vino e vasi vinari DDDDDDD

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• vino e vasi vinari
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Vasi vinari in acciaio inossidabile
G. Di Caprio
Centro Inox - P.zza Velasca 10 - 20122 Milano - Italia
Cuves à vin en acier inoxydable
Stainless steel tanks for wine
Résumé
Le rapport commence avec quelques considérations
métallurgiques sur les aciers inoxydables entendus
corame alliages ferreux capables d'offrir d'une
facon intrinsèque une résistance élevée à la corrosion au moyen d'un mécanisme d'autopassivation
dynamiquement stable.
Parmi les types multiples, aujourd'hui disponibles
(plus d'une centaine si l'on tient seulement compte
de.ceux recensés dans I'édition 1981 du tableau
de correspondance approximative parrai les divers
types d'inox de production italienne), deux seulement sont essentiellement utilisés dans la construction des cuves à vin. Ces derniers sont les
types au chrome-nickel AISI 304 et au chromenickel-molihàène AISI 316, chacun dans les deux
versions à contenu de carbone normal et bas.
En fonction de leur emploi en oenologie, on presente leurs caractèristiques physiques, mécaniques,
technologiques, hygièniques, etc. Ces dernières
sont traitées aussi bien du point de vue des cessions
que du point de vue de la détersion et de la sanitisation.
Des indica tions opera ti ves sont également reportées en ce qui concerne la manutention des
cuves à vin en inox.
Les critères de choix des r,éservoirs en acier inoxydables sont aflrontés aussi bien du point de vue
de l'utilisation des types d'aciers inoxydables au
chrome-nickel et au chrome-nickel-molìbdène en
fonction des quantités d'anhydride sulfureux présentes dans le vin que du point de vue dimentionnel ainsi que du point de vue des finitions
superficielles adoptées.
Les considérations au sujet des critères de choix
des dìfEérents types de réservoìrs oenologiques en
inox sont documentés par des exemples de réalisations effectuées dans les caves italiennes.
Enfin, un paragraphe est consacré à l'utilisation
des accessoires technologiques tei que les tubes,
les soupapes, les pompes, et aux accessoires complémentaires commes les échelles et les passerelles,
etc.
Riassunto
La relazione inizia con alcune considerazioni metallurgiche sugli acciai inossidabili intesi quali leghe
ferrose capaci di offrire intrinsecamente una elevata resistenza alla corrosione mediante un meccanismo di autopassivazione dinamicamente stabile.
Tra i molteplici tipi oggi disponibili (oltre un centinaio se si tiene conto solamente di quelli censiti
nell'edizione 1981 della tabella di corrispondenza
approssimata tra Ì diversi tipi inox di produzione
italiana) solo essenzialmente due sono utilizzati
nella costruzione dei vasi vinari. Essi sono Ì tipi
al cromo-nichel AISI 304 e al cromo-nichel-molibdeno AISI 316, ciascuno nelle due versioni a normale e a basso contenuto di carbonio.
Sono presentate, in funzione del loro impiego in
enologia, le loro caratteristiche fisiche, meccaniche, tecnologiche, igieniche, ecc. Queste ultime
sono trattate sia dal punto di vista delle cessioni,
sia dal punto di vista della detersione e della sani tizzazione.
Sono riportate anche indicazioni operative riguardanti la manutenzione dei vasi vinari inox.
I criteri di scelta dei serbatoi di acciaio inossidabile sono affrontati sia dal punto di vista dell'utilizzazione dei tipi di acciai inossidabili al cromonichel e al cromo-nichel-molibdeno in funzione
della quantità di anidride solforosa presente nel
vino, sia dal punto di vista dimensionale, sia dal
punto di vista delle finitore superficiali adottate.
Le considerazioni circa i criteri di scelta dei differenti tipi di serbatoi enologici inox sono corredate
da esempi dì realizzazioni effettuate in cantine italiane.
Un paragrafo è dedicato infine all'utilizzazione di
accessori tecnologici quali tubazioni, valvole, pompe, e degli accessori complementari quali scalette,
passerelle, ecc.
vino e vasi vinari
1) COSA SONO GLI ACCIAI INOSSIDABILI
La definizione degli acciai inossidabili poiché, in
effetti, si tratta di alcune centinaia di tipi diversi,
è, allo stato attuale della normativa, ricondudbile
alle norme della Comunità Europea che li indica,
secondo Euronorm 88-71, come quegli acciai (cioè
leghe a base di ferro) che si distinguono « per la
loro speciale resistenza all'attacco dei prodotti chimici, in particolare gli agenti ossidanti. Il loro tenore di cromo è almeno dell'I 1% ».
Una lega ferrosa che, con opportune limitazioni
per il carbonio presente, contenga almeno l'I 196
di cromo è in grado di autopassivarsi.
Ciò significa che è in grado di adsorbire ossigeno
dall'ambiente che la circonda, quando questo sia
sufficientemente ossidante, per esempio l'aria. Mediante tale meccanismo viene a formarsi, sulla superficie della lega, in modo dinamicamente stabile,
uno strato protettivo di spessore molecolare (film
passivo) che protegge la lega stessa da quella tipica
degradazione elettrochimica che è la corrosione.
Se mi è consentito un paragone « agricolo » dirò
che gli acciai inossidabili possono essere considerati degli « innesti » che sono stati praticati nel
XX secolo sul tronco rugginoso di quell'albero plurimillenario che è l'acciaio per conferirgli, oltre alla
tradizionale resistenza meccanica che gli è tipica,
anche la resistenza alla corrosione propria dei metalli nobili. Questi innesti l'hanno rinvigorito permettendo oggi applicazioni e tecnologie non pensabili prima (fig. 1).
