldatura (TIC - Plasma - MIC);
e) valutare, per quanto possibile, di ciascuna Casa costai ttrice:
9 - qualità del decapaggio e passivazione dei punti di
saldatura;
• il grado di meccanizzazione degli impianti produttivi,
10 - tipo del fasciame (liscio oppure nervato di minor
costo);
11 - tipo, qualità e posizionamento degli accessori;
12 • tipo del basamento (su gambe, metallico, in cemento armato, pallet);
13 - tipo delle attrezzature ausiliari applicabili o da applicare;
14 - tassativa esclusione dall'impiego di materiali metallici diversi dall'acciaio inox;
15 - garanzie (durata e modalità) e normativa del controllo (33);
16 - data della consegna ed eventuali penalità per il ritardo;
17 - definizione delle modalità di trasporto e di installazione nonché delle relative responsabilità.
Osservazioni
Prima dì iniziare le trattative, per avere una idea precisa
del valore del recipiente che si intende acquistare, é utile:
a) stilare l'esatto profilo del manufatto, completo in ogni
sua parte, per avere preventivi di spesa confrontabili.
Le Case costruittrici meno competitive (o per altri motivi) accettano questo fatto di gran malavoglia ed anzi
colgono ogni pretesto per introdurre delle variazioni
allo scopo di rendere difficile la comparazione dei prezzi di offerta;
b) inviare questo elaborato alle Case costruttrici interessante alla fornitura, con la richiesta del preventivo di
spesa a quelle condizioni;
e) informarsi del prezzo di listino dei lamierati inox della
aualità prevista per la costruzione del vaso.
Ad esempio il 1 luglio 1984 il prezzo delle lamiere di
spessore mm. 2,5, finitura 2B, I3 scelta, franco acciaieria era di:
D L. 3.285 al Kg per l'acciaio AISI 304 (prezzo per i
grandi utilizzatori),
D l'incidenza dei costi generali;
D le economie di scala realizzabili.
f) cogliere il momento di mercato più favorevole che,
com'é noto, corrisponde al periodo autunno-inverno,
quando le Case costruttrici sono nella fase di elaborazione del nuovo piano produttivo.
Infine è utile ricordare la massima che dice: «il miglior
contratto è quello che soddisfa tutte le parti contraenti»
(34)
Sommario
Questa nota tecnica, tratta da il testo didattico inedito
«Fondamenti di tecnica enologica» dello stesso Autore,
mette in luce, senza discendere nel dettaglio, gli aspetti e
le notizie utili per l'acquisto dei vasi vinari in acciaio inossidabile.
Vengono sommariamente illustrati: la storia,.il materiale, i
tipi di acciaio inox di uso enologico, le caratteristiche dell'acciaio e dei lamierati.
Sono.inoltre descritte le modalità costruttive, la morfologia, gli accessori normali e speciali, le attrezzature ausiliarie di cui possono essere dotati questi vasi, le caratteristiche e le modalità d'impiego di questi manufatti nonché le
norme di manutenzione.
Vengono inoltre suggeriti gli elementi tecnici che sarebbe
utile fossero sempre inseriti nel contratto di acquisto.
Particolare cura è stata dedicata ai sistemi di controllo
termico.
Infine una domanda legittima: «vale veramente la pena di
affrontare questo ... «mattone» inossidabile?»
Per chi si accinge ad investire ingenti capitali sui recipienti
inox, vale.
(31) la 5O2 concentrata provoca una caratteristica corrosione detta «vaiolatura dell'acciaio inossidabile».
(32) sono oggi disponibili idroputstna(Ghibli. Kàrcher. ecci capaci di erogare
acqua fredda, acqua calda, soluzioni detergenti e vapore acqueo ad altissima pressione (100 -150 Atm.)
(33) il controllo della rispondenza dei materiale acquistato alle condizioni
contrattuali non é un diritto, bensì un dovere dell'acquirente.
(34) chi lavora per troppo poco o. peggio, in perdita, non può godere bella
massima affidabilità.