L’impiantistica del settore delle grandi cucine richiede particolari attenzioni per evitare problematiche quali:
- Diffusioni dei vapori di cottura nella sala in cui i pasti vengono consumati;
- Ridurre al massimo il dispendio energetico legato all’aspirazione dell’aria attraverso le cappe;
- Evitare flussi di aria incontrollati che possano causare danno o fastidio ai lavoratori o ai clienti;
- Evitare l’emissione in atmosfera di odori derivanti dalle cucine che potrebbero causare disagio per i vicini;
- Ridurre al minimo il rumore degli impianti, considerando che spesso le portate d’aria in gioco sono elevate;
- Evitare l’impossibilità di pulire e sanificare i componenti impiantistici.
È fondamentale, inoltre:
- Recuperare il calore derivante dalla cottura dei cibi da riutilizzare nel periodo invernale per ridurre il consumo energetico per il riscaldamento dei locali;
- Evitare condizioni impiantistico-distributive che possano portare al deposito di grasso lungo i componenti o nei condotti aeraulici;
- Garantire l’utilizzo di materiali compatibili con le attività di pulizia che vengono svolte all’interno di una cucina.
L’INTERNO DEI LOCALI
Garantire il mantenimento di specifiche condizioni termo-igrometriche all’interno dei locali è fondamentale per garantire il benessere dei clienti dell’attività di ristorazione e aumentare la produttività del personale di cucina. Uno dei punti fondamentali che gli impianti di climatizzazione devono possedere è la possibilità di una rapida messa a regime ma, soprattutto, devono garantire la possibilità di una rapida adattabilità alle mutevoli condizioni ambientali.
Basti pensare a una sala ristorativa, all’interno della quale vi è una grossissima pendolazione e variazione delle condizioni termo-igrometriche interne legate ai carichi endogeni quali persone e cibi. Nel periodo invernale si deve evitare il surriscaldamento dei locali, mentre si deve garantire un rapido adattamento delle condizioni di temperatura interna nel periodo estivo.
Di seguito si riportano le condizioni interne che è consigliabile garantire e mantenere nelle varie aree delle attività ristorative.
| Parametri fisici | Ristorazione | Cucina |
| Temperatura estiva [°C] | 23 – 26 | 28 – 30 |
| Umidità relativa estiva [%] | 55 – 60 | Non richiesto |
| Temperatura invernale [°C] | 21 – 23 | 20 – 23 |
| Umidità relativa invernale [%] | 20 – 30 | Non richiesto |
| Velocità dell’aria [m/s] | 0,13 – 0,15 | 0,15 – 0,25 |
| Aria di rinnovo | 10 l/s a persona | 16,5 l/s per m² |
| Stato Pressione/Depressione | Pressione + | Pressione – |
LA CORRETTA VENTILAZIONE
Compito primario dell’impianto di aspirazione nelle cucine consiste nell’estrarre in modo efficace gli affluenti gassosi prodotti dalla cottura dei cibi e il relativo calore, evitando che possano dissiparsi in ambiente, non solo per la generazione e l’innalzamento della temperatura interna, ma anche perché il flusso convettivo generato induce a un flusso d’aria secondario che potrebbe generare correnti d’aria difficilmente controllabili.
Per questo motivo le cucine vengono provviste di sistemi di aspirazione quali:
- Cappe di aspirazione collocate in corrispondenze dei vari apparecchi di cottura o lavaggio stoviglie;
- Sistema di aspirazione con soffitti filtranti.
CAPPE DI ASPIRAZIONE
L’adozione delle cappe di aspirazionea servizio dell’area di cottura e lavaggio stoviglie, garantisce che non si diffonda aria viziata in ambiente o, peggio, verso la sala dove vengono consumati i pasti. È la soluzione maggiormente utilizzata nel settore del food and beverage, con il limite che tale soluzione risulta essere valida solo per una posizione delle apparecchiature che sia stabile nel tempo. Eventuali redistribuzioni delle apparecchiature comportano la necessità di modificare l’impianto aeraulico a servizio delle cappe.
Le cappe di aspirazione si suddividono in due tipi:
- Cappe di aspirazione tradizionali;
- Cappe a compensazione.
Le cappe tradizionali provvedono ad espellere l’aria aspirandola direttamente dalla cucina. Al fine di ridurre la portata d’aria estratta dall’ambiente, è necessario che la cappa sia collocata il più vicino possibile al piano di cottura. Normalmente le cappe vengono collocate ad una altezza di circa 2 m.
La determinazione della portata d’aria di aspirazione viene eseguita seguendo il metodo della velocità di aspirazione frontale. Questo metodo permette di determinare la portata in funzione della velocità di passaggio dell’aria attraverso la superficie libera tra il piano di cottura e la cappa stessa, considerando che per l’evacuazione corretta delle sostanze inquinanti e delle particelle pesanti, deve essere compresa tra 0,20 e 0,25 m/s.
