CLIMATIZZAZIONE CUCINE

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Guida alla Climatizzazione e ventilazione nelle cucine ad uso professionale

I centri cottura sono ambienti estremamente critici dal punto di vista della climatizzazione ambientale: macchinari che sviluppano potenze termiche importanti, un elevato numero di persone dedite ad un lavoro frenetico ed i fumi derivanti dalla cottura dei cibi concorrono tutti a peggiorare drasticamente il comfort ambientale e ad abbattere la qualità dell’aria. A questa situazione, già di per sé complicata, si aggiunge la primaria necessità di mantenere condizioni igienico-sanitarie ottimali, per poter garantire che la cottura e la conservazione dei cibi avvenga in un ambiente adeguato.

Questo articolo si propone di analizzare brevemente le problematiche, più o meno comuni, che il progettista può trovarsi di fronte nella realizzazione dell’impianto di climatizzazione a servizio di un centro cottura, fornendo altresì alcune valide soluzioni progettuali ed impiantistiche per il loro superamento.

Obiettivi progettuali

Il progettista scelga di accettare la sfida della realizzazione di un impianto di climatizzazione a servizio di un centro cottura dovrà, per prima cosa, fissare con attenzione quali siano gli obiettivi della progettazione. Senza ombra di dubbio, sarà in primo luogo necessario garantire l’igienicità dei cibi nelle fasi di cottura e di conservazione, nonché assicurarne il mantenimento delle proprietà organolettiche fino al momento della distribuzione.

Allo stesso modo, non è possibile prescindere dal mantenimento di adeguate condizioni di sicurezza e benessere ambientale per i lavoratori che possono stazione anche per ore all’interno del centro cottura, sottoposti a lavori pesanti e ritmo elevato.

Questo deve essere fatto, spesso, in strutture antiquate o con superfici e volumi sottodimensionati, fattori che rendono quasi impossibile avere degli standard di progettazione per i centri cottura.

Tali condense risultano anche essere corrosive in seguito alla consueta presenza di sostanze chimiche disciolte nell’acqua, a base di cloro, necessarie al trattamento disinfettante dell’acqua stessa. L’aggressività di tali condense può indurre un accelerato deterioramento dei manufatti stessi interessati da condensazione superficiale.

A completamento del quadro di complessità, le stesse predette sostanze chimiche disinfettanti disciolte in acqua evaporando in aria, tendono a minare la cosiddetta “qualità dell’aria interna” nei riguardi della salute dell’uomo in seguito alle formazioni di “cloro-ammine” le quali possono comportare nei confronti di tutti gli occupanti, problemi di tipo respiratorio, irritazioni della pelle e degli occhi.

La disamina condotta, evidenzia la molteplicità dei fattori che devono essere tenuti in considerazione e ci consente di comprendere come le piscine interne possano essere del tutto identificabili come ambienti critici ai fini della climatizzazione e controllo del trattamento dell’aria.

La ventilazione dei centri cottura

 

Il primo aspetto da attenzionare riguarda la corretta ventilazione dell’ambiente: mantenere una qualità dell’aria idonea alla corretta conservazione dei cibi ed allo stazionamento degli addetti è un’operazione tutt’altro che semplice.

La cottura degli alimenti provoca necessariamente esalazioni di fumi ed inquinanti, residui di calore, vapore acqueo, e prodotti organici rilasciati dai cibi: tali esalazioni si diffondono con estrema rapidità nell’ambiente, sfruttando flussi ascendenti. Sarà dunque fondamentale installare sistemi di captazione efficaci e sistemi che rimuovano inquinanti, vapori e fumi grassi. Prima di entrare nel dettaglio degli impianti di ventilazione per centri cottura, si forniscono alcune indicazioni progettuali con validità generale.

