1  

                  

 

P.S.R. Sicilia 2007‐2013 

Misura 124 “Cooperazione per lo sviluppo di nuovi prodotti, processi 

e tecnologie nei settori agricolo alimentare, e in quello ambientale 

 

PROGETTO  

 

ECODENS – ECOSTABILIZZAZIONE   DELLE SANSE MEDIANTE 

DENSIFICAZIONE 

 

 

CAMPO DIMOSTRATIVO:  

SISTEMA DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA DA PELLET DI SANSA 

VERGINE CO‐DENSIFICATA  

 

 

 

 

 

2  

SISTEMA DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA DA PELLET DI SANSA 

VERGINE CO‐DENSIFICATA  

  

1. Introduzione  L’analisi  delle  aziende  casearie  esistenti  nel  territorio  regionale mostra  che nei piccoli    e medi 

caseifici  direttamente  connessi  alle  aziende  di  allevamento  di  ovini,  usualmente  gestiti  a 

conduzione familiare, possono essere presenti diversi livelli di tecnologie casearie. Generalmente, i 

locali adibiti alla trasformazione del  latte, sono ricavati da edifici preesistenti e sono costituiti da 

una singola sala di caseificazione e da una o più celle di stagionatura. Queste ultime, un  tempo 

ricavate  in  cantine  o  in  grotte  naturali,  sono  più modernamente  attrezzate  di  celle  frigorifere 

premontate.  L’azienda agricola Palazzolo Filippo, partner del progetto ECODENS, è dotata di un 

locale  di  trasformazione  di  questo  tipo  con  annessa  camera  frigorifera  contenente  una  cella 

frigorifera premontata, layout tipico questo delle piccole aziende casearie. 

Per  lungo  tempo  la  principale  attrezzatura  del  caseificio  artigianale  è  stata  la  caldaia  a  fuoco 

diretto, di capacità compresa tra i 30 ed i 100‐120 litri. Da qualche anno però, sono state immesse 

nel mercato  caldaie polivalenti di  capacità variabile  tra  i 200 e  i 500  litri. Tecnicamente queste 

caldaie  sono  nate  come  evoluzione  dei  serbatoi  di  refrigerazione  del  latte,  dove  il  liquido  può 

essere anche riscaldato. Questi  impianti hanno  incontrato un discreto successo e oggi  l'industria 

propone  veri  e  propri  caseifici  premontati,  con  cui  è  possibile  produrre  quasi  ogni  tipo  di 

formaggio ed in particolare quelli di pezzatura attorno a 1‐2 Kg, identificabili come caciotte. 

Nella versione più completa, impianti di questo tipo sono composti essenzialmente da:  

 

Vasca (caldaia) polivalente; 

Gruppo di refrigerazione; 

Gruppo termico per la produzione di acqua calda; 

Circuti per la circolazione dell'acqua 

Quadri di controllo 

Tavolo spersore 

Pompa per il travaso del siero 

Ripiani per stufatura 

 

I  tipi  più  comuni  di  caldaie  polivalenti  per  caseifici  aziendali  hanno  una  volume  di  500  litri,  e 

permettono  la  lavorazione di 350‐400  litri di  latte per ciclo di  lavorazione. I quantitativi  lavorabili 

 

3  

giornalmente con vasche da 500 litri vanno da un minimo di 150 litri, sotto al quale l'impianto non 

lavora in modo omogeneo, sino ad un livello di poco inferiore alla capienza massima della vasca. 

Normalmente  nei  piccoli  caseifici  a  conduzione  familiare  viene  effettuato  un  solo  ciclo  di 

lavorazione giornaliera, ma se i quantitativi di  latte sono superiori  e si dispone di un serbatoio di 

refrigerazione è in genere possibile effettuarne due o più in serie.

Una  caldaia  polivalente  da  500  litri  può  essere  normalmente  utilizzata  da  allevamenti  di 

dimensioni  comprese  tra  le  200 e  le  500 pecore, mentre per quelli più piccoli può essere utile 

impiegare  vasche  di  volume  inferiore.  In  accordo  con  tali  parametri  di  produzione,  la  azienda 

partner che alleva circa 1000 capi di ovini e produce mediamente altrettanti litri di latte al giorno, 

è dotata di due caldaie di queste dimensioni. 

Le caldaie di minore capacità,  sono generalmente anche più semplici da utilizzare, potendo essere 

alimentate  anche  con  una  semplice  bombola  di  gas  ed  una  presa  di  corrente monofase,  non 

richiedendo, come per  le vasche più grandi,  interventi sulla muratura e sulle opere della sala di 

lavorazione, nonché una alimentazione elettrica trifase. Si tratta pero di sistemi utilizzati sempre 

più raramente. 

Nel  seguito  è  riportato  uno  schema  del  processo  di  lavorazione  attuato  dalla  azienda  casearia 

partner della Palazzolo Filippo, tipico di una azienda casearia di piccole dimensioni: 

 

 

  

Fig. 1 ‐ Schema del processo produzione casearia presso l’azienda zootecnica Palazzolo.  