Ovviamente l’adozione di cappe di aspirazione tradizionali comporta l’inevitabile rimozione di elevate quantità di aria dall’ambiente e conseguentemente la necessità di trattare e immettere in ambiente grandi quantità di aria. Per ovviare a tale problematica vengono utilizzate le cappe a compensazione nelle quali il 70 – 80% dell’aria estratta è costituita da aria esterna non miscelata introdotta direttamente nella cappa. Questo crea un flusso di aria fredda a bordo cappa che non causa disagi agli operatori e che permette una migliore captazione dei fumi e dei grassi, garantendo contestualmente la possibilità di ottenere un risparmio energetico pari a circa il 50% rispetto a un sistema tradizionale. È pratica comune installare un recuperatore di calore che permetta di cedere calore all’aria aspirata esterna a scapito dell’aria calda aspirata dai piani di cottura. Tra le cappe compensate le più efficaci sono le cappe a induzione, nelle quali il flusso d’aria esterna introdotto nella cappa genera un effetto induttivo in grado di migliorare il processo di estrazione dell’aria.
Nel caso di utilizzo di cappe a induzione, il calcolo della portata di estrazione Qext viene eseguito utilizzando la seguente formula:
La portata di induzione Qind viene calcolata con la seguente formula:
Il tasso d’induzione compreso tra il 10% e il 50% è definito in funzione della natura degli apparecchi di cottura, ed è deducibile dalla tabella seguente:
Mentre la portata di compensazione viene calcolata con la seguente formula:
SOFFITTI FILTRANTI
Il sistema di estrazione a soffitto filtrante è caratterizzato da un sistema impiantistico che garantisce che l’intera superficie del soffitto della cucina svolga la funzione di aspirare l’aria, evitando di localizzare cappe in corrispondenza delle apparecchiature.
Questo sistema garantisce la massima flessibilità distributiva delle apparecchiature da cucina, ma eventuali variazioni distributive possono essere svolte in totale libertà; di contro, l’efficienza di ventilazione complessiva viene leggermente ridotta.
La portata d’aria di estrazione è calcolata adottando formule che utilizzano le quantità di calore sensibile e latente dissipate nell’ambiente tramite kW di potenza installata (gas, elettricità, vapore).
Il calcolo della portata d’aria considera due fattori:
• La temperatura: l’aumento della temperatura è limitato a 8°C rispetto all’aria ambiente;
• L’igrometria: l’aumento di peso dell’acqua nell’aria è limitato a 5 g/kg d’aria secca.
La portata d’aria selezionata è la maggiore portata d’aria calcolata o tramite la temperatura (calori sensibili emanati), o tramite l’igrometria (calori latenti emanati).
La formula per il calcolo della portata d’aria in funzione della temperatura, ossia in funzione del calore sensibile, è la seguente:
La formula per il calcolo della portata d’aria in funzione dell’igrometria, ossia in funzione del calore latente, è la seguente:
Dove
IMPIANTO AERAULICO E RECUPERO ENERGETICO
La progettazione della rete di distribuzione aeraulica delle cappe di aspirazione è particolarmente importante. I condotti aeraulici devono essere dimensionati per garantire una velocità di attraversamento compresa tra 9 – 11 m/s in modo da ridurre al minimo il deposito delle particelle di grasso, le quali, oltre a causare una riduzione igienica delle
pareti interne dei canali, possono essere fonte di incendio. Va inoltre previsto l’utilizzo di materiali che garantiscano la possibilità di pulire e sanificare i canali, anche nel caso di utilizzo di prodotti particolarmente aggressivi.
Tutte le curve devono essere realizzate con raggi di curvatura minimi pari a 1,50 volte le dimensioni del canale nella direzione della curva.
È indispensabile, infine, predisporre la rete di estrazione di opportuni portelli di ispezione, che permettano il controllo visivo interno dei canali ma, soprattutto, l’accesso per le operazioni di pulizia.
È opportuno e preferibile che il ventilatore (o il sistema di ventilazione) utilizzato sia collocato in fondo alla linea di estrazione, al fine di garantire che l’intera rete di aspirazione lavori in depressione, garantendo pertanto che nelle giunzioni non possano crearsi punti di trafilamento di aria, che comporterebbe la veicolazione di odori in altri ambienti di transito.
Non va assolutamente dimenticata la necessità di eseguire opportune considerazioni e analisi legate all’espansione longitudinale dei condotti a causa delle elevate temperature dell’aria aspirata dai piani di cottura.
Come visto in precedenza, le cappe compensate permettono di ridurre l’energia dispersa dall’impianto di aspirazione. Esistono in commercio anche sistemi che permettono di recuperare l’energia termica dell’impianto di estrazione, da utilizzare anche per riscaldare l’acqua che potrebbe essere utilizzata per preriscaldare l’acqua calda sanitaria gratuitamente durante i cicli di cottura dei cibi o per l’alimentazione delle batterie di una Unità Trattamento Aria.
Il sistema è caratterizzato da uno scambiatore di calore tubolare Aria/Acqua in grado di recuperare l’energia fino al 60%.
Il sistema viene installato tra la cappa della cucina e il ventilatore d’estrazione fumi e viene collegato attraverso un circuito idraulico che permetterà il recupero di energia calorifica.
