Affare pulito

In Germania, circa 150 sorgenti di acqua minerale imbottigliano ogni anno oltre dodici miliardi di litri di acqua minerale e medicinale. © Centro Informazioni Acqua Minerale Tedesca (IDM)

Impianti su misura in acciaio inossidabile sono lo standard consolidato nell'industria dell'acqua minerale. © Centro Informazioni Acqua Minerale Tedesca (IDM)

Per gli impianti di riempimento utilizzati in produzione viene impiegato acciaio inossidabile.© Krones AG

Per l'integrità del processo e del prodotto offerta, un sistema di filtri in acciaio inossidabile di diverse granulometrie per liquidi, aria compressa, gas e vapore è di fondamentale importanza. © WZV / Pentair

Per uno svuotamento completo e una pulizia accurata dei serbatoi, i contenitori cilindrici in acciaio inossidabile sono spesso dotati di fondi convessi o conici. © WZV / Bolz Edel

In Germania vengono imbottigliati ogni anno circa 150 stabilimenti di acque minerali oltre dodici miliardi di litri di acqua minerale e medicinale. Elevati requisiti di igiene garantita, qualità e compatibilità ambientale devono essere conciliati con la sostenibilità economica della produzione. Inoltre, il settore si è posto l’obiettivo di operare in modo climate-neutral entro il 2030. Già oggi, la produzione di acqua minerale si caratterizza per processi integrati all’avanguardia, con un design igienico continuo, dalla captazione fino all’imbottigliamento dei prodotti. In accordo con le condizioni specifiche – caratteristiche dell’acqua, processo, condizioni chimiche e requisiti di gusto del prodotto finale – sono adottati impianti su misura in acciaio inossidabile di alta qualità, standard consolidato.

L’acqua non è uguale all’altra: origine, caratteristiche e modalità di trattamento determinano se si tratta di acqua minerale, medicinale, sorgiva o imbottigliata. L’acqua minerale è in Europa un termine protetto per l’acqua di falda naturale. Il regolamento tedesco sulle acque minerali e potabili la definisce come «acqua di origine pura, proveniente da falde sotterranee protette da contaminazioni». L’acqua minerale naturale deve, secondo queste norme, avere un alto e costante contenuto di minerali, essere di elevata purezza, provenire da una sorgente e essere imbottigliata direttamente sul posto. L’acqua medicinale, grazie alla sua composizione speciale di minerali e oligoelementi, ha lo status di medicinale. L’acqua sorgiva si distingue per un contenuto di minerali variabile e generalmente inferiore. L’acqua imbottigliata proviene da diversi pozzi, laghi o fiumi e presenta un basso contenuto naturale di minerali, compensato durante il trattamento mediante mineralizzazione artificiale. Per garantire chiarezza al consumatore sulla qualità dell’acqua, in Germania è obbligatorio che l’etichetta della bottiglia indichi il luogo di sorgiva, gli ingredienti e il nome dell’ente di controllo incaricato.

Nel 2022, nel paese sono stati venduti 10,1 miliardi di litri di acqua minerale e medicinale – più di 500 varietà di acque minerali e 35 di acque medicinali. Un terzo di queste è stato addizionato di anidride carbonica (CO2), mentre il 42% ne conteneva solo una quantità minima. L’anidride carbonica si forma dalla reazione tra anidride carbonica e acqua. Alcune acque minerali sono già addizionate di anidride carbonica naturale di sorgiva.

In corso: dalla sorgente alla bottiglia

A seconda delle caratteristiche della sorgente, l’acqua viene inizialmente demineralizzata, chiarificata e, se necessario, degasata, per rimuovere l’ossigeno in essa contenuto. L’ossigeno riduce la durata di conservazione dell’acqua. Inoltre, l’acqua non adeguatamente degasata può depositarsi e, attraverso una carbonizzazione irregolare, alterare il gusto. Se l’acqua è addizionata di anidride carbonica naturale di sorgiva, la CO2 in forma legata e libera viene prima separata, compressa e liquefatta. Successivamente, viene immagazzinata in serbatoi, vaporizzata di nuovo e, durante l’imbottigliamento, dosata con precisione e reintrodotta nell’acqua. Per l’imbottigliamento in bottiglie PET, le linee di soffiaggio rappresentano la fase successiva della produzione di acqua minerale. Le bottiglie di vetro vengono prima ordinate per colore, pulite in condizioni simili a un ambiente sterile, prive di etichette e controllate per rotture o contaminazioni residue. Successivamente, entrambe le tipologie di bottiglie passano attraverso etichettatrici; nelle varietà con anidride carbonica, è presente anche un carbonatore che aggiunge CO2 all’acqua prima di raggiungere l’impianto di imbottigliamento. A seconda delle esigenze, del processo di trattamento e delle caratteristiche dell’acqua, vengono utilizzate apparecchiature in acciaio inossidabile di alta lega.

