Industria Alimentare.

 

L’utilizzo di gas tecnici alimentari comporta numerosi vantaggi a fronte di piccoli investimenti: la ripetibilità, l’aumento dei tempi di conservazione, il miglioramento delle proprietà organolettiche, la migliore presentabilità e la riduzione degli sprechi portano a notevoli risparmi nei costi di produzione.

Surgelazione criogenica

La surgelazione criogenica è una tecnica alternativa a quella effettuata con i sistemi a frigo meccanici. Di seguito possiamo vedere rapidamente le principali caratteristiche con i vantaggi che possiamo ottenere alla qualità dei prodotti da surgelare mediante la surgelazione criogenica mediante Azoto liquido o CO2 liquida rispetto ai tradizionali metodi meccanici.

  • La surgelazione criogenica : in cosa consiste ? :
    La surgelazione criogenica è il processo di abbassamento della temperatura dell’alimento fino al raggiungimento di – 18 °C al cuore del prodotto. In particolare, questo processo di asportazione del calore, permette il passaggio dallo stato liquido allo stato solido dell’acqua contenuta.
    Più rapida è questa fase, tanto sarà migliore la qualità dell’alimento surgelato, questo perchè la velocità del processo permette di ridurre la formazione di macrocristalli responasabili della rottura delle membrane cellulari e della perdita di liquidi. ( comme avviene per esempio surgelando i prodotti nel congelatore di casa).
    Difatti la principale applicazione della surgelazione criogenica è proprio relativa all’industria alimentare , per questo si parla di criogenia alimentare.
    La surgelazione criogenica sfrutta le caratteristiche dell’azoto liquido e dell’anidride carbonica (CO2) liquida e questo grande potere refrigerante dei due gas riduce notevolmente i tempi di surgelazione rispetto alla tradizionale metodologia meccanica, e permette un miglior mantenimento delle proprietà nutrizionali dei vari alimenti.
    Inoltre, a basse temperature, la proliferazione batterica e tutte le reazioni enzimatiche correlate si bloccano; le proteine più fragili restano integre e la sicurezza alimentare trae notevoli benefici.
  • Surgelazione criogenica o meccanica, differenze :
    La principale differenza tra la surgelazione criogenica o la surgelazione meccanica sta proprio nella velocità con cui avviene il passaggio di stato dell’acqua. Utilizzando liquidi criogenici ( fino a -196°C per l’azoto e -78°C per la CO2) si ha un processo più veloce rispetto alle frigorie meccaniche ( fino a – 48°C ) ottenendo quindi un prodotto con meno macrocristalli e una ridotta perdita di liquidi.
  • Surgelazione criogenica, vantaggi principali:
    » Minor calo in peso : grazie alla velocita di surgelazione la perdita media è di 0,3 % contro il 8-10% dei sistemi tradizionali.
    » Minor consumo di energia elettrica : grazie al fatto che le frigorie necessarie al processo vengono apportate dai gas criogenici, l’unica energia elettrica consumata è quela delle ventole di omogeneizzazione della temperatura all’interno dei tunnel e quela necessaria al nastro di trasporto degli alimenti stessi; pertanto il consumo di energia sarà veramente minimo.
    » Minor spazio richiesto : Grazie alla maggior velocità di surgelazione per le caratteristiche prima esposte, a parità di capacita produttiva, i surgelatori criogenici sono molto più compatti dei meccanici fino a 5 volte in meno di volume occupato.

Confezionamento in atmosfera modificata

COS’È

La tecnologia di confezionamento in atmosfere modificate o protettive (MAP) corrisponde al confezionamento in unità-consumatore di prodotti alimentari in un’atmosfera diversa da quella naturale e costituita da miscele di gas in differenti proporzioni: principalmente ossigeno, azoto e anidride carbonica ma, potenzialmente, anche argon, elio e protossido di azoto, tutti definiti dalla direttiva europea sugli additivi, già recepita anche in Italia, come gas d’imballaggio.

 

A COSA SERVE

Fondamentalmente lo scopo di questa tecnica è quello di prolungare la conservazione della qualità dei prodotti alimentari.
Per allungare la vita di un alimento, evidentemente, è indispensabile riuscire a bloccare o a rallentare quei meccanismi chimici e biologici che determinano il suo deperimento o deterioramento. Tuttavia, anche in quei casi in cui il confezionamento in atmosfera modificata non garantisce una significativa estensione della conservazione, la tecnica può consentire una presentazione migliore. Ad esempio una porzione di carne fresca può apparire di un colore più apprezzato, un prodotto caseario presentarsi meno unto in superficie ed i salumi offrire fette ben staccate le une dalle altre, in questi casi la migliore presentazione dell’alimento può essere la sola finalità ricercata.