 

4  

In sintesi pertanto il processo di produzione è costituito dalle seguenti successive fasi:    

 1) Immissione del latte  nella caldaia polivalente; 

2) riscaldamento sino alla temperatura di pastorizzazione e mantenimento a questa temperatura 

(temperatura e tempo di pastorizzazione sono legati oltre che al processo particolare anche alle 

materie prime e alla tipologia di prodotto che si vuole ottenere); 

3)  raffreddamento  del  sino  alla  temperatura  di  coagulazione  e  immissione  dei  fermenti  e  del 

caglio; 

4) riposo per il tempo necessario alla coagulazione; 

5) taglio della cagliata; 

6)  scarico della  cagliata nel  tavolo di  formatura  e  stufatura, dove avviene anche  lo  sgrondo del 

siero che si deposita nella parte inferiore del tavolo; 

7) stufatura dei formaggi, i quali sono ancora negli stampi sono sottoposti a vari rivoltamenti delle 

forme; 

8) salatura del  formaggio, che generalmente ha  inizio  il giorno successivo alla produzione, e può 

essere eseguita a secco o in bagno di salamoia; 

9) deposizione del prodotto finito nelle celle refrigerate di maturazione e conservazione. 

10) produzione della ricotta mediante riscaldamento del siero sino alla temperatura di 

affioramento della stessa (circa 81 ° C) ‐ durante la fase di affioramento alcuni trasformatori 

utilizzano dei prodotti per aiutare la separazione delle albumine dal siero; 

11) riposo della ricotta, ed estrazione con sistemazione del prodotto nelle apposite fuscelle. 

 

Per aziende casearie medie e grandi la caldaia polivalente è caratterizzata da uno scambio termico 

che avviene tra il latte ed il fluido scambiatore il quale riceve calore da un bruciatore pressurizzato 

alimentato a gas (GPL o metano) o a gasolio.  Si tratta comunque di sistemi relativamente costosi e 

per questo non convenienti per una piccola azienda casearia.     

Nel seguito è riportata una tabella riassuntiva dei costi del combustibile e della energia elettrica 

consumata nell’esercizio di un piccolo caseificio, quale è quello della azienda partner, facente uso 

di una caldaia polivalente alimentata a GPL, con produzione massima di circa 800‐1000 litri di latte  

al giorno (2‐3 cicli).   

Tali  dati  sono  stati  raccolti  attraverso  una  indagine  appositamente  eseguita  presso  caseifici  di 

piccole dimensioni presenti nel territorio siciliano, solitamente a conduzione familiare. 

 

 

5  

Dettaglio costi dell’energia COSTI ENERGETICI 

GPL € 25,50 

( 1,02 € X 25 l)  

ENERGIA ELETTRICA € 0,90 

( 0,15 € X 6 KWh) 

TOTALE COSTI ENERGETICI GIORNALIERI  26,40 € /die 

COSTO PER LITRO DI LATTE TRASFORMATO:  0,0264 €/l 

TOTALE COSTI ENERGETICI ANNUI  9636,00 €/anno 

 

Tab. 1 – Tabella costi dell’energia di un piccolo caseificio.  

Si stima che l’incidenza del costo del combustibile sul valore della produzione è di circa il 5‐7%.  

 2. Caldaie a pellet e soluzione innovativa con bruciatore ECODENS  

 L’utilizzo di combustibili alternativi, quali pellet di  legno ecc, per  la produzione casearia, prevede 

ordinariamente  l’uso di apposite caldaie polivalenti a vapore surriscaldato  caratterizzati da costi 

relativamente elevati. Per questo motivo tali caldaie risultano poco adatte per aziende casearia di 

piccole dimensioni.  Il cuore di tali sistemi esistenti  in commercio è costituito da un bruciatore a 

pellet che può essere di diversa tipologia costruttiva. Al fine di permettere ad una azienda casearia 

di  piccole  dimensioni  lo  sfruttamento  dei  vantaggi  derivanti  dall’uso  di  biomasse  per  il 

soddisfacimento  del  proprio  fabbisogno  energetico,  con  il  progetto  ECODENS  è  stato 

implementato opportunamente un bruciatore con speciale camera di combustione che consente 

l’uso delle caldaie tradizionali in possesso delle stesse aziende, attraverso la semplice sostituzione 

del bruciatore in uso (a gas o gasolio) con quello appositamente implementato; il bruciatore può in 

genere  continuare  ad utilizzare  anche  il  camino  esistente  senza dovere  eseguire  costose opere 

murarie.  E’ possibile  cosi  limitare  i  costi di aggiornamento del  sistema e passaggio all’uso delle 

biomasse, senza dovere sostenere notevoli investimenti iniziali per la introduzione di una caldaia a 

vapore  surriscaldato,  ne  modificare  significativamente  i  parametri  di  produzione  adottati  da 

ciascuna azienda nel ciclo produttivo caseario.      

