Latte e succhi, buoni ed efficienti grazie a micro bolle

Maura Bernardini

Rivoluzionare il mondo Food& Beverage sostituendo gli attuali processi di pastorizzazione ed omogeneizzazione di fluidi alimentari con uno basato sulla cavitazione controllata. E’ l’obiettivo del progetto FCHR per incrementare l’efficienza e la sostenibilità di molti processi industriali elevando l’efficienza in termini energetici e gli standard di sicurezza ed aumentando le caratteristiche nutrizionali dei prodotti.

Co-finanziato dall’Unione Europea e coordinato da Wixta Industries, il progetto è partito con latte e succo di mela, racconta Maura Bernardini, una delle project manager che se ne sta occupando, ma si allargherà presto a nettari, puree, e alimenti per l’infanzia, sempre mirando ad un risparmio energetico del 15%, tanto per iniziare.

1) In cosa consiste il vostro progetto? A cosa serve? Chi è coinvolto?

FCHR è un progetto di ricerca presentato nell’ambito del Settimo Programma Quadro della CE, e rispondente al Bando ‘Ricerca a favore delle PMI’. Il progetto ha ottenuto il finanziamento richiesto ed è ufficialmente iniziato il 1 Settembre 2012.

L’obiettivo è realizzare un innovativo processo che integri pastorizzazione ed omogeneizzazione di cibi fluidi (latte, succhi di frutta, ecc.) utilizzando un approccio alternativo a quello termico attualmente in uso, e sfruttando l’effetto meccanico della cavitazione idrodinamica controllata. Facendo innovazione più sostenibile e più energeticamente efficiente, ma mantenendo la qualità dei prodotti trattati inalterata, si vuole migliorare la competitività delle imprese del Food&Beverage.

Nel progetto sono stati coinvolti dei centri di ricerca che realizzeranno il sistema FCHR (Univ. Di Roma Tor Vergata, University College Cork, e Labor Srl), e delle PMI europee che valideranno e potranno sfruttare questa tecnologia a loro vantaggio, una volta completato il progetto (Wixta Industries – Italia, Fenco Spa – Italia, Electricars Ltd – Malta, Epleblomsten AS – Norvegia, Glenilen Farm Ltd – Irlanda).

2) Quali sono le altre tecnologie finora generalmente utilizzate? Perché il vostro progetto è innovativo?

Attualmente il trattamento più utilizzato per il trattamento del latte è quello termico, che consiste nel portare il liquido ad una elevata temperatura (72°C per la pastorizzazione) e mantenendolo in questa condizione per un tempo fissato (tecnica HTST). Alcune tecniche alternative sono state testate per raggiungere temperature minori, che possono inficiare la qualità del prodotto: in particolare, trattamenti ad ultrasuoni, con campi elettrici pulsati, ad alta pressione o con radiazione UV sono stati oggetto di ricerca, risultando però ancora scarsamente efficienti in termini energetici.

L’innovazione di FCHR consiste principalmente nella possibilità, attraverso trattamento meccanico, di ottenere lo stesso grado di pastorizzazione ed omogeneizzazione dei cibi trattati, a temperature ridotte. Vantaggi evidenti saranno il costo ridotto e il risparmio energetico, l’efficienza del processo e la garanzia di un prodotto finale di qualità, che mantenga intatte le proprietà nutrizionali del latte e dei succhi.

3) Cavitazione: di cosa si tratta? Come vi è venuta l’idea?

Il trattamento tramite cavitazione consiste nella generazione di grandi quantità di energia in forma di onde d’urto, dovute alla turbolenza prodotta nel fluido dalle variazioni di pressione. Questa turbolenza crea localmente nel fluido degli abbassamenti di pressione che creano delle micro bolle, di dimensioni che variano dalle centinaia di nanometri al millimetro. Queste micro bolle, implodendo, rilasciano grandi quantità di energia sotto forma appunto di onde d’urto, che costituiscono l’effetto di cavitazione.

La cavitazione è generalmente un fenomeno distruttivo, ed è solitamente evitato nei motori per evitare danni, ma in reattori come FCHR può essere controllata e portare a risultati sorprendenti.

L’azienda coordinatrice del progetto, Wixta Industries, ha già sperimentato l’effetto di questo sistema in altri campi rispetto all’alimentare. In particolare, la tecnologia è stata applicata al trattamento di rifiuti organici in acque di scarto e all’emulsione di diesel/biodiesel con acqua per ottenere un prodotto stabile. Sulla base dei test promettenti in questi campi si è poi pensata la sfida dell’applicazione all’alimentare.