La fondamentale conseguenza del modo di autoproteggersi degli acciai inossidabili è che essi,
d'eguale composizione in superficie e nella massa,
non necessitano di alcun rivestimento protettivo,
proprio perché sono in grado di proteggersi da soli,
quando siano messi in opera allo stato passivo e in
modo da permanere in tale stato.
Da un punto di vista generale ricorderò che gli
acciai inossidabili si •• possono suddividere in tre
grandi famiglie:
— gli acciai inossidabili martensitici, ferromagnetici, induribili mediante tempra (ferro con reticolo cristallino a corpo centrato);
— gli acciai inossidabili ferritici, ferromagnetici,
ma non induribili per tempra (ferro con reticolo
cristallino a corpo centrato);
— gli acciai inossidabili austenitid, non ferromagnetici e non induribili per tempra (ferro con
reticolo cristallino a facce centrate).
I diversi tipi sono unificati sia in Italia dalTUNI
(Ente Nazionale Italiano di Unificazione) sia da
ACCIAI
NON LEGATI E LEGATI
ACCIAI INOX
INOX MARTENSITICI
Fè+Cr(1H18%)
+C(0,08-H,2%)
INOX FERRITICI
Fe+Cr(13-30%)
f
f INOX AUSTENITICI
Fe+Cr(17*26X)+Ni(7*22%
+C (0,03 -0,25%)
Fig. 1. - Rappresentazione schematica della suddivisione per famiglie degli acciai inossidabili, martensitici, ferritici e austenitid
vino e vasi vinari
Organismi di altri Paesi e anche internazionali. In
tal modo si è assolutamente certi della costanza
delle loro analisi e caratteristiche, indipendentemente dal Paese di provenienza.
In Italia è correntemente adottata, oltre alla designazione UNI, anche la classificazione AISI
(American Iron and Steel Institute), molto diffusa
sia a livello tecnico che commerciale. Per questo
fatto ci atterremo ad essa nella citazione dei diversi
tipi di inossidabili.
La produzione italiana di acciai inossidabili ha
registrato nell'ultimo quarto di secolo un innalzamento molto rapido, sia per quantità che per livello
qualitativo, che certamente ha influito sul diffondersi dell'uso di questi acciai nel settore alimentare
in generale e in quello enologico in particolare. . .
Siamo infatti al terzo posto tra i produttori di
acciaio inossidabile della CEE, dopo la Germania
Federale e la Francia e al quarto posto assoluto nel
mondo come trasformatori di prodotti siderurgici
di acciaio inossidabile prò capite, dietro a Svezia,
Giappone, Germania Federale e davanti a USA,
Francia e Gran Bretagna.
D'altronde, solo per riferirci al settore dei vasi
vinari di cui trattiamo oggi la produzione italiana
di serbatoi enologici inox nella dozzina di anni che
va tra il 1971, data che possiamo considerare a un
dipresso l'inizio della loro produzione su scala industriale in Italia, anche se sono note realizzazioni
ed esperienze in tempi precedenti, e il 1982 è
stata pari a una capacità complessiva di non meno
di 25 milioni di ettolitri con una utilizzazione di
non meno di 50.000 ton di acciaio inox (stime prudenziali per difetto).
La maggior quota di capacità costruita rispetto
a quella installata, citata dal prof. O. Colagrande
nella sua relazione (19) corrisponde alla esportazione. Giova notare che il trend è stato sempre positivo con la cadenza:
Periodo
Capacità costruita
Gli acciai inossidabili utilizzati in questo settore
sono a struttura austenitica. Essi sono riconducibili a due tipi fondamentali, più due varianti:
— AISI 304 al cromo - nichel;
— AISI 304 L al cromo-nichel a basso tenore
di carbonio (C S 0,0396) (variante del precedente);
— AISI 316 al cromo - nichel - molibdeno;
— AISI 316 L al cromo - nichel - molibdeno a
basso tenore eli carbonio (G ^ 0,03%) (variante del precedente).
La tab. 1 raduna le analisi indicative di questi
acciai.
I tipi al cromo-nichel sono facilmente distinguibili dai tipi al cromo-nichel-molibdeno mediante
opportuni reattivi, di facile impiego.e di reperimento corrente, che sfruttano il viraggio di colore
in presenza di percentuali di molibdeno dell'ordine
di quelle contenute negli AISI 316 e 316 L.
A volte, in special modo all'estero, sono applicati, in alternativa ai tipi a basso tenore di carbonio, anche acciai inossidabili stabilizzati al titanio e
al niobio.
- .
.
L'esperienza sulla scelta di questi materiali è
recepita ormai anche nei progetti di normazipne di
Enti Internazionali ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) oppure in prescrizioni di Associazioni di costruttori (4).
I tipi sopra riportati sono contemplati in particolare anche nella legislazione italiana riguardante i
materiali a contatto con sostanze alimentari (5) (6).
3) LE CARATTERISTICHE MECCANICHE,
FISICHE E TECNOLOGICHE •
DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI UTILIZZATI
NELLA COSTRUZIONE DI VASI VINARI
Le caratteristiche meccaniche dei quattro tipi
non sonò molto dissimili tra loro, come evidenzia
il carico di rottura, quello di snervamento, l'allungamento a rottura e la durezza (tab. 2).