Sicurezza prima di tutto: acciaio inossidabile nell’industria dell’acqua minerale

Quattro tipi di materiali sono consolidati nella produzione di acqua minerale: per impianti e apparecchiature che vengono a contatto solo con soluzioni debolmente acide o alcaline, spesso basta il materiale 1.4301. Una resistenza molto superiore alla corrosione e all’usura è offerta dall’acciaio inossidabile austenitico 1.4404, che contiene dal 2 al 2,5% di molibdeno. Numerosi impianti nel settore alimentare e delle bevande sono realizzati con questo acciaio. Ciò è favorito anche dalle sue buone caratteristiche di lavorabilità grazie al contenuto di carbonio inferiore. L’acciaio inossidabile austenitico resistente a molte forme di corrosione, 1.4435, rientra anch’esso nello standard americano AISI 316L, grazie alle sue proprietà simili alla qualità 1.4404. La sua elevata lucidabilità lo rende ideale per superfici di alta qualità. L’acciaio speciale inossidabile 1.4539, grazie al suo alto contenuto di molibdeno e all’aggiunta di rame, garantisce una resistenza particolarmente elevata contro fori, corrosione da tensione e corrosione intergranulare, anche a bassissimo contenuto di carbonio.

Tutto pulito: funzione chiave del filtro

Per garantire l’integrità del processo e del prodotto, è fondamentale un sistema integrato di filtri in acciaio inossidabile di diverse maglie, per liquidi, aria compressa, gas e vapore. L’acqua sorgiva in ingresso viene pre-filtrata con un filtro da 25 micron per rimuovere depositi, particelle di sporco e microrganismi più grandi. L’acqua usata per diluire i reagenti di Cleaning in Place (CIP) passa prima attraverso una filtrazione profonda con un filtro da 5 micron. La filtrazione finale sterile, particolarmente critica per un prodotto impeccabile, richiede filtri a membrana con una precisione di filtrazione di 0,2 micron. La filtrazione sterile dell’aria compressa rimuove i microrganismi necessari per il soffiaggio delle bottiglie. Nei serbatoi di riserva o di stoccaggio, i filtri di sfiato impediscono l’ingresso di contaminanti dall’aria ambientale. Anche i materiali di consumo come filtri, cartucce, membrane e filtri a cartuccia devono essere realizzati con acciaio inossidabile di alta qualità, come il materiale 1.4404. Oltre alla resistenza indispensabile alle portate richieste, si apprezza la durabilità contro la pulizia chimica e meccanica, la resistenza alle alte temperature, la sterilizzabilità e l’elevata precisione nel ritenzione delle particelle grazie a pori di dimensioni assolute.

Sicuro deposito: contenitori e serbatoi

I contenitori di processo e di stoccaggio, come serbatoi di stoccaggio, buffer, di imbottigliamento, di CIP o caldaie a vapore, richiedono strutture in acciaio inossidabile di altissima qualità. Per questo motivo, vengono frequentemente utilizzati i materiali 1.4404 e 1.4435. Tecnologie di produzione all’avanguardia completano i requisiti di igiene e sterilità conformi alle linee guida della European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). Gli standard EHEDG prevedono una rugosità superficiale di Ra ≤ 0,8 micrometri per ogni componente e saldatura nei serbatoi alimentari. Inoltre, i contenitori non devono presentare zone morte, fessure o spigoli vivi, né contenere viti o molle all’interno. Anche le valvole, guarnizioni e sensori utilizzati nei serbatoi devono essere certificati EHEDG. La produzione in acciaio inossidabile resistente alla corrosione garantisce la protezione contro la formazione di batteri nel prodotto stoccato e tutela il contenuto dagli agenti ambientali. Per una completa svuotatura e pulizia accurata, i serbatoi cilindrici sono spesso dotati di fondi convessi o conici. A seconda delle esigenze del cliente, si possono integrare mantelli riscaldanti o raffreddanti, sistemi di agitazione e connessioni CIP.

Anche per pompe e sistemi di movimentazione impiegati nella produzione di acqua minerale, le norme di igiene sono estremamente rigorose. Che si tratti di pompe a pistoni rotanti per trasferimento, scarico, miscelazione, dosaggio o imbottigliamento, di pompe a vuoto a anello liquido per il riempimento delle bottiglie o di pompe periferiche a rotore radiale per il pompaggio di piccole quantità senza pulsazioni a pressioni elevate: la conformità alle normative vigenti del settore alimentare, garantita da processi igienici e altamente puri, è imprescindibile. Le carcasse delle pompe robuste, realizzate in acciaio inossidabile laminato e stampato a freddo delle qualità 1.4404, 1.4435 o 1.4539, prive di zone morte e fessure, con superfici elettropolite, per componenti a contatto con il fluido con valori di rugosità fino a Ra ≤ 0,4 micron, sono standard. La capacità di sterilizzazione in loco (SIP) e di pulizia in loco (CIP) fino a 140°C è prassi comune. I sistemi di movimentazione con motori robusti e igienici, con componenti critici realizzati in acciaio inossidabile di qualità 1.4571, assicurano una miscelazione completa del contenuto del serbatoio. Anche in questo caso, l’acciaio inossidabile resistente alla corrosione, nonostante il contatto continuo con l’acqua e l’uso di detergenti aggressivi, garantisce l’elevata resistenza richiesta dall’EHEDG. Ciò previene usura e rotture, evitando contaminazioni del prodotto finale. A livello di processo – sia nel trasporto tra i vari impianti sia come tubazioni di riempimento – anche tubi e valvole in acciaio inossidabile di qualità 1.4404 contribuiscono in modo centrale all’igiene e alla sterilità, garantendo al contempo caratteristiche di scorrimento ottimizzate.