Il bruciatore di  una  caldaia  è  il  componente  dell'impianto  di  combustione  in  cui  avviene  la 

miscelazione di  un  combustibile  ed  un  comburente  e,  successivamente,  la  reazione 

di combustione,  generalmente  con  formazione  di  fiamma.  Vi  sono  diverse  classificazioni  dei 

bruciatori,  le più comuni vengono effettuate  in base alla  tipologia di combustibile utilizzato e  in 

 

6  

base  alla  sua  struttura  dello  stesso. Dal  punto  di  vista  strutturale  esistono  in  pratica  2  tipi  di 

bruciatore: 

 

1) bruciatori ad aria aspirata; 

2) bruciatori ad aria soffiata. 

 

I primi sono di prevalente uso nel campo civile (caldaie murali, fornelli); in questo caso l'aria viene 

aspirata in modo naturale dal combustibile, grazie ad un condotto che presenta un restringimento 

della sezione nel punto in cui viene immesso il combustibile, sfruttando così l'effetto Venturi. 

I bruciatori ad aria soffiata, invece, presentano un'immissione dell'aria di tipo forzato, grazie ad un 

ventilatore  posto  a  monte  del  bruciatore  stesso.  Vengono  utilizzati  in  tutte  le  applicazioni 

industriali (generatori di vapore, generatori di aria calda, forni  industriali) e in alcune applicazioni 

alcune civili (moderne caldaie ad uso domestico).  

Dal punto di vista del combustibile, i bruciatori più diffusi in campo civile ed industriale impiegano 

i  combustibili  riportati  nella  seguente  tabella  2,  che  offre  un  esame  comparativo  delle  diverse 

possibili soluzioni operative legate all’uso di diversi combustibili, tradizionali ed alternativi. 

 

TIPO COMBUSTIBILE

POTERE CALORIFICO

UNITA' DI MISURA

PARI A Kwh Rendimento

BENZINA 10500 Kcal/lt 12,21 90

GAS METANO 8500 Kcal/mc 10 90

G.P.L. 6070 Kcal/lt 7,3 90

GASOLIO 8250 Kcal/lt 9,6 90

PELLETS 4500 Kcal/Kg 5,2 80

PELLETS Ecodens 4290 Kcal/Kg 5,0 85

LEGNA 3500 Kcal/kg 4 70  

Tabella 2 ‐  Combustibili comunemente usati nella produzione casearia. 

 

Per usi alimentari il combustibile maggiormente utilizzato è il G.P.L., sebbene pure utilizzati sono il 

gasolio ed  il metano. Recentemente si sta pure diffondendo nel settore caseario  l’uso caldaie a 

pellet di medie e grandi dimensioni.   Si  tratta di  sistemi  in grado di utilizzare pellet di  legno di 

buona qualità che consentono un risparmio sulla bolletta energetica.  

 

7  

Al  fine  di  abbattere  il  carico  inquinante  derivante  dall’uso  dei  combustibili  fossili,  nonché  di 

abbassare  significativamente  i  costi  legati  al  combustibile,  il  progetto  ECODENS    propone  alle 

piccole aziende casearie, molto diffuse nel territorio regionale siciliano,  l’uso alternativo di pellet  

di sansa vergine e  residui di potature, Nella tabella seguente è  riportato  il vantaggio economico 

derivante dall’uso di pellet di sansa vergine e pellet di  legno, per  la produzione casearia di una 

piccola azienda. In dettaglio, si considera un pellet costituito dal 70% di sansa vergine e dal 30% di 

residui di potatura  (nel  seguito  brevemente pellet  ECODENS),  per  il  quale  le  valutazioni  tecno‐

economiche eseguite nell’ambito del progetto ECODENS, stimano un costo di circa 0.18 €/kg (vedi 

studi e valutazioni economiche eseguite nello stesso progetto ECODENS).  

 

 

Combustibile 

fossile 

Costo dei 

comb. fossili 

Costo pellet 

ECODENS 

Pellet 

equivalente 

Costo 

equivalente 

Risparmio 

Specifico 

Risparmio 

percentuale 

GASOLIO  1.25 €/l  0.18 €/kg  2 kg  0.36  0.89 €  71% 

GPL  1.02 €/l  0.18 €/kg  1.48 kg  0.26  0.76  75% 

METANO  0.76 €/mc  0.18 €/kg  1.98 kg  0.36  0.40  53% 

 

Tabella 3 ‐  Confronto dei costi del combustibile utilizzato e risparmio ottenuto con pellet ECODENS. 

 

Dalla tabella sopra riportata si osserva che l’uso del pellet ECODENS da luogo in ogni caso, cioè per 

qualunque  combustibile  utilizzato  precedentemente  dalla  azienda  casearia,  ad  una  significativa 

riduzione dei costi, con risparmi economici percentuali che vanno dal 53% (metano) al 75% (GPL); 

in altre parole l’uso del pellet ECODENS consente la riduzione dei costi ad ¼ dei costi mediamente 

sostenuti  nel caso, più ricorrente,  di uso del GPL.  

 

2.1 ‐ Bruciatori a pellet  I bruciatori a pellet utilizzati all’interno delle caldaie a vapore surriscaldato attualmente disponibili 

per  l’uso del pellet anche a servizio di aziende casearie medie e grandi, possono essere di vario 

tipo; in genere prevedono l’uso di pellet di legno di buona qualità , reperibile in commercio a costi 

non inferiori a 0.25‐0.30 €/kg.  

