Riscaldare un serbatoio IBC o un fusto: coperta, base, riscaldatore a immersione o nastro?

Quattro tecnologie consentono di riscaldare un liquido stoccato in contenitore IBC o in fusto: la coperta riscaldante, la base riscaldante, il riscaldatore a immersione e il nastro di tracciamento. Non sono intercambiabili. La scelta dipende da tre parametri: la natura del prodotto, l'obiettivo termico perseguito (mantenimento antigelo, fluidificazione prima dello svuotamento, innalzamento di temperatura di processo) e la classificazione della zona di installazione. Questa pagina confronta le quattro soluzioni, precisa i rispettivi limiti e illustra nel dettaglio i vincoli ATEX e alimentari.

La tabella comparativa

Scegliere in base all'obiettivo termico

Mantenere al riparo dal gelo

È l'esigenza più diffusa nello stoccaggio esterno o in locale non riscaldato. La posta in gioco non è innalzare la temperatura, bensì compensare le dispersioni. Una coperta riscaldante abbinata a un coperchio isolante è sufficiente nella grande maggioranza dei casi: la potenza richiesta resta modesta e l'isolamento della parte alta del contenitore riduce fortemente i consumi.

L'AdBlue illustra bene questa esigenza. Tale soluzione di urea cristallizza a bassa temperatura e uno stoccaggio esterno non protetto diventa inutilizzabile per una parte dell'inverno. Lo stesso ragionamento vale per le emulsioni, le vernici in fase acquosa e, più in generale, per tutti i prodotti ad alto contenuto d'acqua, il cui punto di congelamento resta prossimo a quello dell'acqua pura.

Fluidificare prima dello svuotamento

È il caso industriale classico: oli, resine, collanti, grassi, miele, glucosio, prodotti chimici viscosi. A temperatura ambiente questi prodotti scorrono male, lo svuotamento è lungo e incompleto e una quota non trascurabile del contenuto resta aderente alle pareti. Il costo di questo residuo supera spesso, nell'arco di un solo esercizio, quello dell'apparecchiatura di riscaldamento necessaria a recuperarlo.

La coperta riscaldante è qui la soluzione di riferimento, poiché agisce sulla parete laterale, ovvero là dove il prodotto aderisce. La base riscaldante diventa preferibile quando il prodotto è solidificato o semisolido: il calore dal fondo crea uno strato liquido che avvia la ripresa.

Innalzare la temperatura per un processo

Quando il prodotto deve raggiungere una temperatura precisa e omogenea prima della trasformazione, il riscaldatore a immersione prende il sopravvento: il riscaldamento avviene nella massa, senza passare dalla parete. È la soluzione più rapida e più regolare, a condizione che il prodotto sia sufficientemente fluido perché si instauri la convezione e chimicamente compatibile con l'elemento immerso.

Proteggere un circuito

Il nastro di tracciamento elettrico risponde a un'esigenza diversa: impedire il congelamento o la solidificazione nelle tubazioni, nelle valvole e nelle pompe. È complementare alle altre tre tecnologie, mai alternativo: nessuna coperta, base o resistenza immersa agisce oltre le pareti del contenitore. Un serbatoio riscaldato la cui linea di prelievo gela resta inutilizzabile, e il difetto viene spesso attribuito per errore al riscaldamento del serbatoio stesso anziché al circuito lasciato senza protezione.

Che cosa determina realmente il tempo di riscaldamento

La potenza installata è soltanto uno dei fattori del risultato. Altri tre pesano altrettanto e spiegano la maggior parte degli scarti rilevati tra due installazioni apparentemente comparabili.

La superficie di contatto

Una coperta riscaldante trasmette il proprio calore soltanto dove tocca la parete. Su un contenitore IBC, la gabbia metallica, le deformazioni della cisterna interna e un riempimento parziale creano zone in cui il contatto è scadente, se non inesistente. La potenza nominale dell'apparecchiatura risulta allora priva di rapporto con la potenza realmente trasmessa al prodotto. È la prima causa di delusione su questo tipo di installazione e non si corregge aumentando la potenza: si corregge curando la posa e verificando che la zona riscaldata corrisponda alla zona effettivamente riempita.

Le dispersioni

Tutto ciò che non è isolato irradia. La parte alta del contenitore, il pallet e le pareti non coperte contribuiscono alle perdite, tanto più quanto maggiore è lo scarto rispetto all'ambiente. All'esterno e in inverno queste perdite possono assorbire una quota significativa dell'energia fornita, al punto che il prodotto si arresta a una temperatura inferiore al valore impostato senza che l'apparecchiatura sia in causa.