4) Con quale tipo di fluido può essere utilizzato? In che contesti? Realizzate dei test sui prodotti alimentari utilizzati?

L’obiettivo principale del progetto è quello di ricreare le condizioni ottimali per raggiungere un grado di pastorizzazione ed omogeneizzazione pari a quello attualmente raggiunto con le tecniche tradizionali. Il fluido al quale dedicheremo più attenzione nella fase di test con la nuova tecnologia FCHR sarà il latte, per il momento, e il succo di mela, di interesse particolare per i membri del nostro Consorzio.

Per fare questo, il nostro partner ‘University College di Cork’, in Irlanda, si avvarrà dell’aiuto dei due utilizzatori finali della tecnologia per avere latte e succhi grezzi sui quali portare avanti una sessione intensiva di test, dal punto di vista microbiologico – per valutare l’abbattimento della carica batterica – e dal punto di vista nutrizionale e delle qualità chimico/fisiche dei cibi pastorizzati ed omogeneizzati.

Questa fase di test durerà all’incirca 6 mesi per poi passare alle valutazioni anche economiche e commerciali legate al comportamento del sistema e alla possibilità di realizzare un impianto di trattamento di cibi fluidi di circa 9000 l/ora.

5) Quali vantaggi fornisce il vostro metodo dal punto di vista energetico ?

Gli obiettivi quantitativi per il reattore FCHR sono una capacità produttiva di 2.000/3.000 litri all’ora con un reattore, una temperatura del fluido in uscita minore di 60°C, una inattivazione microbica equivalente a quella delle tecniche tradizionali, una efficienza termica di riscaldamento maggiore al 90% e un risparmio energetico per il processo integrato di pastorizzazione ed omogeneizzazione di circa il 15%.

Il trattamento termico attualmente usato, rappresenta di per sé gran parte del consumo energetico in un impianto: la riduzione della temperatura tramite l’uso della cavitazione comporterà un risparmio energetico considerevole, stimato intorno al 15%, al quale va aggiunto il risparmio che deriva dall’aver unificato i due processi di pastorizzazione ed omogeneizzazione, che di solito vengono realizzati indipendentemente.

6) Quali vantaggi fornisce il vostro metodo dal punto di vista nutrizionale e sanitario del prodotto alimentare lavorato?

La riduzione dello shock termico sul cibo riduce anche l’effetto di degradazione dei nutrienti, mantenendo il sapore e la qualità del cibo intatta; in particolare per il latte ci aspettiamo un colore bianco esaltato, una minimizzazione dell’effetto di “sweet curdling” dovuto al rilascio di enzimi ed all’ossidazione, che rendono il sapore del latte dolce, un tempo di vita (shelf-life) più lungo in condizioni normali di refrigerazione.

La tecnologia sarà testata anche su altri prodotti come il nettare, le puree, formule per l’infanzia, ecc. Dal punto vista igienico-sanitario, il sistema prenderà come riferimento la Normativa Macchine per impianti ad uso alimentare, e sarà realizzato totalmente in inox AISI 316. L’obiettivo dei test microbiologici e chimico-fisici sui prodotti trattati è quello di verificare la qualità di questi ultimi, prima di poter procedere alla commercializzazione dell’impianto finale e di immetterlo sul mercato.

7) Ci sono dei vantaggi economici?

Il vantaggio competitivo è sicuramente anche economico. Abbiamo valutato che i costi di investimento per un impianto da circa 9.000 litri/ora per il trattamento di latte o succhi saranno ridotti di circa il 50% rispetto agli attuali costi sostenuti per un impianto tradizionale, proprio perché FCHR realizzerà insieme omogeneizzazione e pastorizzazione.

Una fase fondamentale del progetto sarà dedicata ai test sui cibi e attività specifiche sono previste per caratterizzare quantitativamente il sistema e confrontare la tecnologia con quelle attualmente in uso dal punto di vista energetico, economico, e della qualità finale del cibo trattato.

Le prime beneficiarie del progetto saranno le aziende del Consorzio, ma siamo sicuri che l’immissione sul mercato di FCHR porterà un enorme vantaggio economico per le aziende del Food & Beverage, che si concretizza nel ridotto costo di investimento per un impianto in grado di accorpare due processi, e nella possibilità di ridurre il consumo energetico nel corso del processo stesso.

Pubblicato da Marta Abbà il 28 dicembre 2012