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Energia: da ENEA soluzioni per ridurre consumi dell’industria dei succhi di frutta
La tecnologia a campi elettrici pulsati PEF abbatte del 20% i consumi elettrici e del 60% quelli termici
L’industria dei succhi di frutta potrebbe abbattere del 20% i consumi elettrici e del 60% quelli termici, se adottasse l’innovativa tecnologia a campi elettrici pulsati PEF[1] con recupero di calore dalla pastorizzazione. È quanto emerge da una ricerca[2] condotta da ENEA, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Salerno, e pubblicata sulla rivista Food.
Lo studio ha analizzato vari livelli di efficienza nel recupero del calore e tre diverse temperature di preriscaldamento del succo di frutta (35 °C, 45 °C e 55 °C) prima del trattamento PEF, utilizzando come caso studio un impianto industriale di medie dimensioni che tratta 16,5 milioni di litri di succo d’arancia all’anno. L’obiettivo era valutare i consumi energetici, la sostenibilità economica e l’impatto ambientale rispetto alla pastorizzazione tradizionale HTST (High Temperature Short Time), caratterizzata da alta temperatura e breve durata.
“L’adozione di tecnologie più efficienti e sostenibili è fondamentale per ridurre consumi energetici e dipendenza dal gas dell’industria alimentare”, spiega Giovanni Landi, ricercatore del Laboratorio ENEA Soluzioni integrate per l’efficienza energetica e coautore dello studio insieme ai colleghi Miriam Benedetti e Matteo Sforzini e ai ricercatori Gianpiero Pataro ed Elham Eslami dell’Università di Salerno. “Le tecnologie non termiche, come i campi elettrici pulsati – aggiunge – possono rappresentare un’interessante alternativa o una possibile integrazione ai metodi termici tradizionali per la conservazione degli alimenti liquidi. La configurazione più efficiente, sia dal punto di vista energetico che ambientale[3], prevede il recupero del 35% del calore di scarto dal succo pastorizzato, che viene utilizzato per preriscaldare a 55 °C nuovo succo fresco”.
Nel trattamento PEF, il succo di frutta viene esposto a impulsi elettrici di brevissima durata ed elevata intensità che danneggiano le membrane cellulari di lieviti e batteri patogeni, riducendo in modo significativo la carica microbica. Inoltre, la tecnologia PEF, che può essere facilmente integrata alle linee produttive esistenti, preserva la qualità del prodotto, mantenendo valore nutrizionale, sapore e colore fino a tre settimane.
Dallo studio ENEA-Università di Salerno emerge che il principale ostacolo all’adozione della tecnologia PEF nel settore delle bevande è l’elevato investimento iniziale: circa 680 mila euro contro i 200 mila euro necessari per la tecnologia attualmente più utilizzata.
“L’adozione industriale del processo PEF, soprattutto se combinato a un riscaldamento moderato, rappresenta un sistema chiave per il risparmio energetico, in alternativa ai metodi termici ad alto consumo di energia. Abbiamo stimato che il costo unitario di pastorizzazione con il trattamento PEF si attesta a 3,5 centesimi al litro, rispetto ai 4,2 centesimi al litro del processo termico tradizionale”, conclude Landi.
L’industria alimentare e delle bevande sostiene elevati costi operativi dovuti all’utilizzo di processi termici energivori, quali pastorizzazione, sterilizzazione, essiccazione e cottura, che rappresentano tra il 20% e il 50% dei consumi del comparto, con emissioni di CO₂ e impronta idrica pari rispettivamente al 3,6% e 4,4% del totale mondiale.
Attualmente l’adozione della tecnologia PEF nella trasformazione alimentare deve affrontare normative e standard differenti in materia di sicurezza alimentare e valutazione del rischio[4]. Oltre agli aspetti regolatori, anche i requisiti di etichettatura influenzano l’adozione del PEF: infatti, nei principali mercati come UE e Stati Uniti, non esistono obblighi specifici di etichettatura per gli alimenti trattati con questa tecnologia.
A cura di: Stefania Marconi () - Ufficio stampa e relazione con i media
Note
[2] Questa ricerca è stata finanziata dall’ENEA nell’ambito del Programma di Ricerca di Sistema Elettrico (Piano Triennale di Realizzazione 2022–2024), Progetto 1.6 “Efficienza energetica di prodotti e processi industriali”, Work Package 2 “Studi e soluzioni per l’efficienza e l’ottimizzazione dei processi, dei distretti e delle filiere industriali”, finanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica. L’Università di Salerno è co-beneficiaria di una specifica attività di ricerca nell’ambito del WP2.
[3] Riduzione delle emissioni di gas serra di circa il 30% e del consumo idrico del 25%, rispetto al trattamento termico convenzionale HTST per la pastorizzazione del succo d’arancia. Quest’ultimo processo opera a 90 °C per 15 secondi e include uno stadio di recupero del calore come strategia di risparmio energetico.
[4] Nell’Unione Europea, le tecnologie alimentari innovative sono disciplinate dal Regolamento (UE) 2015/2283 sui novel food, sotto la supervisione dell’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) e della Commissione Europea. Gli alimenti trattati con PEF, ad esempio, possono essere considerati “nuovi alimenti” se il processo modifica in modo significativo la struttura o la composizione del prodotto. In questi casi è richiesta un’autorizzazione preventiva alla commercializzazione, con una valutazione approfondita di sicurezza, valore nutrizionale e percezione da parte dei consumatori.