È la ragione per cui il coperchio isolante non è un accessorio di comodità: tratta la faccia più disperdente del contenitore, quella dalla quale il calore sfugge naturalmente. In un'installazione in zona classificata, l'isolamento è anche un fattore di sicurezza, poiché permette di raggiungere il valore impostato con una temperatura superficiale più bassa.

Le proprietà del prodotto

Due liquidi di pari volume non richiedono né la stessa energia né lo stesso tempo per raggiungere la stessa temperatura. Il calore specifico determina l'energia necessaria, la conducibilità termica la velocità con cui essa si propaga nella massa e la viscosità condiziona l'instaurarsi delle correnti convettive che omogeneizzano il volume.

Un prodotto molto viscoso è doppiamente penalizzato: conduce male il calore e non si rimescola. Lo strato a contatto con la parete si riscalda mentre il cuore resta freddo, con un rischio di surriscaldamento locale se la regolazione misura la temperatura in prossimità della parete. È esattamente ciò di cui si occupa la regolazione multizona ed è ciò che rende pertinente la base riscaldante sui prodotti solidificati: riscaldando dal fondo, essa genera una risalita convettiva che il riscaldamento laterale non produce.

I vincoli che escludono determinate soluzioni

Zone ATEX: un obbligo normativo, non un'opzione

Non appena può formarsi un'atmosfera esplosiva — vapori di solventi, polveri combustibili, idrocarburi — l'installazione rientra nella normativa ATEX. La classificazione in zone condiziona il materiale ammesso:

• Zone 1 e 2: atmosfera esplosiva gassosa, rispettivamente probabile in funzionamento normale (1) oppure soltanto occasionale e di breve durata (2).
• Zone 21 e 22: stessa logica per le polveri combustibili.

Un'apparecchiatura di riscaldamento standard è vietata in queste zone, quale che sia la sua qualità. Il materiale ATEX si distingue per la propria concezione: regolazione a sicurezza intrinseca Ex-i sulle sonde, isolamento galvanico, limitatore di temperatura indipendente dal regolatore e classificazione in classi di temperatura (da T6 a T3) che definiscono la temperatura superficiale massima ammissibile.

La regolazione diventa allora un elemento di sicurezza a pieno titolo e non una semplice comodità di impostazione: un regolatore-limitatore ATEX assicura al contempo la gestione del valore impostato e l'interruzione di sicurezza qualora esso venga superato.

Settore alimentare e farmaceutico

Il riscaldamento diretto mediante riscaldatore a immersione presuppone un contatto tra la resistenza e il prodotto. Nel settore alimentare o farmaceutico, tale contatto impone una compatibilità dei materiali e un'attitudine alla pulizia che complicano l'installazione.

Le soluzioni senza contatto — coperta o base — evitano questa difficoltà. Resta da verificare la conformità del tessuto della coperta: un rivestimento approvato FDA garantisce l'assenza di migrazione verso il prodotto in caso di contatto accidentale. Queste applicazioni mirano in genere a prevenire la cristallizzazione e ad agevolare uno svuotamento completo, senza mai superare una temperatura che degraderebbe il prodotto.

Compatibilità chimica

Per un riscaldatore a immersione, la natura della lega determina la durata di vita dell'apparecchiatura. L'acciaio inossidabile AISI 316L, per il suo tenore di molibdeno e il basso tasso di carbonio, resiste alla corrosione meglio degli inox correnti, il che consente in particolare il riscaldamento di acidi deboli. Questa verifica va condotta prodotto per prodotto, e non per famiglia di prodotti: un fluido compatibile con una lega può attaccare quella successiva, e la temperatura di esercizio modifica a sua volta il comportamento alla corrosione, generalmente accelerandolo.

Quattro errori frequenti

1. Riscaldare senza isolare. Un contenitore IBC riscaldato ma aperto nella parte alta perde la maggior parte della propria energia dall'alto. L'aggiunta di un coperchio isolante riduce questa dispersione, accelera l'innalzamento di temperatura e diminuisce i consumi. È l'accessorio con il miglior rapporto costo/beneficio di qualsiasi installazione di riscaldamento.
2. Confondere mantenimento e innalzamento di temperatura. Un sistema dimensionato per compensare le perdite termiche non farà salire un prodotto freddo in tempi accettabili. Si tratta di due esigenze distinte, che richiedono potenze diverse.
3. Trascurare la classificazione di zona. Installare un'apparecchiatura standard in una zona classificata impegna la responsabilità dell'esercente, indipendentemente da qualsiasi incidente. La classificazione deve essere stabilita prima della scelta del materiale, mai dopo.
4. Trattare il serbatoio dimenticando la linea. Un prodotto fluidificato nel contenitore ma solidificato nella valvola o nel flessibile non scorre di più. Il tracciamento dei circuiti fa parte dell'installazione, non delle opzioni.