 

UN CONFRONTO TRA LA CONSERVAZIONE IN ARIA ED IN ATMOSFERE MODIFICATE PER ALCUNI ALIMENTI
PRODOTTO SHELF-LIFE IN ARIA (giorni) SHELF-LIFE IN ATMOSFERA (giorni)
Pasta fresca non pastorizzata < 15 20-30
Patatine fritte < 15 21
Pizza < 28 36
Hamburger < 14 28-35
Wurstel < 20 > 30
COME FUNZIONA

Per comprendere l’efficacia delle atmosfere modificate è indispensabile considerare che l’alimento interagisce sempre con gli aeriformi che lo circondano.
Le interazioni “prodotto-atmosfera gassosa” possono essere di natura microbiologica o chimico-fisica. Le prime riguardano la possibilità di moltiplicazione dei microrganismi presenti nel prodotto; quelle chimico-fisiche interessano la stabilità e funzionalità di importanti componenti dell’alimento come le proteine, le membrane, i lipidi, i pigmenti, gli enzimi, ecc.
Un appropriato uso dei gas non può prescindere dalla conoscenza della natura e delle caratteristiche del prodotto da confezionare; in particolare per una corretta applicazione della tecnica di confezionamento in atmosfera modificata, è indispensabile conoscere preventivamente:

  • la deperibilità dell’alimento in aria: cioè le principali cause del fenomeno di deterioramento del prodotto (microbiologico, ossidativo, enzimatico, ecc.).
  • la solubilità dell’anidride carbonica nell’alimento alle diverse temperature e le variazioni sensoriali associate alla dissoluzione del gas.
  • il comportamento della microflora nell’atmosfera prescelta (il rischio di proliferazione di microrganismi anaerobi o di una selezione indesiderata della microflora tipica).
  • la permeabilità dei materiali di confezionamento ai gas impiegati, tenendo conto della temperatura di conservazione e della superficie complessiva.
  • l’ermeticità della confezione, cioè l’assenza di microfori e/o di difetti di saldatura.
  • l’efficacia dell’operazione di confezionamento e di sostituzione dell’aria, vale a dire la scelta del tipo di macchina di confezionamento più idoneo e del sistema di erogazione e di miscelazione del gas.
  • la valutazione della reale composizione dell’atmosfera introdotta nonchè del residuo di ossigeno dopo il confezionamento.
ATMOSFERE “TIPO” PER ALCUNI ALIMENTI
PRODOTTO % O2 % N2 % CO2
Pane a cassetta 20-0 80-100
Pizza 70-60 30-40
Pasta fresca 30-0 70-100
Pesci bianchi 30 30 40
Pesci grassi e affumicati 40 60
Salmone 25 15 60
Carni rosse 80-65 0-10 20-25
Carni bianche 0-65 50-10 50-25
Affettati 50-70 50-30
Salsicce 70 30
Formaggi 0-80 100-20
Panna 100
Latte in polvere 100
Caffè in grani e macinato 0-100 100-0
COSA OCCORRE

MATERIALI.
Il Packaging moderno è sempre maggiormente caratterizzato dall’uso di imballaggi flessibili (sacchetti e vaschette semirigide di plastica, contenitori di cartoncino poliaccoppiato, ecc.) dei quali i polimeri plastici rappresentano i principali costituenti. I gas attraversano i film plastici con una velocità diversa da polimero a polimero e ciò giustifica il fatto che si indichino come materiali barriera quei polimeri che hanno una bassa permeabilità ai gas. Il concetto di barriera ai gas non è definito univocamente sebbene i termini alta media e bassa barriera siano comunemente impiegati.
I polimeri che hanno caratteristiche di barriera non sono molti, sono piuttosto costosi e, a volte, non hanno tutte le caratteristiche (di saldabilità, di idoneità alimentare, ecc.) che occorrono ad un imballaggio alimentare. Per questo motivo si ricorre alla realizzazione di strutture multistrato, accoppiando con tecniche diverse (come la laminazione o la coestrusione) differenti materiali.

GAS.
Lo studio della miscela di gas più opportuna per ogni specifica esigenza di prodotto, è il punto di partenza fondamentale per una corretta ed utile applicazione della tecnologia MAP.
SICO, presente da oltre trent’anni nel mercato dei gas tecnici, grazie ad un’ampia esperienza maturata nel settore, in collaborazione con le industrie alimentari, e grazie alla preparazione del suo personale tecnico e scientifico è in grado di fornire soluzioni ad hoc per tutti i casi di applicazione.
Oltre a garantire lo studio della miscela più adatta alle specifiche esigenze del Cliente, SICO fornisce anche servizi e tecnologie impiantistiche di primo livello, con miscelatori per la creazione in loco della miscela desiderata, e sistemi di sorveglianza per un sicuro controllo della composizione e della purezza. La qualità del prodotto è garantita inalterata lungo tutto il tragitto di trasporto grazie alla scelta rigorosa dei materiali e delle soluzioni impiantistiche; il tutto sempre nel rispetto della normativa vigente in materia di sicurezza e igiene.
Un elenco dei gas SICO ad utilizzo alimentare e delle relative purezze è riportati nelle tabelle 1 e 2.