 

8  

Dal punto di  vista  costruttivo/funzionale,  i moderni bruciatori    in dotazione  a questi  sistemi,  si 

distinguono in: 

 

1) Bruciatori cosidetti “a bassa pressione” che bruciano il pellet, portato da una coclea, in un 

braciere di opportune dimensioni con un'apporto d’aria ventilata a “bassa pressione”; 

Nella figura seguente è schematicamente illustrato lo schema funzionale di tali bruciatori:  

        

a)                                                                                                  b)  

Fig. 2 – Bruciatore a pellet “a bassa pressione” : a) vista complessiva e b) sezione funzionale 

 

Nella  figura è di fatto  illustrata  la versione standard di tali bruciatori, generalmente adottata per 

sistemi di dimensioni medie e grandi, dotata di  sistema di alimentazione del pellet  con doppia 

coclea  e  circuito  aria  comburente  separato  con  appositi  dispositivi  di  protezione  e  sicurezza 

(dispositivi tagliafiamma ecc.)  

Tali bruciatori possono essere pure privi di camera di combustione se dotati di appositi sistemi di 

aspirazione fumi , come il sistema rappresentato nella seguente figura: 

 

 

9  

 

Fig. 3  – Bruciatore a pellet “a bassa pressione” senza camera di combustione. 

2) Bruciatori,  cosidetti  “a  fiamma  forzata”,    che  simulano  la  fiamma  di  un  combustibile 

tradizionale  (gas,  gasolio  ecc)   ottenuta  con un  forte  getto di  aria  e pellet  polverizzato. 

Questo  tipo  di  bruciatore  è  caratterizzato  da  rese  più  elevate ma  è  utilizzabile  solo  in 

caldaie pressurizzate appositamente progettate per il sistema di pulitura automatica; nella 

seguente  figura è  illustrato schematicamente un esempio di bruciatore a pellet di questo 

tipo. 

                     

a)                                                                            b) 

Fig. 4  – Bruciatore a pellet “a fiamma forzata” : a) vista 3D e b) sezione funzionale 

 

Come sopra accennato, si tratta di sistemi relativamente complessi e costosi. Complessità e costi 

che ne limitano l’uso in caldaie per aziende casearie medio – grandi. 

 

 

 

 

 

10  

2.2 – Soluzione innovativa ECODENS  

Per la alimentazione della caldaia esistente presso l‘azienda zootecnica partner “Palazzolo Filippo”, 

è stata considerata, quale soluzione tecno‐funzionale,  quella dei bruciatori a bassa pressione con 

aria comburente spinta da apposito ventilatore. Al fine di semplificare la struttura del bruciatore e 

limitare  cosi  i  costi,  l’alimentazione  del  pellet  è  realizzata  attraverso  una  semplice  coclea  di 

alimentazione  orizzontale  diretta  verso  la  camera  di  combustione  sottostante  la  caldaia, 

opportunamente sviluppata  in modo da  consentire  la collocazione della camera di combustione 

nell’ambiente destinato alla caseificazione, ed il resto del sistema (tramoggia, motore, ventilatore) 

in un ambiente limitrofo (magazzino ecc.) debitamente separato da apposita parete. In dettaglio, 

la coclea è dotata di un tratto finale controrotante in prossimità della camera di combustione che 

consente  di  ottenere  un movimento  verticale  del  pellet  nel  braciere,  dal  basso  verso  l’alto.  In 

questo modo  la cenere che via via si  forma, viene spinta verso  l’esterno e fuoriesce dal braciere 

spostandosi  verso  le  zone  più  esterne  della  camera  di  combustione.  In  questo  modo  sono 

notevolmente  limitati gli  inconvenienti che possono verificarsi  riguardo  l’estrazione delle cenere 

dal braciere e  legati alla eventuale  formazione di  silicati e  simili  che  tendono,  come è noto, ad 

attaccarsi alle griglie del braciere stesso. Tale  inconveniente,  in  forni di grandi dimensioni, porta 

alla necessaria adozione di sistemi automatici meccanizzati di estrazione delle ceneri e pulizia delle 

griglie, facendo lievitare i costi in modo talvolta piuttosto significativo.  

Sempre  al  fine  di  abbattere  i  costi  del  sistema,  l’immissione  dell'aria  comburente  non  avviene 

attraverso apposito condotto separato con sistemi tagliafuoco, bensì semplicemente attraverso lo 

stesso condotto della coclea, cosa  resa possibile dalla presenza di sufficienti vuoti naturalmente 

determinati dalla morfologia del combustibile che si presenta sotto  forma di pellet.  In dettaglio, 

l’aria  comburente  è  spinta  da  apposito  ventilatore  a  velocità  variabile  controllato  da  apposito 

quadretto. Ovviamente  l’eliminazione del condotto aria non consente  la bruciatore di funzionare 

con combustibili  in polvere.  In altre   parole  il bruciatore progettato è specializzato per pellet di 

sansa.  