I canali dell’impianto di ventilazione dovranno essere dimensionati per velocità dell’aria comprese tra i 6 e gli 8 m/s, considerando accettabile un livello di pressione sonora di 40 dB. I canali stessi dovranno essere provvisti di aperture di ispezione posizionate in prossimità di ogni cambiamento di direzione e, per i tratti orizzontali, ad una distanza massima di 3 m l’una dall’altra; tali aperture sono fondamentali per la corretta manutenzione dell’impianto, cui, considerata l’elevata concentrazione di inquinanti, deve essere prestata particolare attenzione. Nel punto più basso è necessario prevedere una valvola di scarico per il grasso; in aggiunte si dovrà considerare una temperatura operativa per i ventilatori fino ai 230 °C. Infine, ma sicuramente non meno importante, il centro cottura dovrà essere mantenuto in depressione: è assolutamente da evitare che aria proveniente dalle cucine si sposti nei locali adiacenti oppure nelle strade, se non dove si è previsto di posizionare gli scarichi delle condotte di ventilazione.

Il dimensionamento dell’impianto di ventilazione

Come ben sa il progettista, il primo passo necessario per procedere consiste nel calcolo della portata d’aria esterna da immettere nell’ambiente per non intaccare la qualità dell’aria. Contrariamente a quanto avviene per altri ambienti, però, nel caso dei centri cottura non è consigliato un calcolo semplicistico basato esclusivamente sul volume o sulla superficie dell’ambiente. Certo, la normativa UNI 10339 permette di effettuare un calcolo di questo tipo (suggerendo una portata pari a 2,5 m3/(s*m2)), ma questa indicazione deve essere opportunamente pesata: sebbene tale approssimazione possa essere adatta per cucine residenziali o di piccoli ristoranti, non è certamente auspicabile il suo utilizzo per strutture con dimensioni ben più elevate, quali i centri cottura, che richiedono maggiore attenzione da parte del progettista.

Si consiglia allora di procedere con un calcolo che tenga in considerazione numero e tipologia di apparecchiature installate nel centro cottura, considerando, per ciascuna di esse, una determinata portata d’aria esterna da immettere nell’ambiente. Per i valori specifici associati a ciascuna apparecchiatura si rimanda alla specifica letteratura sull’argomento ma, per fornire un’idea delle grandezze in gioco, si riportano un paio di esempi: una brasiera potrebbe richiedere 1000 m3/h aggiuntivi mentre una friggitrice potrebbe facilmente superare i 2000 m3/h.

Non bisogna poi dimenticare il contributo necessario ad abbattere gli inquinanti generati dalla presenza del personale operante nel centro cottura: si tratta di persone che svolgono un lavoro di intensità elevata e, considerato che il fattore di affollamento dei centri cottura può essere abbastanza elevato, l’apporto ulteriore di aria esterna sarà molto sicuramente non trascurabile.

Possibili soluzioni impiantistiche

Si è appena visto come i centri cottura richiedano portate importanti per il mantenimento di una accettabile qualità dell’aria; non rimane dunque che capire come fornire efficientemente tali portate. È possibile innanzitutto scartare a priori l’ipotesi di mantenere la sola ventilazione naturale: ci trova davanti a richieste di ricambio d’aria troppo elevate e, non di rado, riprese e mandate dovranno essere localizzate in zone specifiche con elevate concentrazioni di fumi. Stabilito questo, rimane da scegliere un adeguato impianto di ventilazione tra le diverse scelte a disposizione: si presenta ora una breve trattazione delle soluzioni più comuni ed efficaci per risolvere il problema della ventilazione nei centri cottura.

Cappe tradizionali

Le cappe tradizionali sono dispositivi, noti a tutti, atti alla presa ed espulsione delle esalazioni. Possono essere di diverse tipologie (singole o plurime, con fissaggio a soffitto o a parete) e richiedono un adeguato dimensionamento e posizionamento in corrispondenza delle zone più critiche dei centri cottura, ad esempio in prossimità di una friggitrice. Come anticipato in precedenza, dovrà trattarsi di cappe dotate di ventilazione, ovvero con ventilatori con caratteristiche tecniche di portata e prevalenza adeguate.

