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Frigorifero, questo sconosciuto -Refrigerator, this stranger

By 27 Dicembre 2021 No Comments

Il frigorifero è sicuramente uno degli elettrodomestici più diffusi e più utilizzati al mondo. Grazie a questo risultato tecnologico è stato possibile aprire nuovi orizzonti di utilizzo del cibo e svincolarsi (nel bene e nel male) da alcuni limiti come la stagionalità di alcune materie prime e i ridotti tempi di conservazione degli alimenti più deperibili. Ha indubbiamente dato una notevole spinta al settore del commercio di materie prime alimentari (e non solo). Tuttavia per quanto riguarda funzionamento e caratteristiche è ancora una scatola nera: sapete cos’è la classe climatica di un frigorifero?

The refrigerator is certainly one of the most popular and most used appliances in the world. Thanks to this technological result it has been possible to open new horizons of use of food and to free oneself (for better or for worse) from certain limits such as the seasonality of some raw materials and the reduced storage times of the most perishable foods. It has undoubtedly given a significant boost to the sector of trade in food raw materials (and not only). However, as far as functioning and features are concerned, it is still a black box: do you know what the climate class of a refrigerator is?

BREVE STORIA DEL FRIGORIFERO

La conservazione del cibo è sempre stata il problema principale per la nostra specie, necessaria per superare carestie, lunghi inverni e le difficoltà che la natura sempre pone di fronte alle specie che popolano la terra. Fin dalla sua comparsa l’uomo quindi ha dovuto ingegnarsi con mezzi naturali o di fortuna per poter avere una minima provvista di alimenti utili al suo sostentamento.

Lasciando stare sistemi più evoluti (quali ad esempio la salagione) le basse temperature sono state subito uno dei primi elementi utilizzati: già nella preistoria gli uomini utilizzavano caverne naturali o buche scavate in posizioni ottimali usando quindi la terra come isolante naturale. Questi strumenti grezzi andarono via via perfezionandosi migliorando gli strati di isolamento con l’uso di paglia o foglie oppure stracci di lana.

Nella Roma antica il metodo fu perfezionato utilizzando veri e propri magazzini refrigerati da blocchi di ghiaccio e neve che veniva prelevata in luoghi montani. Questo utilizzo delle basse temperature fu mantenuto in seguito anche nel medioevo e utilizzato in modi molto vari (non solo nel settore alimentare ma anche in quello medico ad esempio) anche se spesso era un privilegio limitato alla nobiltà. Dapprima l’origine del ghiacico e neve era naturale, ma in un secondo momento addirittura il corso di fiumi in zone climaticamente adeguate venne deviato per produrre ghiaccio da trasportare poi dove potesse servire (neviere).

Immagine originale: CC BY-SA 3.0, https://it.wikipedia.org/w/index.php?curid=3126664
Immagine originale: CC BY-SA 3.0, https://it.wikipedia.org/w/index.php?curid=3126664

L’ingegno umano, ben stimolato dalla necessità del cibo, ovviamente non si fermò lì e ben presto si pose il problema di portare la possibilità di conservare gli alimenti in ogni casa con il vero e proprio antenato del frigorifero: la ghiacciaia.

SI trattava di una sorta di mobile (ma alcune erano delle semplici nicchie chiuse nelle pareti della casa) in legno che permetteva di raccogliere periodicamente del ghiaccio per la conservazione degli alimenti maggiormente deperibili utilizzati in famiglia.

Questa invenzione fu rivoluzionaria e rimase in utilizzo fino agli anni ’50 nonostante già negli anni ’20 fossero stati immessi sul mercato i primi frigoriferi “casalinghi”.

La nascita (e brevetto) della macchina frigorifera si deve ad uno statunitense John Gorrie nel 1851, ma il suo perfezionamento richiese anche il lavoro di altri tecnici: il tedesco Windhausen, l’inglese Reece e il francese Tellier.

A quest’ultimo si deve anche la realizzazione del primo impianto frigorifero su un piroscafo, che nel 1876 trasportò in Francia un carico di carne precedentemente macellata in Argentina, dopo un viaggio di 105 giorni. La tecnica venne poi applicata ai vagoni ferroviari, come nel caso del treno intercontinentale che partiva dalla California.