 Al  fine di  consentire  la  regolazione della potenza  termica del bruciatore, azione necessaria per 

conservare  la  caratteristica  “polivalente” della  caldaia  in uso presso  l’azienda Palazzolo,  cioè di 

consentire  la  realizzazione  di  diversi  cicli  di  produzione  (formaggi,  ricotta  ecc.),  nonché  di 

modulare eventualmente i quantitativi di latte trattato, anche in funzione delle caratteristiche del 

combustibile  (composizione del pellet  e  umidità  relativa),  il  sistema  è  stato dotato di  apposito 

dispositivo elettronico di governo dei parametri di combustione e funzionamento. 

 

11  

In  particolare,  la  regolazione  della  portata  del  pellet  è  stata  ottenuta  regolando  in  modo 

discontinuo il tempo di riposo e di funzionamento della coclea stessa che in questo modo funziona 

a velocità costante; esso pertanto non abbisogna di più costosi sistemi a velocità variabile,  i cui 

costi non potrebbero essere sostenuti da una piccola azienda casearia.  I due parametri possono 

essere  agevolmente  gestiti  dall’operatore  attraverso  i  comandi  posti  nel  quadretto  di 

alimentazione. 

La regolazione della portata d’aria comburente, avviene invece attraverso la regolazione continua 

della velocità del ventilatore, regolazione che si ottiene anche essa attraverso apposito comando 

posto sul quadretto di alimentazione. 

 Nella  figura  seguente  è  riportato  lo  schema  funzionale  del  bruciatore  a  pellet  ECODENS  cosi 

configurato:  

 

Fig. 5 – Schema del bruciatore ECODENS adottato per pellet di sansa e residui di potatura. 

 

Tale tipo di bruciatore, grazie all’alimentazione dal basso, ha altresì i seguenti peculiari vantaggi: 

 

• il pellet nuovo non raffredda bruscamente il braciere, così da mantenere una costante intensità 

di fiamma.  

•  le  impurità del pellet  ed  i  residui di  combustione  formano normalmente  scorie  che possono 

disturbare  la  continuità della  combustione, ma  l’alimentazione dal   basso del braciere espelle 

costantemente  i detriti verso l’esterno (in camera di combustione con allontanamento manuale 

con o senza cassetto). 

 

 

12  

Il  bruciatore,  in  una  versione  più  costosa  (richiesta  del  cliente),  potrebbe  essere  dotato  di  un 

sistema automatico di espulsione delle ceneri attraverso apposita coclea pescante all’interno della 

camera di combustione, appositamente configurata.  

 

3. Dimensionamento termo‐meccanico del bruciatore a pellet ECODENS 

In pratica  il principio di funzionamento sul quale si basano le caldaia polivalente, in uso presso le 

piccole aziende  casearie,  come quella presente presso  l’azienda  zootecnica partner Palazzolo, è 

quello della pentola a  “bagno‐maria”  (così  come  concepito da  tempi  remoti) o a  intercapedine 

d’acqua.  

 

La  vasca  di  coagulazione  fissa,  in  acciaio  inox,  è  riscaldata  dal  fondo  e  dalle  pareti,  attraverso 

l’acqua  contenuta  nell’intercapedine  a  sua  volta  riscaldata  direttamente  dal  bruciatore,  in 

generale  del  tipo  a  gas  (GPL, metano  ecc.).  Per  questa  tipologia  di  impianto,  appositamente 

pensata  per  piccole  aziende,  esistono  vasche  da  50  a  800  litri,  con  possibilità  di  utilizzare  il 

riscaldamento di tipo elettrico (resistenza), ovvero a gas o a gasolio. 

La vasca di  coagulazione presa  in esame presso  l’azienda  zootecnica Palazzolo ha un volume di 

circa 400 litri, ed è dotata di una un’intercapedine d’acqua di 100 litri circa. 

Tutto ciò premesso,  il dimensionamento del bruciatore  richiede  la  conoscenza dei seguenti dati 

fondamentali di progetto: 

Potenza termica al focolare in kW o kcal/h; 

Tipo di combustibile utilizzato e relativo potere calorifico inferiore (PCI). 

Per trovare la potenza termica al focolare, possiamo riferirci al seguente schema a blocchi: 

 

Calcoliamo  innanzitutto  il  calore  (Q) necessario  a portare  la massa di  latte  (m)  contenuto nella 

vasca di coagulazione (boiler latte), dalla temperatura ambiente iniziale (Ti) alla temperatura finale 

(Tf) necessaria alla caseificazione, attraverso la semplice formula: 

                                                                              

)(** if TTcmQ                              (1) 

 

13  

avendo  indicato con ”c”   il calore specifico  (a pressione costante) del  latte. Considerando che  la 

densità media  del  latte  “”  è  pari  a  circa  1030  kg/m3,  e  che  la  vasca  di  coagulazione  ha  una 

capacità (V) pari a 400 litri di latte, ricaviamo che tale volume ha una massa pari a: 

 

kgVm 412400*1030*                            (2) 

Considerando pertanto  che  il  calore  specifico del  latte è pari a  0,931 kcal/kg∙°C, mentre quello 

dell’acqua è 1 kcal/kg∙°C, calcolando la media ponderata rispetto ai volumi da riscaldare di latte ed 

acqua, si ha un calore specifico medio ponderato (cp) dei liquidi da riscaldare pari a: 