SOLUZIONI IMPIANTISTICHE

Nel caso la fornitura avvenga sotto forma di bombole di gas premiscelati, SICO provvederà alla progettazione e messa in esercizio di appositi impianti di distribuzione centralizzati.
Tali impianti prevedono il convogliamento iniziale del gas ad una prima centrale di decompressione primaria. Da qui, a pressione ridotta, il gas viene trasferito direttamente nel reparto produttivo, dove una regolazione secondaria della pressione è posta a monte del punto di utilizzo.
Nel caso di miscele generate in loco, è necessaria l’installazione in linea di un opportuno miscelatore binario o ternario (a seconda della miscela desiderata).
In tal caso la regolazione della composizione della miscela e delle portate relative dei gas componenti è completamente automatizzata.

Tabella Gas SICO per industria alimentare.
GAS GAS SICO Funzione
An carbonica (CO2) Carbofood E 290 Inibizione della crescita microbica. Rallentamento della maturazione nei vegetali
Azoto (N2) Nitrofood E 941 Diminuzione tenore di ossigeno. Mantenimento della pressione interna alla confezione.
Ossigeno (O2) Oxyfood E 948 Mantenimento del colore rosso delle carni. Rallentamento dello sviluppo di cattivi odori in pesce e verdure.
Argon (Ar) Argofood  E 938 Stesse funzioni dell’Azoto.
Elio (He) Helifood E 939 Stesse funzioni dell’Azoto.
Azoto Protossido (N2O) Azoto protossido E 942 Lavorazioni panna montata
Tabella Miscele gas SICO per industria alimentare.
Miscele alimentari SICO Composizione Tolleranza
ALIGAS 2
20 N2 80% – CO2 20% 0.5%
30 N2 70% – CO2 30% 0.5%
50 N2 50% – CO2 50% 0.5%
ALIGAS 3
66-25 O2 66% – CO2 25% – N2 9% 0.5%

 

 

 

Esempi di utilizzo dei gas nell’industria alimentare.

Beverage

I gas impiegati per l’industria delle bevande

L’industria delle bevande fa ampio uso di gas industriali per migliorare i processi produttivi ed aumentare la qualità dei prodotti. Questi gas, grazie alle loro proprietà chimiche e fisiche, sono fondamentali in diverse fasi della produzione e del confezionamento. Di seguito un piccolo esempio di gas impiegati per varie applicazioni:

CO2 Anidride Carbonica : Gas storicamente impiegato per la produzione di acque minerali e bevande frizzanti, nonché in enologia per la macerazione carbonica oppure come gas criogenico per il raffreddamento e mantenimento della temperatura desiderata dell’uva pigiata per migliorare le caratteristiche qualitative.

N2 Azoto : Gas inerte, quindi non reattivo, impiegato per evitare l’ossidazione dei vari prodotti alimentari, aumentando così la “shelf life” degli stessi prodotti. L’azoto viene impiegato in sostituzione dell’aria per esempio per la polmonazione dei serbatoi contenenti prodotti sensibili all’ossidazione. Un esempio di applicazione si può trovare in tutte le fasi di lavorazione dei vini, soprattutto quelli bianchi.

Ar Argon : cosi come per l’azoto , questo gas serve per inertizzare , ma con una efficienza maggiore grazie alla capacità di ottenere un effetto barriera migliore  grazie al suo elevato peso specifico.

O2 Ossigeno: durante la produzione dei vini, in alcune fasi delle lavorazioni può essere necessario effettuare delle operazioni di micro o macro ossigenazione al fine di migliorare la fermentazione alcolica dei lieviti presenti. Inoltre in tutte le aziende produttrici di vino o bevande in genere, solitamente è presente un depuratore delle acque reflue derivanti dalle lavorazioni che spesso sono di carattere stagionale. Quando queste variazioni di carico inquinante sono molto marcate in caso di necessità l’ossigeno può essere impiegato in supporto o in sostituzione di altri sistemi di ossigenazione tradizionali ad aria. Per approfondire consulta la nostra “brochure” SICODEP™ dedicata alle applicazioni dell’ossigeno in questo campo.