Sul piano alimentare tutto questo significò il superamento delle tecniche tradizionali di conservazione (per salagione, per essiccazione, ecc.) la cui comune caratteristica era quella di alterare le qualità nutrizionali e organolettiche degli alimenti. Con la conquista del freddo invece si riuscivano a trasportare e conservare i prodotti per lunghi periodi mantenendo caratteristiche simili a quelle originali.

BRIEF HISTORY OF THE REFRIGERATOR

The conservation of food has always been the main problem for our species, necessary to overcome famines, long winters and the difficulties that nature always poses in front of the species that populate the earth. Since its appearance, man has therefore had to strive with natural means or luck in order to have a minimum supply of food useful for his sustenance.
Leaving aside more advanced systems (such as salting, for example), low temperatures were immediately one of the first elements used: already in prehistoric times, men used natural caves or holes dug in optimal positions, thus using the earth as a natural insulator. These rough tools gradually improved by improving the layers of insulation with the use of straw or leaves or wool rags.
In ancient Rome the method was perfected using real refrigerated warehouses from blocks of ice and snow that was taken from mountain places. This use of low temperatures was later maintained also in the Middle Ages and used in very various ways (not only in the food sector but also in the medical sector for example) even if it was often a privilege limited to the nobility. At first the origin of the ice and snow was natural, but later even the course of rivers in climatically suitable areas was diverted to produce ice to be transported then where it could be used (neviere).
Original image: CC BY-SA 3.0, https://it.wikipedia.org/w/index.php?curid=3126664 Original image: CC BY-SA 3.0, https://it.wikipedia.org/w/index. php? curid = 3126664

Human ingenuity, well stimulated by the need for food, obviously did not stop there and soon the problem arose of bringing the possibility of storing food in every home with the real ancestor of the refrigerator: the icebox.
It was a kind of piece of furniture (but some were simple closed niches in the walls of the house) made of wood that allowed periodically to collect ice for the conservation of the most perishable foods used in the family.
This invention was revolutionary and remained in use until the 1950s despite the fact that the first “household” refrigerators had already been placed on the market in the 1920s.
The birth (and patent) of the refrigeration machine is due to an American John Gorrie in 1851, but its improvement also required the work of other technicians: the German Windhausen, the English Reece and the French Tellier.
The latter was also responsible for the construction of the first refrigeration system on a steamer, which in 1876 transported a load of meat previously slaughtered in Argentina to France, after a journey of 105 days. The technique was then applied to railway carriages, as in the case of the intercontinental train that departed from California.
In terms of food, all this meant the overcoming of traditional preservation techniques (by salting, drying, etc.) whose common characteristic was that of altering the nutritional and organoleptic qualities of food. With the conquest of the cold, however, it was possible to transport and store products for long periods while maintaining characteristics similar to the original ones.

COME FUNZIONA IL FRIGORIFERO?

Il funzionamento di un frigorifero è basato sul principio del ciclo frigorifero, che è schematizzabile nelle seguenti fasi:

  1. Il fluido operatore, detto anche refrigerante, entra nella valvola di espansione ad una pressione realizzata grazie ad un compressore e ne fuoriesce ad una pressione di poco superiore a quella atmosferica.
  2. Nell’espansione il gas si raffredda (la sua temperatura può passare, per esempio, da circa 30 °C a -25 °C).
  3. Il fluido freddo entra nell’evaporatore, una serpentina fredda disposta all’interno del frigorifero, dove evapora assorbendo calore dal sistema da raffreddare.
  4. Successivamente raggiunge l’ingresso a bassa pressione del compressore. In uscita dal compressore la pressione e la temperatura del fluido crescono.
  5. Il fluido caldo attraversa il condensatore, la serpentina calda disposta sulla parete posteriore del frigorifero, e disperde calore nell’ambiente iniziando già a raffreddarsi prima di rientrare nella valvola di espansione.
  6. il ciclo si ripete più volte e verrà interrotto da un termostato (che provvederà a spegnere il compressore) quando all’interno del frigorifero sarà stata raggiunta la temperatura impostata.