In particolare le prevalenze possono essere particolarmente significative nel caso di canne fumarie con lunghezze importanti e caratterizzate da curve. Sempre riguardo alle prevalenze, andrà tenuto in debita considerazione l’inevitabile sporcamento della cappa: sebbene le cappe debbano essere realizzate in materiali inerti rispetto ad i residui della combustione e dotate di filtri anti-grasso, sarebbe un gravissimo errore ignorare il problema dello sporcamento. Pertanto sarà necessario prevedere un’adeguata manutenzione delle cappe, con pulizia dei canali e dei filtri e puntuale sostituzione di questi ultimi, sia per motivi tecnici che per ovvie ragioni igieniche.

Le cappe tradizionali risultano perciò spesso ingombranti e legate a doppio filo a layout del centro cottura: dimensionate in funzione di un determinato apparecchio e posizionate in sua prossimità, sono difficilmente adattabili in caso di ristrutturazioni o modifiche delle cucine.

Cappe a flusso bilanciato

La definizione di cappa a flusso bilanciato racchiude in realtà un sistema di apparecchiature, più o meno articolato, che, in aggiunta all’estrazione dei fumi e delle altre esalazioni, immette nell’ambiente aria di rinnovo filtrata e, in alcuni casi, climatizzata.

Tali sistemi sono pertanto composti, oltre che dalla cappa vera e propria, da un’unità di trattamento aria, frequentemente comune a più cappe, e dai relativi canali e componenti accessori. Fermo restando l’innegabile vantaggio nel fornire aria di rinnovo, le cappe a flusso bilanciato soffrono degli stessi svantaggi e delle stesse problematiche delle cappe tradizionali: elevata frequenza di manutenzione, ingombri elevati e ridotto flessibilità in seguito a modifiche nel layout del centro cottura.

Controsoffitti filtranti

Si tratta di controsoffitti ventilati dotati di aspirazione diffusa: l’aria aspirata, carica di inquinanti, viene filtrata ed espulsa all’esterno mentre nell’ambiente viene immessa aria esterna trattata e climatizzata; grassi e condense filtrati vengono raccolti in apposite vasche removibili.

Questi sistemi, oltre ai medesimi vantaggi offerti dalle cappe a flusso bilanciato, garantiscono l’assenza di correnti d’aria in prossimità dei corpi di cottura, tipiche delle cappe e potenzialmente dannose per la salute del personale, sono facilmente pulibili grazie alla loro natura modulare e si adattano bene, senza la necessità di operare alcuna variazione in seguito ad eventuali modifiche del layout del centro cottura.

Gli ingombri sono inoltre molto più contenuti rispetto alle cappe, in quanti ristretti al solo controsoffitto, e si ha una netta riduzione nel rumore causato dal sistema di ventilazione. Gli svantaggi che si accompagnano a questo sistema è chiaramente sono i costi maggiori rispetto alle cappe ed una ridotta efficienza di ventilazione.

Climatizzazione dei centri cottura

Nel precedente paragrafo si sono sinteticamente riassunte problematiche e relative soluzioni impiantistiche per la ventilazione dei centri cottura; ora si vuole affrontare la correlata tematica della climatizzazione dei medesimi ambienti.

La richiesta di riscaldamento nelle cucine è tipicamente contenuta: con una temperatura di progetto compresa tra i 20 ed i 23 °C, i carichi termici interni dovuti al funzionamento delle apparecchiature, alla cottura dei cibi e all’attività degli operatori soddisfano in larga parte la richiesta di energia termica durante la stagione invernale. Un’opzione interessante per ridurre ulteriormente il consumo energetico riguarda l’installazione di recuperatori di calore che sfruttino l’elevata temperatura dei fumi espulsi dall’ambiente. Il loro utilizzo è però fortemente limitato dal rischio di sporcamento dovuto dalla presenza di inquinanti oleosi nei flussi d’aria in uscita: uno scambiatore statico a tubi, la soluzione più adeguata, migliora l’efficienza energetica dell’impianto, andando però a gravare sugli oneri di manutenzione che, come già visti, sono molto consistenti nella gestione di un impianto di climatizzazione a servizio di un centro cottura.

