Nuove applicazioni di
riscaldamento a microonde
In Italia le prime regole
per
la posta elettronica certificata
Nuove applicazioni di
riscaldamento a microonde
Un progetto di ricerca incentrato su tecniche innovative di controllo basate
sulla
termografia all'infrarosso
L’importanza dell'alimentazione sulla salute, così come
i cambiamenti socio-economici, quali la verticalizzazione dei pasti, la destrutturazione
della famiglia, la ridotta durata della pausa pranzo e l'incidenza del lavoro
femminile, hanno avuto conseguenze immediate sui modelli di consumo e quindi
sulla tipologia di domanda dei prodotti alimentari. Nuovi prodotti a base di
vegetali abbinano un antico simbolismo e una genuinità ben maggiore di
quella fornita dai cibi pronti dei fast-food, in aggiunta a una variabilità di
prodotti e di formulazioni potenziali, che li rendono pienamente rispondenti
alla domanda di prodotti più sicuri e naturali e a maggior contenuto di
servizi (convenience food). La diffusione di alimenti ready to eat (cibi precotti,
da cuocere al microonde, monodose) connota fortemente le civiltà industriali,
e rende indispensabili i requisiti della sicurezza e della qualità dei
cibi, insieme al mangiar bene. In tale contesto, il Dipartimento di Ingegneria
Meccanica dell'Università di Salerno, il DiSTAAM dell'Università del
Molise, congiuntamente ad aziende leader nel settore delle industrie alimentari,
quali CTI Foodtech srl e Goglio Spa, hanno elaborato un progetto di ricerca per
applicare il riscaldamento a microonde in diversi processi alimentari (blanching,
essiccazione, sterilizzazione, pastorizzazione, cottura), in modo da garantire
alti livelli igienico-sanitari, minimizzando le alterazioni del prodotto di base.
Infatti, tale "mild technology", benché scarsamente applicata,
presenta il vantaggio di garantire "energy" e "space saving" e,
soprattutto, offre interessanti prospettive in termini di qualità nutrizionale
dell'alimento trattato laddove si riesca ad effettuare un accurato controllo
della distribuzione delle temperature all'interno degli alimenti. Infatti, l'applicazione
su larga scala del riscaldamento a microonde è essenzialmente frenata
dalla non omogenea distribuzione della temperatura all'interno degli alimenti
e dalle difficoltà di "scale up" degli impianti. Pertanto, volendo
applicare il riscaldamento a microonde nei trattamenti termici degli alimenti,
sostituendo sistemi più tradizionali, si sta indagando sulla possibilità di
migliorare l'uniformità del riscaldamento. A tal fine si stanno studiando
le condizioni operative degli specifici processi considerati, volte a determinare
la appropriata "skin depth" elettromagnetica; la conoscenza di quest'ultimo
parametro è essenziale per determinare gli spessori di assorbimento della
radiazione emessa dal magnetron e, di conseguenza, per "ritagliare" le
geometrie che si possono efficacemente trattare. Modelli analitici e numerici
consentono, parallelamente, di poter prevedere i profili di temperatura nell'ambito
dei campioni in prova. Ancora allo scopo di migliorare l'uniformità del
riscaldamento, è in studio un sistema innovativo di controllo di temperatura,
basato essenzialmente sull'uso della termografia ad infrarossi, tecnica non invasiva,
le cui peculiarità ben si sposano con le difficoltà di usare sonde
di temperatura metalliche in una cavità soggetta alle microonde. In particolare,
il lavoro intrapreso intende sviluppare e ottimizzare un sistema per il controllo
della potenza rilasciata dal/dai magnetron nel rispetto delle curve temperatura/tempo
richieste dal particolare processo considerato. La modulazione dell'energia avverrà in
seguito alla lettura in tempo reale di mappe di temperatura bidimensionali relative
al campione in prova e non ad esso correlate in via indiretta, come tipicamente
accade (ad esempio misurando temperature dell'aria in uscita dalla cavità elettromagnetica
o, comunque, in numero limitato di punti grazie alle fibre ottiche). Il controllo
della temperatura sarà effettuato mediante tecniche retroattive PID e "shadowing" (essenzialmente
consistenti nella schermatura delle parti più calde, "hot spot",
e quindi atte a favorire il riscaldamento di quelle più fredde), col duplice
obiettivo di controllare la coerenza delle curve tempo/temperatura e la uniformità delle
temperature nell'alimento e con la conseguente riduzione dei consumi energetici.
Successivamente, l'attività prevede l'analisi dell'efficacia dei suddetti
controlli sui trattamenti termici in termini di sicurezza e la scelta dei parametri
di processo più adatti a garantire la qualità dei prodotti alimentari
trattati. Con tale sistema si potranno dunque definire le corrette procedure
operative dei trattamenti termici con microonde per i diversi alimenti. All'interno
del progetto la "CTI Foodtech srl", gruppo con sede a Salerno, che
dal 1986 opera nel settore dell'industria conserviera composto da tre partecipate
di cui una ha sede in Spagna, leader nella realizzazione di impianti per la lavorazione
di pesche, albicocche, pere, mele, carciofi, andrà ad implementare il
prototipo industriale per test su prodotti finiti e pronti al consumo. Gli addetti
CTI Foodtech procederanno all'assemblaggio del prototipo e il responsabile dell'area
progettazione/management collaborerà anche con i laboratori universitari
nella fase iniziale di implementazione dei test su scala pilota. L'attività prevede
la definizione di:
- progetto di un impianto pilota di riscaldamento a microonde;
- geometria della camera con microonde, comprendente sistemi di trasporto e di
entrata/uscita dei prodotti;
- caratteristiche, numero e disposizione dei magnetron;
- dispositivi per favorire la omogenea distribuzione delle microonde, quali guide
d'onda, "mode stirrer", schermi;
- sistemi di controllo della temperatura.
Partendo dalla valutazione dell'effetto dei vari trattamenti a microonde sulla
sicurezza di vari alimenti semplici e di formulazione complessa, saranno valutati
gli effetti delle microonde sulla qualità nutrizionale e sensoriale degli
alimenti, sulla stabilità degli stessi nel tempo (shelf-life) e delle
interazioni con i materiali di confezionamento, anche in previsione di un utilizzo
diretto degli stessi in cuocitori a microonde prima del consumo. Una maggiore
conoscenza dell'interazione microonde-alimenti comporterà anche un miglioramento
dei materiali di confezionamento degli stessi, risparmio energetico e riduzione
dell'impatto ambientale nelle trasformazioni alimentari. In relazione al packaging,
saranno studiate soluzioni innovative, anche mediante la progettazione/realizzazione
di composti in grado di preservare i requisiti di freschezza dei prodotti. Per
questa fase ci si avvarrà, in particolare, della collaborazione della
Goglio Spa, azienda multinazionale leader nel settore del packaging alimentare.
*DIMEC, Università di Salerno
**DISTAAM, Università del Molise
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