6
8,5 X IO hi
17 X IO6 hi
25 X IO6 hi
1971 -i- 1975
1971-*- 1979
1971-1982
2) GLI ACCIAI INOSSIDABILI
IMPIEGATI NELLA COSTRUZIONE
DEI VASI VINARI
TAB. 1. - Acciai inossidabili impiegati in enologia, classificati secondo AISI e UNI (American Iron and
Steel Institute e Ente Italiano di Unificazione).
Designazione
secondo AISI
304
304 L
316
316 L
Designazione
secondo UNI 6900-71
X5
X2
X5
X2
CrNi 18
CrNi 18
CrNiMo
CrNiMo
10
11
17 12
17 12
Analisi indicativa dei principali elementi in lega
C max.
Cr
Ni
0,08
0,03
0,08
0,03
18 -:- 20
20
16-:- 18
16 -i- 18
8 -=-10,5
8 -=-12
10 -=-14
10 -:-14
(%)
•
Mo
• 2-J-3
2H-3
•
vino e vasi vinari
TAB. 2. - Alcune caratteristiche indicative (meccaniche, fisiche e tecnologiche) degli acciai inossidabili
impiegati nei vasi vinari.
Parametri
Struttura
Carico dì rottura
(kg/mm1)
Carico di snervamento
(kg/rrnn1)
Allungamento a rottura (%)
Durezza HRB
Peso specifico
Coefficiente di conducibilità termica (cal/cm °C s)
Coefficiente di dilatazione termica (X 10-* "C-1) .
Saldabilità
.
.
AISI 304
AISI 304 L
AISI 316
AISI 316 L
austenitica
58 (1)
70+120 (2)
29 (1)
35+105 (2)
55 (1)
70+90
8,0
0,038
17,3
ottima
austenitica
53(1)
austenitica
63 (1)
70+105 (2)
28(1)
35+85 (2)
50(1)
70+85
8,0
0,038
16,0
ottima
austenitica
55 (1),
—
28(1)
—
50(1)
70+85
8,0
0,038
16,0
ottima
28 (1)
—
55(1)
70+85
8,0
0,038
17,3
ottima
(1) Allo stato non incrudito.
(2) A seconda del grado di incrudimento.
£ opportuno evidenziare due fatti:
— il primo è che questi materiali, come testimonia
l'elevato allungamento a rottura, doppio di
quello dei comuni acciai, consente loro di essere particolarmente adatti alle lavora2Ìoni per
deformazione plastica (curvatura, piegatura e
profilatura di lamiere e di nastri, di tubi e di
altri elementi costruttivi);
— il secondo è che la deformazione loro impressa
innalza in modo notevole le caratteristiche resistenziali (il fenomeno dell'incrudimento è
noto in tutti i materiali metallici, ma è più evidente nel caso degli inossidabili), consentendo
di sfruttare questo fatto per realizzare strutture
a guscio alleggerite, di limitati spessori, ma di
elevata resistenza.
Il peso specifico è non molto differente da quello
dei comuni acciai da costruzione.
Il coefficiente di conducibilità termica è relativamente inferiore rispetto a quello dell'acciaio comune tal quale, ma molto più elevato di altri materiali non metallici, ragione per la quale, tenuto
conto dello spessore limitato delle membrature realizzate con gli acciai inossidabili e dell'assenza di
qualsiasi rivestimento protettivo (necessario invece
per l'acciaio comune), essi permettono di realizzare
apparecchiature di scambio termico di elevato rendimento (per esempio serbatoi refrigerati).
Il coefficiente di dilatazione termica è superiore
a quello dei comuni acciai da costruzione e risulta
leggermente maggiore per i tipi austenitici al cromo-nichel rispetto a quelli al cromo-nichel-molibdeno.
La saldabilità è ottima e consente di realizzare
giunti particolarmente tenaci con tutti i mezzi attualmente adottati per questa tecnologia: saldatura
con elettrodi rivestiti, saldatura in atmosfera protetta TIG e MIG, saldatura al plasma.
L'ottima saldabilità, unita alla mancanza di rivestimento protettivo, consentono evidentemente di
praticare su un impianto facili modifiche (bocchettoni da saldare o aperture da chiudere, ecc.) senza
dover ripristinare costosamente il rivestimento protettivo stesso.
Per quanto riguarda infine la formabilità, essa è
ottima, come abbiamo già avuto modo di considerare parlando dell'allungamento a rottura e consente di realizzare piegature, curvature e in generale formature anche di tipo molto severo.
4) LE FINITORE SUPERFICIALI
UTILIZZATE NEI VASI VINARI
Anche in questo caso il buon esito dell'esperienza pratica è stato recepito sia da prescrizioni
ministeriali estere (7) (8), sia da progetti di normativa internazionale (1) (2) (3), sia da prescrizioni
di Associazioni di fabbricanti (4).
Evidentemente, data la peculiare caratteristica
degli inossidabili di autopassivarsi, essi non abbisognano di ricoprimenti protettivi (pitturazioni,
plastificazioni, smaltature, ecc).
Ciò permette di utilizzare nella maggioranza dei
casi il materiale nelle condizioni di finitura superficiale di fornitura d'acciaieria.
Per le lamiere e i nastri laminati a freddo è utilizzata correntemente sia per l'interno che per l'esterno del serbatoio di acciaio inossidabile la finitura denominata 2B, secondo le designazioni AISI
e UNI (fig. 2) o, molto più raramente, la finitura 2D.