Ben più complesso è il caso della climatizzazione estiva: i medesimi fattori che permettono di ridurre la richiesta di riscaldamento concorrono ad aumentare quella di climatizzazione, considerato che la temperatura ambiente deve attestarsi sui 28°C. Pertanto l’impianto di climatizzazione andrà progettato e dimensionato con particolare attenzione alla stagione estiva, ricordando inoltre che, in zone calde, si potrebbe avere richiesta di raffrescamento persino durante la stagione invernale.

Generalmente si vorrà unire l’impianto di climatizzazione ad i sistemi richiesti per la ventilazione, già considerati in precedenza. Pertanto la scelta ricadrà su sistemi ad aria provvisti di UTA operante senza ricircolo: un ricircolo, anche parziale, comporta il rischio di reintrodurre in ambiente anche il fumo e gli odori appena estratti; tale evenienza può essere evitata tramite l’utilizzo di celle filtranti a carbone attivo oppure di filtri elettrostatici, ma è necessario soppesare adeguatamente i benefici con i costi aggiuntivi da sostenere e con l’aumento nella richiesta di manutenzione ordinaria. Bisogna inoltre ricordare che l’aria immessa in ambiente non dovrà mai avere una temperatura inferiore a 16 °C per evitare la coagulazione del grasso sui filtri e, durante i periodi più freddi, la formazione di condense all’interno dei canali. L’UTA scelta dovrà dunque essere provvista di un’adeguata batteria di riscaldamento.

Conclusioni

Sono stati brevemente riassunti i punti salienti da tenere in considerazione nella progettazione di un impianto di climatizzazione e ventilazione a servizio di centri cottura di dimensioni medio/grandi. Si è visto che la ventilazione ricopre un ruolo fondamentale: in un ambiente dove viene continuamente emessa aria con concentrazioni elevatissime di inquinanti, quali grassi o fumi, è necessario fornire un’elevata portata di ricambio per mantenere la qualità dell’aria desiderata, onde evitare problemi di igiene e di salute. Questo si traduce nella necessità di utilizzare impianti di ventilazione meccanica con portate considerevoli: le soluzioni impiantistiche a disposizione sono limitate, ma non per questo inefficaci. Particolare attenzione va riservata alla temperatura di immissione dell’aria, sia nel periodo invernale che in quello estivo, per evitare la formazione di condense e la coagulazione dei grassi.

Per quanto riguarda la climatizzazione dell’ambiente, il riscaldamento della cucina sarà difficilmente un problema; richiederà molta più attenzione il dimensionamento dell’impianto di raffrescamento, considerata l’entità dei carichi termici interni dovuti al funzionamento delle apparecchiature, al calore dissipato nella cottura dei cibi ed all’attività degli operatori del centro cottura.

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Ing. Gaetano Trovato

Ing. Gaetano Trovato

Progettista e Consulente per importanti società ed enti nel settore HVAC e dell’energia, sia in ambito civile terziario che industriale ed è titolare e fondatore di STT ENGINEERING. E’ autore di numerosi articoli scientifici su riviste internazionali e nazionali nel settore HVAC, della cogenerazione e dell’efficienza energetica. Si occupa di simulazioni CFD principalmente nel settore impiantistivo e dello scambio termico e del controllo della contaminazione ambientale (cleanroom). EGE (esperto gestione energia) certificato  UNI CEI 11339 settore civile ed industriale. Perito e Consulente Tecnico di Ufficio Tribunale di Milano (isc. Settore Termotecnica ed Energia). Membro AICARR (Associazione Italiana Condizionamento dell’aria, ASCCA (Associazione Contaminazione e Controllo dell’aria), ASHRAE member (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) . Partecipa regolarmente come relatore a conferenze e convegni nel settore HVAC e dell’energia. E’ docente in corsi di progettazione termotecnica, sicurezza impianti, efficienza energetica e prevenzione legionella.
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