Il termostato può essere di tipo elettromeccanico (tipicamente impiegato su frigoriferi a basso costo o di vecchia generazione) o elettronico. In quest’ultimo caso può essere di tipo analogico o digitale (ovvero basato su microprocessore). L’impiego di un microprocessore permette un controllo più efficace dell’elettrodomestico, riducendo l’accumulo di brina e quindi aumentando l’efficienza energetica del frigorifero.
I frigoriferi più moderni adottano la tecnologia “No Frost” che evita la formazione di ghiaccio, eliminando quindi la necessità della sbrinatura periodica. Questa tecnologia viene spesso accompagnata da una ventilazione interna del frigorifero. Questi due accorgimenti tecnologici permettono agli alimenti una maggiore durata e una maggiore resistenza alle muffe.

HOW DOES THE REFRIGERATOR WORK?
The operation of a refrigerator is based on the principle of the refrigeration cycle, which can be schematized in the following phases:
The operating fluid, also called refrigerant, enters the expansion valve at a pressure created by a compressor and comes out at a pressure slightly higher than the atmospheric one.
During expansion, the gas cools (its temperature can go, for example, from about 30 ° C to -25 ° C).
The cold fluid enters the evaporator, a cold coil placed inside the refrigerator, where it evaporates by absorbing heat from the system to be cooled.
It then reaches the low pressure inlet of the compressor. At the compressor outlet, the pressure and temperature of the fluid increase.
The hot fluid passes through the condenser, the hot coil located on the rear wall of the refrigerator, and disperses heat into the environment already starting to cool before reentering the expansion valve.
the cycle is repeated several times and will be interrupted by a thermostat (which will switch off the compressor) when the set temperature has been reached inside the refrigerator.
The thermostat can be of the electromechanical type (typically used on low cost or old generation refrigerators) or electronic. In the latter case it can be analog or digital (ie based on a microprocessor). The use of a microprocessor allows a more effective control of the appliance, reducing the accumulation of frost and therefore increasing the energy efficiency of the refrigerator.
The most modern refrigerators adopt the “No Frost” technology which avoids the formation of ice, thus eliminating the need for periodic defrosting. This technology is often accompanied by internal refrigerator ventilation. These two technological devices allow food to last longer and to resist mold.

LA CLASSE CLIMATICA

Come è facile immaginare, il peggior nemico del frigorifero è il caldo, poichè per un ciclo efficiente dell’elettrodomestico la temperatura ambiente rappresenta il nodo centrale degli scambi di calore necessari. Ma che dire allora del fatto che i frigoriferi vengono commercializzati in tutte le parti del mondo? Dall’estremo nord fino all’equatore e poi all’estremo sud le temperature ambientali che si trovano sono quanto mai diverse a seconda di diversi fattori climatici (spesso anche strettamente locali).

Quindi a temperature differenti di utilizzo devono corrispondere frigoriferi differenti per funzionamento?

La risposta ovviamente è sì ed è proprio questo il concetto di classe climatica: ogni frigorifero è progettato per funzionare in un determinato intervallo di temperature ambientali al di fuori del quale il suo funzionamento ottimale non è assicurato (inteso come capacità di un raffreddamento regolare).

Lo standard IEC 62552 sulle apparecchiature per la refrigerazione domestica specifica le caratteristiche dei frigoriferi e dei congelatori e i relativi metodi di prova. Ad ogni apparecchiatura vengono assegnate una o più delle quattro classi climatiche previste:

  1. SN = Subnormale: funzionamento a temperatura ambiente da +10 °C a +32 °C
  2. N = Normale: funzionamento a temperatura ambiente da +16 °C a +32 °C
  3. ST = Subtropicale: funzionamento a temperatura ambiente da +16 °C a +38 °C
  4. T = Tropicale: funzionamento a temperatura ambiente da +16 °C a +43 °C

A volte è possibile trovare un sistema di identificazione allargato su alcuni frigoriferi, con l’attribuzione di due classi climatiche anzichè una:

  1. SN/ST = funzionamento a temperatura ambiente da 10°C a 38°C
  2. SN/T = funzionamento a temperatura ambiente da 10°C a 43° C.