Nel caso delle lamiere laminate a caldo, utilizzate
solo per pareti di spessori molto rilevanti, dell'ordine di diversi millimetri, la finitura dell'interno
del serbatoio è ottenuta per abrasione (finiture 3 e
vino e vasi vmari
smerigliatura, ecc.) pervenendo anche a utilizzare in
fase finale, se l'operazione richiede più fasi, abrasivi
di grana 120. mesh(l){2)(3)(7)(8), oppure con
mezzi di decapaggio e di passivazione chimica.
All'esterno del serbatoio parimenti si eliminano
gli ossidi delle saldature con mezzi del tipo di quelli
già descritti. Questa finitura ha un'importanza non
cosi funzionale e determinante per il corretto impiego del serbatoio come quella delle saldature interne al serbatoio.
5) LE CARATTERISTICHE IGIENICHE
DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI .
Fig. 2. - Serbatoi di AISI 304 costruiti con lamiere di finltura
2 B. Notare che non è stata praticata nessuna altra finitura superficiale, salvo la molatura e la satinatura delle saldature.
4 secondo le designazioni sopra menzionate), mentre la finitura esterna rimane quella originale della
lamiera laminata a caldo (finitura 1 secondo le designazioni AISI e UNI).
Vale la pena di sottolineare che eventuali finiture
esterne del serbatoio, quali per esempio quelle
« damascate » o « fiorettate » hanno solamente un
effetto estetico e non hanno alcun interesse tecnologico o igienico ai fini dell'uso dell'impianto
(fig.f3).
L'assenza di un rivestimento protettivo consente
evidentemente il facile ripristino della finitura superficiale desiderata, dopo eventuali interventi operativi sull'impianto, come la saldatura dei bocchettoni, ecc.
Sempre l'assenza del rivestimento protettivo permette di sottoporre gli impianti a shocks termici,
come eventualmente la sanitizzazione a mezzo di
vapore e di non temere in generale urti anche di
elevata entità. La finitura superficiale è legata anche
alla rimozione del tartaro dall'impianto. L'esperienza ha ampiamente dimostrato che tutte le finlture sopra menzionate si prestano bene a tale rimozione.
Per quanto concerne la finitura delle saldature,
anche in questo caso ormai la normativa ha dato
delle chiare prescrizioni (1)(2)(3)(4)(7)(8) e in
ogni caso ci si regola come segue, premesso, che le
saldature debbono essere a totale penetrazione,
oppure debbono essere riprese dall'interno. All'interno dei serbatoi debbono essere eliminati gli ossidi e le scaglie o con sistemi abrasivi (molatura,
Non essendomi nota una definizione quantitativa dell 'igienicità di un materiale, ho tentato di
darne almeno qualitativamente una definizione parametrica.
Un materiale igienico dovrebbe presentare, a iiro
avviso, opportunamente coordinate tra loro, le fcguenti caratteristiche:
-— compattezza superficiale priva di porosità;
—- elevata resistenza agli urti e alle sollecitazioiu
meccaniche;
Fig. 3. - Serbatoi inox con finitura «fiorettata» o «damascata ». l serbatoi sono di AISI 316 per vini con elevato tenore
di anidride solforosa.
vino e vasi vìnari
— elevata resistenza alle brusche variazioni termiche;
— assenza di rivestimenti protettivi fragili e deteriorabili;
— elevata resistenza alla corrosione;
— ottima.pulibilità che si protragga nel tempo
(cioè sia sulle supenfici nuove che su quelle usate), estrinsecantesi come elevata rimovibilità
batterica e bassa ritentività batterica.
Se consideriamo gli acciai inossidabili non solo
in generale, ma nello specifico caso dei vasi vinari,
ci accorgiamo che essi presentano armonicamente
collegate le proprietà sopra menzionate.
Per quanto riguarda infatti la compattezza superficiale, la resistenza meccanica, la resistenza alle
brusche variazioni termiche, essi sono leghe ferrose
di particolari caratteristiche resistenziali sia come
materiali tal quale che come materiali messi in
opera saldati, curvati, imbutiti, ecc.
Circa la mancanza di rivestimento protettivo
fragile e deteriorabile, ricordiamo quanto è già
stato detto in occasione delle finiture superficiali
dei vasi vinari, sottolineando che la finitura deriva
al più, quando non venga utilizzata quella originale
di acciaieria, da una « sottrazione » di uno strato
esterno contenente le discontinuità (per esempio
nel caso delle saldature) piuttosto che da una
« addizione » di un ricoprimento che le mascheri.
Questa caratteristica, in particolare, permette di
disporre nel serbatoio di una finitura stabile, resistente e facilmente ripristinabile qualora il manufatto subisca ingiurie o modifiche.
Per quanto concerne la resistenza alla corrosione, tipica di questi materiali, essa agisce in due
modi differenti:
— da un lato fa sì che gli acciai inossidabili non si
corrodano in presenza delle sostanze contenute
nel serbatoio, il vino nel nostro caso, presentando quindi valori di cessione praticamente
irrilevanti, largamente al di sotto dei valori
limite indicati dalla normativa e quindi in grado di garantire anche tutte le caratteristiche
organolettiche;
— dall'altro fa sì che si possano impiegare su di
essi mezzi di lavaggio e di sanitizzazione anche
particolarmente vigorosi.
Per quanto riguarda in particolare la cessione di
elementi metallici presenti in lega, l'argomento è
stato specificatamente studiato sia a livello di prove
ài laboratorio (9) sia, nel caso specifico della conservazione del vino, in laboratorio (10) e anche su
scala industriale(11)(12). Le risultanze sono state
puntualmente convalidate da studi recenti su concentrati di agrumi (13).