 

                          CkgkcalVcVcc apalplp /944.0)400*1100*931.0()**(               (3) 

 

Per  la valutazione del salto termico T, si può considerare che presso un caseificio dislocato nel 

territorio della regione Sicilia,  la temperatura iniziale nelle condizioni più gravose, quelle invernali, 

è pari  a  Ti  =  5  °C  circa,  per  cui  considerando  che  la massima  temperatura  compete  al  ciclo di 

produzione della ricotta, pari a Tf = 85 °C circa,  si ottiene un valore massimo di  ΔT pari a 80 °C. La 

quantità di calore (Q) necessaria per scaldare il latte e l’acqua dell’intercapedine è data quindi da: 

 

kcalTcmmQ pal 666.3880*944.0*)100412(**)(                          (4) 

 

La potenza termica del bruciatore necessario ad assicurare un corretto ciclo termico di lavorazione 

si calcola tenendo conto che, al fine di evitare fastidiosi deposizioni di materiale solido nelle pareti 

della vasca di coagulazione, il riscaldamento deve avvenire con un gradiente mai superiore a 2°C al 

minuto. Con tale gradiente termico massimo, si ha che il tempo per aumentare la temperatura del 

latte di 80°C non dovrà essere inferiore a: 

 

min40min/2

80

o

o

C

Ct                           (5) 

 

Trascurando le perdite per convezione, irraggiamento ecc, la potenza termica oraria del bruciatore 

(Pb) è quindi data da: 

 

                                                kWorakcalPb 44.67/999.5760*40

666.38                                 (6) 

 

14  

Per il dimensionamento del braciere e della coclea per la ìmmissione del pellet ECODENS, occorre 

valutare  la  portata  di  pellet  massima  necessaria  nelle  condizioni  di  massima  potenza  del 

bruciatore. Tenuto conto che  il pellet messo a punto ha mediamente un calore specifico  inferiore  

di 4290 kcal/kg (vedi analisi eseguite nell’ambito del progetto ECODENS), alla potenza massima di 

57.99 kcal si perviene alla portata massima di pellet Qp pari a : 

 

        orakgQp /9.1585.0*4290

999.57            (7) 

 

Il valore di tale portata serve anche per  il dimensionamento del volume minimo della tramoggia 

necessario a contenere il pellet. Considerando una ricarica con frequenza giornaliera e che in una 

giornata possono essere  realizzati anche 2 cicli di produzione, si ottiene che  la  tramoggia dovrà 

avere un volume minimo tale da contenere almeno 32 kg di pellet circa. 

Le altre dimensioni del bruciatore sono legate alle peculiari caratteristiche funzionali richieste, gia 

sopra  brevemente  richiamate.  Per  esempio,  il  braccio‐coclea  dovrà  avere  una  lunghezza  non 

inferiore a 1330 mm, dovendo  il braciere posizionarsi al centro della caldaia  (raggio di circa 500 

mm) e consentire alla tramoggia, motori e ventilatore di posizionarsi nel locale adiacente a quello 

in cui avviene  la caseificazione, separato da questo attraverso una parete  in muratura  (spessore 

medio  300  mm  circa).  In  questo  modo  il  sistema  soddisfa  alle  strette  esigenze  di  carattere 

sanitario che non consentirebbero  l’alloggiamento del bruciatore a sansa direttamente nella sala 

di caseificazione.  

L’altezza del braciere dovrà essere poi particolarmente contenuta al fine di evitare un troppo alto 

posizionamento della caldaia esistente, che renderebbe difficoltosa la gestione delle operazioni di 

carico e scarico del latte e soprattutto della cagliata, da parte dell’operatore.  

Nella seguente figura è riportato uno schizzo del bruciatore cosi come è stato configurato, assieme 

alle sue dimensioni caratteristiche: 

 

 

 

 

 

 

 

15  

 

 

A  B C d L  H

480 mm  350 mm  200 mm 270 mm 1330 mm  1020 mm 

Tabella 4 ‐  Dimensioni caratteristiche del bruciatore ECODENS a pelle di sansa. 

 

Nel  seguito è  riportata una  immagine del prototipo di bruciatore  cosi  configurato per  l’azienda 

partner Palazzolo Filippo, ottenuto  in collaborazione con una ditta siciliana che opera nel settore 

dei bruciatori e caldaie.  

Nella  tabella  annessa  sono  riportati  i  principali  parametri  tecnici  effettivi,  caratteristici  del 

bruciatore,  quali  range  di  potenza  termica  di  funzionamento,  rendimento  della  combustione, 

tensione elettrica di alimentazione, peso complessivo, dimensioni della camera di combustione e 

dimensioni della tramoggia di carico.      