Regolazione: semplice, multizona o ATEX

Coesistono tre livelli di regolazione e la scelta pesa sul risultato quanto la tecnologia di riscaldamento stessa.

La regolazione con termostato unico è adatta al mantenimento in temperatura di un prodotto omogeneo. Presuppone che la temperatura sia uniforme nel volume, cosa raramente vera su un IBC di grande altezza.

La regolazione multizona gestisce in modo indipendente più sezioni della coperta. Tratta la stratificazione termica: un liquido riscaldato dalle pareti si scalda più rapidamente nella parte bassa e un comando unico porta a surriscaldare il basso oppure a riscaldare insufficientemente l'alto.

La regolazione ATEX attiene, come indicato sopra, alla sicurezza. Associa regolazione e limitazione, con una precisione di misura più stretta e una catena di sicurezza indipendente.

Installazione ed esercizio

Posizione della sonda

La sonda di regolazione misura la temperatura nel punto in cui si trova, e in nessun altro luogo. Collocata contro la parete riscaldata, legge un valore superiore a quello del cuore del prodotto e interrompe troppo presto; collocata troppo lontano, lascia salire la parete oltre il valore impostato. Su un prodotto viscoso, dove lo scarto tra parete e cuore è rilevante, questa scelta condiziona direttamente la qualità del risultato e, per i prodotti termosensibili, l'integrità del contenuto.

Alimentazione elettrica

Le apparecchiature di riscaldamento industriale sono carichi resistivi continui, spesso di diversi kilowatt. Il circuito deve essere dimensionato di conseguenza, protetto da un differenziale adeguato, e la messa a terra va verificata, in particolare all'esterno, dove l'umidità è permanente. Il grado di protezione dell'apparecchiatura deve corrispondere alle condizioni reali: un materiale previsto per l'interno non reggerà su uno stoccaggio esterno e un grado IP65 traduce una resistenza alle polveri e ai getti d'acqua che non è una garanzia di immersione.

Manutenzione e durata di vita

I guasti osservati su questo tipo di materiale raramente provengono dall'elemento riscaldante in sé. Derivano dai cavi schiacciati dalla gabbia del contenitore, dai connettori esposti agli spruzzi, dai tessuti forati da una movimentazione brutale o dalle sonde spostate durante un cambio di serbatoio. Un controllo visivo regolare dello stato dei cavi e del tessuto, così come lo stoccaggio in piano delle coperte tra due utilizzi, allungano nettamente la durata di vita dell'apparecchiatura.

In zona classificata, questo controllo esce dall'ambito della manutenzione ordinaria: qualsiasi deterioramento dell'involucro o del cablaggio rimette in discussione la conformità dell'installazione e impone il ritiro dal servizio fino alla riparazione.

Sintesi

Trovare l'apparecchiatura adatta al vostro caso

Le quattro tecnologie qui confrontate coprono esigenze diverse e la scelta corretta dipende dalla vostra configurazione precisa. Il nostro selettore di riscaldamento vi guida in cinque domande — contenitore, zona, obiettivo termico, settore e temperatura — e restituisce l'elenco delle apparecchiature corrispondenti, con il relativo prezzo e un collegamento diretto a ciascuna scheda. Percorre l'intero catalogo e distingue le apparecchiature di riscaldamento dagli accessori di isolamento e di regolazione.

La nostra gamma

Multitanks distribuisce le soluzioni di riscaldamento industriale Kuhlmann per contenitori IBC, fusti e bombole di gas, in versione standard e in versione ATEX: riscaldatori per contenitori IBC, scaldafusti, riscaldatori per bombole di gas e fasce riscaldanti di tracciamento. L'intera gamma è accessibile dalla sezione coperte riscaldanti IBC, fusti e gas.

Il dimensionamento dipende dal volume, dalla temperatura di partenza, dal valore impostato perseguito, dai tempi accettabili e dalle condizioni di installazione. Questi parametri si incrociano: due installazioni di pari volume possono richiedere potenze molto diverse. Per una configurazione precisa o una richiesta in zona classificata, il nostro team tecnico elabora un preventivo sulla base del vostro capitolato.