Rimandando agli studi specifici sull'argomento (11) (12) ricorderemo in particolare che le ces-
sioni rilevate su conservazioni di 6 mesi in serbatoi
di AISI 304 da 150 hi, quindi con un elevato rapporto superficie/volume, non hanno mai superato
valori dell'ordine di l-*-2 mg/1 per il ferro e di
poco più di una decina di ug/1 per cromo e nichel.
Vale la pena di sottolineare che anche ad esame
organolettico il vino non ha denunciato alcuna variazione rispetto allo stesso vino contenuto in altri
serbatoi tradizionali.
Orca infine la pulibilità, sono note da un trentennio (14) prove di ritentività e di rimovibilità
batterica che hanno posto in luce come questi materiali presentino una ritentività bassa e una elevata
rimovibilità (dell'ordine di quelle del vetro e della
porcellana) che si riscontrano sia su superficì nuove
che su sùperfìci usate.
6) CRITERI DI SCELTA
E DI DIMENSIONAMENTO
DEI SERBATOI DI ACCIAIO INOSSIDABILE
Un primo criterio è legato alla scelta del tipo di
acciaio inossidabile utilizzato in funzione del prodotto contenuto ed è legato alla quantità di anidride solforosa presente nel vino.
Nel caso della conservazione di vini con quantità
contenute di SO2 libera dell'ordine di quella normalmente adottate in Italia (15), l'AISI 304 è
normalmente impiegato, anche nel caso di climi
caldi e per tempi prolungati. È illuminante al proposito l'esperienza riportata da Leone ed altri (12)
condotta in condizioni eccezionali di temperatura
su un serbatoio di AISI 304 da 150 hi montato
all'aperto, senza ripari, con temperature esterne
che raggiunsero i 52°C al sole (13-15 agosto 1972),
con temperature del vino a contatto della parete
pari a 47°C
Quando la percentuale di SO2 libera contenuta
nel vino è più elevata (superiore a 65-*-75 mg/1)
è necessario utilizzare l'AISI 316, contenente molibdeno (16), maggiormente resistente alla corrosione del precedente, soprattutto quando siano in
gioco temperature d'esercizio elevate.
Una soluzione intermedia, a volte adottata nella
costruzione dì serbatoi che possono contenere sia
vini a basso tenore di SO:, sia vini fortemente addizionati con SO2, è quella di costruire il tetto del
serbatoio e la o le virole superiori con AISI 316,
mentre il resto della membratura e il fondo sono
costruiti con AISI 304.
La ragione va ricercata nel fatto che l'aggressione della SO2 si sviluppa, come è noto, nella zona di
bagnasciuga.
Va notato che la compatibilita dei due tipi di
acciai inossidabili della serie austenitica, con e
vino e vasi vinan
senza molibdeno, è totale, anche per giunzioni
saldate.
L'utilizzazione dei tipi a basso carbonio 304 L
e 316 L o degli stabilizzati è richiesta quando siano
presentì forti spessori di parete [superiori a 4 mm,
secondo le prescrizioni ANCSEI (4)] in condizioni
non buone di raffreddamento delle saldature durante la loro esecuzione. Ciò evita la precipitazione
di carburi di cromo al contorno dei grani austenitid, causa di una possibile corrosione intergranulare.
Circa l'installazione all'aperto di serbatoi inox,
è sempre possibile utilizzare PAISI 304 salvo che
nel caso di installazioni in vicinanza del mare, dove
è necessario impiegare l'AISI 316, in grado di resistere all'attacco dell'atmosfera marina.
Da un punto di vista geometrico i vasi vinari
inox oggi impiegati sono essenzialmente:
— cilindrici ad asse verticale poggiati su gambe,
per capacità fino a circa 1.500 hi;
— cilindrici ad asse verticale poggiati su fondazioni in calcestruzzo, per capacità fino a circa
10.000 hi, anche se si conoscono esperienze
con capacità superiori;
— cilindrici ad asse orizzontale, per capacità limitate;
— parallelepipedi, per capacità limitate.
Evidentemente la migliore utilizzazione dello
spazio sarebbe a favore dei serbatoi parallelepipedi
oppure cilindrici con asse orizzontale. La pratica
dimostra però che questa geometria impone realizzazioni più costose per cui, qualora non vi siano
strette limitazioni di spazio, è invalso l'uso di vasi
cilindrici verticali per gli indubbi vantaggi che
presentano sia dal punto di vista costruttivo che
da quello del dimensionamento e dell'installazione.
Dal punto di vista dell'impiego specifico, sono
disponibili vasi vinari inox per differenti usi, che
elenchiamo indicativamente:
— serbatoi di stoccaggio;
— serbatoi di stoccaggio coibentati;
— serbatoi termocondizionati e refrigerati per
fermentazione controllata e per refrigerazione
vini;
— serbatoi per fermentazione e stoccaggio;
— fermentini;
— vinificatori;
— autoclavi per spumantizzazione.
Data una così ampia varietà di tipi e di utilizzazione dei vasi vinari, è praticamente impossibile
dare indicazioni precise circa la scelta della capacità dei singoli serbatoi.
Vale solo la pena di ricordare che è utilizzabile,
a seconda delle necessità, tutta la vasta gamma di
capacità per singolo serbatoio, compresa tra alcuni
ettolitri e alcune migliaia di ettolitri.
Va rilevato, nel caso più frequente dei serbatoi
di stoccaggio, che l'orientamento verso serbatoi di
capacità di alcune decine di migliaia di ettolitri oggi
non è più attuale, per ovvie considerazioni di flessibilità di utilizzazione e di manutenzione. Le taglie
massime non superano oggi orientativamente i
10.000 hi, mentre per il passato si sono registrati
esempi di capacità anche di 30.000 hi.