 

 

 

 

16  

  

Fig. 6 – Prototipo del bruciatore a pellet per la combustione del pellet di sansa e residui di potatura  

 Il  bruciatore  per  potere  essere  vantaggiosamente  utilizzato  per  il  ciclo  produttivo  caseario 

realizzato  con  le  stesse  caldaie  in dotazione della azienda, dovrà essere dotato di una apposita 

camera  di  combustione,  che  dovrà  anche  costituire  idoneo  supporto  meccanico  per  il 

sostentamento  della  caldaia,  sostituendo  l’attuale  supporto  esistente,  dimensionato  per  il 

bruciatore a GPL. 

 

 

3.1 Dimensionamento  del supporto ECODENS 

Come  sopra  richiamato,  il  supporto  del  bruciatore  ha  molteplici  funzioni:  deve  contenere  il 

bruciatore racchiudendo  la zona fumi da convogliare opportunamente verso il camino (camera di 

combustione) e deve altresì sopportare  il peso della caldaia a pieno carico. Pertanto  il supporto 

deve essere abbastanza grande da  contenere  il  fornello e  la  coclea  che  trasporta  il pellet dalla 

tramoggia al fornello; deve altresì offrire un sufficiente volume da costituire un piccolo “polmone” 

per i fumi di combustione durante i transitori di avviamento ecc.  

Altri  vincoli  progettuali  sono  imposti  direttamente  dalla  particolare  geometria  della  caldaia 

polivalente  da  servire.  In  dettaglio,  questa  si  presenta  come  un  cilindro  cavo,  chiuso  ad  una 

estremità, avente diametro esterno di 955 mm e altezza di 1000 mm. E’ composta in dettaglio  da 

2  pentole,  la  più  esterna  contiene  la  più  piccola,  in modo  che  tra  le  2    si  abbia  realizza  una 

 

17  

intercapedine di acqua di spessore non  inferiore a 50 mm. Lo spessore delle pentole,  realizzate 

entrambe  in acciaio  inox, è di 2 mm,   con peso complessivo di circa 100 kg; considerando che  il 

volume d’acqua nell’intercapedine tra le pentole è di circa 100 litri e che la capienza della pentola 

interna  (vasca di coagulazione) è pari a 400  litri  (peso specifico di 1,03 kg/litro) si ottiene che  il 

peso della caldaia polivalente, a pieno carico, è di circa 600 kg.  

Il  soddisfacimento  delle  esigenze  di  progetto  sopra  in  dettaglio  elencate,  ha  portato  al 

dimensionamento  di  un  componente  interamente  realizzato  in  acciaio  inox,  che  risponde  alla 

molteplice funzione di: 

 

(a)  costituire una  camera di  combustione  “aperta” dotata di apposito  finestra di  ispezione  (con 

portello ermetico) attraverso la quale è pure possibile la estrazione manuale delle ceneri; 

(b) sopportare il peso della caldaia, con idoneo coefficiente di sicurezza; 

(c) separare  fisicamente    la camera di combustione dal  resto del bruciatore,   mediante apposito 

tunnel in grado di alloggiare il braccio‐coclea  del bruciatore; 

(d)  permettere  la  facile  estrazione  dei  fumi  utilizzando  primariamente  lo  stesso  sistema  di 

convogliamanto esiste (camino); 

(e)  consentire,  in  presenza  di  eventuali  criticità  (transitori,  combustione  irregolare  ecc),  la 

estrazione supplementare di eventuali fumi in eccesso. 

    

Nella  figura  seguente è  riportato uno  schizzo quotato   di  tale  componente  realizzato mediante 

lamiera  in  acciaio  INOX,  lavorata  con  sistemi  automatici  di  taglio  ed    assemblata  mediante 

saldatura TIG (sistemi che consentono produzioni anche in piccola scala a costi contenuti).  

 

18  

 

 

Fig. 7 – Disegno del supporto del bruciatore ECODENS.  

 

Si tratta in pratica di un elemento cilindrico di diametro di 920 mm ed altezza di 240 mm (chiuso 

dal lato del fondo), da cui si dipartono un tubo a sezione quadrata destinato ad ospitare il braccio 

del  bruciatore,  ed  un  tubo  a  sezione  circolare  che,  a  bisogno,  può  essere  utilizzato  per  la 

estrazione  supplementare  dei  fumi  in  eccesso  che  si  possono  eccezionalmente  formare  nei 

transitori di  fiamma  (avviamento caldaia ecc.). Ove necessario, tale circuito puo essere dotato di 

sistema meccanizzato di estrazione con elettro‐ventola. 

Il sistema è dotato di opportuna coibentazione termica, realizzata in cemento refrattario di idoneo 

spessore, che  limita  le temperature superficiali a valori ammissibili con  la presenza delle persone 

umane, evitando cosi accidentali scottature.  

Per la verifica statica (capacita di resistere ai carichi applicati con  idoneo margine di sicurezza), si 

deve    in  pratica  verificare  che  la  tensione massima  di  compressione  che  sollecita  il mantello 

cilindrico della camera di combustione sia  inferiore alla  tensione di  rottura dello stesso. Un  tale 

approccio che  trascura gli eventuali  fenomeni di  instabilità dell’equilibrio elastico  (buckling)  che 

pure  possono  verificarsi  in  tale  elemento,  è  giustificato  dalla  presenza  di  appositi  pilastrini  a 

 

19  

sezione retta quadrata che sono stati appositamente introdotti e distribuiti lungo la circonferenza 

del  mantello,  collegandoli  attraverso  apposita  saldatura  TIG  al  fondo  dello  stesso.  In  queste 

condizioni  il calcolo semplificato deve comunque  tenere conto della presenza della  finestra con 

relativo portello che, stando a dati di  letteratura tecnica, realizza una concentrazione di tensione 

con  fattore  di  concentrazione  di  circa  12,5.  Tale  valore  è  stato  pure  confermato  da  semplici 

simulazioni numeriche FEM appositamente eseguite.  