Come si capisce dalle indicazioni sopra in un normale ambiente casalingo generalmente non si incontrano particolari problemi nella scelta dell’attrezzatura frigorifera da utilizzare. Vi sono però situazioni che richiedono una valutazione più accurata: pensate per esempio alla decisione di posizionare un frigorifero in veranda o in garage e ai conseguenti sbalzi di temperatura a cui lo si espone in estate o inverno. In quel caso la scelta della classe climatica adatta diventa fondamentale (temperature inferiori ai 10°C o superiori ai 32°C non sono in quel caso così rare).

La conseguenza di una scelta inopportuna comporta due sostanziali svantaggi: il primo consiste in un consumo maggiore del frigorifero, che avendo difficoltà a raggiungere la temperatura rimarrà attaccato per più tempo con un conseguente sforzo del motore. Il secondo e che il frigorifero non riuscirà a raffreddare sufficientemente gli alimenti all’interno, generando anche una maggiore quantità di acqua di sbrinamento e più ghiaccio nel congelatore.

Se poi volete anche qualche consiglio su come usare il frigorifero al meglio, ne abbiamo parlato in questo articolo.

THE CLIMATIC CLASS

As it is easy to imagine, the worst enemy of the refrigerator is heat, since for an efficient cycle of the appliance the ambient temperature represents the central node of the necessary heat exchanges. But what about the fact that refrigerators are marketed all over the world? From the far north to the equator and then to the far south, the environmental temperatures found are very different depending on various climatic factors (often also strictly local).
So at different temperatures of use must correspond to different refrigerators for operation?
The answer is obviously yes and this is precisely the concept of climate class: each refrigerator is designed to operate in a certain range of ambient temperatures outside of which its optimal operation is not guaranteed (understood as the capacity for regular cooling).
The IEC 62552 standard on household refrigeration equipment specifies the characteristics of refrigerators and freezers and their test methods. Each appliance is assigned one or more of the four climatic classes provided:
SN = Subnormal: operation at ambient temperature from +10 ° C to +32 ° C
N = Normal: operation at ambient temperature from +16 ° C to +32 ° C
ST = Subtropical: operation at ambient temperature from +16 ° C to +38 ° C
T = Tropical: operation at ambient temperature from +16 ° C to +43 ° C
Sometimes it is possible to find an extended identification system on some refrigerators, with the attribution of two climatic classes instead of one:
SN / ST = operation at ambient temperature from 10 ° C to 38 ° C
SN / T = operation at ambient temperature from 10 ° C to 43 ° C.
As can be understood from the indications above, in a normal home environment, there are generally no particular problems in choosing the refrigeration equipment to use. However, there are situations that require a more accurate assessment: think for example of the decision to place a refrigerator on the veranda or garage and the consequent changes in temperature to which it is exposed in summer or winter. In that case the choice of the suitable climatic class becomes fundamental (temperatures below 10 ° C or above 32 ° C are not so rare in that case).
The consequence of an inappropriate choice involves two substantial disadvantages: the first consists in a greater consumption of the refrigerator, which, having difficulty in reaching the temperature, will remain attached for longer with a consequent effort of the motor. The second is that the refrigerator will not be able to sufficiently cool the food inside, also generating a greater amount of defrosting water and more ice in the freezer.
If you also want some advice on how to best use the refrigerator, we talked about it in this article.

E PER I FRIGORIFERI PROFESSIONALI?

frigoriferi professionali usati nella ristorazione e negli ambienti di produzione e lavorazione degli alimentirispondono invece a logiche leggermente più complesse.

La complessità è dovuta alle condizioni d’uso più “pesanti”: utilizzo 24 ore al giorno e 365 giorni all’anno, apertura e chiusura delle porte frequente durante il turno di lavoro, carico di merce maggiore rispetto all’utenza domestica, per dirne alcune.

Per quanto riguarda la scelta in realtà le informazioni presenti nelle varie etichette previste dalla legge (tra cui Reg. 1094 e Reg. 1095 del 2015 su efficienza energetica ed ecodesign)  danno informazioni circa tre aspetti fondamentali:

  1. efficienza energetica: evidenzia quanta energia viene assorbita dall’apparecchiatura durante l’anno, aiutando a pianificare al meglio i
    costi di gestione.
  2. massima capacità: il volume netto permette di scegliere meglio il tipo e il numero di soluzioni da acquistare. I dati sull’etichetta sono
    calcolati adottando una metodologia standard che garantisce il volume utile reale per lo stoccaggio del cibo.
  3. condizioni di lavoro: il simbolo della casa si riferisce alla capacità dell’apparecchiatura di conservare correttamente il cibo in diverse condizioni ambientali. Può essere visto come un equivalente della classe climatica stabilita però in maniera diversa.