Circa il dimensionamento e conseguentemente la
scelta degli spessori dei fondi e delle pareti, il discorso è differente a seconda che si tratti di serbatoi
non in pressione (pressione del serbatoio inferiore
a 50 mbar) oppure che si tratti di serbatoi in pressione.
Il dimensionamento segue le normali regole dei
serbatoi metallici. Sarebbe auspicabile che in Italia
fosse prevista una normativa apposita per l'acciaio
inossidabile che consentisse di sfruttare appieno le
caratteristiche meccaniche particolarmente elevate
di questo materiale, soprattutto nell'utilizzazione
di lamiere e nastri laminati a freddo di spessore
limitato, dove l'effetto della laminazione eleva particolarmente il carico di snervamento.
Orientativamente possiamo ricordare che per
serbatoi di stoccaggio cilindrici ad asse verticale,
non in pressione, oggi sono utilizzati i seguenti
spessori indicativi delle membrature, validi sia per
l'AISI 304, sìa per l'AISI 316:
per serbatoi fino a 2,000 hi
— tetto: 1,5 mm; 2 mm (lo spessore 1,5 mm è
utilizzato per le capacità minori);
— fondo: 2 mm; 2,5 mm (lo spessore 2,5 mm è
utilizzato di solito per capacità superiori a
500 hi);
— virole: 1,5 mm; 2 mm; 2,5 mm (le virole di
maggiore spessore sono quelle inferiori, lo
spessore 2,5 mm è utilizzato di solito per capacità superiori a 500 hi);
per serbatoi oltre 2,000 hi
— tetto: 2 mm;
— fondo: 3 mm; 3,5 mm; 4 mm (lo spessore
3 mm è utilizzato di solito per capacità fino a
4.000 hi; lo spessore 3,5 mm è impiegato di
solito per capacità fino a 6.000 hi; lo spessore
4 mm è utilizzato orientativamente per capacità
da 10.000 hi);
— virole: 2 mm; 2,5 mm; 3 mm; 4 mm; 5 mm
(le virole di maggiore spessore sono quelle inferiori; lo spessore 4 mm è utilizzato solitamente
a partire da capacità di 4.500 hi e quello di
5 mm per capacità da 10.000 hi).
Gli spessori sopra riportati sono semplicemente
indicativi in quanto la loro scelta deve tenere conto
del disegno completo del contenitore.
In queste condizioni, ovviamente, il rapporto
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7) MESSA IN OPERA,
CONTROLLO E MANUTENZIONE
DEI VASI VINARI
DI ACCIAI INOSSIDABILI
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I criteri di messa in opera dei serbatoi di acciaio
inossidabile si riconducono, in definitiva, a evitare,
semplicemente, alcuni errori fondamentali.
Nel caso di utilizzazione di supporti di acciaio
non inossidabile, qualora si scelga la soluzione di
operare una saldatura al serbatoio, è necessario che
essa avvenga non direttamente sulla membratura
del serbatoio, ma su un rinforzo di acciaio inossidabile che viene a sua volta saldato al serbatoio.
Si eviteranno così possibili contaminazioni della
membratura del serbatoio da parte di un acciaio
non inossidabile.
Parimenti sarà opportuno evitare il contatto diretto con parti di acrìaìn non inossidabile senza un
corretto isolamento di quest'ultimo.
II serbatoio di acciaio inossidabile è infatti un
catodo di grande superficie che potrebbe provocare,
in presenza di elettroliti quali l'umidità, la corrosione galvanica dell'elemento meno nobile, che di
solito è anche di minore superficie.
Nel montaggio del serbatoio sarà opportuno evitare interstizi non chiusi o non drenati onde non
metterli nella condizione di attivare eventuali corrosioni interstiziali.
Questo, ovviamente, vale anche per il montaggio
delle guarnizioni di tenuta dei collegamenti a
flangia.
Per quanto riguarda il controllo del vaso vinario,
deve essere sottolineato che la prova di tenuta mediante prova idraulica deve essere effettuata dopo
la pulizia del serbatoio, per la quale deve essere tassativamente bandito l'uso di acido cloridrico, con
acque idonee e atte a non causare corrosioni nel
serbatoio. Va evitata in particolare l'utilizzazione
di acque ferruginose o che abbiano in sospensione
particelle di ruggine o di ferro (anche eventuali residui di precedenti lavorazioni). Deve essere inoltre
limitata la presenza di ioni eloro, bandendo l'uso
di acque salmastre o di acque fortemente addizionate a eloro e il pH deve essere neutro. In caso contrario si possono innescare, specialmente per ser-
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« peso/capacità » è molto variabile e, a un dipresso; può oscillare, indicativamente, nell'intorno di:
— 5 'kg/hl, per serbatoi di capacità molto limitate
(dell'ordine di alcune decine di hi);
— 3 kg/hl, per serbatoi di capacità dell'ordine di
alcune centinaia di hi;
— -2 kg/hl per serbatoi di capacità dell'ordine di
alcune migliaia di hi, escludendo, ovviamente,
le fondazioni, i sostegni e gli accessori vari.