In sintesi si, il coefficiente di sicurezza (�sic) del supporto (camera di combustione) è dato da: 

  

2.19)*920*2/(600*5.12

25

)**/(*/*

DsPkAPk t

u

t

usic

   

(8)

 

 

L’elevato  valore  del  coefficiente  di  sicurezza mostra  come  dal  punto  di  vista  strutturale  la  camera  di 

combustione risulta  largamente sovradimensionata, e tale da potere certamente trascurare nel calcolo  le 

limitate variazioni di resistenza dovute al riscaldamento dell’acciaio. 

 

4. Analisi economica del bruciatore ECODENS  

Nel seguito si riportano i risultati di una sintetica analisi dei costi e dei vantaggi economici legati 

all’uso del bruciatore a sansa vergine e residui di potatura. Nella tabella seguente sono riportati i 

costi del bruciatore: 

 

DESCRIZIONE   COSTO [€] 

Costo del bruciatore comprensivo di tramoggia, 

motore, ventilatore e sistema di controllo 2.500,00 

Camera di combustione/supporto comprensiva 

di isolamento, tubi di passaggio e portello 1.000,00 

Installazione elettrica   100,00 

Installazione meccanica e civile 400,00 

TOTALE   4.000,00  

Tabella 5 – Costi del bruciatore a pellet di sansa ECODENS  

 

20  

Considerando  la  tipica  installazione  del  bruciatore  presso  una  piccola  azienda  casearia,  come 

quella del partner Palazzolo (un migliaio di ovini circa), che utilizza ordinariamente  un bruciatore a 

GPL  con  una  spesa  annua  di  circa  10.000  €/anno  (vedi  tabella  1)  e  considerando  che  la 

installazione  della caldaia a  pellet  ECODENS realizza un risparmio  di  circa il 75%  (vedi tabella 3),  

quindi pari a circa 6700 €/anno, si ottiene immediatamente un tempo di ritorno dell’investimento 

inferiore ad un anno. 

Dal secondo anno di  funzionamento  in poi, pertanto,  l’uso del bruciatore ECODENS consente ad 

una piccola azienda casearia una riduzione dei costi di produzione di circa 6700 €.  

Con  l  combustibile,  cambieranno  pure  le modalità  di  approvvigionamento  che  l’azienda  dovrà 

mettere in atto.  Su base annua l’azienda ha necessità di approvvigionarsi di una quantità (Mp) di 

pellet pari a: 

annokgAPk

Mt

up /672.9

/*365*3/2*5.2*9.15

     

(9) 

 

 cui corrisponde un spesa complessiva di 9.672*0.18 €/kg = 1.740,96 €. 

Per produrre  tale quantitativo di pellet occorre un quantitativo si sansa vergine pari a  circa 1.5 

volte  (15  tonnellate  circa)  avendo  questa  una  umidità  all’origine  non  inferiore  al  50‐60%. 

Occorrono altresì circa il 30% di residui di potatura (circa 3 tonnellate). Si tratta di quantitativi che 

corrispondono  rispettivamente  ad  una  produzione  olivicola  di  circa  30  tonnellate,  ottenibile 

mediamente da 5‐6 ha di oliveto, e ad una quantità di   residui di potatura che possono ottenersi 

mediamente da 1.5‐2 ettari di colture arboree (ulivo, pesco ecc) o vigneto.  

 

5. Installazione realizzata presso la azienda  zootecnica Palazzolo  

 Nel seguito  sono riportate alcune foto che rappresentano la installazione recentemente realizzata 

presso  l’azienda  partner  Palazzolo.  La  realizzazione  del  bruciatore  è  stata  eseguita  avvalendosi 

della azienda trapanese Fazio Costruzioni Termotecniche, mentre per la realizzazione del supporto 

ci si è avvalsi di una piccola azienda artigiana palermitana, che ordinariamente opera nel campo 

della produzione di componenti in acciaio inox.  

In dettaglio nella seguente figura sono riportate le immagini fotografiche della caldaia polivalente 

sovrastante  il supporto appositamente realizzato (fig.8a), e   di una vista d’insieme della restante 

parte del bruciatore (tramoggia, motore e ventilatore) installato  nel locale di sgombero adiacente 

alla sala di caseificazione (fig.8b). 

 

21  

 

(a) 

 

(b) 

Fig. 8 – Installazione dimostrativa del bruciatore a pellet ECODENS presso il partner   “Palazzolo Filippo”: (a) caldaia con supporto Ecodens in sala di caseificazione e (b) resto del sistema in locale adiacente.