Le apparecchiature professionali, in relazione alle condizioni di lavoro, rispondono alla seguente classificazione:

  • „classe 5 “heavy duty”: le macchine testate in classe climatica 5 garantiscono le performance anche nelle condizioni ambientali più critiche (40°C e 40% di umidità);
  • classe„ 4 “normal duty”: le macchine testate in classe climatica 4 garantiscono le performance nelle condizioni ambientali di 30°C e 55% di umidità;
  • classe„ 3 “light duty”: le macchine testate in classe climatica 3 garantiscono le performance nelle condizioni ambientali più vicine al   domestico (25°C e 60% di umidità);

La tabella sottostante riassume le caratteristiche fondamentali:

Originale riadattato: http://www.bsdspa.it/tecnologie-e-vantaggi-liebherr/classe-climatica
Originale riadattato: http://www.bsdspa.it/tecnologie-e-vantaggi-liebherr/classe-climatica

Un’ultima precisazione: attenzione che le etichette delle apparecchiature domestiche sono simili a quelle delle apparecchiature professionali. Quello che però bisogna ricordare è che i test di efficienza vengono fatti in condizioni completamente diverse per i due tipi di attrezzature:

  • Apparecchiatura professionale: frigorifero a pieno carico – apertura porte 72 volte per 7 sec.
    Temperatura ambiente 40 °C
  • Apparecchiature domestiche: frigorifero vuoto (eccetto per i freezer) e porta chiusa – Temperatura ambiente 25 °C

Si capisce bene perciò come un frigorifero pensato per l’utenza casalinga non possa garantire un’efficienza all’altezza della maggior parte delle situazioni di impiego dell’industria alimentare.

AND FOR PROFESSIONAL REFRIGERATORS?

The professional refrigerators used in catering and in food production and processing environments, on the other hand, respond to slightly more complex logics.
The complexity is due to the heavier conditions of use: use 24 hours a day and 365 days a year, frequent opening and closing of doors during the work shift, greater load of goods than domestic users, to name but a few. someone.
As for the choice, the information present in the various labels required by law (including Reg. 1094 and Reg. 1095 of 2015 on energy efficiency and eco-design) give information about three fundamental aspects:
energy efficiency: highlights how much energy is absorbed by the equipment during the year, helping to better plan i
management costs.
maximum capacity: the net volume allows you to better choose the type and number of solutions to purchase. The data on the label are
calculated by adopting a standard methodology that guarantees the real useful volume for food storage.
working conditions: the house symbol refers to the ability of the appliance to properly store food in different environmental conditions. It can be seen as an equivalent of the climatic class established, however, in a different way.
Professional equipment, in relation to the working conditions, meet the following classification:
„Class 5″ heavy duty “: the machines tested in climatic class 5 guarantee performance even in the most critical environmental conditions (40 ° C and 40% humidity);
class “4” normal duty “: the machines tested in climatic class 4 guarantee performance in environmental conditions of 30 ° C and 55% humidity;
class “3” light duty “: the machines tested in climatic class 3 guarantee performance in the environmental conditions closest to the home (25 ° C and 60% humidity);
The table below summarizes the key features:
Re-adapted original: http://www.bsdspa.it/tecnologie-e-v Advantages-liebherr/classe-climatica
Re-adapted original: http://www.bsdspa.it/tecnologie-e-v Advantages-liebherr/classe-climatica

One last clarification: beware that the labels of household appliances are similar to those of professional appliances. However, what we must remember is that the efficiency tests are carried out under completely different conditions for the two types of equipment:
Professional equipment: refrigerator fully loaded – doors open 72 times for 7 sec.
Ambient temperature 40 ° C
Household appliances: empty refrigerator (except for freezers) and closed door – Ambient temperature 25 ° C
It is therefore easy to understand how a refrigerator designed for home users cannot guarantee an efficiency up to most situations of use in the food industry.

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