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Prodotti
Tipo di sporco
Prelavaggio
Lavaggio
Modalità d'impiego
Possibilità
reimpiego
Risciacquo finale
Alcuni nomi
commerciali (****)
Detergenti sintetici
non ionici
Sporco leggero e reccnte
Opportuno
Manuale o meccanico(*)
(**)
Sì
Sì
(1) Fully
(2) Su 134
Detergenti sintetici
Sporco leggero e re-
SI
Manuale (*)
(**)
SI
Sì
ca tienici:
sali di ammonio
quaternario
cente
Odori
Muffe
(2)
(3)
(4)
(5)
Detergenti acidi:
acido fosforico
acidi organici
Crcmor tartaro
Incrostazioni
Sporco di ogni tipo
Opportuno
Manuale o meccani-
(**)
SI
Sì, con aggiustamento delle concentrazioni
(1)
(2)
(4)
(5)
Soda caustica
Vapore vivo (*****)
Sporco di ogni tipo
Cremor tartaro
Incrostazioni varie
Cremor tartaro
Odori
Muffe
No
SI
Preferibilmente
meccanico (*)
Meccanico
l-:-3% come detergente; 5 :-10% come disinfettante e
detartarizzante
Le pareti del serbatoio devono restare
a 100"C per alcuni minuti (cioè acqua di condensa a
85°C). Tenere aperte le valvole per
evitare l'implosione
del serbatoio
Sì. Abbondante (specie in presenza di
acque dure). Residui alcalini potrebbero modificare il
pii del vino
Sì. Prodotto adatto
anche per sanificazioni statiche
No
No
(1) AF.B; (2) Diversey; (3) Henkel Chimica; (4) Lever Industriale; (5) Soìlax; (6) Chimici Perdomini.
(*) Nei serbatoi dì grandi dimensioni è necessario spostare lo spruzzatore in diverse zone e a varie altezze.
(*'v) Per le conccntrazioni, i tempi e le temperature d'impiego si rimanda alle prescrizioni dei singoli produttori.
(***) Esistono diverse presentazioni del prodotto.
(****) I prodotti segnalati sono semplicemente indicativi, senza preclusione per altri prodotti non espressamente menzionati.
(*****) Di minore impiego nell'industria enologica.
Divoquat
P3 Triquart 40
Su 321
Mikro Quat
HC34
Crystal Special
Di Lac (***)
Su 471
Evy Diuty
Or 30 - Delair
(6) Dctar Acid
3
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3
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vino e vasi vinan
batoi di AISI 304 montati all'aperto in climi
caldi, fenomeni di corrosione per vaiolatura, tali da
provocare anche la perforazione del serbatoio.
Le prescrizioni in proposito sono, al solito, più
d'una(l)(2)(4)(8).
La manutenzione dei vasi vinari è attualmente
eseguita senza difficoltà con prodotti reperibili in
commercio con opportuni sistemi di lavaggio automatico sui quali esiste letteratura specializzata alla
quale si rimanda(17)(18), La tab. 3, riporta a
titolo orientativo alcune indicazioni di carattere
generale per una corretta pulizia di vasi vinari inox.
freddamento. A causa del loro posizionamento rispetto al serbatoio possono infatti causare contaminazione ferrosa sulla superficie esterna di questo.
8) GLI ACCESSORI TECNOLOGICI
E COMPLEMENTARI DEI VASI VINARI
DI ACCIAIO INOSSIDABILE
Utilizziamo la dizione di accessori tecnologici
per indicare quegli accessori necessari al funzionamento del vaso vinario, quali rubinetteria e valvolame, tubazioni, raccorderia e relativa bulloneria di
collegamento, passi d'uomo, portelli, ecc. Essi debbono essere necessariamente di acciaio inossidabile(l)(2)(3)(7)(8), oppure di materiali non metallici e inerti (4).
Gli acciai inossidabili, infatti, allo stato passivo,
sono tra i materiali più nobili, posti verso l'estremità catodica della scala galvanica.
Normalmente, inoltre, come ho già notato, rimpianto di acciaio inossidabile è di notevoli dimensioni superficiali e costituisce quindi un catodo di
grande superficie rispetto agli accessori tecnologici
qualora essi siano realizzati con materiali metallici
meno nobili (cioè più elettropositivi).
Ne scende come conseguenza che per evitare il
fenomeno di corrosione galvanica su questi accessori è necessario che anche questi siano di acciaio
inossidabile (fig. 4). In caso contrario essi si comporterebbero come dei veri e propri anodi sacrificali nei confronti dell'impianto di acciaio inossidabile. Vale la pena di sottolineare, soprattutto per
le tubazioni di collegamento, che esse, se metalliche, debbono essere eseguite con acciaio inossidabile (fig. 5 e 6). Infatti esse non sono di facile ispezionabilità interna e quindi potrebbero riservare delle
sorprese nel corso dell'esercizio dell'impianto.
Per quanto riguarda gli accessori che definiamo
complementari, quali scalette, passerelle, supporti,
grigliati, tubazioni di irrorazione e di raffreddamento, è opportuno che, se all'aperto, essi siano
eseguiti con acciaio inossidabile o con altri materiali
inerti (4).
Ciò è necessario in modo speciale per le scalette
e le passerelle all'aperto, addossate o sovrastanti i
serbatoi (fig.. 7), le tubazioni di irrorazione e di raf-
Fig. 4. - Chiusini per serbatoi di acciaio inossidabile AISI 304
o AISI 316 a seconda delle applicazioni.
Fig. 5. - Tubazioni dì collegamento di serbatoi di AISI 316
montati all'aperto in località marina. Anche i tubi, i raccordi,
le valvole sono di acciaio inossidabile.
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acciaro inossidabile
saldatura con
acciaio inossidabile
acciaio non
legato
saldatura
con acciaio
non legato
Fig. 6. - Centralina di smtstamento con tubazioni rigide di ac~
ciaio inossidabile collegate con tubazioni flessibili di gomma,
in primo piano.
Fig. 8. - Esempio di corretta saldatura a una parete di serbatoio di acciaio inossidabile di un accessorio di acciaio comune
non legato. Tra l'accessorio e la parete inox deve essere interposto un rinforzo inox saldato alla parete con saldatura pure di
acciaio inossidabile.
Gli altri accessori complementari quali supporti
e mensole, gambe, ecc. in acciaio comune devono
essere protetti con pitture idonee.
Quando accessori complementari di acciaio comune vengono saldati al vaso vinario di acciaio
inossidabile è necessario interporre sempre tra essi
e la parete del serbatoio, saldata ad essa, una piastra di acciaio inossidabile (fig. 8).
Su questa piastra verrà poi fissato, mediante saldatura, l'accessorio di acciaio comune, che verrà
accuratamente protetto con pitturazioni (fino al
cordone di saldatura compreso), onde evitare qualunque pericolo di corrosione galvanica dell'accessorio.
Fig. 7. - Serbatoi dì capacità 1.000 hi, montati all'aperto, realizzati con il tetto e l'ultima virola di AISI 316 e il resto del
mantello e il fondo di AISI 304. La scaletta e le passerelle
sono realizzate con AISI 304.
BIBLIOGRAFIA
1) Draft International Standard ISO/DIS 7995 « Factorymanufactured stainless steel wine-making tanks. Vertical
cylindrical tanks for use under a maximum pressure o£
50 mbar» ISO, 1982.
2) Draft International Standard ISO/DIS 7996 « Factorymanufactured, stainless steel wine-making tanks. Vertical
cylindrical tanks for use under pressures greater than
50 mbar and horizontal cylindrical tanks » ISO, 1982.
vino e vasi vinari
3) Draft International Standard ISO/DIS 7997 «Factorymanufactured, stainless steei wine-making tanks. Parallelepipeded tanks » ISO, 1982.
4) Serbatoi di acciaio inossidabile per enologia « Prescrizioni
di conformità qualitativa » Allegato 1 allo Statuto
ANCSEI, Associazione Nazionale Costruttori Serbatoi Enologici dì Acciaio Inossidabile, Inossidabile n. 49, settembre 1977, Centro- Inox.
5) Decreto Ministeriale 21 marzo 1973 « Disciplina igienica
degli imballaggi, recipienti, utensili, destinati a venire in
contatto con le sostanze alimentari o con sostanze di uso
personale ». Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale
della Repubblica Italiana, n. 104, 20 aprile 1973.
6) Decreto 2 giugno 1982 « Aggiornamento del Decreto Ministeriale 21 marzo 1973 concernente la disciplina igienica
degli imballaggi, recipienti, utensili destinati a venire in
contatto con le sostanze alimentari o con sostanze d'uso
personale». Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana
n. 200, 22 luglio 1982.
7) Ministère de l'Agricolture - Direction de l'amenagement
rurale et des structures - Service des équipements.
« Cahier des eharges générales des cuves à vin en acier
fabriquées en usine » Paris-Cedex, marzo 1974.
8) Ministère de l'Agricolture - Direction de l'amenagement
rural et des structures - Service des équipements.
« Cahier des eharges générales des cuves à vin en acier
construites sur piace » Paris-Cedex, marzo 1974.
9) A. Sampaolo, L. Rossi, G. Esposito, P. Delle Femmine
« Ricerche analitiche sul comportamento degli acciai inossidabili utilizzati in contatto con gli alimenti » Rassegna
Chimica, n. 6, 226-233, 1971.
10) E. Sudario « Alcune esperienze d'impiego dell'acciaio inossidabile a contatto con il vino », « Giornate dell'Enotecnico» Milano, 15 novembre 1969.
11) M. Vitagliano «Sull'impiego dei vasi vinari di .acciaio
inossidabile », Convegno « L'impiego dei serbatoi di acciaio inossidabile » Vinitaly," Verona, 7 dicembre 1972.
12) AJM. Leone, E. La Notte, M, Buongiorno « Sulla qualità
del vino contenuto in acciaio inox» Vini d'Italia, 16 (92),
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13) A. Di Giacomo, E. Postorino « Gli acciai inossidabili nella
conservazione dei succhi di agrumi » Essenze • Derivati
Agrumari, 69 (3), 183-201, 1979.
14) G.M. Redenour, É.H. Armbruster « Bacterial cleanability
of various types of eatìng surfaces » American Journal of
Public Healt, 43 (2), 138-149, 1953.
15) C. Cantarelli « Introduzione all'impiego dei serbatoi di
aedai inossidabili ». Convegno « L'impiego dei serbatoi di
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16) M. Treich « Les aciers inoxydables dans le stockage des
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17) M. Viscovi « Detergenza e disinfezione delle apparecchiature enologiche di acciaio inossidabile » Atti dei corsi di
aggiornamento per tecnici enologici 1975-1976, Selepress,
Milano 1977.
18) E. Giacomini « Detersione e sanificazione in enologia.
Princìpi tecnici ed igienici per una razionale scelta dei
processi di detergenza e di sanificazione », Convegno « L'igiene condizione di qualità del vino », Piacenza, 26 marzo
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19) O. Colagrande « I vasi vinari », Seminario « Vino e vasi
vinari », Piacenza, 26 maggio 1983.
Estratto daila rivista Industrie delle Bevande - ottobre 1983